中国聚变工程实验堆主机真空室结构设计与分析

中国聚变工程实验堆(CFETR)是中国在研的新一代大型全超导托卡马克核聚变能源工程验证设施,真空室是CFETR工程设计中接口较为复杂,也是核安全部件中较为重要的大型真空压力容器,位于磁体系统内部,安装有大量的堆内部件和复杂的管路,是一个D形截面的双层壳结构的真空压力容器,环向分为16个扇形段,包含真空室主体、窗口和支撑等,是保证装置安全运行的重要的结构承力部件。运用有限元方法对真空室强度进行结构强度分析计算,对危险工况的计算分析结果表明,真空室的设计达到预期的设计目标,能够满足CFETR装置安全运行的要求。

边框阴影对BIPV/T系统光电光热综合性能的影响

太阳能光电/光热建筑一体化(BIPV/T)综合利用系统中的空气隔热层可以提高系统光热效率,但支撑边框会在板芯上形成阴影,该阴影会影响BIPV/T的综合性能。本文建立了二维的辐照场模型、传热模型和电学模型,探索边框阴影分布规律及其对BIPV/T光电光热性能的影响。研究结果表明:以北京地区为例,系统的边框阴影显著且全年呈规律性分布;全年来看,边框阴影对系统的光热性能影响较小,日平均光热效率增/损的最大值为0.49%;阴影对系统的光电性能影响显著,日平均光电效率损失的最大值为13.19%;由阴影引起的月平均发电量损失介于0.1%~13.2%之间。

基于三维缺陷检测的DMD数字条纹投影光学系统设计

基于半导体行业中PCB焊膏印刷检测的实际应用,采用0.45 WXGA DMD芯片设计了数字条纹投影光学系统.以LED作为光源,结合透镜阵列照明DMD芯片;同时,为了减小投影三角关系造成的条纹周期不均匀性对检测结果的影响,采用双远心光路结构将DMD生成的条纹成像到待测表面,且适用的最小检测面积为1mm2.光学模拟结果表明,该数字投影系统在被投影表面上的照明均匀性为91%,投射条纹的对比度高于0.8,且条纹周期均匀,为实际应用与后续条纹分析提供了良好保障.

碳硅共掺杂p型AlN的光电性能研究

在SiC衬底上生长了碳硅共掺杂p型AlN晶体,通过X射线衍射、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光(PL)光谱、霍尔测试对碳硅共掺杂p型AlN晶体的结构、光学及电学性能进行了综合研究。通过XPS测试分析(尤其是对样品中Si 2p和C 1s的XPS谱分析)发现,样品中C替代N成为受主,而Si替代Al成为施主。样品的PL谱主要包括两个特征发射峰,分别来自于C、Si在AlN中形成的复合物V N-C N和C N-Si Al。

宽带相干反斯托克斯光谱显微成像技术的实验研究

由于该成像系统采用的超连续谱光源,可以满足所观测样品本源分子在0~4 000cm-1内的所有拉曼振动活性模式同时共振增强,在探测光的作用下,同时产生宽带相干反斯托克斯拉曼散射信号。然后,根据不同的化学键进行光谱图像重构,可以获得反映不同化学键在样品中的分布的图像。对110nm的纯的聚苯乙烯珠所形成的具有一定厚度的薄膜,通过改变探测激光与超连续谱脉冲之间的时间重合度,测量形成的相干反斯托克斯拉曼散射信号的时间分布迹线图,通过其中的1 000cm-1的化学键强度信号进行指数衰减曲线拟合,得出具体的退相时间,与文献中已报道的三色CARS的退相时间相比,判断是否属于三色CARS。为了检验系统在实际生物学成像中存在的问题,我们开展了活体小鼠组织生物学应用成像实验,对记录的数据在2 940cm-1的CARS信号进行图像重构,获得CH化学键在组织中的分布,然后,对重构图像直接使用小波变换的去噪方式进行图像去噪,去噪后的图像具有比较清晰的轮廓,结果表明,对于对比度比较强的CARS共振信号,直接使用小波变换的去噪方式就可以获得比较好的图像效果。但是,对于信噪比比较差的共振信号,使用这种处理方法是不合适的,需要使用别的方法,先获取好的信号对比度,再根据感兴趣的化学键进行图像重构,然后,再经过小波变换对图像去噪,图像不仅会变得清晰平滑,而且,具有较好的视觉感官效果。

