纯钨及氧化物弥散强化钨合金对瞬态热负载的响应

用强脉冲离子束(IPIB)实验装置, 研究了纯钨以及两种氧化物弥散强化的钨合金WL10和WYT对脉冲热负载的响应。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDX)观测了IPIB辐照带来的表面形貌和成分分布的变化及其与辐照脉冲次数的关系。通过比较发现, 在ELM瞬态热冲击下纯钨表现的性能最好。从热负荷的耐受性角度看, 不推荐WL10和WYT作为面向等离子体材料。     

纯钨及氧化物弥散强化钨合金对瞬态热负载的响应

用强脉冲离子束(IPIB)实验装置,研究了纯钨以及两种氧化物弥散强化的钨合金WL10和WYT对脉冲热负载的响应。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDX)观测了IPIB辐照带来的表面形貌和成分分布的变化及其与辐照脉冲次数的关系。通过比较发现,在ELM瞬态热冲击下纯钨表现的性能最好。从热负荷的耐受性角度看,不推荐WL10和WYT作为面向等离子体材料。     

分子动力学研究SiC材料中的辐照损伤过程

利用分子动力学方法模拟了SiC材料的辐照损伤过程,对缺陷的产生规律以及电子能损的影响进行了研究。模拟中,SiC原子之间的作用势采用Tersoff经验势,入射离子采用了10keV的Si和200keV的Au。在200keV的Au原子入射的情况下,利用iontrack模型考虑了电子能损的效应。结果表明电子能损的影响主要体现在级联碰撞过程中移位原子的峰值的增大,对系统稳定后最后的缺陷数量影响不明显,缺陷对个数与核能损仍然保持幂函数的关系。     

重离子辐照下石墨烯力学性能的分子动力学研究

利用分子动力学方法研究了不同剂量的碳离子辐照石墨烯产生损伤后对其拉伸力学性能的影响, 包括应力?应变曲线、杨氏模量以及拉伸强度等。入射离子能量为1 keV, 入射剂量分别为2.00×10¹³, 6.01×10¹³, 1.00×10¹⁴ and 2.00×10¹⁴cm^-2。结果表明, 离子辐照后产生了单空位缺陷、双空位缺陷及复杂缺陷等, 这些缺陷对石墨烯的力学性能产生了显著影响, 如剂量为2.00×10¹³cm^-2时, 石墨烯中只存在两个单空位缺陷, 但与完美石墨烯相比, 杨氏模量却从780.19 GPa减小到128.77 GPa, 拉伸强度也从161.81 GPa变为30.85 GPa, 并且缺陷个数越多, 力学性能越差。另外, 对辐照导致样品变形以及断裂的物理机制也进行了讨论。     

高精度分析中立体角的计算及影响

为了达成高精度离子束分析, 深入分析立体角的计算误差。以包含束斑大小的面对面立体角为基准, 计算点对面立体角和近似立体角在不同离子束分析实验几何参数下的精度。基于北京大学4.5 MV静电加速器离子束分析工作, 探讨束流流强分布和截面分布对立体角的影响。最后给出近似立体角精度好于 1%的几何估算条件, 并举例证明高精度立体角的实现依赖于精确的机械加工。     

ZrO2/W纳米多层膜的氦离子辐照损伤研究

本文主要围绕ZrO2／W纳米多层膜的抗辐照损伤性能进行研究．实验中使用70keV He^＋在8×10^16-6×10^17cm之的剂量范围对磁控溅射生长的ZrO2／W多层膜样品进行辐照．辐照前后使用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（xRD）以及透射电子显微镜（TEM）对样品的表面形貌及微观结构随剂量增加的演化过程进行表征．研究表明,ZrO2／W纳米多层膜具有较强的抗辐照损伤及抑制氦泡的特性．实验结果也显示,即使对于相同的纳米多层膜组成成分,由于结晶品质、晶界结构和界面的不同,抗辐照性能有所差异．     

重离子辐照下石墨烯力学性能的分子动力学研究

利用分子动力学方法研究了不同剂量的碳离子辐照石墨烯产生损伤后对其拉伸力学性能的影响,包括应力应变曲线、杨氏模量以及拉伸强度等。入射离子能量为1 keV,入射剂量分别为2.00×1013,6.01×1013,1.00×1014和2.00×1014cm 2。结果表明,离子辐照后产生了单空位缺陷、双空位缺陷及复杂缺陷等,这些缺陷对石墨烯的力学性能产生了显著影响,如剂量为2.00×1013cm 2时,石墨烯中只存在两个单空位缺陷,但与完美石墨烯相比,杨氏模量却从780.19 GPa减小到128.77 GPa,拉伸强度也从161.81 GPa变为30.85 GPa,并且缺陷个数越多,力学性能越差。另外,对辐照导致样品变形以及断裂的物理机制也进行了讨论。     

核技术及其应用的发展

从应用的角度讲,核技术主要包括射线和粒子束技术与放射性核素技术.前者主要包括核分析技术、辐射加工与离子束加工、无损检测、工业核仪表、核医学成像、肿瘤放疗和辐射诱变育种技术等;后者则主要包括放射性核素测年、放射性核素示踪和放射性药物.射线和粒子束与物质的相互作用是核技术的物理基础,粒子加速器技术和核探测技术是核技术的主要支撑技术.本文介绍了上述各技术领域的发展,并介绍北京大学的核技术及应用研究工作.     

基于北京大学4.5 MV静电加速器的氘分布多能点NRA方法

为了满足核材料研究中对氘(D)滞留研究的需要, 基于北京大学4.5 MV 静电加速器, 搭建三路探测系统的NRA 分析装置, 并建立氘含量及深度分布的多能点NRA 方法。该方法利用D (3He, p) 4He 反应, 采用多个能量(0.8~3.6 MeV) 3He+入射, 同时探测出射的p 和4He, 在较大的深度范围内有较好的深度分辨和较高的灵敏度。还在该系统上完成3He-D 反应135° 微分截面的测量, 微分截面误差好于±3.9%。采用该方法进行初次样品氘含量的深度分布分析, 靶为氘注入的PC-W 样品以及TOKAMAK AUG 偏滤器外打击点附近的CMSII-W 样品。在钨样中获得的探测深度约6 μm, 在钨整个探测深度内的深度分辨小于1.5 μm, 表面可达约20 nm, 其探测灵敏度约5×1019 D/m2。该方法的分析误差除统计及拟合误差外, 还包含±7.5%的实验参数测量误差。     

基于模糊聚类的绿色工艺评价样本分类方法

针对绿色工艺评价样本具有不确定性、多维性以及量纲差异大的特点,为实现样本的合理分类,提出一种基于核的模糊可能性聚类新算法.该方法将核模糊聚类算法、可能性聚类算法和减法聚类算法相结合,以提高聚类的准确率;使用聚类有效性指标作为分类条件,自适应确定最佳分类数.仿真实验结果表明,该算法具有较好的有效性和鲁棒性,并将该算法运用在绿色工艺评价样本分类中,得到了较好的分类效果,验证了算法的实用性.