强流加速器驱动的洁净核能系统中的一个关键问题：束晕—混沌的物理机制及控制

强流加速器具有极其重要的应用发展前景.强流加速器驱动的放射性洁净核能系统,比常规核电更安全、更干净、更便宜,但是它对加速器的要求比现有的加速器超过数十至上百倍.实验和理论都发现束晕-混沌现象,这成为强流离子束应用中,特别是放射性洁净核能系统的关键问题之一.为了提出一套有效设计新型强流加速器的方法,不仅必须深入研究这类束晕-混沌的特性及其产生的物理机制,而且需要研究如何实现对束晕-混沌的控制策略及技术.本文讨论了迄今国内外在研究产生束晕-混沌的若干物理机制方面的进展和可能的控制策略,并提出我们探索的新思路及控制对策.这是正在研究中的一个极富挑战性的新课题.     

微尺度电动混合混沌反控制方法

针对被动式混沌微混合器受控性差且加工难度大等缺点,基于广义混沌同步理论,提出了一种运用混沌电场对微流控芯片有序层流流体进行主动混合的电动混沌反控制方法.该方法将Duffing混沌模型施加于微流控芯片混合室的壁面电极,结合微流控芯片微混合室建立控制模型,采用Rosenstein小数据量混沌评价法对流体混沌效果量化评价,进一步优化Duffing混沌反控制算法模型参数.对优化后的混合混沌反控制算法与传统正余弦控制算法进行性能分析.研究结果表明,优化后Duffing算法控制流体进入混沌状态的时间比传统正余弦算法提前了约27.3%,最大Lyapunov指数提高约25%,说明该方法有效地提高了微流控芯片微混合器的混沌混合效果.     

北京丰中子束流装置及其应用前景

放射性核束物理和核天体物理是国际核物理研究的前沿,关键科学问题包括:壳演化和新幻数、原子核的中子稳定极限(中子滴线)、超重新元素的合成、原子核的晕结构、新的衰变模式、宇宙中铁以上重元素的核合成机制等.为了解决这些关键科学问题,世界各国都投入大量人力物力建造可以用来产生放射性核束的大型实验装置.综述了国内外已有、在建和计划中的核物理不稳定核束装置情况,并介绍了新一代装置——北京丰中子束流装置(BISOL)的设想.BISOL装置计划采用反应堆和强流氘加速器双驱动源,综合在线同位素分离和炮弹碎裂两种成熟技术,可产生比国内外现有装置强度高1~2个量级的极端丰中子束流,同时通过建设强流氘加速器,提供国际最强的加速器中子源之一,以此为基础大力推进核能系统材料研究.     

一种用Duffing振子检测舰船辐射噪声线谱的新方法

用Duffing振子混沌检测系统对舰船辐射噪声的特征线谱进行检测. 分析了Duffing振子混沌运动轨迹, 通过对状态方程的改进, 建立了Duffing振子混沌检测系统, 使系统能够检测任意的弱周期信号. 仿真实验证明了Duffing振子相轨迹变化对周期信号的敏感性, 对白噪声及与参考信号频差较大的周期干扰信号具有一定的免疫力. 引入 Lyapunov 指数作为混沌判据, 解决了系统动力学行为相变在定量上的判定依据问题, 并且能够较为准确地求出混沌临界状态的阈值. 由此提出了一种基于Duffing振子的舰船辐射噪声特征线谱的检测方法, 用此方法对3组实船数据进行分析, 得到了各船型的特征线谱值. 实验结果证明此方法具有高灵敏度、高分辨率的特点.     

Image encryption algorithm based on improved chaotic sequences of Liu system

为了提高混沌序列的复杂性和伪随机性,首先,对Liu混沌系统生成的混沌序列进行了改进,使改进后的序列具有理想的伪随机特性;然后.利用改进的Liu系统混沌序列对图像进行加密,提出了置乱与替代相结合的加密算法.实验表明该算法具有较强的抵御穷举攻击、统计攻击、已知明文攻击能力,因此,算法具有较高的安全性.     

混沌和分形的普适常数的物理意义

混沌吸引子普适常数包含哪些物理内容?或者说,分形维数的物理意义是什么?这是目前混沌与分形理论发展过程中人们关心的重要问题,因为这一问题的解决与建立混沌控制的理论框架和分形的动力学机制之间有直接联系.本文根据拓扑思想重建了一种能态动力学系统,并在该系统中能量“分级极值”结构的前提下,对混沌和分形的基本特征进行讨论,其结论是把混沌和分形的普适常数的物理意义归于“能级变化率”的概念.     

混沌通信分类及其保密通信的研究

上世纪90年代以来，一方面计算机网络技术得到飞速发展，另一方面新技术不断涌现，大大加速了信息处理和传递，当今网络化与全球化成为不可抗拒的世界潮流，而网络通信中的保密技术则是核心技术之一。任何这方面科技的新发现及其进展都必然引起关注，混沌通信技术就是引起广泛关注的一种高新技术，作为高科技，她具有突破性，创新性，战略性，带动性和风险性。本在前（自然杂志 2001；23（2））的基础上，进一步综述了国际上近年来关于混沌保密通信的最新进展，从通信角度，把产生混沌的类型分为连续流混沌，数字流混沌和数字混沌三种。为了向实用化方向发展，将混沌通信研究中常用的混沌遮掩，混沌开关，混沌调制三种主要技术方案，又按照更便于实际应用，重新把它们分类为三种主要形式，即模-模通信，模-数-模通信和数-数通信。在分析当前国际上三种混沌保密通信的最新方案及其研究进展后，最后提出了一些值得研究的关键技术和研究方向。     

非线性反馈函数法实现混沌同步

近年来,由于具有巨大的应用潜力,混饨同步正在迅速发展,迄今虽然已经提出了许多方法实现混沌同步,但多限于线性控制方法.本文将应用非线性控制的基本思想及李亚普诺夫函数方法,采用解析与数值相结合的方法,对两个著名的有价值的蔡(Chua)线路和Rossler系统,找到了一些非线性反馈函数,并已成功地实现了混饨同步.这将在实验上为混沌同步提供新的有用的可行途径.     

北京放射性核束设施及核物理基础研究展望

放射性核束物理与核天体物理是物理学基础研究的前沿方向,其需求是建造大型放射性核束设施的主要推动力.本文简要介绍了放射性核束物理与核天体物理,比较了产生放射性核束的在线同位素分离(ISOL)方法与炮弹碎裂(PF)方法,综述了国内外已有的ISOL型装置情况,并具体介绍了北京放射性核束设施,对其未来核物理基础研究给予展望.     

耦合反馈激光混沌振幅调制全光逻辑门及光电复合逻辑门研究

理论研究耦合反馈半导体激光器混沌同步及其在光学数字逻辑门中的应用, 构建了三种基本的全光XNOR, NOR, NOT 门以及光电复合NOR 光学数字逻辑门的物理模型, 定义了这些逻辑门的计算原理和方法. 基本物理方法是, 让外部光注入到2 个激光器中产生激光混沌输出, 通过两激光器激光的相互耦合及反馈实现混沌同步. 在此基础上, 利用光的外部调制方法让两相互耦合激光分别在振幅调制下控制混沌同步或非同步, 实现了全光逻辑门的功能与计算. 然后联合激光的外部调制和激光器电流调制, 控制混沌同步或者非同步, 实现了光电复合逻辑门的功能与计算. 另外, 详细地数值分析了激光混沌再同步与再非同步对逻辑输出影响等问题, 结果证明了该方案的科学合理性与可行性.