降能片对12C6+束流影响的Geant4模拟

利用Geant4模拟每核子能量在80~360 MeV内碳离子束（¹²C⁶⁺）穿过靶质量厚度为0.5~4.0 g/cm2的有机玻璃、 铝、 铜和铅后的角度歧离值和能量歧离值, 并对比单能碳离子束直接进入水中和经降能片后再进入水中的Bragg峰. 模拟结果表明: 碳离子束的能量越高、 降能片的质量厚度和原子序数越小, 碳离子束经过降能片后的角度歧离和能量歧离值越小, 其Bragg峰所受影响也越小. 即若仅考虑角度歧离和能量歧离, 则低原子序数的材料更适合做降能片.     

H离子和电子在材料Pm、Nd和Sm中的电离阻止本领

离子在物质中的阻止本领是离子与物质相互作用研究的一个重要内容,同时也是进行离子注入材料改性、离子束表面分析和其它离子束技术应用的一个重要参数.本工作从理论模拟的角度,对Pm、Nd和Sm材料受到的辐射损伤进行了研究,利用SRIM2003软件计算了0～120 keV间的H离子在Pm、Nd和Sm材料中的电离阻止本领,从理论上得到了不同能量的电子在Pm、Nd和Sm中的渗透深度.     

离子注入的~(75)As在SiO_2薄膜中的射程参数

用热氧化的方法在Ｓｉ片上制备了不同厚度的ＳｉＯ２薄膜，把能量１００ｋｅＶ和１８０ｋｅＶ的７５Ａｓ离子分别注入上述衬底，用２．１ＭｅＶ的４Ｈｅ离子对注入后的样品作了背散射分析，测出了７５Ａｓ在样品中的射程分布．将实验测出的射程参数与ＴＲＩＭ９０程序预言的结果作了比较，结果表明，实验测量的Ｒｅｘｐｐ与ＴＲＩＭ９０程序计算的Ｒｃａｌｐ值符合得很好，而ΔＲｐ的值符合较差，ΔＲｅｘｐｐ普遍大于ΔＲｃａｌｐ．上述现象产生的原因可能是在注入过程中Ａｓ原子发生了辐射增强扩散     

NaI(Tl)晶体的性能研究

利用蒙特卡罗方法,模拟能量为140KeV的γ射线在NaI(Tl)晶体中的闪烁过程及不同厚度不同包装下闪烁光的空间分布,得出点光源模型对于晶体出光平面上闪烁光强分布是适用的结果.模拟表明,NaI(Tl)与包装之间的界面粗糙时比光滑时空间分辨更好;闪烁中心离出光面越近位置分布越窄,且晶体厚度11mm时光产额最大.     

分子模拟技术在乳化沥青研究中的应用

利用分子模拟技术对乳化沥青的乳化和稳定机制进行研究。选用结构不同的基质沥青,基于改进的B-L法,构建三维无定型平均结构;利用分子模拟软件构建水/乳化剂/沥青体系进行分子动力学模拟;通过界面形成能、界面层厚度、扩散系数等参数研究沥青与乳化剂相互作用对油水界面性质的影响。结果表明:分子模拟技术能够有效表征乳化沥青乳化和稳定机制;随着乳化剂用量的增加,界面形成能增大、界面层厚度增加、分子扩散系数变小,乳化剂单层膜的稳定性增加,降低油水界面张力的能力增强;对于不同的沥青体系,具有高芳碳率、高环烷碳率、高芳香环缩合度、低烷基碳率的沥青与乳化剂的相互作用越强,界面形成能绝对值越大、界面层厚度越大、扩散系数越小,乳化剂降低沥青/水界面能量的能力越强。     

NaI(Tl)探测γ能谱的MCNP模拟

利用光子和电子联合输运MCNP程序的电子脉冲计数类型的能峰展宽模拟计算NaI(Tl)探测器的γ能谱, 与实验结果符合较好. 利用能峰展宽参数计算不同能量γ射线的峰总比, 结果与实验值相符, 验证该计算方法可用于NaI(Tl)探测γ能谱的模拟. 对不同能区γ射线的能谱进行模拟, 并分析了能谱的形成过程.      

X射线质量厚度测量研究

拟合了能量在200 keV以下的中低能光子质量减弱系数的实验数据,发现基于光电效应,瑞利散射和康普顿散射的半经验公式能够精确地模拟光子质量减弱系数的实验数据.计算了X射线管发出的连续能谱X射线经过吸收片过滤后的能谱分布,发现能谱呈峰形.将它用作物质的透射模拟实验,发现在一定厚度范围内,它与某单能光子的强度减弱规律相同而等效.利用拟合求得的减弱系数半经验公式,求出并讨论了这一等效能量的数值和规律.讨论了X射线束的光电流和光子计数两种探测方式,计算发现经过低能过滤后的X射线,两者都能够反映强度减弱规律.进行了吸收实验,证明低能过滤X射线束的能量探测的确可以用来进行物质的质量厚度测量.     