基于多目标多任务进化算法的含可再生能源混合发电系统优化调度

可再生能源发电的快速发展为电力系统的安全和经济运行带来了新的挑战。在此背景下,构建了能够计及火电阀点效应非线性,风电、光伏发电系统出力不确定性和水电一次能源浪费的多目标优化调度模型。假设风速服从Weibull分布、光照服从Beta分布的前提下,含可再生能源混合发电系统优化模型综合考虑了能源利用、环境保护、成本以及损耗等限制因素。在此基础上,创新的引入了多目标多任务进化算法,同时优化多个任务的多个目标,并行处理多个发电系统的优化调度问题,从而大幅提高了搜索速度。仿真算例采用标准IEEE30节点和IEEE118节点系统,验证了该算法在解决多目标多任务多电源发电系统优化问题时的优越性。

有机电子注入材料对Cs_2CO_3阴极结构电子注入能力的影响

系统对比了不同有机传输材料与Cs2CO3组合对阴极电子注入能力的影响。结果表明,二氮菲类衍生物与Cs2CO3组合电子注入能力最好,唑类衍生物次之,但都明显好于目前常用的Alq3材料。通过进一步比较发现,电子注入能力与有机材料的能级结构没有直接关系,这说明阴极界面处Cs2CO3与有机材料会发生不同程度的化学作用,从而改变电子注入势垒。对于金属螯合物而言,Alq3的电子注入能力明显强于Liq,说明配位金属可能参与了该作用过程。研究表明了Cs2CO3对有机材料具有较强的选择性,可以为设计合成针对Cs2CO3阴极结构的有机电子材料提供参考。

AlN晶体PVT生长装置的智能控制系统研究

AlN晶体的物理气相传输(PVT)法生长条件要求苛刻,如0.3~5 atm的高纯氮气生长气氛和2100~2400℃的生长温度。结合AlN晶体PVT生长工艺的特点,通过可编程逻辑控制器(PLC)进行适用于氮化铝(AlN)晶体PVT生长装置的智能控制系统的研究。首先,提出了倒置温场的生长工艺以降低AlN晶体PVT生长的成核数量,并通过自动控制程序设计满足不同生长阶段的温场要求;其次,针对设备可能存在超温、超压及冷却水断流等实验安全问题,设计并实现系统的自动化报警及自处理操作;最后,在实验操作上,实现AlN晶体生长的"一键式"全自动化工作。

电子束蒸发制备新型非晶半导体MgSnO薄膜

采用电子束蒸发镀膜工艺制备一种新型非晶半导体MgSnO薄膜。薄膜在可见光区具有较高的透过率,其平均透过率范围在86.14～92.05%,薄膜的光学带隙随着Mg含量的增加而增大。霍尔效应测试表明MgSnO薄膜为n型半导体,Mg含量可在一定程度上控制薄膜的载流子浓度,MgSnO薄膜的载流子迁移率最高为1.59cm2 V-1s-1。

EAST 4.6 GHz低杂波天线端口探针系统设计

为了研究低杂波天线端口附近的电子密度对低杂波耦合、驱动电流的影响,设计了端口探针系统测量等离子体放电期间天线端口密度的变化.该系统由探头和传输线、电路和信号隔离、信号采集设备三部分组成.以数据采集设备为硬件基础,并基于LabVIEW图形化编程环境,编写了数据采集程序.测试表明:该探针系统达到设计目标、能够稳定可靠运行,满足实验运行需求;4.6 GHz低杂波天线的最适耦合密度值为1.0×10^(18)~2.0×10^(18)m^(-3),与理论预测和数值模拟结果相符.

