串行晶体学样品输运方法概述

样品输运方法是实现X射线自由电子激光串行飞秒晶体学研究的关键步骤之一。串行飞秒晶体学能够有效地捕捉到生物分子的超快动态过程,如蛋白质构象变化和化学反应中间态等。它对于科学家更好地理解生物分子的结构和功能,揭示生命活动的机制,以及为药物研发和生物工程等领域提供重要的技术手段具有重要意义。在自由电子激光装置进行实验时,将样品输送至与自由电子激光脉冲相互作用区域是非常关键的。而选择合适的上样方法对于样品的消耗量和实验效率起着决定性作用,也是实验成功与否的一个重要因素。本文综述了目前串行晶体学样品输运方法的最新研究进展和未来发展方向。同时介绍了常用的样品输运方法及其适用范围,旨在为从事串行晶体学领域研究的科学家提供借鉴和参考。通过选择合适的样品输运方法,能够提高实验效率,减少样品消耗,并为研究者们在生物大分子结构生物学研究方面开辟新的可能性。

基于三维输运方法的压水堆主冷却剂^(16)N源项计算分析

在反应堆功率运行期间,一回路冷却剂水中的^(16)O受高能中子照射,活化生成^(16)N。^(16)N衰变会释放出高能γ射线,是反应堆内冷却剂系统放射性的主要来源。对一回路冷却剂中^(16)N源项进行计算可为反应堆屏蔽设计提供依据。^(16)N活度浓度及其在一回路中的分布是安全审评中的关键参数。为了精确计算^(16)N源项,本文首先使用JSNT程序计算了堆芯及其相邻区域的高能快中子注量率分布,然后考虑冷却剂在反应堆压力容器内的流动和照射情况,以及其在一回路中的流动和衰变情况,编制了^(16)N源项计算程序,在计算过程中考虑了快中子注量率的三维分布。以某三代压水堆核电厂为例计算了^(16)N源项在一回路中的分布。计算结果表明,使用三维中子注量率分布可以得到更精细的^(16)N源项分布;上下腔室内中子注量率对一回路中^(16)N源项分布影响很小,可以不予考虑。

NECP-X中基于改进泄漏项分割技术的二维/一维耦合输运方法

二维/一维耦合输运方法较好地平衡了效率与精度,因此被广泛应用于一步法全堆芯输运计算。二维/一维耦合输运方法中,由于泄漏项在方程右端,导致二维特征线法(MOC)计算时方程右端总源项在迭代过程中可能成为负值,造成迭代发散。本文针对二维/一维耦合输运计算中的负源项问题,提出了一种改进的泄漏项分割方法。新的泄漏项分割方法可在不造成计算精度损失和仅增加有限内存的条件下,显著提高二维/一维耦合输运方法的稳定性。通过强泄漏算例、C5G7基准题、VERA-3A基准题等进行测试,表明该方法对提高二维/一维耦合输运方法稳定性具有显著的效果。

基于输运计算方法的压水堆冷却剂^(16)N和^(17)N活化源项计算研究

采用二维离散纵标输运程序DORT及ENDF/BVI库计算压水堆压力容器内中子注量率分布,用自行研制的活化源项计算程序计算冷却剂16N和17N源项,并验证堆芯径向与轴向功率分布对计算结果的影响。对核电厂例题的敏感性计算对比分析结果表明,采用低泄漏或高泄漏堆芯装载方式的压水堆冷却剂16N和17N活化源项结果偏差很小。

多群辐射输运计算的输运综合加速方法

研究多群辐射输运计算的源迭代输运综合加速方法,通过优化灰体输运综合加速,构造了双层嵌套的输运综合加速方法.数值算例表明新方法较灰体输运综合加速进一步提高计算效率,且适用于吸收系数强间断的高维复杂几何问题.

