铀溶液多体系统核临界安全实验不确定度分析与基准化

为研究铀溶液多体系统的核临界安全特性,中国原子能科学研究院利用铀溶液核临界安全实验装置开展了两个系列的双平板式多体系统核临界安全实验,并完成了所有实验数据的不确定度分析和基准化。铀溶液多体系统由正对的两个相同尺寸的平板容器组成,平板容器之间的距离和隔离体能够改变,开展了距离效应和屏蔽效应共24个临界实验。根据国际核临界安全基准实验手册(ICSBEP)提出的不确定度分析方法进行了实验的不确定度分析,最大的总不确定度为200 pcm。建立了全部实验的详细基准模型,对两套蒙特卡罗软件与核截面数据库的组合计算特定系统k_(eff)的适用性进行了评价。两套组合的计算值与基准值的最大计算偏差分别为309.0 pcm和252.0 pcm,确认这两套组合均可用于相关系统的临界安全设计或安全分析。

兆瓦级高效紧凑型核动力系统运行特性研究

为研究兆瓦级高效紧凑型核动力系统的运行特性,使用自主开发的热管堆瞬态分析程序TAPIRS(Transient Analysis code for heat Pipe and AMTEC power conversion space Reactor power System)和超临界二氧化碳布雷顿循环的瞬态分析程序SCTRAN/CO_(2)(Super Critical reactors Transient Analysis code/Carbon Dioxide)的耦合程序对其反应性、负荷、冷却水温度和流量等扰动进行了开环动态响应分析,并据此进行了控制系统设计。在此基础上,对线性变负荷、阶梯式变负荷以及甩负荷这三种变负荷运行工况进行了计算分析。结果表明:该核动力系统的转速对扰动的变化较为敏感,需要加以控制;低负荷下旁通会使压缩机流量上升,需对压缩机流量加以控制;系统在控制方案下能以6%FP(Full Power)·min^(−1)的速度实现0%~100%的负荷变动,且可以在任意负荷水平下运行;甩负荷下系统的波动时间变长,但是仍可达到新的稳态进行工作,且各参数处于安全范围内。本研究可为新型核动力系统的概念设计提供参考。

面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法

以往的异构多核嵌入式系统实时调度方法由于仅设置了系统实时调度模型的单项参数,导致系统调度时间过长。本文设计了面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法。面向任务协同构建嵌入式系统实时调度模型,计算系统任务节点的传输情况,构建系统实时调度的数学模型,对构建的实时调度模型中的任务数据信息进行汇集,并进行自适应分析处理,以此为基础,设置实时调度模型的时间均衡控制参数和安全性系数,从而实现嵌入式系统的实时调度。通过上述设计,完成对异构多核嵌入式系统实时调度方法的设计。在仿真实验中,与以往的异构多核嵌入式系统实时调度方法相比,本文设计的面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法的调度时间最长仅为5 s,调度时间更短。

非视距环境下核密度估计的全球卫星导航系统鲁棒定位方法

非视距(NLOS)传输会引起全球卫星导航系统(GNSS)接收机的伪距测量误差,最终导致定位解出现较大误差,这一问题在城市峡谷等复杂环境下尤为突出。针对该问题,该文提出核密度估计的鲁棒定位方法,其核心思想是在定位解算中引入鲁棒估计来缓解NLOS的影响。考虑到NLOS引起的伪距观测误差偏离高斯分布,所提方法首先利用核密度估计(KDE)方法估计伪距观测误差的概率密度函数,并利用该概率密度函数来构造鲁棒代价函数用于导航解算,从而缓解NLOS引起的定位误差。实验结果表明所提方法在卫星存在NLOS传输时能够较好地减小GNSS的定位误差。

中子相互作用对多体系统核临界安全的影响与评估方法研究

中子相互作用,即中子在两个或两个以上裂变系统之间的交换,使多体系统的核临界安全问题变得非常复杂。针对核燃料循环领域不断涌现的多体具体场景,提出了一种保守、便捷、适用性较好的评估多体系统核临界安全(反应性变化)的方法。基于立体角法建立了距离因素与反应性变化之间的定量关系;通过反照率来评估单体之间、单体与屏蔽体之间的中子散射贡献;通过容器壁效应函数考虑容器壁材料与厚度的影响。利用中国原子能科学研究院的临界装置,通过临界实验对本方法进行了验证。本方法在评估距离效应实验时,与实验结果最大偏差不超过0.12Δk/k,评估屏蔽效应实验时,与实验结果最大偏差不超过0.035Δk/k,对比结果能够证明本方法的可行性与安全性。