固体乏燃料表面的卢瑟福背散射模拟研究

为了研究固体乏燃料表面核素的种类、含量以及厚度对卢瑟福背散射能谱的影响,通过SIMNRA软件模拟背散射能谱,研究了I、Pm、U等典型核素及核素含量、靶材厚度对背散射能谱的影响.结果表明,不同核素对应不同的能量峰,核素的元素质量数越大,背散射能量越大;核素含量越高,相应的能谱高度(峰面积)越大.此外,能谱的半高宽度与靶材的厚度存在线性关系,能谱的半高宽度正比于靶材的厚度越厚.     

BGO晶体的性能研究

利用蒙特卡罗方法,模拟不同能量的γ射线在BGO晶体中的闪烁过程及不同厚度不同包装下闪烁光的空间分布,发现点光源模型对于晶体出光平面上闪烁光强分布是适用的.模拟表明：BGO与包装之间的界面粗糙时比光滑时空间分辨更好；闪烁中心离出光面越近位置分布越窄,且晶体厚度为4 mm时光产额最大.     

羟基硬脂酸铁多层单分子膜的X射线衍射研究

用 X 射线测量了奇数(直到31层)羟基硬脂酸铁(FeSt_2OH)的衍射。多层膜用 Langmuir—Blodgett 技术一层一层地沉积分子制取。在层数为7时,能区分连续的衍射图谱由几个(00l)Bragg 峰和位于 Bragg 峰之间的“次极大”组成。给出了结果的定性解释,计算了多层膜的周期 D 值和膜厚度(ND)。     

黄浦江水中卤乙酸前体物的荧光光谱分析

使用三维荧光光谱(3D- EEMs)分析黄浦江水中的有机物特性.结果表明,黄浦江水3D- EEMs包含2个类蛋白峰(T峰)和1个类腐植酸峰(A峰),其中类蛋白质峰较高,说明污染较为严重.类腐植酸峰沿着水厂工艺流程的变化与传统指标高锰酸钾指数DCODMn、紫外吸收AUv 254和溶解性有机碳ΡDOC的变化一致.卤乙酸生成潜能实验表明,随着氯化反应程度的增加(增加反应时间、从氯胺转到自由氯消毒以及增大自由氯的投加量),三维荧光光谱特征值减少,相对应的卤乙酸(HAAs)生成量增加.投加溴离子后,氧化能力随自由氯含量降低而降低,而取代能力随次溴酸增加而增加,所以反应后水体中残余有机物的三维荧光光谱特征值增加,而HAAs先升后降.三维荧光光谱可作为水中溶解性有机物的补充指标,更全面反映水中有机物的变化.     

局部气垫双体船阻力与航态性能试验研究

为验证局部气垫双体船的航行性能,对其阻力特性和航态性能进行试验研究.基于船模试验测量了其在不同排水量和不同重心条件下的阻力值、升沉幅值以及纵倾角度,分析了阻力、航态等特性随进气流量的变化规律.结果表明:当气垫长度傅汝德数小于0.8时,船体阻力随气垫进气流量减小而降低,并且此时的越峰能力较强;当船速增加时,船体阻力随气垫进气流量增加而降低.重心位置适当后移能有效改善船体表面的阻力特性.船型特有的滑行壁面能使其越峰后快速达到滑行状态,保证越峰后的快速性和纵向稳定性.     

基于氮化硅薄膜纳米孔制备及DNA分子检测

通过对影响聚焦离子束溅射氮化硅纳米孔的溅射时间和离子束束流2个主要参数的研究,优化了聚焦离子束溅射纳米孔加工工艺.提出了利用聚焦离子束对氮化硅薄膜进行减薄后再溅射纳米孔的加工工艺.采用该加工工艺不仅可以减小纳米孔的直径和厚度,还可以减小纳米孔的锥度.最后利用氮化硅纳米孔研究了不同孔径的纳米孔对48 kbλ-DNA过孔姿态的影响,结果表明,孔径较大时,DNA分子过孔存在多种过孔姿态,孔径越小,DNA分子越容易被拉直过孔.同时针对DNA过孔时引起的阻塞电流,提出了简易的计算模型.     

