激光间接驱动聚变内爆流体不稳定性研究

激光间接驱动惯性约束聚变(ICF)内爆过程多层靶球各个界面发生的流体力学不稳定性是影响聚变点火成功的关键因素.为深入了解内爆过程这样不稳定性的发生、发展和它对聚变点火的影响,研制成了研究内爆多介质辐射流体力学过程的高精度二维(局部三维)大型LARED-S程序,并在长期研究实践中不断发展和改善.该程序模拟结果与不稳定性线性和弱非线性解析结果,以及非线性激波管实验结果都很好符合.应用这一程序,进行了大量数值模拟研究,结合理论模型分析,获得了大量流体力学不稳定性发展和演化的重要结果和物理规律认识.获得了具有不同密度、速度、磁场分布的Rayleigh-Taylor(RT)和Kelvin-Helmholtz(KH)不稳定性的线性增长率,以及它们在不可压缩条件下的弱非线性发展的解析解,表明了两者在不同Froude数、密度过渡层厚度、速度剪切层下的竞争关系;通过数值模拟,发现弱预热条件下烧蚀RT不稳定性二次谐波非线性发展导致不稳定增长尖钉(Spike)断裂的重要过程;数值模拟进一步揭露了强预热条件下,烧蚀RT不稳定性非线性发展导致不稳定增长尖钉出现射流状结构,气泡发生加速;还发现强烈的电子热传导使初始单模扰动的KH不稳定性大大削弱,然而却可能使两模扰动非线性发展增大混合尺度.在神光II激光装置上开展了一系列烧蚀RT不稳定性实验.平面靶烧蚀加速飞行轨迹实验结果与LARED-S模拟结果的比较表明腔壁辐射源能流明显小于激光注入孔的辐射能流,且辐射源的非平衡Planckian谱对靶的飞行轨迹和扰动增长有重要影响.实验分别观测到初始小扰动幅度烧蚀RT明显的增长和初始大扰动幅度尖钉变窄和气泡变宽的清晰物理图像.通过提高空间分辨率,实验获得了二次和三次谐波的增长数据.模拟结果与实验结果相符合.神光II激光装置上开展的流体不稳定性实验考核了LARED-S程序的一维和二维计算.在上述理论和实验认识基础上,进行了ICF聚变点火靶物理研究.主要研究靶丸内外表面单球谐模扰动、辐射不对称性、内爆热斑界面不稳定性、黑腔辐射M带以及氘氚(DT)主燃料低阶模面密度不均匀性等物理过程对ICF内爆流体不稳定性的影响.对于ICF间接驱动初始烧蚀层外表面和DT冰内表面的单模粗糙度扰动和辐射驱动不对称性扰动,获得了不稳定性增长规律,提高了热斑界面扰动增长对点火影响和黑腔M带X射线能谱对内爆稳定性影响的物理认识.模拟研究表明DT主燃料面密度不均匀严重影响内爆动能转换为燃料内能的效率和内爆惯性约束时间.研究结果不仅对研究ICF内爆点火有重要参考价值,而且对发生在天体和自然界中流体不稳定性的物理本质理解会有帮助.     

长波和甚长波及其双色InAs/GaSb二类超晶格红外探测器的研究进展

本文报道了基于InAs/GaSb二类超晶格实现长波、甚长波及窄带长波/甚长波双色红外探测器的研究,生长的材料具有极高的材料质量.长波探测器单管器件在77 K条件下50%截止波长为9.6μm,峰值响应为3.2 A/W,峰值量子效率为51.6%;甚长波红外探测器单管器件在77 K条件下50%截止波长为14.5μm,量子效率为14%,热噪声限制的探测率为4.3×109 cm Hz1/2 W-1.通过改变偏压极性实现双色探测的窄带型长波/甚长波InAs/GaSb二类超晶格红外探测器两端器件,偏压小于0 V时在长波区工作,偏压大于40 mV时,在甚长波区工作.具体来说,偏压为-0.1 V时,器件光响应50%截止波长为10μm;而偏压为40 mV时,器件光响应50%截止波长为16μm.对于长波光响应,δλ/λ为44%,对于甚长波响应,δλ/λ为46%.甚长波对长波的串音为9.9%,长波对甚长波的串音为11.8%.     