牡蛎疱疹病毒结构蛋白真核表达系统构建及多聚化特性

牡蛎疱疹病毒(OsHV-1)在全球范围内导致牡蛎、扇贝与蚶类的大规模死亡,成为双壳贝类养殖产业的重要威胁。为了解OsHV-1的结构与致病机制。本研究利用人胚胎肾细胞(HEK293t),构建OsHV-1主要核衣壳蛋白(ORF104和ORF33)的真核表达系统,并对ORF104和ORF33潜在相互作用进行分析。实验首先通过特异性PCR扩增技术得到orf 104和orf 33的基因序列,根据其编码蛋白的理化性质、跨膜区与三维结构等生物信息学分析结果,选择pCDNA3.1(+)构建两种基因的重组表达质粒。重组质粒经大肠杆菌扩增、提取后,利用转染试剂Lipo8000™将pCDNA3.1(+)-orf 104与pCDNA3.1(+)-orf 33分别单独或共转染至HEK293t。然后,将转染后的细胞培养18 h后裂解收集蛋白。最后利用蛋白免疫印迹(Western blot,WB)与负染电镜检测两种目的蛋白的表达情况。结果显示,实验成功构建了OsHV-1衣壳蛋白ORF104和ORF33的重组表达质粒载体,通过真核细胞表达得到大小约为135与35 ku的目的蛋白。研究表明,表达质粒可在真核表达系统中实现蛋白单独转染与共转染,共转染蛋白间可能存在相互作用的趋势并形成多聚体,其中,ORF33自身即可形成分子质量不同的多聚体。本研究首次利用真核表达系统开展OsHV-1关键结构蛋白的表达,为进一步开展该病毒结构蛋白功能与互作,以及病毒入侵机制研究奠定基础。

核热推进系统分析程序模型与计算方法初步研究

核热推进(NTP)系统具有高比冲、大推力和工作时间长等特点,在深空探测和轨道机动等方面具有明显的优势。系统性能分析是NTP系统研发与设计的重要内容。结合对国际历史上已开发程序的分析以及现阶段的研发需求,将系统性能分析划分为稳态设计点性能分析与优化、稳态非设计点性能分析以及瞬态性能分析3个主要环节。在清华大学核能与新能源技术研究院自主开发的核动力发动机系统分析程序PANES基础上,提出了基于“流网-热网”的系统分析程序框架,并建立了反应堆中子动力学与涡轮泵动态特性等数学模型,提出了对应的计算分析方法,拓展了原程序的功能。该工作为NTP系统设计方法的进一步研究和应用提供了重要基础。

面向核事故应急处置的遥操作系统设计与实验研究

针对核事故现场的物理屏蔽严重、应急处置作业条件复杂、作业对象不明确等特点,研究并设计了一款基于动态自组网的机器人遥操作系统。在自组织网络实时Mesh保持良好通讯的情况下,利用叠加在真实回传视频中的虚拟模型,提出一种基于空间梯度的人工势场力觉引导算法。操作者可通过观察视觉交互系统中模型的变化和感受施加在自研主手的引导力,提高时延条件下的操作效率和临场感。实验表明,核辐射条件下遥操作系统130 m的通讯时延在30 ms以下,可满足视频传输的带宽要求。力觉引导下的物体避障抓取实验验证了算法的可行性和遥操作系统的工程实用性。因此,本文设计的基于动态自组网的机器人遥操作系统,可使操作者以更加直观自然的方式参与到遥操作系统中,有效提高操作员完成复杂遥操作任务的安全性和操作性能。

面向多核CPU与GPU平台的图处理系统关键技术综述

图计算作为分析与挖掘关联关系的一种关键技术,已在智慧医疗、社交网络分析、金融反欺诈、地图道路规划、计算科学等领域广泛应用.当前,通用CPU与GPU架构的并行结构、访存结构、互连结构及同步机制的不断发展,使得多核CPU与GPU成为图处理加速的常用平台.但由于图处理具有处理数据规模大、数据依赖复杂、访存计算比高等特性,加之现实应用场景下的图数据分布不规则且图中的顶点与边呈现动态变化,给图处理的性能提升和高可扩展性带来严峻挑战.为应对上述挑战,大量基于多核CPU与GPU平台的图处理系统被提出,并在该领域取得显著成果.为了让读者了解多核CPU与GPU平台上图处理优化相关技术的演化,首先剖析了图数据、图算法、图应用特性,并阐明图处理所面临的挑战.然后分类梳理了当前已有的基于多核CPU与GPU平台的图处理系统,并从加速图处理设计的角度,详细、系统地总结了关键优化技术,包括图数据预处理、访存优化、计算加速和数据通信优化等.最后对已有先进图处理系统的性能、可扩展性等进行分析,并从不同角度对图处理未来发展趋势进行展望,希望对从事图处理系统研究的学者有一定的启发.

