如何培养优秀核技术类大学生——以西南科技大学为例

培养优秀核类大学生是关系到国家发展战略重大问题,是关系到我国原子能工业发展的全局大事。该文从加强专业内涵建设、加强核类人才梯队建设、注重外部研究3个方面,对如何培养优秀的核技术类优秀人才进行探讨,对新时期培养优秀核类大学生、扎实推进核学科建设有重要的参考意义。

《核电子学》虚拟技术教学探索——以西南科技大学为例

通过互动式教学方式,以虚拟仿真技术为载体,逐步更新核电子教学手段。采用虚拟仿真技术,系统仿真核电子学关键电路,解决对核电子学整个系统框架认识,增加学生自主学习和创新能力,达到利用更少的学时让学生迅速掌握相关内容知识的目的。

“核电子学”课程的改进和建议——以西南科技大学为例

核电子学是研究核科学与电子学联系的一门课程。课程设置的好坏关系到核科学与技术人才的培养质量。从课程内容需要更新、增加信号处理内容、增加软件仿真内容、教学经费的投入与稳定性四个方面进行探讨,对新时期培养优秀核类大学生,提高培养核类学生质量有重要的参考意义。

TATB在离子液体-DMSO复合溶剂体系中的溶解性实验研究

针对1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)的分子结构特点,选择以下几种离子液体,阳离子主要包括三乙胺类、吡啶类和甲基咪唑类,阴离子包括Br-、NO3-、CF3COO-、CH3COO-,考察了TATB在离子液体-DMSO复合溶剂中的溶解性,并采用静置冷却法对TATB进行了重结晶,对重结晶后的TATB进行晶型观察、红外检测。结果表明,所选择的几种离子液体-DMSO的复合溶剂体系对TATB均有一定的溶解能力,其中丁磺酸甲基咪唑乙酸盐-DMSO对TATB的溶解能力最好,硝酸丁基三乙基季铵盐-DMSO对TATB的溶解效果最差。

纳秒强激光诱导K9玻璃表面损伤实验

使用脉宽约10ns的Nd:YAG激光器,研究低加工缺陷条件下K9光学玻璃在单激光脉冲作用下的损伤形貌。利用软边光阑加长程衍射的方法实现光斑整形,利用微分干涉光学显微镜和扫描电镜对样品前后表面的损伤形貌进行观察和成像,对比研究了K9光学玻璃前后表面的损伤形貌,分析了损伤机制。研究结果显示:在红外纳秒激光辐照下,加工缺陷是K9光学玻璃产生初始损伤的主要诱因;前表面的损伤主要表现为微坑及高温等离子体产生的冲蚀变色和表面微裂纹;后表面出现了均匀的亚波长周期性光栅结构,这种周期性结构是后表面损伤增长的主要诱因。

激光等离子体效应对薄膜损伤特性的影响

高能激光的发展对光学元件的抗损伤能力要求越来越高,其中光学薄膜是最薄弱的环节之一。实验研究了激光的聚焦位置对石英基片上HfO2/SiO2减反射薄膜损伤形貌的影响,研究发现:激光等离子体的高压冲击波对薄膜产生强烈的冲击剥离效应,其压强随膨胀半径的增加而迅速减小。激光等离子体光谱的辐射波长小于入射激光波长,这会增强薄膜对辐射光能量的吸收;位于深紫外波段、能量大于HfO2薄膜带隙的光子能量,将被薄膜直接吸收,从而加剧薄膜的电离破坏。激光等离子体的辐射效应和冲击波效应的共同作用决定了薄膜的损伤形貌。当激光聚焦到薄膜表面时,冲击波压强极大会使薄膜发生大面积的电离去除,同时基底发生击穿;当两者距离大到一定距离时,冲击波只会使得中心处小面积薄膜发生剥离,基底未出现断裂。