两种典型结构强流自箍缩二极管技术研究

主要介绍了箍缩聚焦二极管和自箍缩离子束二极管的研究进展。重点介绍了近几年发展的阳极杆箍缩聚焦二极管的理论模拟和实验结果,在“闪光二号”加速器和2 MV脉冲功率驱动源上进行了阳极杆箍缩二极管实验,二极管输出电压1.8~2.1 MV,电流40~60 kA,脉宽(FWHM)50~60 ns,1 m处的脉冲X剂量约20~30 mGy,焦斑直径约1 mm,X射线最高能量1.8 MeV。在“闪光二号”加速器上开展了高功率离子束的产生和应用研究,给出了自箍缩反射离子束二极管的结构和工作原理,实验获得的离子束峰值电流~160 kA,离子的峰值能量~500 keV,开展了利用高功率质子束轰击19F靶产生6~7 MeV准单能脉冲γ射线,模拟X射线热—力学效应等应用基础研究。     

模拟酸雨对三峡库区4种典型土壤酸化及盐基离子淋溶释放的影响

通过室内模拟酸雨土柱淋溶实验,研究了酸雨作用下三峡库区4种典型土壤盐基离子的释放特点和释放机制.研究表明:酸雨会导致土壤酸化,土壤pH值随酸雨pH值下降而下降,土壤pH值和CEC含量越高,土壤受酸雨酸化影响越小;淋滤液的电导率都呈现先升后降的趋势,而且都有一个峰值,但峰形有明显差异;酸雨导致盐基离子的淋失,盐基饱和度降低,土壤中各离子淋失量大小均为Ca2 ＞Mg2 ＞Na ＞K .     

过渡金属掺杂对γ′-Fe_4N的热稳定性和磁性的影响

利用第一性原理密度泛函理论,对不同过渡金属M(M=Mn,Co,Ni)掺杂γ′-Fe4N的结构进行焓值计算.结果表明:以MnFe3N/Fe2,CoFe3N/Fe2和NiFe3N/Fe1为掺杂结构的能量最稳定,且均呈铁磁性;掺杂过渡金属元素的原子序数越小,体系的能量越低,材料的结构越稳定;随着压强的增加,掺杂元素替代面心不等价Fe位可有效减小压强对材料磁性的影响,使材料在更大压强区间内保持强铁磁性,衰减速率相对较低.     

Phakic IOL 结构及植入位置对人眼视觉质量的影响*

以Hwey-Lan Liou眼模型为基础,构建近视及远视态人眼模型,利用ZEMAX光学设计软件通过光线追迹研究了不同结构的有晶体眼人工晶体(Phakic IOL)及植入位置对屈光矫正后人眼成像质量的影响。以Zernike标准多项式系数离焦项C4,及调制传递函数(MTF)对像质进行表征,结果表明:当植入位置固定,屈光度相同时,Phakic IOL厚度越小,对近视态人眼眼视觉矫正质量越好,对于远视态人眼,晶体厚度影响不明显,离焦项C4大小与人眼MTF曲线反应的人眼成像质量一致;在离焦矫正相同情况下,PIOL植入位置对眼光学系统成像质量基本无影响;凸凹结构的PIOL对人眼视觉矫正效果要优于其他结构。     

微装药空腔能量传递的数值模拟与试验研究

为研究微通道装药(微装药)空腔能量传递的影响因素,采用数值模拟和实验测试方法得到了空腔衰减压力.用AUTODYN软件的点火增长模型描述微装药的非理想爆轰过程,计算了不同装药尺寸、空腔厚度和约束材料的输出压力,并与锰铜压阻计的测试结果进行对比.结果表明,数值计算与试验值的偏差在10%以内,说明数值模拟方法可用于微通道空腔压力衰减研究.微装药直径越大或空腔厚度越小,压力越大,45#钢比有机玻璃约束更有利于空腔能量的传递.     

离缝修复条件下无砟轨道板温度翘曲变形特征

根据高速铁路无砟轨道离缝修复工艺,基于双线性内聚力模型理论,采用内聚力单元模拟层间粘结界面,建立考虑多界面粘结的CRTSⅡ型板式无砟轨道有限元模型。计算分析了无砟轨道板在温度梯度-50 ℃·m^-1~+100 ℃·m^-1、温升温降-30 ℃~+30 ℃作用下的翘曲变形,结果表明：离缝修复条件下,在计算范围内温度荷载作用时,轨道板翘曲变形模式和最值与正常状态一致,说明离缝修复使无砟轨道板温度翘曲变形得到恢复。     

H原子通过碳纳米管的分子动力学模拟

利用Brenner(#2)半经验多体相互作用势和分子动力学模拟方法研究了氢原子在单壁碳纳米管中的运动.对温度为10K时,初始入射动能分别为1,5,10,15,20,30eV的H原子以不同的入射角度进入碳纳米管进行模拟,观察了氢原子与碳纳米管的吸附情况及在碳纳米管中的运动,并讨论了不同入射能量和入射角度对氢原子在碳纳米管中吸附的影响.结果表明,在能量为20eV时H原子能够很好的吸附在碳纳米管管壁上.