一种空间多核操作系统容错调度算法

目前计算机系统逐步采用多核处理器来提升性能,空间操作系统如何管理多核资源是发挥处理器性能的关键。在航天等安全关键领域中,采用固定点任务与定期任务混合调度,在保证可靠性的前提下提高效率。现有针对混合任务模型的多核调度算法仅考虑任务分配问题,没有考虑到系统中某一核心出现故障时如何进行容错。FT-RTA算法是一种空间多核操作系统容错调度算法,当一个核心上出现瞬时故障,将故障核心上在故障时间段内的所有任务迁移至正常核心上执行,使计算机系统不会感知到此次核心故障,成功屏蔽故障。经过实际应用中的典型参数验证,算法可以成功屏蔽核心故障,进行系统无感知的容错。

多核支持向量机预测电网系统可靠性

为了改善电网系统可靠性预测性能,构建多个目标函数并采用多核支持向量机算法对配电网进行可靠性预测;从电网样本特征中筛选供电可用率、户均停电时间、户均停电次数3个关键指标,建立可靠性评价目标函数,且采用多核支持向量机训练可靠性指标特征;将高斯核函数、多项式核函数和Sigmoid核函数进行多核组合,采用多核支持向量机求解不同目标函数,获得电网系统可靠性预测结果,进而确定更佳的可靠性预测核函数组合。结果表明,合理选择核函数组合和电网可靠性指标,多核支持向量机对供电可用率、户均停电时间和户均停电次数指标预测准确率较高,且稳定性好,高斯核函数-Sigmoid核函数组合的可靠性预测准确性最佳,高斯核函数-多项式核函数-Sigmoid核函数组合的预测稳定性最好。

摩腹法结合揿针对焦虑性失眠大鼠下丘脑睡眠内稳态系统腹外侧视前核的影响

【目的】观察摩腹法结合揿针对焦虑性失眠大鼠睡眠内稳态系统的影响。【方法】将40只大鼠随机分为正常组、模型组、摩腹组、揿针组和摩腹加揿针组,每组8只。除正常组,其余各组大鼠采用多因素复合刺激法复制焦虑性失眠模型。相应干预后,Morris水迷宫实验检测大鼠学习记忆水平,旷场实验检测焦虑应激程度,苏木素-伊红(HE)染色观察下丘脑腹外侧视前核(VLPO)神经元病理变化,免疫组织化学法、实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)法、Western Blot法检测VLPO脑区N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体亚基NR1、NR2B和钙调蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)的蛋白及mRNA表达。【结果】与正常组比较,模型组大鼠日间焦虑症状加重,睡眠潜伏期延长、持续时间缩短(P<0.01),水迷宫定向航行实验平均游泳总路程和平均逃避潜伏期增加(P<0.01),空间探索实验穿越隐藏平台的次数和目标象限滞留时间减少(P<0.01),旷场实验运动距离、中央格跨越格数与中央格滞留时间均显著减少(P<0.01),修饰频次与直立次数无统计学差异(P>0.05),VLPO脑区神经元出现病理损伤,NR1、CaMKⅡ蛋白及mRNA表达水平降低(P<0.01),NR2B蛋白及mRNA表达水平升高(P<0.01);与模型组比较,摩腹组、揿针组和摩腹加揿针组大鼠水迷宫实验学习记忆水平与旷场实验焦虑应激程度得到明显恢复(P<0.05或P<0.01),VLPO脑区神经元损伤改善,NR1、CaMKⅡ蛋白及mRNA表达水平升高(P<0.05或P<0.01),NR2B蛋白及mRNA表达水平降低(P<0.05或P<0.01);摩腹加揿针组上述各指标改善效果均优于摩腹组或揿针组(P<0.05或P<0.01)。【结论】摩腹法结合揿针可对焦虑性失眠大鼠起到促眠和抗焦虑的疗效,其相关机制可能与调控VLPO脑区NR1/NR2B之间的动态平衡及上调CaMKⅡ表达水平,改善VLPO脑区神经元功能,进而恢复下丘脑睡眠内稳态系统调节作用有关。

舰船综合电力系统继电保护定值校核方法

针对舰船综合电力系统,提出基于大数据的继电保护定值校核方法。首先,针对舰船综合电力系统产生的海量动态数据,利用SOM聚类算法挖掘电力系统的运行数据。然后,采用基于部分失真的SOM聚类算法提高聚类效率,在计算连接权向量后,判断当前最小欧氏距离与该向量的欧氏距离大小,再决定是否继续聚类;最后,依据电力系统运行数据,采用基于Ward等值的故障计算方法获取故障计算结果,参考定值校核规则,完成继电保护定值校核。实验表明,该方法通过SOM聚类处理,能够准确分类出船舶综合电力系统电流以及电压数据,且能够准确获取继电保护线路的定值校核结果,可以为提高舰船综合电力系统安全性提供支持。

