快中子反应堆堆芯物理分析方法的研究现状与发展建议

快中子反应堆在核能可持续发展中扮演着重要角色,是各核强国都在致力发展的重点堆型。快堆物理计算是快堆核设计的基础,其计算方法的研究和相应计算程序的开发是快堆理论研究和数值模拟技术发展中极其重要的环节。本文对国内外快堆物理计算方法,特别是近20年来的发展变化进行了系统梳理,以对国内外专用和通用快堆物理计算程序的总结为线索,介绍了快堆物理分析理论体系的发展情况,对其中体现出的一致性特点和最近几年发展的趋势进行了分析,并对我国快堆堆芯物理分析方法的发展给出了建议,为我国快堆物理计算理论的进步和自主化的物理分析软件研发提供参考。

线上线下混合模式在化学反应工程中的教学实践

随着信息化技术的发展,线上线下混合教学模式在课程教学中得到广泛应用。在“化学反应工程”教学中,依据课程教学大纲和教学目标,构建“线上网络-线下课堂-自主拓展”教学环节,完善多元化形成性考核评价,通过课程目标达成评价和教学反思等方式对课程教学实施持续改进。通过线上线下混合教学模式,不仅可激发学生学习兴趣、提升自主学习能力、训练工程思维分析能力,而且培养了学生解决复杂化学工程问题的能力。

冲击作用下CL⁃20含能共晶的反应分子动力学模拟

共晶技术是降低六硝基六氮杂异伍兹烷(CL‐20)感度的有效方法之一,研究冲击作用下CL‐20共晶的化学反应,有助于理解CL‐20共晶的冲击反应机制,对炸药安全评价分析具有重要意义。本研究采用ReaxFF‐lg反应力场的分子动力学方法,同时结合非平衡加载方法,对CL‐20/2,5‐二硝基甲苯(DNT)、CL‐20/1,3‐二硝基苯(DNB)和CL‐20/1‐甲基‐3,5‐二硝基‐1,2,4‐三唑(MDNT)三种共晶在2~5 km·s^(-1)冲击速度下的冲击压缩过程进行了分子动力学模拟,获得了含能共晶在冲击作用后的热力学演化特征、初始化学反应路径和产物信息,并与CL‐20的情况进行了对比分析。研究发现:CL‐20/DNT、CL‐20/DNB和CL‐20/MDNT 3种共晶都有一定程度的降低冲击感度作用,3种共晶的冲击感度顺序依次为CL‐20/MDNT>CL‐20/DNB>CL‐20/DNT。3种共晶的分解反应均是从CL‐20分解开始,且CL‐20的分解速度比DNT、DNB和MDNT快。在2 km·s^(-1)冲击速度下,CL‐20共晶首先发生聚合反应,CL‐20与共晶配体分子间的聚合反应早于CL‐20分子间的聚合,且反应频次远高于CL‐20分子之间聚合。在3 km·s^(-1)的冲击条件下,CL‐20首先发生了N—N以及C—N键断裂,笼型结构被破坏,同时生成NO_(2),CL‐20初步断键后的结构及产物NO_(2)会进一步与共晶配体分子DNT、DNB、MDNT结合,降低CL‐20反应中间产物的浓度,达到降感作用。在4,5 km·s^(-1)冲击条件下,CL‐20中的环状骨架结构会直接遭到破坏,发生C—N键断裂,产生小分子碎片,直接生成N2,同时有NO_(2)、H_(2)、CO_(2)、H_(2)O等产物生成。

