无铅/少铅核辐射防护材料X射线铅当量测量研究

新型无铅/少铅核辐射防护材料被越来越多地应用于军事领域,用于保障军队人员的安全和身体健康。基于目前军用核辐射防护服屏蔽性能无法准确测量以及溯源问题,为满足国际上主流军用核辐射防护服辐射性能评价需求,建立了用于防护服铅当量测量装置,通过蒙特卡罗模拟和实验测量相结合方式建立了有效能量在130 keV条件下铅当量测量参考辐射质。采用窄束测量条件完成标准铅片的屏蔽性能测量,并对部分厂家生产的军用核辐射防护服材料进行了屏蔽效率与铅当量测试,铅当量测量结果的相对扩展不确定度为4.2%(k=2),为后续更多的军用核辐射防护材料的出厂前性能测试提供测量参考。

结合气象监测与地基云图的地表太阳辐射预测

高精度的太阳辐照度预测是光伏输出功率预测的基础,而云的遮挡是导致太阳辐射波动的主要原因。针对现有技术由于对云图时变特征获取能力不足,导致在复杂天气条件下预测精度显著下降的问题,提出了利用3D卷积神经网络同时提取单张云图图像特征和云图序列时变特征,建立云图图像特征与云对地表太阳辐射衰减之间的关联,实现太阳辐射高精度预测的方法。实验验证结果表明,较现有方法,所提出的方法在复杂天气条件下的未来5 min功率预测精度提高8%以上,具有很高的推广应用价值。

贵州草海光合有效辐射衰减特征及影响因素研究

水下光环境对湖泊生态系统具有重要影响,是限制沉水植物生长、发育的重要因素,研究光合有效辐射衰减特征对湖泊沉水植物恢复具有重要指导意义。于2022年3~8月对草海水下光合有效辐射(PAR)时空分布进行调查,研究了光合有效辐射衰减系数(K d(PAR))与总悬浮物(TSS)、无机悬浮物(ISS)、有机悬浮物(OSS)、叶绿素a(Chl.a)和有色可溶性有机物(CDOM)等光衰减物质的关系,以及真光层深层(Z_(eu))的时空分布特征。结果表明:草海春夏季K_(d)(PAR)平均值为(2.90±1.12)m^(-1),Z_(eu)平均值为(1.84±0.69)m;光衰减因子TSS、ISS、OSS、Chl.a浓度和CDOM(380)吸收系数分别为(20.11±4.76)mg/L、(8.68±4.91)mg/L、(11.66±12.43)mg/L、(21.88±8.49)mg/m^(3)和(3.11±0.68)m^(-1);草海K_(d)(PAR)北部水域高于南部;草海水体K_(d)(PAR)与TSS(P<0.01)、ISS(P<0.01)和浊度(P<0.001)相关性显著,与Chl.a相关性不显著;春季影响草海K_(d)(PAR)的主导因子是ISS,夏季影响草海K_(d)(PAR)的因子是由ISS和CDOM共同主导,以春夏季整体来看,影响草海K_(d)(PAR)的因子是由ISS和Chl.a共同主导,这主要是由于草海水生植被衰退后风浪等导致沉积物再悬浮的缘故,且CDOM和Chl.a浓度的增加也是影响K_(d)(PAR)的关键因子;草海Z_(eu)平均值大于水深平均值,说明草海水体总体光环境有利于沉水植物生长发育,但是草海水体悬浮物质含量较高,其遮蔽可能导致沉水植物生长发育受阻,这也许是草海降低水位后沉水植物恢复不理想的一个重要原因。

FY-3D MERSI-Ⅱ反射太阳波段长期响应衰减估计及订正方法

遥感仪器的长期辐射响应衰减估计与订正是提高卫星遥感数据稳定性和准确性的关键。利用MERSI-Ⅱ在沙漠和DCC稳定目标上空的长时间观测数据,建立仪器辐射响应与时间的函数关系模型,并通过逆方差加权平均方法融合两种稳定目标的结果,获取仪器辐射响应退化量和辐射定标系数的序列估计。辐射响应衰减跟踪监测结果表明,MERSI-Ⅱ自在轨开始业务运行到2022年9月,波长小于500 nm的3个蓝光波段(通道1,通道8—9)和波长大于1000 nm的4个近红外-短波红外波段(通道5—7,通道19)存在明显衰减,年衰减率为1.47%~4.32%。L1级产品精度检验也发现,7个明显衰减通道的业务定标偏差均超过±5%,其中通道5和8偏差最大,约为-20%。应用本研究获取的辐射定标系数序列后,L1产品辐射定标精度随时间变化平稳,定标偏差维持在±3%以内,同时L2级产品精度也明显提升,表明了该研究建立的辐射衰减估计与订正方法的有效性。