KTP晶体的激光烧蚀特性及Raman光谱研究

高阈值的KTP晶体的研发,对高能激光领域至关重要。采用高重复频率的紫外激光对KTP进行烧蚀,并对烧蚀前后的Raman光谱进行分析,研究发现:激光等离子体效应是造成晶体破坏的主要原因,其逆韧致吸收效应会大大增加激光脉冲能量的沉积,电离效应使得晶体发生充分的离解,高压冲击波效应则把熔化、气化以及电离混合物外排的同时,使得材料发生断裂。烧蚀前后的Raman光谱的特征峰分布基本相同,说明烧蚀作用没有改变KTP材料的整体结构。但是,特征峰的对比值(RIR)都发生了改变,且有所展宽,说明烧蚀后结晶度降低。其中TiO6和PO4等主要氧多面体的特征峰向低波数漂移,说明材料的键合力消弱,更易发生离解。

激光等离子体效应对细胞烧蚀特性研究

研究对比了激光直接辐照、聚焦辐照以及激光等离子体辐照三种辐照方式下,洋葱表皮细胞的烧蚀特征,并基于激光辐照的热力学特性对细胞的温升以及相变过程进行分析。观察发现:直接辐照对细胞的杀伤效果很不明显;聚焦辐照会引起焦点附近细胞的断裂以及脱水;激光等离子体辐照作用下,细胞会呈现大面积的去除,断裂边缘粗糙,且细胞层有叠加现象。理论分析发现,激光等离子体具有热效应、辐射电离及冲击波效应等,会增加激光脉冲能量到细胞的沉积、以及对细胞冲击剥离等,从而会大大增加细胞的杀伤范围和效率,可用于对细胞进行大面积杀伤。

LLM-105太赫兹波吸收特性及理论计算

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物（LLM-105）是一种综合性能优良的新型高能钝感炸药,为了研究LLM-105的分子结构特性,利用太赫兹时域光谱技术对该炸药在0.2-2.4THz频率范围内的吸收光谱进行了探测,结果表明LLM-105在该频率范围内出现了多个强度不同的特征吸收峰,分别位于1.27,1.59,2.00,2.08,2.20,2.29THz处。基于密度泛函理论（DFT）,借助Materials Studio 6.0量子化学软件对LLM-105晶体在小于2.5THz频率范围内的吸收光谱进行了模拟计算,计算结果中除了2.29THz处吸收频率,其余5处与实验测得值均有很好的一致性,从理论角度验证了实验数据的准确性。完成了对实验太赫兹吸收光谱中特征吸收峰振动模式的分析和指认,结果表明LLM-105太赫兹吸收特征峰的形成与分子振动密切相关,进一步为其分子结构变化的研究提供重要的实验手段与技术支撑。对于没有计算频率对应的2.29THz处特征吸收峰,分析认为是由晶格振动或其他原因导致。

水泥中金属元素的激光诱导击穿光谱实验条件研究

激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种被广泛使用的物质元素检测技术。由于它的探测结果受多种因素的影响,因此,分析比较不同实验条件对LIBS光谱测量的影响对LIBS检测有着重要的意义。通过采用四川省北川县中联水泥有限公司生产的42.5普通硅酸盐水泥制成的水泥压片,利用八通道光纤光谱仪AvaSpec-2048-JSB2-RM、延时触发器DG645进行了LIBS检测。针对影响水泥几种重要技术指标的金属元素Mg,Al,Na,K进行了分析。主要对比了激光频率、同一点测量次数对不同金属元素光谱信号强度的影响,得出在本实验条件下的最佳实验参数:10 Hz为最佳激光频率,激光频率为10 Hz时元素Mg,Al,Na,K所得到的光谱强度比8 Hz时分别提高了67.66%,47.88%,84.59%,43.36%。由于压片样品在放置过程中,表面会有少量的氧化、潮解,在以测量10次求一次平均所得结果进行记录的条件下,以第三、四次记录结果为最佳。

FOX-7太赫兹波吸收特性及理论计算

为了研究新型高能钝感材料1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯（FOX-7）的分子结构特性,采用太赫兹时域光谱技术对FOX-7在0.2-2.3 THz波谱范围内的吸收光谱进行了探测,得到了待测样品的太赫兹吸收谱线,确定了其特征吸收峰的位置。基于密度泛函理论（DFT）对FOX-7单分子和晶体结构在小于2.4 THz范围内的吸收光谱进行了模拟计算,结果表明分子间相互作用对FOX-7吸收峰的形成起到很大的作用。完成了对实验光谱中特征吸收峰振动模式的分析和指认：1.59 THz处吸收峰的光谱特征主要由―NO2和―NH2的摆动造成,2.12 THz处吸收峰光谱特征的产生包含―NO2和―NH2的摆动以及各自的扭动。