多核异构系统中复杂实时任务的低功耗调度方法

为保证多核异构系统中的复杂实时任务能及时完成,调度方法常常会以最小化任务执行时间为目标函数,在满足实时性要求后仍进一步压缩执行时间,这可能会增加系统的整体运行功耗。基于多种群遗传算法,提出一种适用于多核异构系统的复杂任务调度方法。该方法能够保证任务在规定期限内完成,同时尽可能降低系统功耗。通过搭建包含不同架构和运算频率的多核CPU系统,基于梯形图抽象出复杂任务模型,并使用该调度方法进行任务部署从而完成有效性验证。通过进一步的仿真实验,对该方法在不同规模图任务下进行对比试验,进一步验证其优越性。

嵌入式多核系统中的实时混合任务调度算法

针对由周期任务和零星任务形成的实时混合任务集进行合理调度问题,文中提出了一种基于零松弛度边界公平(Boundary Fair until Zero Laxity,BFZL)的实时混合任务算法。该算法在改进边界公平(Improved Boundary Fair,I-BF)实时混合任务算法基础上,通过引入最小松弛度优先(Least Laxity First,LLF)算法中的松弛度参数来改进判定任务的优先级,并提出基于松弛度与启发式策略相结合的启发式算法改进任务的分配策略。实验结果表明,BFZL算法能够满足系统实时性,并达到了算法优化目的。通过数据对比分析可知,该算法相比于原始算法,零星任务的平均响应时间降低了约26%,上下文切换减少了约28%,迁移减少了约50%。该算法在调度开销方面也具有一定优势。

韩辉运用肝豆补肾汤辨治男性肝豆状核变性合并生殖系统损害经验

总结韩辉主任医师运用肝豆补肾汤辨治男性肝豆状核变性合并生殖系统损害经验。韩辉主任认为,肾气亏损、铜浊毒邪是男性肝豆状核变性合并生殖系统损害发病的关键病机,二者又互为因果,相互影响。先天禀赋不足,肾精素亏,导致铜毒内聚,痰瘀互结;同时,铜浊毒邪蓄积于肾则肾愈虚。治疗上宜补肾化痰,祛瘀通络,标本兼治,拟肝豆补肾汤,收效显著。

基于核回归区间模型的电液位置伺服系统故障检测

针对电液位置伺服系统在运行过程中存在非线性、干扰性、复杂性以及参数不确定性等问题,提出了基于核回归区间模型的电液位置伺服系统故障检测方法。该方法利用反映系统诸多不确定性的无故障可测输入-输出数据,建立能控制核回归模型精度、又能平衡该模型结构复杂性的区间模型,用于判断电液位置伺服系统的实际输出是否越过系统健康运行时的区间输出,进而实现故障检测。该方法由于考虑了基于区间的动态阈值对故障进行检测,消除了传统的固定阈值易引起故障误报现象,所以具有一定的自适应性能力。实验论证了所提出的故障检测方法,可用于电液位置伺服系统故障的实时检测。

核测量系统关键电路故障诊断与预测方法研究

探讨了一种可实现核测量系统关键电路故障诊断与预测的方法。以核测量系统放大电路为研究对象,采用PSPICE对电路进行建模,通过小波包变换从电路脉冲响应信号中提取出代表电路状态的故障特征信息,将故障特征信息输入BP神经网络模型开展故障诊断研究,同时,基于相关向量机模型(RVM)开展故障预测研究。研究结果表明:该故障诊断模型对不同故障模式的识别准确率高达99%,且基于量子粒子群滤波算法(QPSO)的RVM模型能够实现电路故障指标发展趋势的准确预测。本项研究可为核测量系统关键电路的维护、保障提供更充实的理论支撑。

某核电站核废物厂房通风系统设计特性与模拟研究

核废物厂房具有工艺房间种类多、辐射分区齐全、建筑体量大的特点,其通风系统功能多样、设计复杂、系统庞大。本文介绍了核废物厂房包含的各通风子系统,针对冷负荷强度较高的电气设备间进行了温度场和速度场模拟,提出了风口布置需注意的事项;研究了狭窄工艺隔间的流速场,验证了气流组织的合理性。给出了通风系统设计的优化方向,为后续工程设计提供参考。

核电厂反应堆冷却剂系统抗震阻尼比研究

基于2023年国内新建核电厂安全审评中核安全监管部门对抗震物项阻尼比取值提出关注的背景。介绍核电工程中抗震分析阻尼比取值依据,指出标准与工程实践之间存在的差异,以及由此产生的困惑;阐述阻尼比在动态分析中的作用原理;对比核电领域不同标准与导则文件对于机械设备阻尼比的要求,指出当前标准的相关要求对于由多种部件组成的组合设备或系统过于保守;重点对压水堆核电厂反应堆冷却剂系统与设备阻尼比进行研究,给出国内外核电工程实践中该系统与设备的阻尼比取值依据,并针对核电工程实践中组合设备或系统阻尼比取值依据不足的问题提出建议。