舰船舱室的早期伽马辐射屏蔽特性

利用蒙特卡罗方法对早期核辐射场景下的舰船舱室屏蔽特性进行研究。使用早期伽马辐射作为辐射源,测定了舰船主体常用的HSLA-80、5456Al及FDCL-3B三种材料的质量衰减系数,并根据舰船的几何结构建立了模拟舱室模型,采用高斯展宽方法对探测器的能谱拟合处理,得到了伽马辐射下舱室内部NaI探测器的吸收能谱,并与文献中的实验结果进行了对比,验证了计算模型和计算结果的可靠性。在此基础上,以伽马防护系数为评价指标,考虑放射性同位素(单能点源)和早期伽马辐射(具有能量分布的面源)两种场景,计算分析了模拟舱室伽马辐射屏蔽的空间分布特性,结果表明:模拟舱室对不同放射性同位素的防护系数是不同的,最多可相差6.74倍(Cd-109与Cs-137);舱室不同位置的防护系数不同。舱室前端的伽马辐射剂量较大,而角落的伽马辐射剂量较小,相差35%;防护系数与伽马辐照的入射角度有关。与正入射相比,模拟舱室对斜45°入射的伽马辐射防护系数更高,可提升43%。

Zn吸收边附近质量衰减系数测量

物质材料的光子质量衰减系数的准确值可为不同领域提供基本数据。由于单能X射线辐射装置能量连续可调、光子数可测,产生的X射线单能窄束,使其成为研究质量衰减系数(μ/ρ)的理想器件。研究了在8~20 keV能量范围内,Zn样品在K吸收边附近(9~11 keV),以0.1 keV步长,基于单能X射线装置的质量衰减系数测量方法,并利用实验得到的测量值与NIST理论值进行比较分析。结果表明,在K吸收边跳跃附近会产生1个最大偏差,偏差在远离吸收边时会减小。实测曲线与NIST-XCOM及NIST-FFAST曲线基本一致,测量值与NIST-XCOM理论值最大偏差不超过10.51%。

《ACSAPPLIEDMATERIALS&INTERFACES》刊发查丽莎团队和合作团队研究的Mo-Based纳米颗粒材料在抗辐射方面超凡应用前景的成果

近日,安徽农业大学动物科技学院查丽莎教授团队与合肥工业大学查正宝教授团队联合共同研究了纳米材料Mo-Based Polyoxometalate Nanoclusters(钼基多氧金属酸纳米团簇)在抗辐射方面超凡的应用前景。相关研究成果作为封面文章发表在ACS APPLIED MATERIALS&INTERFACES期刊上(ACS AMI 2023.02 IF 10.383)。

不同风浪条件下太湖梅梁湾光合有效辐射的衰减

基于2003年7月12～17日在太湖梅梁湾进行的连续6d原位水下光场观测资料,分析了不同风浪条件下光合有效辐射(PAR)的衰减和真光层深度,探讨了影响水下光合有效辐射的主导因子.结果表明,整个观测期间向下PAR衰减系数为2.63～4.71·m-1(均值为3.63±0.47·m-1),对应的真光层深度为0.98～1.75m(均值为1.29±0.18m),显示1.5m以下深度浮游植物、沉水植物基本上无法获取足够的太阳光能进行光合作用.从小风浪到中风浪、大风浪向下PAR衰减系数分别是2.63、3.72和4.37·m-1,衰减系数分别增加了41%、66%.透明度、PAR衰减系数、真光层深度与悬浮物浓度存在显著性线性相关,并且与悬浮物中无机颗粒物相关性最好,而与叶绿素a、脱镁叶绿素及溶解性有机碳相关性很低.多元逐步线性回归表明,叶绿素a和溶解性有机碳最先被剔除方程,说明在梅梁湾由于风浪扰动引起悬浮物浓度的改变是影响水下光场的主导因素.