大科学装置与高能宇宙线起源的探索

大科学装置已经成为全球创新系统中具有支撑作用的框架结构,对中国作为一个国家和宇宙线物理作为一个研究领域来说也是一样的.在其一百年发展史中,传统的宇宙线研究并非完全以大科学装置为依托.20世纪80年代以后,为了探索宇宙中微子和极高能宇宙线粒子,那必不可少的巨大中微子灵敏体积和至少上千平方公里的极高能宇宙线探测面积才给这个古老的学科设定了新的标准,而随之提出的几个大科学装置相继建成并在近几十年的宇宙线研究的辉煌成就中占据了核心地位,尤其在甚高能伽马射线天文学.在过去的20年内,中国为发展巡天普查伽马射线源的广延空气簇射技术做出了巨大的努力,成功地运行了ASγ和ARGO-YBJ两个高海拔国际宇宙线实验.现在,我们提出独具特色的高海拔空气簇射测量装置LHAASO的建设计划,建设面积达一平方公里的复合探测器阵列,以多种探测手段的有机组合寻求发现高能宇宙线起源,挑战新世纪里未解之科学难题.凭借其30 TeV以上最高的探测灵敏度,LHAASO将成为整个宇宙线研究领域的支柱项目之一.     

大亚湾与江门中微子实验

中微子物理是粒子物理中最活跃的分支之一,存在众多未解之谜,可能成为超出标准模型的新物理的突破口.本文总结了中微子物理的现状和主要的科学问题,着重介绍了我国正在进行的大亚湾中微子实验和建造中的江门中微子实验.通过研究反应堆中微子,2012年大亚湾实验发现新的中微子振荡,测得了中微子混合角13.本文介绍了大亚湾实验的物理背景和项目背景,简述了实验方法和设计思想,并描述了探测器设计和建造.许多新的想法和技术创新在探测器设计与建造中采用,使探测器相关的相对误差仅为0.2%.在未来几十年内,大亚湾将保持对这一基本参数的最高测量精度.江门中微子实验2008年提出建议,2013年正式启动.通过在53 km处探测反应堆中微子振荡,它将能确定中微子质量顺序,并精确测量3个中微子混合参数.采用一个设计能量精度为3%的2×104 t液体闪烁体探测器,江门实验在研究超新星中微子、太阳中微子、地球中微子、大气中微子、以及奇异现象寻找方面也极具吸引力.它将对多个物理目标进行国际领先水平的研究.文中我们介绍了实验设计和研发的进展.除了大亚湾和江门实验,我们也参与了无中微子双贝塔衰变实验EXO,设计了一个新式的加速器中微子束流线,进一步扩展了中微子研究.     

河南栾川矿集区钼钨铅锌银多金属矿成矿系统及演化特征

探讨河南省栾川钼钨铅锌银多金属矿集区内不同矿床类型、不同成矿作用之间的内在联系。S、Pb、C、H、O同位素及流体包裹体研究表明,研究区内不同类型矿床具有统一的物质来源,成矿流体是由斑岩体中心向外不断演化的岩浆热液流体体系。区内不同类型矿床均为晚侏罗世-早白垩世(162~131Ma B.P.)岩浆热液活动的产物,钼钨铅锌银多金属成矿系统以晚侏罗世花岗斑岩体为中心,由中心向外分为中心成矿带(斑岩-矽卡岩型钼钨矿床)、过渡带(矽卡岩型硫锌多金属矿床)和边缘成矿带(热液型铅锌银矿床)。由中心向外,成矿时代具有由老到新的变化趋势,矿物组合和蚀变类型具有由高温到低温变化的特征,成矿流体具有由高温-高盐度岩浆热液流体向中低温-低盐度流体演化的趋势,晚期大气降水加入特征明显。由于不同成矿元素地球化学性质的差异和成矿流体运移路径上物理化学条件的不同,富含成矿物质的深源岩浆热液流体在斑岩岩浆热动力驱动下,形成了一个以燕山期花岗斑岩岩浆侵入活动为中心,时空密切关联的钼钨铅锌银多金属成矿系统。     