成人CE-Chirp ABR反应阈与纯音听阈相关分析与比较

目的 采用听神经同步专利刺激声(CE-Chirp声)对成人听性脑干反应(auditory brainstem response,ABR)进行测试,分析CE-Chirp ABR测试的V波反应阈与纯音听阈的关系,研究CE-Chirp声在法医学鉴定听觉功能障碍评估中的作用。方法 选择常州市德安医院2018年1月—2019年6月进行CE-Chirp ABR测试的受试者(年龄为20~77周岁,共计100耳),获得V波反应阈值,并在0.5、1.0、2.0、4.0 kHz分别进行纯音气导听阈测试,获得纯音听阈值,按照不同听力水平及不同年龄对受试者进行分组。比较不同听力水平及不同年龄组平均纯音听阈与V波反应阈之间的差值及统计学差异;对所有受试者各频率两种方法之间的相关性、差值及统计学差异进行分析;建立所有受试者CE-Chirp ABR V波反应阈推断纯音听阈的线性回归方程,并检验其推断纯音听阈的可行性。结果 不同听力水平及不同年龄组各组之间CE-Chirp ABR反应阈与纯音听阈差值的差异无统计学意义(P>0.05);各频率成人CE-Chirp ABR V波反应阈与纯音听阈之间相关性良好,两者之间差异具有统计学意义(P<0.05),线性回归分析显示两者之间有线性相关关系(P<0.05)。结论 运用CE-Chirp ABR Ⅴ波反应阈在一定条件下能够评估受试者的纯音听阈,可以作为一种听力学测试方法用于法医学听觉障碍评估。

多种听力学检测方法在未引出听性脑干反应患儿诊断中的价值

目的探讨多种听力学检测方法在听性脑干反应(ABR)最大输出未引出患儿的听力学诊断中的应用价值。方法回顾性分析69例(138耳)ABR最大强度未引出患儿的临床资料,年龄42天到5岁,平均1岁6个月,鼓室导抗图均为A型或正向单峰,声反射均未引出,影像学检查内耳无畸形。69例患儿均进行ABR、耳蜗微音电位(CM)、畸变产物耳声发射(DPOAE)和听性稳态反应(ASSR)测试。结果69例138耳中,8例16耳(11.59%)记录到CM,其中10耳(7.25%)记录到DPOAE,0.5、1、2、4 kHz ASSR反应阈值分别为83.2±13.1、82.9±13.0、75.3±12.4、63.1±9.1 dB nHL,结合其他检查结果诊断为听神经病。余61例(122耳)CM和DPOAE均未引出,0.5、1、2、4 kHz的ASSR引出率分别为82.3%、81.9%、76.9%、60.2%,其中20耳ASSR各频率均未引出,102耳至少一个频率引出,0.5、1、2、4 kHz ASSR反应阈分别为93.2±6.1、99.8±7.0、105.4±5.4、108.2±9.8 dB nHL,诊断为极重度感音神经性聋。结论对于ABR最大输出强度未引出的患儿,CM和/或DPOAE引出且ASSR各频率反应阈低于感音神经性聋患儿,有助于听神经病的诊断;CM和DPOAE均未引出有助于极重度感音神经性聋的诊断,ASSR测试有助于评估其残余听力。

奥马珠单抗注射剂治疗哮喘致迟发型皮肤过敏反应1例分析

目的 提示临床奥马珠单抗注射剂联合治疗中重度过敏性哮喘使用过程中需加以关注可能引起的迟发型皮肤过敏反应。方法 分析1例奥马珠单抗注射剂联合治疗中重度过敏性哮喘过程中,发生迟发型过敏大面积皮疹,通过不良反应相关性分析鉴别该患者发生不良反应的可能药物和处理措施。结果 患者不良反应为迟发型大面积过敏皮疹,排除患者病情和合并用药情况,判断引起患者严重大面积皮疹的原因为注射使用奥马珠单抗。不良反应相关性评价为“肯定”,立即予以停药并对症处理后患者好转,未发生后遗症。结论 临床应加强监测奥马珠单抗注射剂引起的迟发型不良反应并及时采取措施,以免造成严重后果。

Pu在膨润土层中的反应性迁移模拟研究(2)——Pu的种态分布及反应性迁移分析

为评估柯尔碱膨润土工程屏障材料的安全性能,采用考虑渗流扩散、溶解-沉淀、表面配位吸附、放射性衰变等多过程动态耦合的反应性迁移模拟方法,综合运用TOUGHREACT等程序开展了Pu在柯尔碱膨润土层中反应迁移的数值模拟,结合地下水-膨润土体系演化模拟分析了Pu的种态分布特征,叠加表面配位模型预测分析了Pu的长期迁移规律。结果表明:地下水中Pu主要以难迁移的Pu(OH)_(4)(aq)形式存在;由于膨润土的低渗透性和强吸附性,正常情景下Pu的扩散范围很小而将长期滞留于1 m厚膨润土中;在忽略强吸附阻滞作用的保守情景下,Pu在渗流作用下可扩散迁移出膨润土层;考虑到长时间尺度下不可避免存在的不确定性,建议重视渗流扩散为主导的其他过程和情景研究。