GaN基异质外延生长的ZnO单晶电输运特性研究

报道了一种新方法生长的ZnO单晶的电输运特性,利用该方法在GaN外延膜表面生长了尺寸为25 mm×25 mm,平均厚度7 mm的ZnO单晶块。通过研究ZnO单晶不同深度处的电输运特性,判断了ZnO单晶内部不同位置的结晶质量。以GaN表面为起始面,沿[0002]方向,随着距GaN表面距离的增加,常温下的ZnO单晶载流子浓度从1.28×10^19降到4.00×10^17 cm^-3,载流子迁移率从64.9升至144 cm^2/(V·s),电阻率从7.53×10^-3升至1.09×10^-1Ω·cm。位错密度计算结果表明,随着远离GaN衬底,晶体内位错密度逐渐减少,二次离子质谱测试结果中,Ga+等杂质含量随着远离GaN衬底逐渐减少,在距离GaN表面约4 mm以后,主要杂质含量明显降低。由此表明,采用价格相对较低的GaN衬底可以获得较大尺寸,品质较好的ZnO单晶。

应用太赫兹光谱技术快速无损鉴别中草药品种

确定中药品种是确保中药材质量的第一关。为探索中草药品种的快速鉴别方法,本文应用太赫兹光谱技术结合模式识别方法对6种中草药进行分类鉴别。采集了白附片、大黄、党参、陈皮、麦冬、天麻等6种常用中草药,共得到420组太赫兹光谱数据,在0.2~1.5 THz波段分别采用支持向量机(SVM)、主成分分析(PCA)和支持向量机相结合、线性判别分析(LDA)结合支持向量机等方法对6种中药材进行了定性鉴别分析。结果表明,太赫兹光谱数据结合线性判别分析和支持向量机建立的LDA-SVM中草药品种识别模型最优,模型准确率达100%,对未知样本的鉴别准确率达98.41%。本文的LDA-SVM模型具有较好的鉴别能力,能快速准确地鉴别出中药材的品种,为中草药的质量控制提供了又一鉴别手段。

径向偏振光二值相位型宽带远场超分辨聚焦器件设计

为克服传统透镜体积大、难以集成化的不足,针对入射波长λ=2500μm的径向偏振光,基于光学超振荡原理设计了透镜半径为20λ、聚焦焦距为5λ、数值孔径NA=0.97的二值相位型宽带太赫兹远场超分辨聚焦器件。仿真结果表明:该远场太赫兹聚焦透镜在λ=2500μm时,在焦平面形成有效聚焦焦点,该焦点半高全宽为0.445λ(1112.5μm),小于阿贝衍射极限(0.5λ/NA=0.518λ),旁瓣比为15.9%,实现了远场超分辨聚焦;设计的透镜在2100~2900μm波长范围内可形成亚波长聚焦焦点,且在2300~2900μm波长范围内能够实现远场超分辨聚焦。相较于传统光学超分辨技术存在的工作距离短、集成困难、带宽较小等问题,该平面透镜设计灵活,具有物理尺寸小、工作距离适中、带宽范围大等优点,可广泛用于集成化的光学系统中。

室温下中药附子的太赫兹波谱分析

为了对中药附子的道地性和品种进行鉴别以及控制产品质量，采用了飞秒激光激发光电导天线的太赫兹时域光谱技术，对同一产地4种不同制片方式的附子样品在室温干燥环境进行了检测和分析。结果表明：附子的太赫兹时域谱包含有幅度和相位信息，频谱具有较好的重复性，4种附子样品频谱明显分为两组。4种样品的太赫兹折射率存在明显的差异，可对不同的制片方式进行直观鉴别。由于吸收随着频率增加而增加，纯附子压片样品的有效频谱范围为0．2～1．05THz，在此频谱范围内没有明显的特征吸收峰，吸收谱与THz频谱一致，因此附子道地性鉴别应考虑因不同制片方式造成的差异。