空间用特种光纤的辐射致衰减效应

为了评估掺铒光纤、保偏光纤、单模纯硅芯光纤和多模纯硅芯光纤等特种光纤在空间辐射环境下的适应性,采用60Coγ辐射源模拟空间电离辐射环境对4种光纤进行了辐射致衰减效应测试,得到了光纤辐射致衰减与辐射剂量间的关系曲线。引入能带理论分析光纤的辐射效应机理,结合速率方程理论推得了光纤的辐射致衰减与辐射剂量间的多成份饱和指数模型,并用该模型对实验数据进行了拟合。通过与传统的幂律模型进行比较,证明了该模型的有效性。通过多成分饱和指数模型参数隐含的物理意义对光纤的辐射致衰减效应机理进行了分析,评价了各种光纤在空间辐射环境下的适应性。

红外辐射在雨中的衰减

利用红外光谱辐射计在大气窗口区对连续性降水的红外辐射衰减进行了测量，结果表明雨对光的衰减与降雨强度密切相关，根据测量结果得到了红外辐射在雨中衰减的定量关系式，并利用Ｍａｒｓｈａｌ－Ｐａｌｍｅｒ雨滴尺度谱分布，计算了红外辐射在雨中的衰减，考虑雨的前向散射修正后，计算结果与测量结果符合得较好．

雾对10.6μm红外辐射的衰减特性研究

基于gamma雾滴尺寸分布模型及辐射雾和平流雾含水量与能见度的经验关系 ,计算并回归得到了平流雾和辐射雾对 10 6 μm红外辐射的衰减与含水量和能见度的关系 ,其对浓辐射雾得到的雾衰减与含水量的线性关系与文献所给实验结果和半经验公式均有很好的一致性 .最后对雾的红外衰减和可见光衰减进行了比较 ,结果表明浓平流雾对 10 6 μm红外辐射的雾衰减大于可见光的雾衰减 .

巡航导弹红外辐射及大气衰减计算模型

对巡航导弹3个主要辐射源：蒙皮、尾喷管及羽流进行了深入分析，建立了巡航导弹红外辐射计算模型．此外，在红外辐射的大气传输理论基础上，综合考虑高度、倾斜及气象条件等各种因素，分析了大气衰减对红外辐射的影响，建立了大气透过率的理论模型与计算方法．最后，以某型号巡航导弹为例，利用此模型计算了3—5μm和8—12μm两个波段的红外辐射强度、大气光谱透过率和平均透过率，以及经过大气衰减后的红外辐射强度，并对计算结果进行了分析．结果表明，这是一种计算巡航导弹红外辐射的简单方法．

晶体摆动场的辐射衰减与能量增益

由于晶体弯曲、电子多重散射和晶格热振动引起的粒子退道,辐射同原子相互作用引起的电离损失,以及系统非线性引起的全局分叉与混沌行为等,晶体摆动场辐射面临的问题比自由电子激光要复杂得多。首先,引入晶体摆动场自发辐射谱分布,并在简谐近似下讨论了运动方程、系统增益和能量衰减。结果表明:一般情况下辐射谱只有少数几条谱线,而在简谐近似下,谱线只有一条。其次,指出了辐射能量比较高时,衰减是主要的,选择的晶体长度必须小于衰减长度,且可选择正电子或质子作炮弹;当辐射能量比较低时,退道是主要的,选择的晶体长度必须小于退道长度,且可选择重离子作炮弹。

长江中下游浅水湖泊紫外辐射的衰减

基于对长江中下游22个浅水湖泊有色可溶性有机物吸收的测量,运用经验模式估算了紫外辐射(UV-B、UV-A)在长江中下游湖泊的衰减及对应的穿透深度,并利用在武汉东湖实测的紫外辐射衰减进行了检验.结果表明,UV-B波段的320nm和UV-A波段的380nm衰减系数变化范围分别为2.05～21.00m-1,1.07～12.85m-1,对应的1%穿透深度分别为0.22～2.25m,0.36～4.29m.估算得到的紫外辐射衰减系数与DOC浓度均存在显著性正相关,但UV-B波段要高于UV-A波段.武汉东湖实测的紫外辐射衰减检验发现,基于CDOM吸收系数估算UV-B辐射衰减较为精确,而由于浮游植物吸收和悬浮物散射等影响对UV-A波段估算精度则明显下降.