数字化重症快速反应体系建设探索

目的:建设数字化重症快速反应体系,实现急危重症患者早期识别和干预,保障患者医疗安全。方法:利用物联网、大数据和人工智能等技术,建设重症快速反应信息平台,完善快速反应管理体系。结果:构建急危重症大数据中心、智能预警及快速反应系统、组织管理体系三位一体的重症快速反应体系,为患者提供智慧、同质、高效的医疗服务。结论:重症快速反应体系建设在我国尚处于探索阶段,通过全流程的信息化、数字化管理,切实提高患者医疗安全保障,不断推动构建适合我国医疗高质量发展的重症快速反应体系。

使固态化学反应100%完成的方法

无溶液形成的固态化学反应具有“一旦发生,就必完全”的特质,但因为固体的非流动性,它常常会因严重的传质困难而有始无终。为了克服这个困难,作者提出了少溶剂固态化学反应(LSR)的概念,即通过使用少量的溶剂赋予固体流动性,使反应物固体部分溶解,再使用搅拌反应器解决其“三传”问题,使之完全反应,从而达到使一些化学工业过程绿色化的目的。本文用平衡热力学数值计算的方法图解了几种代表性LSR的Gibbs自由能随反应进度的关系,进而指出:LSR的中间阶段如同没有溶液形成的固态化学反应,两端像溶液化学反应,因此,LSR虽继承了混合自由能导致的化学平衡,但其平衡点比溶液化学反应更接近100%完全。特别地,在LSR即将结束时,通过逐步移除溶剂以使反应物和产物固体持续存在而延长中段,能推动反应达到100%完全;对于连串反应,LSR仍有可能通过控制反应物的物质的量之比来获得中间产物;对于Δ_rG_m~?略小于零的反应,可以通过使用较多的溶剂跨越可能的早期平衡态,或者使用大量的产物固体“种子”使所有的产物一直与其饱和溶液平衡,最终通过逐渐蒸发溶剂推动反应进行到底;LSR的反应速度与反应物或产物的溶解度关系不大,但与反应物的溶解速度、化学反应速度和产物的结晶速度紧密相关。本文还讨论了使一些竞争反应、非自发反应进行到底的方法,获得高度的反应控制能力。

蒽与马来酸酐Diels-Alder反应的量化计算研究——介绍一个计算化学实验

蒽与马来酸酐的Diels-Alder反应是基础有机化学实验课程中普遍开展的一个经典实验。本文推荐蒽与马来酸酐Diels-Alder反应的计算化学实验,该实验采用Gaussian 16程序中的密度泛函方法对蒽和马来酸酐Diels-Alder反应的反应机理进行了研究。旨在通过本实验激发学生对有机化学和计算化学的兴趣,加深学生对化学学科的理解,提升学生在科研工作中学以致用的能力。

岩石矿物成分对酸岩反应速率影响规律研究

分析酸液与岩石的化学反应速率规律是碳酸盐岩储层酸化改造技术研究的核心问题。岩石矿物成分是酸岩反应速率的重要影响因素。探索岩石中矿物成分对酸岩反应速率的影响规律,既有助于揭示各类矿物之间竞争反应机理,又可以优化各类型碳酸盐岩改造思路。结合X射线衍射分析与酸岩反应实验,定量测试了不同矿物成分及含量组成下,酸液与岩石的反应速率。研究表明:(1)碳酸盐岩各类矿物中方解石、白云石与反应速率呈正比,其他矿物与反应速率呈反比;方解石比白云石反应速率更快。(2)在灰岩中,当白云石含量为0%~15%与15%~40%时,酸岩反应速率随方解石含量增加升高幅度下降51.4%;当其他矿物含量为0%~15%与15%~30%时,酸岩反应速率随方解石含量增加升高幅度下降61%。在白云岩中,当方解石含量为0%~4%与4%~8%时,酸岩反应速率随白云石含量增加升高幅度上升23%;当其他矿物含量为0%~15%与15%~35%时,酸岩反应速率随白云石含量增加升高幅度减小99%。