纳米TiO_2固载脂肪酶及其固载界面表征

以3种不同形貌的纳米TiO2为载体固定化脂肪酶,研究载体形貌、酶添加量、pH值、温度和时间对固载酶活性的影响.研究结果表明,纳米线形貌TiO2固定化效果最好,最优固定化条件为加酶量0.25g/25mL溶液、pH 7.0、固载温度40℃、固载时间6.3h.利用SEM、XRD、FT-IR等对固载酶及其界面进行表征,SEM和XRD结果表明,脂肪酶吸附于纳米线TiO2载体表面,且未改变纳米线TiO2的晶型结构;FT-IR表征表明固载酶含有脂肪酶的特征吸收峰;比表面积分析显示固定化后样品的BET明显减小,表明脂肪酶在纳米线TiO2表面进行物理型吸附.     

基于CAD/CAM的“融入式”机械类课程的改革与探索

随着先进设计制造技术的不断发展,机械类专业外延和内涵都发生了很大变化,传统的教学模式和方法已经不适合现在的发展要求。根据目前本科机械类课程体系暴露的问题,提出了基于CAD/CAM的本科机械类课程体系的改革方案,设置了不同层次的CAD/CAM培训课程,从基础培训到中级培训,再到高级培训,满足不同层次学生的学习需求;将CAD/CAM各个模块融入到人才培养方案的不同门类的相关课程当中进行讲授,教学内容和机械学科的课程设置相关联。通过课程学习,增强了教学的直观性、趣味性和教学效果,有效地提高了学生综合设计水平、实践能力和就业能力,加强了创新能力的培养。     

一种分层阈值优化的语音感知小波去噪方法

通过分析含噪语音信号的特点,引入能够兼顾人耳听觉特性的听觉感知小波变换,构造了新的小波阈值函数,并对小波变换分解后的阈值进行基于微粒群算法的分层优化.仿真实验表明,该方法在不同信噪比条件下均具有较好的去噪性能,语音的可懂度和听觉效果得到有效提高.     

测绘工程专业实践教学体系的探索与实践简

从制度维、组织维、基地维和创新维四个维度对测绘工程专业实践教学体系的构建进行了总结,介绍了全过程、各环节、多方法三位—体式的实践教学质量监控体系的构建.最后从教学研究成果、实践教学平台、教学方法、学生综合素质四个方面介绍了实施“四维一体”实践教学体系获得的成效.     

印楝细胞培养物控制黄粉虫幼虫的研究

为了探究印楝细胞培养物控制害虫的效果,本文通过诱导幼叶、继代培养获得印楝的松散型愈伤组织,再经振荡培养获得悬浮细胞培养物;然后采用二氯甲烷溶剂浸提愈伤组织、悬浮培养物及悬浮培养细胞,制备相应的浸提液;用二氯甲烷分别将这些浸提液稀释成含0.003%印楝素A的控虫工作液,用其分别处理黄粉虫幼虫,在12d内,考察其控虫效果.结果表明:3种浸提液的致死效应明显高于阴性对照,其中,第9天的最大致死率达到20%,但它们要明显低于0.003%印楝素乳油农药的处理;3种浸提液对幼虫的虫体质量、拒食和趋避作用等方面效果较好,均达到印楝乳油杀虫剂的控虫水平.印楝细胞培养物经一步浸提后,直接用于控虫制剂的生产,可以节约分离、提纯印楝素等生产性成本.