湿度对CR-39固体核径迹探测器测量~(220)Rn/~(222)Rn水平的影响研究

在可调控温度、湿度及氡浓度的南华大学氡实验室对不同的湿度条件下CR-39固体核径迹探测器测量220Rn2、22Rn的探测效率进行了测定,分析了湿度对CR-39固体核径迹探测器测量220Rn、222Rn探测效率的影响.实验结果表明:相对湿度在35%-95%范围内,当湿度为50%左右时,CR-39固体核径迹探测器测222Rn,探测效率最高,标准偏差为2.0%;相对湿度在30%-100%范围内,当湿度为75%时,CR-39固体核径迹探测器测220Rn的探测效率最低,标准偏差达到78.4%.     

固体核径迹研究进展

近几年来,固体核径迹研究取得了显著进展.本文综合国内外文献和在日本神户召开的第26届国际固体核径迹会议(2014年9月15日~19日)交流的成果,对以下几方面的进展作了重点介绍:(1)固体核径迹基础研究:包括荧光核径迹探测器的出现和优异特性,核乳胶发展的新生机,固体气泡探测器刻度新方法的提出.(2)固体核径迹在核物理、激光加速、激光核聚变和核武器禁产核查中的应用;包括弹核碎裂反应(Projectile fragmentation)有两个反应道:散裂(Spallation)和爆裂(Burst)的提出,CR-39固体核径迹探测器已成为激光加速和激光核聚变研究的主要探测器之一,固体径迹探测器在核武器禁产核查中具有不可或缺的作用.(3)地学应用;包括不需要核反应堆照射而采用激光熔蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)的裂变径迹年代学测定方法的成功,裂变径迹热年代学已经成为独立学科.(4)基于核径迹的纳米-微米科学技术的发展.这些国内外的新发展为我国固体核径迹研究提供了启示和新的研究方向.     

汽油缸内直喷多孔喷油器喷雾碰壁特性试验

为了研究缸内直喷汽油机多孔喷油器的碰壁喷雾特性,建立了定容碰壁喷雾试验装置,对不同喷油压力和不同环境压力条件下的碰壁喷雾过程进行了拍摄,同时考虑壁面与喷嘴的距离和壁面倾角对碰壁喷雾特性的影响.结果表明:增加喷油压力可以使碰壁喷雾高度和半径增大,但是碰壁喷雾高度的增加率随喷油压力的增加而减小;随着环境背压的增大,碰壁喷雾高度和半径均减小,进一步增大环境背压,则碰壁喷雾高度增大;加大撞击壁面与喷嘴的距离和壁面倾角,碰壁喷雾高度和喷雾半径均增大,当壁面倾角进一步增大,碰壁液滴总动能减少,而且受到喷雾油束边缘的运动阻力,碰壁喷雾半径减小.     

PMN-PT透明陶瓷中气孔和晶界对光散射的影响分析

根据Mie和Raleigh-Gans-Debye散射理论,用matlab编程模拟了0.65PMN-0.35PT透明陶瓷中气孔及晶界处双折射对光透过率的影响。结果表明,陶瓷中光的直线透过率和总透过率都随着气孔率的增大而迅速减小,而随着气孔半径的增大先减小后增大;光的直线透过率在气孔尺寸与入射光波长相近时取得最小值;随着晶粒尺寸的增大光的直线透过率单调递减,而总透过率几乎无变化。     

高纯锗探测器探测效率的MCNP模拟

利用同轴型高纯锗(HPGe)探测器测量152Eu和133Ba在15cm处的探测效率,调节探测器死层厚度和冷指尺寸,利用Monte Carlo方法对同轴型HPGe探测器的全能峰效率进行模拟计算,并将计算效率与实验效率进行比较.结果表明,当HPGe探测器的死层厚度为0.22cm,冷指半径和长度分别为0.301cm和1.00cm时,模拟效率与实验效率相符。     

PIPS-低本底α、β测量影响因素的研究

PIPS(passivated ion-implanted planar silicon)探测器作为低本底α、β活度分析的发展方向,其影响因素有很多。为了探究PIPS探测器影响因素对低本底α、β测量仪性能的影响,采用PIPS-低本底α、β测量仪、²³⁹Pu平面源和⁹⁰Sr平面源等试验器材,用改变探测器工作偏压、探测距离及真空度的试验方法,进行α、β和本底测量,分析测量结果,再根据本底计数率、探测效率和串道比的极差与仪器分级差值的比值研究了偏压、源距和真空度对测量的影响。结果表明:源距较偏压和真空度对PIPS-低本底α、β测量仪的影响更大,尤其体现在探测效率上,增大源距使α探测效率的极差与仪器分级差值的比值达到2.593,β探测效率的极差与仪器分级差值的比值为0.479。偏压和真空度对测量性能的影响都很小。     

界面效应对GaN/Ga1-xAlxN量子点中杂质态的影响

在有效质量近似下采用变分法以及界面处导带弯曲用三角势近似,研究了氮化物半导体GaN/Ga1-xAlxN材料中杂质态的结合能随量子点尺寸及电子面密度的变化关系.结果表明,导带弯曲对结合能的影响不容忽视.当电子面密度较大时候,随着量子点尺寸的增大,杂质态结合能随电子面密度的增大呈线性变化,而在电子面密度较大时,结合能随着量子点半径的增加而迅速减小,且在某个尺寸附近出现极小值,然后缓慢增大.与其不同的是,对Zn1-xCdxSe/ZnSe结构,结合能则随着量子点半径的增加呈现非线性单调减小.     