二十五味珊瑚丸对D-半乳糖衰老大鼠神经元特异性烯醇化酶表达的影响

探讨二十五味珊瑚丸(25 Odors Coral Pills)对D-半乳糖(D-gal)衰老大鼠海马锥体细胞形态和神经元特异性烯醇化酶(NSE)表达的影响。采用颈背部皮下注射D-gal模拟衰老大鼠模型。治疗组于造模第6周,给予25 Odors Coral Pills灌胃2周,之后取各组脑组织行相关检测。与模型组比较,25 Odors Coral Pills组大鼠海马CA1、CA3区锥体细胞层细胞丢失较少,细胞排列较紧密、整齐;DG区NSE阳性的细胞减少,胞体较小,突起较细;海马NSE表达下降,有统计学差异(P<0.05)。D-gal衰老模型鼠海马锥体细胞衰老变性且NSE的表达增多;25 Odors Coral Pills可抑制D-gal衰老鼠海马锥体细胞的衰老变性和NSE的表达。

升华法制备m面非极性AlN单晶体的研究

AlN晶体在c轴方向具有很强的自发和压电极化效应,影响了其器件的性能。生长高质量的非极性面AlN晶体材料是解决该问题的有效途径。本研究结合AlN晶体沿c轴择优生长的特点,使用自行设计的双区电阻加热生长装置,升华制备出尺寸为厘米级m面非极性AlN单晶体,并利用X射线衍射和能谱对样品进行测试分析。实验结果表明AlN单晶体的方向为(100),铝和氮原子比例为50.3%和49.7%,接近理想比例1∶1。最后,对m面非极性AlN单晶体的形成机理进行探讨。

STORM原始图像和基于点扩散函数测量矩阵的压缩感知后处理方法

针对随机光学重构显微等超分辨率显微成像技术存在的图像采集重构慢、空间分辨率低、时间分辨率弱,基于点扩散函数测量矩阵的约束等距性差和重构效果不好等缺点,提出了随机光学重构显微(STORM)原始图像和基于点扩散函数测量矩阵的压缩感知后处理方法。仿真结果表明,该方法在不改变显微镜光学系统的前提下,通过对STORM原始图像和基于点扩散函数测量矩阵的后处理,能够大幅提高超分辨率显微成像的重构效果。

G11778A位点突变的9例Leber遗传性视神经病变患者的临床特征

目的：探讨经线粒体DNA分析（mtDNA）确诊为G11778A位点突变阳性的9例Leber遗传性视神经病变（LHON）患者的临床特征。方法：收集2012-12/2015-12就诊于深圳市眼科医院门诊行mtDNA检测均为G11778A突变的9例LHON患者的临床资料,随访并总结其临床特征。结果：所选9例患者中,有母系遗传者6例（67%）,散发病例3例（33%）。就诊年龄9~43（平均22.00±9.42）岁。其中双眼同时发病5例（56%）;双眼先后发病4例（44%）。发病者男女比例为2∶1。末次随访时,数指2眼（11%）;0.01~0.1者12眼（67%）;0.12~0.4者2眼（11%）;≥0.4者2眼（11%）。所有患者均表现为视盘色苍白、边界清楚。视野检查表现为中心暗点或者旁中心暗点10眼,表现为弥漫性视野损害8眼。结论：此次收集的9例G11778A位点突变的LHON患者中,双眼同时发病较1a内单眼先后发病的患者的情况更为多见。病程末期视力稳定病例较视力持续损害病例多。少数患者在1a内患眼有视力提高的情况。视野缺损表现多见中心暗点或者旁中心暗点,病程末期可见视野弥漫性缺损。继发眼的视野损害与先发作眼视野表现类似。

基于和频效应和环形光的超分辨红外显微成像方法

提出了一种结合和频效应和环形光照明的远场超分辨红外显微成像方法。红外光、不同频率的环形和高斯可见光同时共轴激发样品,当红外光频率等于样品分子某一共振频率时,样品分子吸收红外光到达振动激发态,环形和高斯可见光与共振分子作用分别产生无效和有效的和频信号。利用三束光的矢量光场表达式和模型能级系统的速率方程进行数值模拟发现,当总可见光足够强时,可使总和频信号饱和,环形和高斯可见光与共振分子的作用出现竞争,通过提高环形可见光光子流密度超过饱和光子流密度,并降低高斯可见光光子流密度,可有效地抑制环形区域有效和频信号的产生,从而达到压缩PSF的目的,在物镜数值孔径0.6的情况下,通过数值模拟得到有效和频信号PSF半高宽为56 nm。

ITO导电薄膜透明图案对比度增强方法

铟锡氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)导电层是触控显示技术的绝对定位元件,为保障定位的灵敏性和准确性,需对导电层表面缺陷进行质量检测.本文针对导电层透明区域机器视觉自动检测存在的问题,提出了图案对比度增强的方法.该方法首先利用ITO材料的光谱属性及其表面光学特性,设计出用于ITO导电层检测的近红外同轴光照明,将图像对比度从零提高到4.5%.在通过光学方法实现了对比度从无到有的转变后,充分利用数字图像预处理的优势,结合基于小波变换的非线性增强方法,最终成功将对比度提高至16%,为后续ITO导电层缺陷的分析和识别提供了良好保障.