输运概率密度函数中的小尺度标量混合建模

输运概率密度函数方法能精确地求解湍流燃烧中的有限化学反应速率,但小尺度上分子扩散引起的组分变化则需要通过标量小尺度混合模型来模拟。论文综述了当前湍流预混燃烧中混合模型研究的最新进展。首先介绍了现有标量混合模型在不同预混燃烧模式下的表现:对于火焰面燃烧模式,保持组分空间的临近性对于标量混合模型非常重要,标量混合频率受火焰结构影响显著;对于破碎反应区模式,组分空间保持临近性的重要性有所减弱,标量混合频率由湍流主导。接着介绍了最新基于直接数值模拟数据的标量小尺度混合机制和建模研究,包括湍流预混燃烧中反应标量小尺度耗散机制、反应标量混合时间尺度在不同燃烧模式下的演化规律、依据线性混合思路构建的标量混合时间尺度模型。针对不同湍流预混燃烧模式的模型验证表明:相比于已有湍流混合时间尺度模型,新模型显著提升了对湍流预混火焰中的标量耗散率和燃烧特性的预测精度。最后介绍了大涡模拟/输运概率密度函数方法在近极限湍流预混火焰,如甲烷预混值班火焰和湍流对冲预混火焰中的应用,验证了其对贫燃、高湍流度条件下的湍流-化学反应相互作用及局部熄火/再燃现象的预测能力。

使用Nested DXTRAN方法计算小栅元光子能量沉积

为解决确定性输运方法DXTRAN计算小栅元光子能量沉积在DX球附近引入过大粒子权重波动使得计算结果失真的问题,引入了Nested DXTRAN方法,改善了过大粒子权重波动对计算结果的不良影响,提高小栅元光子能量沉积的计算效率,也有利于得到更加可信的计算结果。

DRAGON程序在压水堆燃料栅元计算中的研究

在压水堆核设计中,不同的输运计算方法、共振自屏计算方法和多群截面库会对最终的反应性精度造成较大的影响,所以需要针对不同的组合方式进行研究,从而得到精度最高的组合。因此,本文以压水堆常见的燃料栅元为研究对象,利用DRAGON程序中自带的不同输运计算方法(界面流/碰撞概率方法)、共振自屏计算方法(等价理论/子群方法)和多群截面库(DRAG-281/WIMS-D 281)进行计算,并将结果与蒙卡程序进行对比。通过一系列压水堆算例进行测试,结果发现碰撞概率方法、子群方法和DRAG-281库在压水堆燃料栅元计算中精度较高,而界面流方法、等价理论与WIMS-D 281库匹配性较好,整体精度较高。

gGaS_2单晶生长与完整性研究

采用二温区气相输运温度振荡方法合成了高纯单相致密的AgGaS2 多晶 ,计算出晶格常数a=5.7535nm ,c =10 .30 0 8nm ,以及S原子位置x =0 .2 79,与PDF值相差很小 ,表明其是高质量的多晶原料。以此为原料用改进Bridgman法生长出直径 15mm长度 30mm的单晶体 ,经外形观测、解理试验和X射线衍射分析表明其是结晶完整的单晶体。

Research and development of the automatic modeling system for Monte Carlo particle transport simulation

在广泛调研和分析现有几何建模方法特点的基础上研发了具有可视化用户界面的自动建模程序系统MCAM。它可以实现多种商用软件CAD模型与McNP模型之间的相互转换，且提供了模型建立、预处理、属性分析等基本功能和计算结果可视化及基于医学映像建模接口等扩展功能。全面系统地介绍了MCAM的设计思想与原理、总体结构、主要功能和国际合作协议框架下的应用测试等情况。实践表明，它是一个实用的MCNP计算辅助工具和核设计与核分析质量保证工具。

栅极电势对强光场下石墨烯场效应管中电子隧穿的影响

利用时域有限差分方法研究了强光场下石墨烯场效应管中栅极电势对电子隧穿的影响.在强光场下由于光学stark效应,石墨烯场效应管的完美手征透射被抑制.这种抑制除了可以利用光场来调控外,也可以通过改变栅极电势的宽度、势垒高度等来调控.研究了非方势垒中电子的隧穿.研究发现,当电势的倾斜较小时,电子隧穿概率变化不大.而当电势倾斜很大时,电子隧穿概率急剧改变.

湍流预混火焰LES/FDF模拟中标量混合时间尺度建模

在实际应用中,精确模拟高湍流度预混火焰十分关键但极具挑战性。本文将被动标量混合时间尺度动态封闭方法与hybrid混合时间尺度模型结合,在湍流预混火焰LES/FDF模拟中提出一种新的标量混合时间尺度建模方法。该方法不需要人为选取混合模型参数CM,且动态地考虑了由湍流和火焰结构分别引起的亚网格标量混合。对悉尼值班预混射流燃烧器高湍流度PM1-150火焰进行了LES/FDF模拟。结果表明,新模型显著改善了对整体燃烧进程的预测结果,正确地预测了局部熄火/再燃现象。进一步的结果显示,模型参数CM明显大于在RANS框架下量级为1的常用取值,这表明该参数在不同框架下具有不同的物理内涵。