地下圆形空洞地质雷达成像机理

由于地理因素和历史等原因,城市地下圆形空洞“多”、“密”、“乱”的状况越来越严重,地质雷达圆形空洞扫描图像解析并不明确。基于地质雷达扫描探测全过程,将雷达紧贴地面扫描地下圆形空洞的全过程图像细分为三个阶段,建立各阶段水平距离与回波延时之间的关系,系统分析不同埋深,不同半径条件下圆形空洞地质雷达扫描图像的变化情况,结合探测实例实现地下圆形空洞地质雷达成像机理的科学解释。总结出地下圆形空洞雷达扫描图像对称轴左侧为单调递减的连续凹函数,厚度由不断增大至稳定;对称轴右侧为单调递增的连续凹函数,厚度由稳定至不断减小;随着埋深与半径增大,曲线曲率减小,曲线图像趋于缓和,曲线的特征体现出张开弧度增大的趋势。     

氮化物半导体量子点核-壳结构杂质态的结合能

在连续介电模型和有效质量近似下,采用变分法从理论上研究了GaN/Al_xGa_(1-x)N量子点核-壳结构中杂质态结合能,计算了该结构中杂质态结合能随量子点核-壳结构核尺寸、壳尺寸、Al组分以及杂质位置的变化关系.结果表明:杂质态结合能随着量子点半径(核和壳尺寸)的增加单调减小;当杂质位置到量子点中心距离d增加时,杂质态结合能呈现先增大后减小的趋势,出现一极大值;杂质态结合能随Al组分的变化受杂质位置影响较大,呈现不同的变化趋势,且变化比较明显.     

桶型3He中子探测器探测效率标定装置设计分析研究

基于后处理生产的³He中子探测器,开展了桶型中子探测效率标定装置的材料选择及功能结构设计分析,使用MCNP程序构建了装置及³He探测器的相关计算模型,根据生产过程及设计需求,分别分析了桶型中子探测效率标定装置慢化层的慢化效果,及不同位置多根³He管中子探测器的探测效率,并计算了源管、探测器上方及屏蔽体周围的剂量,结果表明该装置的慢化能力及屏蔽效果良好,放射性剂量水平满足辐射防护要求。     

空腹夹层板的自振特性分析

对于钢筋混凝土空腹夹层板楼盖,采用8节点弹性块体有限元方法在点支承条件下进行了30个算例的自由振动分析,结果表明,空腹夹层板的振型与同等支承条件的实心平板类似;增加结构的总厚度可以有效提高结构刚度;表层薄板厚度对结构各阶频率的影响不大,建议表层薄板厚度不大于网格尺寸的1/25;由于质量和刚度对基频的影响是关联的,肋高和网格尺寸不是影响结构基频的决定因素。本文结论对以后工程的设计具有一定的参考价值。     

典型活塞换能器声场分布及其指向性

为了比较分析形状各异的声源声场分布及指向特性,利用瑞利积分和加法定理,计算出5种典型活塞声源辐射声场的远场声压分布和指向性函数,分析了辐射频率和几何尺寸对指向性的影响,并采用MATLAB进行二维及三维的仿真模拟。结果表明,方形(环)活塞的指向性要好于等面积的圆形(环)活塞的指向性;在活塞尺寸不变的情况下,频率增大,所有形状活塞换能器指向性均增强;当频率和外径不变时,内径尺寸对环形活塞指向性影响较小;当频率和内径不变时,外径越大,环形活塞指向性越好。     

旋流池半地下连续墙筒形结构内力变形分析

基于弹性薄板理论,推导出旋流池开挖过程中一种新的围护结构半地下连续墙,在侧向水土荷载作用下的变形和内力方程.根据理论公式,系统地分析了端部自由和端部固定两种边界条件下旋流池半地下连续墙筒形结构的变形和内力特点,并分析了各参数包括筒壁厚度、直径、高度和模量对其内力和变形的影响.研究结果表明,旋流池半地下连续墙围护结构在侧向水土荷载作用下的内力主要以环向压力为主,弯矩和剪力值除在端部较大外,其余位置都较小;当端部固定时,最大变形值出现在中部靠下的位置,变形值总体上较小;在各种影响因素中,旋流池半径对筒壁的内力和变形影响最大.最后,对旋流池半地下连续墙筒形围护结构的设计计算提出了建议.     