煤的气化反应性与其组成的关系研究

为探究不同变质程度煤的气化反应性,采用下落式固定床反应器,以CO_(2)为气化剂,对11种不同变质程度煤的气化反应性进行了实验研究,考察了煤的气化反应性与挥发分、固定碳、碳含量及灰组成的相互关系。研究结果表明,在1 400℃下,11种不同变质程度煤的气化反应性仍有较为明显的差异,低变质程度煤的气化反应性远高于中/高变质程度煤的气化反应性,其完全气化反应所需时间和气化反应指数最大有7倍之差;从工业分析和元素分析看,挥发分、固定碳和碳含量与煤气化反应性均具有较好的相关性,相关系数为0.88以上;从灰组成分析看,碱性指数与煤气化反应性相关性较差。为此,可根据煤的挥发分、固定碳和碳含量等组成信息预测煤气化反应性的优劣,为煤气化应用提供参考。

计算化学模拟法对制备乙硼烷和甲硅烷反应类型的研究

采用计算化学模拟方法,在MP2/6-311+g(d)、HF/6-311+g(d)水平上考察了BCl_(3)、B_(2)H_(6)、LiCl、LiAlH_(4)、AlCl_(3)、SiCl_(4)、SiH_(4)中的Mulliken电荷、自然布局分析电荷(NPA电荷)、Hirshfeld布局电荷、原子偶极矩校正的Hirshfeld布局电荷(ADCH电荷),并对它们进行了拓扑结构分析,从而确定了各化合物中原子的氧化数。模拟结果表明,反应4BCl_(3)+LiAlH_(4)=2B_(2)H_(6)+3LiCl+3AlCl_(3)可以视为氧化还原反应,而反应SiCl_(4)+LiAlH_(4)=SiH_(4)+LiCl+AlCl_(3)是取代反应。

不同取代基对传统烯烃亲电加成反应机制的挑战

氯鎓离子是经典的烯烃与次氯酸亲电加成反应中的重要中间体,经过此中间体的分步反应机制是教学烯烃亲电加成反应中介绍的唯一反应机制。然而,量子化学计算结果表明,烯烃的不同取代基会导致反应机制发生变化。被一般供电基团和弱吸电基团取代的烯烃与次氯酸先形成氯鎓离子中间体,再生成马氏产物;而当取代基具有与C=C双键形成p-π或π-π共轭的供电基团时,反应生成的是碳正离子中间体。中和强吸电基团取代的烯烃分别通过协同和亲核加成反应机制与次氯酸反应,生成反马氏产物。由此可见,教学烯烃亲电加成反应机制时,不能局限在传统的氯鎓离子中间体机制,关注机制的适用体系是非常必要的。

区域神经阻滞联合全身麻醉对胫腓骨骨折手术患者应激反应、认知功能及睡眠质量的影响

目的:研究区域神经阻滞联合全身麻醉对胫腓骨骨折手术患者应激反应、认知功能及睡眠质量的影响。方法:选取2020年1月至2022年9月在郑州大学第一附属医院行切开复位内固定术的胫腓骨骨折患者104例,根据麻醉方式分为观察组(区域神经阻滞联合全身麻醉,64例)和对照组(全身麻醉,40例)。比较2组患者麻醉诱导前、手术切皮时、手术30 min、手术结束时、术后30 min应激反应指标[血清白介素-6(IL-6)、皮质醇(COR)水平],记录苏醒时间,拔管时间,拔管后VAS评分、镇静Ramsay评分,并于术前1 d、术后1 d和3 d评价患者认知功能(MMSE评分)及睡眠质量(PSQI评分)。结果:与对照组比较,观察组血清IL-6、COR水平波动更小(P<0.001)。观察组苏醒时间[(7.11±1.55)min vs(12.28±1.83)min]、拔管时间[(11.09±1.26)d vs(17.43±2.02)d]均短于对照组,且拔管后VAS评分[(1.92±0.70)分vs(3.95±0.71)分]低于对照组(P<0.05)。2组拔管后镇静Ramsay评分差异无统计学意义(P=0.100)。观察组术后MMSE评分、PSQI评分较对照组有更大改善(P<0.001)。结论:区域神经阻滞联合全身麻醉能够减少胫腓骨骨折手术患者应激反应,不损伤术后认知功能,保障术后睡眠质量。