太湖典型草、藻型湖区紫外辐射的衰减及影响因素分析

2004年4月通过野外原位观测和实验室测定相结合的方法对东太湖和梅梁湾典型草、藻型湖区紫外辐射光谱衰减及影响因素进行了研究.结果表明,320 nm(UV-B)、380 nm(UV-A)的衰减系数在6.33～19.59 m-1、3.41～13.64 m-1间变化,对应的1%表面光强穿透深度分别为0.24～0.73 m、0.35～1.35 m,到达湖面的99%UV-B辐射在0.5 m左右表层水就衰减完毕,东太湖和梅梁湾紫外辐射衰减系数存在明显的湖区差异;溶解性有机碳(DOC)的浓度在6.60～17.17 mg/L间变化,其均值为(9.99±2.48)mg/L;375 nm波长处CDOM吸收系数为1.78～6.25 m-1,均值为(3.70±1.10)m-1;在短波部分CDOM吸收与DOC浓度存在显著性相关,相关性大致随波长降低而增加,320 nm处的线性关系式:ad320=0.885DOC+2.182;紫外辐射衰减主要受制于水体中的CDOM浓度,衰减系数与DOC浓度、CDOM吸收系数存在显著性相关,340 nm处的关系式分别为:Kd340=0.82+1.05DOC、Kd340=1.98+1.49ad340.在太湖紫外辐射衰减还要受悬浮物和叶绿素a浓度的影响,衰减系数与DOC、叶绿素a和悬浮物浓度多元回归的结果明显要高于单独与DOC浓度或CDOM吸收系数的回归结果.

同步辐射软X光Al衰减膜透射率的测量

分参数测量Ａｌ衰减膜的质量厚度和氧化层后，通过计算得到了Ａｌ膜的透过率。为检验计算结果的正确性，在北京同步辐射软Ｘ光反射率计装置上进行Ａｌ衰减膜透过率的直接测量。二者的结果在最大偏差１１％范围内符合。

氟化镁窗口氘灯的真空辐射衰减特性

针对真空环境下使用氟化镁窗口氘灯时,氘灯表面易受污染,导致氘灯的紫外-真空紫外辐射强度逐渐衰减的问题,对紫外-真空紫外波段辐射传递标准光源氘灯的真空辐射衰减机理进行了分析。在此基础上,研制了液氮制冷屏装置来抑制氘灯衰减。建立了氘灯真空辐射特性测试系统,利用该系统对液氮制冷屏装置的有效性进行了考察。测试结果显示,在160～300nm波段,氘灯平均衰减率可由原来的7%/h下降为1%/h,表明液氮制冷屏装置能有效地抑制氟化镁窗口氘灯在真空环境下的辐射衰减。

沙尘暴对低层大气红外辐射的吸收和衰减

根据Mie散射理论用数值法研究了沙尘粒子对大气红外辐射的散射、消光和吸收效率 ,揭示了不同粒径的沙尘粒子在不同红外辐射波段消光和吸收的特点。考察了三种典型的沙尘天气—浮尘、扬沙和沙尘暴时沙尘对红外辐射的吸收系数和消光系数 ,得出了沙尘暴天气对红外辐射具有显著的吸收和衰减特别是对于λ =2～2 .6 μm和λ =3～ 5 μm这两个红外大气窗口的衰减最严重的结论。

太阳漫反射板衰减监测辐射计的设计及性能评估

论述了太阳漫射板星上定标原理,研究了太阳漫射板衰减监测方法。针对星上太阳漫反射板双向反射分布函数(BRDF)的衰变,设计了以太阳为参照,通过与星上漫反射板反射辐射量比对测量实现监测功能的多波段星上漫反射板衰减监测辐射计(SDDM)。介绍了星上定标与漫射板监测的关系,设计了SDDM积分球两开口入光+挡板的光机结构,消除了入射光角度变化与探测器响应的相关性。根据光机结构设置的监测过程,给出了SDDM的监测物理模型,并对SDDM滤光片探测器动态范围设置及信噪比进行了验证和分析。在实验室模拟了太阳照射SDDM太阳观测端口的角度变化,对其透过率模型进行了多次重复测量,结合漫射板相对双向反射比因子(BRF)测量不确定度、卫星姿态及漫射板安装误差进行分析,得到SDDM测量的漫射板监测不确定度优于0.88%。

确定雾滴谱的方法和雾的红外辐射衰减特性

利用雾滴尺寸的Γ分布模型推导了雾滴谱特征与雾的含水量及能见度的关系 ,给出了利用毫米波衰减和能见度测量雾滴谱特征的方法 .根据雾的含水量与能见度的经验关系 ,对平流雾和辐射雾的雾滴谱特征进行了计算和分析 ,结果表明 ,平流雾的雾滴浓度随含水量的增加而增加 ,而辐射雾则相反 ,并且对于同等含水量 ,平流雾的雾滴浓度比辐射雾小约一个数量级 ,但其模式半径却要大得多 .最后利用所导出的雾滴谱得到了辐射雾的 10 6 μm和 11μm红外辐射衰减与含水量的线性关系 ,与实验结果有很好的一致性 .