含蜡原油管输的通用速度分布与温度分布

以控制流体流动的动量方程、能量方程和描述流体流动特性的本构方程作为基本方程组,对定壁面温度和定环境温度两种热边界条件下的含蜡原油圆管流动的速度分布与温度分布进行了解析求解.分析与计算表明:所得解析解普遍适用于含蜡原油的各种流变行为.当屈服应力τ0不等于零时,在管中心存在着柱塞流,柱塞半径r0与τ0成正比;在柱塞内,速度与温度沿径向呈均匀分布;在柱塞外,速度与温度沿径向呈曲线分布.通过实例计算,分析了流变参数对速度与温度分布的影响,为含蜡原油管输中压力损失和热力损失的准确计算奠定了基础.     

螺纹桩截面几何特性研究

为了便于螺纹桩在工程应用中的设计计算,文中基于螺纹桩截面内半径、螺牙间距、螺牙高度以及螺牙厚度4个控制变量,推导了螺纹桩截面面积、周长的计算公式,建立了螺纹桩截面惯性矩的计算方法,在工程应用的尺寸范围内,分析了4个控制变量对截面几何特性的影响规律,并将螺纹桩与圆桩进行了对比分析。结果表明,螺纹桩截面面积和周长随内半径、螺牙厚度和高度的增大而增大,随螺牙间距的增大而减小,面积增大比周长显著。其中,内半径对截面面积和周长的影响最为明显,当内半径由0.2 m变化到0.5 m时,面积增大了4.4倍,周长增大了1.3倍。螺纹桩与相同截面积圆桩的周长比为1.00~1.05,与相同截面周长圆桩的面积比为0.91~0.99。所以,相同桩长和相同混凝土用量时,螺纹桩的周长仅比圆桩大0~5%。螺纹桩截面存在关于截面对称轴的主惯性矩I_yc和垂直对称轴过形心的轴线的主惯性矩I_xc,且I_xc比I_yc高13%~72%。两主惯性矩随螺纹桩内半径指数增大,随螺牙厚度以相反趋势增大,随螺牙高度线性增大,随螺牙间距线性减小。相较于圆桩,主惯性矩I_yc较小,主惯性矩I_xc较大,但当螺牙厚度小于0.06 m时主惯性矩I_xc小于相同截面周长圆桩惯性矩。     

空间目标轨道高度及大小对其表面温度的影响

应用热网络数学模型及温度场的数值解法,通过计算圆柱形目标在轨道高度、目标大小不同时的表面温度,发现轨道高度与大小会影响目标表面辐射及表面温度场的分布,从而影响突防的效果.     

基于卷积模型的核信号仿真

NaI(Tl)探测器因具有探测效率高和成本低等优点,常被用于核辐射能谱测量和核辐射监管等领域．由于实验条件等的限制,研究人员往往较难获取理想的实验核信号,虽然可以借助探测器的仿真信号来实现研究目的,但是常规的探测器单指数或双指数模型和实际采集到的核信号模型存在一定的差异,需要一种更为精准的数学模型对探测器输出信号进行描述．我们通过对探测器信号形成过程分析,将探测器视为线性时不变系统,探测器各个部分响应的总卷积即为输出的核信号模型．本文建立的探测器输出信号卷积模型,结合实测伽玛源的幅度分布规律和相邻脉冲时间间隔分布规律,可以提供更精确的NaI(Tl)探测器输出信号,以便用于伽玛能谱测量算法研究;通过调节脉冲间隔时间大小,可以仿真不同计数下探测器输出信号的堆积情形,以便用于堆积信号还原算法研究．经过与伽玛辐射源的对比测试,该仿真信号与真实探测器输出信号一致,既避免了研究人员接触放射源,提高辐射防护安全性,又为开展数字化核信号处理算法研究及能谱算法研究提供了极大的便利性．     

柱坐标下多孔介质反应体系传递过程的研究

多孔介质反应器内流体同固体骨架间的化学反应和流体的传输过程同时进行,并相互影响·采用Ergun-Forchheimer-Brinkman方程描述多孔介质中的流体流动,建立了柱坐标下多孔介质反应体系内对流-扩散-非线性反应数学模型·运用交替方向隐式(ADI)方法对模型离散求解·以固定床中铁矿石的间接还原反应为例,计算了不同条件下床层内反应气体浓度场和固体转化率分布·结果表明,增大入口渗流速度将使得反应气体浓度场升高,发生化学反应的区域加深,固体物料转化率增大·在反应器入口端附近,颗粒半径越小,固体转化率越高,但随反应区域的逐渐深化,固体转化率分布则呈相反变化的趋势·     

柱形量子点qubit的振荡周期

通过精确求解能量本征方程获得柱型量子点中的电子能态,并利用电子的基态和第一激发态构造一个量子比特．对GaAs量子点的数值计算表明：量子点能量随半径或柱高的增大而减小;量子比特的振荡周期随半径或柱高的增大而增大．     

AE检测液固两相流室内模拟研究

 针对现有液固体系中固相含量检测方法上的缺陷,研发了液固两相流声发射检测系统,并进行室内评价试验。利用自行编写的系统软件,在实验室条件下提取不同砂粒的浓度和粒度信息进行试验。结果表明,在粒度不变条件下,砂粒声发射信号的功率谱幅值随砂粒浓度增加而增加;在浓度不变条件下,砂粒声发射信号的功率谱幅值随砂粒粒径增加而减小。