间苯三酚注射液致心动过速和皮肤变态反应1例

1 病例介绍患者,女,33岁,身高162 cm,体质量60 kg。因“右侧腹部疼痛3 d,伴尿频、腹胀1 d”,于2023年2月15日14:30至湖北工业大学医院全科门诊就诊。患者既往无食物、药物过敏史。体检:腹部平软。血常规:白细胞计数 5.66×10^(9)·L^(-1),中性粒细胞比例 42.6%,淋巴细胞比例 46.7%。尿常规潜血(+++)。腹部彩色B超提示:右侧输尿管末端结石,双肾结石。

儿童药物超敏反应30例分析

目的:评估儿童药物超敏反应综合征(DRESS)在药物暴露后发生的时间特点以及可疑致敏药物种类。方法:对近十年来在我院诊断为DRESS的患儿病例进行回顾性分析。结果:30例患儿中17例为快速发作组(<15 d),13例为延迟发作组(≥15 d)。DRESS平均发生时间为(11.13±8.69)d,小于15 d。停药后,DRESS平均持续时间为(22.80±19.65)d,两组间没有差异。致敏药物中抗菌药物占43.3%,其中多数抗菌药物为快速发生组;抗癫痫药物占比32.3%,其中6例为延迟发生组。结论:药物超敏反应综合征多数发生在可疑药物暴露后15天以内,也可发生在可疑药物暴露后15天以上。研究还发现儿童药物超敏反应主要致敏药物为抗菌药物与抗癫痫药物。

新型反应器在纳米颗粒制备中的应用研究进展

总结了应用于液相的高速旋转式反应器、微通道反应器和应用于气相的气相流动反应器,阐述了旋转盘式反应器、旋转填充床反应器、高剪切搅拌反应器和管套管旋转环隙反应器4种高速旋转式反应器和液滴型微通道反应器及激光气化流动反应器、气溶胶反应器和连续流非热等离子体反应器3种连续气相反应器的设计原理、流场分布及在氧化物、核壳结构等诸多无机纳米颗粒及金属纳米棒等制备中的研究现状并分析了其优缺点。这些反应器均能制备粒径更为均一、结构独特的纳米颗粒;但在设备加工工艺、通道堵塞和放大等方面面临挑战。后续需充分利用其各自的特点开发出新的纳米材料和进行反应器放大规律研究,还要开发新型反应器来满足科技对纳米材料的要求。

不同点火方式下HMX基PBX炸药反应演化过程的特征分析

在长管强约束条件下对HMX基PBX炸药点火实验进行了数值模拟,分析了点火方式对炸药反应演化规律的影响,获得了弱冲击点火条件下炸药反应演化过程的特征图像。针对黑火药和雷管2种点火方式,分别构建了PBX炸药黑火药点燃和冲击起爆2类实验的唯象模型和数值模拟方法,通过数值模拟获得了钢管内炸药柱反应演化进程的特征图像,柱壳膨胀历程与实验结果符合较好。研究表明,不同点火方式下炸药反应演化进程存在较大差异。如果使用雷管点火,PBX炸药会在几微秒内发生爆轰反应;而使用黑火药点火,PBX炸药会在数毫秒内从缓慢燃烧转化为剧烈爆炸,但随着壳体破裂解体,管内压力骤降,抑制了反应演化向爆轰转变。黑火药点燃条件下整个反应演化过程可以分为4个主要阶段,其中管壁附近炸药柱表面燃烧传播优先于炸药柱中心基体反应,是弱冲击点火反应演化过程的重要特征之一。

电沉积NiCu合金锚定Co_2P纳米线调控电子结构增强的析氢反应

发展高效稳定的析氢反应(HER)是实现电解水技术广泛应用于工业的关键.本文以泡沫镍(NF)为基材,通过水热-热解-电沉积法合成了具有三维高分散非均相的HER催化剂CuAl@Co_(2)P/NF.研究发现,晶面与非晶面异质结的形成增加了该催化剂自身的活性位点,各元素之间的协同作用使体系内Co原子核外电子重新排布,降低了对吸附H^(*)的吸附能力,加快了析氢反应过程中的反应动力学.该催化剂在碱性和酸性介质中均表现出良好的HER活性和稳定性,电流密度为10 mA/cm^(2)时的过电势分别为83和27 mV,尤其在碱性环境下连续工作72 h后的电位基本保持不变.