激光诱导击穿光谱法定量分析水泥中的铜元素

为定量分析水泥中的铜(Cu)元素,根据激光诱导击穿光谱分析方法(Ll BS)的特点,建立了激光诱导击穿光谱分析系统。采用标准加入法为定标方法,制备了5个不同含铜量的水泥样品。根据LIBS谱图,以213.598 nm和219.958 nm作为分析线。应用Savitzky-Golary卷积平滑方法对光谱数据进行了预处理,比较了Guass、Lorentz和Voigt拟合方法对光谱曲线的拟合效果。对测量结果采用一元线性拟合建立了相应的定标曲线,213.598 nm和219.958 nm定标曲线的校正决定系数分别为0.994 8和0.986 4,平均相对误差分别为3.20%和5.78%。实验结果表明:213.598 nm作为分析线的准确度优于219.958 nm分析线,该方法能够满足水泥中Cu元素定量分析的要求。

水泥中Al和Fe的激光诱导击穿光谱测量分析

水泥中铝和铁含量是对水泥进行分类和质量监督的一个重要依据。通过采用激光诱导击穿光谱技术对水泥样品中的Al和Fe含量进行了定量分析。从光谱强度以及特征谱线信噪比出发,确定单脉冲能量为30 m J光谱积分延迟时间为1μs为最佳实验参数并以此为基础采用内标法去定量分析水泥样品中的Al和Fe。通过内标法建立的Al和Fe元素的定量分析曲线的线性度分别达到了0.998和0.997,同时通过循环反演的方式去检测定量分析的精度,得到铝和铁的最大测量相对偏差分别为2.32%和5.11%,平均相对偏差为1.34%和2.40%。实验结果表明:采用激光诱导击穿光谱去定量分析水泥样品中的Al和Fe在一定的误差范围内是可行的。

离子液体存在下重结晶制备降感HMX

为建立安全、高效、绿色钝感奥克托今(HMX)制备方法,分别以甲基咪唑硝酸盐([mimH]NO3)、丁磺酸甲基咪唑硝酸盐([mimBSO3H]NO3)、三乙胺硝酸盐([Et3NH]NO3)、丁磺酸三乙胺硝酸盐([Et3NBSO3H]NO3)为晶型助剂,丙酮、环己酮为溶剂,采用溶剂-非溶剂法重结晶制备降感HMX。结果表明,在离子液体[mimBSO3H]NO3(质量为HMX的1.5%)存在的条件下,以环己酮为溶剂,在60℃,搅拌速度750 r·min-1条件下对HMX重结晶可使HMX晶体趋于球形化。所得HMX晶体表面光滑,边缘整齐,热分解峰温提高到288℃,撞击感度4%。

纳秒激光去除铝板表面漆膜热力学过程分析

为了研究并分析纳秒脉冲激光去除金属表面漆膜的机理,采用1064nm的纳秒激光对涂有漆膜的铝板样品进行了单脉冲辐照实验。依据热传导理论分别模拟出作用过程中漆膜以及铝板表层的温度分布,计算出漆膜与铝板界面处由于铝板基底热膨胀而产生的分离力,并分析了等离子体冲击波对去除漆膜的影响。结果表明,纳秒激光去除漆膜时力的作用为主导,其中热膨胀产生的分离力为漆膜的去除提供必要条件,漆膜对激光等离子体的约束最终导致其自身断裂和剥落。采用热力学理论对纳秒激光去除金属表面漆膜机理进行分析是可行的。

电化学沉积金属铜的分形枝晶生长控制与性能

以CuSO4为前驱体,HCl为添加剂,采用电化学沉积方法,在室温条件下制得了μm级、面心立方结构分形铜的枝状晶体,研究了铜离子浓度、硫酸浓度、电流密度、沉积时间、氯离子浓度等实验参数对分形枝状铜晶体尺寸、结构的影响。结果表明：硫酸的浓度对铜沉积物结构无明显影响;随着Cu^2＋浓度的不断增大,铜沉积物的分形效果越来越明显;增大电流密度（0.4-1.6 A.cm^-2）,铜沉积物由致密向多分枝的开放型转变;延长沉积时间（大于等于5 min）,可获得含大量次级分枝铜的晶体;适当增加盐酸用量（0.05-0.20 mol/L）,铜沉积物枝晶尺寸显著减小。最后讨论了分形枝晶铜在碱性条件下氧化甲醇的电化学性能。