沉积物水界面污染物迁移扩散的研究进展

污染物在沉积物-水界面的迁移扩散对研究其环境生物地球化学循环过程和评估水生态系统质量具有重要意义.本文回顾了关于沉积物-水界面的基本研究历程,重点介绍沉积物-水界面的垂向结构以及扩散边界层(DBL)的作用,展示污染物在沉积物-水界面的多维度分布(一维垂向、二维平面和三维立体)及其在沉积物-水界面的扩散过程,详细总结影响污染物在沉积物-水界面迁移扩散的环境因素(包括温度、溶解氧或氧化还原条件、pH值、离子强度或盐度、沉积物组成、共存污染物、溶解性有机质、水动力条件、生物扰动、微生物以及其他因素),讨论当前关于沉积物-水界面污染物扩散通量估算几种方法的优缺点,最后,对沉积物-水界面污染物扩散研究在未来发展需要关注的几个方面进行了展望.

水体被动采样技术的发展与应用

被动采样技术不需要任何外力,具有操作简单、安全可靠等特点,在环境领域表现出良好的应用前景.本文回顾了水体被动采样技术的发展历程,简要介绍了被动采样技术定量方法,介绍并讨论了典型无机、有机水体被动采样装置特点、应用和发展趋势.其中,沉积物-水界面有机污染物被动采样以及水体无机/有机污染物被动采样是近些年被动采样技术的重要发展方向.最后,对水体被动采样技术在构型设计、应用范围、理论推进、与生物分析结合以及方法标准化方面的发展前景进行了展望.

主动和被动拉伸对韧带及肌肉组织血氧影响的近红外光谱技术评价

背景:目前虽有众多对不同拉伸方法比如静力性和动力性拉伸效果的评价研究,但是缺乏现代科学标准客观化指标,尤其是能实时检测的生理性指标,另外其疗效机制也尚不明确。目的:利用近红外光谱技术测量验证静力性拉伸的不同拉伸方式——主动与被动拉伸对肌肉组织血流及血氧的影响变化,从生理性缺血及再灌注方面探索拉伸作用的机制。方法:对10名平均年龄为(28±5)岁年轻健康的受试者,3名男性,7名女性,使用集成了三波长LED光源的PortaLite NIRS血氧计分别检测不同方式的静态拉伸(主动拉伸和被动拉伸)处于拉伸和收缩状态肌肉组织血氧变化,包括基线、拉伸干预期间及干预后的氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和总血容量变化。结果与结论:①静态拉伸时处于拉伸状态的肌肉组织通过增加总血容量明显提升血液氧合血红蛋白水平,而处于收缩状态的肌肉组织总血容量、脱氧血红蛋白和氧合血红蛋白抑制效果较明显,且收缩的组织各血液指标上升幅度不如拉伸组织;②主动拉伸运动后上调总血容量和氧合血红蛋白能力优于被动拉伸,有促进血液微循环和血流动力学活性、增强局部组织血氧、增加组织柔韧性以及加速局部组织修复或提升组织功能的可能性;③结果提示近红外光谱检测组织血氧技术有望成为验证组织再生与康复的一个客观指标。

100份西瓜种质果实品质相关性状的遗传多样性分析

以来自世界各地的100份西瓜种质为供试材料,对12个果实品质相关性状进行变异分析、主成分分析及聚类分析。变异分析结果表明,12个果实性状的多样性指数的变化范围为0.44～2.06;变异系数介于16.37%～71.13%,果实剖面的变异系数最大,为71.13%,果实横径的变异系数最小,为16.37%。主成分分析结果表明,12个果实性状归纳为3个主成分,累计贡献率可达71.99%。聚类分析将100份西瓜种质材料分为2大类群,类群Ⅰ包括3份野生西瓜,类群Ⅱ包括97份西瓜材料,其中绝大部分为栽培西瓜。上述研究结果表明,西瓜种质资源果实性状具有较为丰富的多样性表现,这将为西瓜果实遗传改良和优质新品种选育提供重要的参考依据。