Geant4模拟半导体器件的单粒子效应

利用Monte Carlo软件Geant4模拟了质子和中子在半导体静态随机存储器模型中的输运过程。根据入射粒子的能量选择不同的物理模型,并采用强迫碰撞方法,模拟了高能质子和中子与硅原子的相互作用及其次级反应过程,给出了0.1~2 GeV超高能质子、中子和14 MeV中子辐照器件时存储单元灵敏区内的能量沉积,并根据具体器件的临界能量,得到了器件在不同能量的高能质子和中子辐照下引起的单粒子翻转截面和多位翻转截面,计算结果与文献资料结果符合较好。     

超短超强激光与等离子体相互作用中质子发射一些研究进展

超短超强激光与等离子体相互作用中得到的高能质子在质子成像、粒子加速、诊断超短超强激光与等离子体相互作用的物理过程、“快点火”和治疗癌症等方面有一定的应用。使得对超短超强激光与等离子体相互作用得到的高能质子的研究成为目前的研究热点。文章综述了产生质子的两种主要加速机制以及在不同实验条件下超短超强激光与等离子体相互作用过程中得到质子的能量、角分布、产额以及相关的原理。     

低能质子对乙炔分子电子激发效应的研究

探索低能离子特别是质子碰撞对有机分子的电子激发效应对理解低能离子对生物有机体的辐照损伤效应是非常重要的.本文采用第一性原理分子动力学方法模拟低能质子与乙炔分子之间碰撞的动力学过程,研究由于低能质子碰撞导致的乙炔分子的电子激发效应,碰撞过程中质子的能量损失以及靶分子价带上的激发电子的数目,揭示了电子激发效应是电子能量损失的主要机制,证明了关于电子阻止本领的传统线性理论模型不能很好地描述低能离子穿透分子靶时的电子能损,并且阐明了其中的原因.     

超热电子渡越辐射与高能质子发射的比较研究

在超短超强激光-固体靶相互作用过程中,通过对超热电子输运产生的渡越辐射光斑与高能质子发射的空间分布图案进行比较,渡越辐射光斑与高能质子发射的空间分布图案非常相似,都呈圆盘状．通过对渡越辐射光强随靶厚度的关系曲线、超热电子输运能量沉积随靶厚度的关系曲线以及文献中已有的高能质子能量随靶厚度的关系曲线进行比较,3条曲线的形状也非常相似,都在10μm靶厚度处存在转折点．分析表明,超热电子输运产生的渡越辐射与高能质子发射存在一定的内在联系,而这个联系就是超热电子输运而产生的静电场。     

高能质子核反应截面的Monte Carlo计算

根据高能质子核反应的核内级联模型,采用Monte Carlo方法对高能质子入射靶核的核反应过程进行了模拟计算。碰撞进入靶核内的质子初始位置由随机抽样得到,而初始的能量和动量通过守恒定律计算得出;靶核内的核子数密度采用均匀分布近似;被碰核子的初始动量从Fermi分布中随机抽样得到,被碰核子的初始运动方向从各向同性分布中抽样;核子-核子碰撞动力学采用相对论下的两体碰撞近似。编程计算了高能质子核反应截面、次级粒子能谱等数据,并与相关结果进行了对比分析。     

在一定能区内EAS的时间关联之初测

宇宙线的能域很广,从低能区一直延伸到超高能区,最高达10~(21)ev。当宇宙线中的高能,或超高能粒子与大气层碰撞时,就发生级联核过程和电(石尺)级联过程,形成了广延大气簇射——EAS。在EAS中含有大量次级粒子,它们几乎同时到达地面。由于原初粒子的能量不同,这些粒子分别降落在数十平方米,甚至数十平方公里的范围内,而且一定能量的EAS在一定的经、纬度和高度有一个确定的密度分布。本文报导了在北京与重庆做的“一定能区内EAS的时间关联”。     

CsI(Tl)对高能质子能量响应的蒙特卡罗研究

在放射性核束物理的实验研究中,需要对核反应产物进行测量和鉴别,以获取反应过程中的重要信息.使用GEANT4软件对CsI(Tl)闪烁体探测器对高能质子的能量响应进行了蒙特卡罗模拟,以确定这种探测器用于探测能量范围10HeV-150MeV质子的能量响应.通过对晶体外表面包覆材料反射率、耦合光敏二极管面积、质子射程等条件的模拟和分析,找到了提高CsI(Tl)闪烁体探测器性能的方法.     

太阳风的能谱

本文根据卫星提供的太阳风实验资料,将太阳风中的质子流作为极低能宇宙线,则能得出0.4—4kev的质子积分通量-动能曲线,使低能宇宙线能谱向前推进二个量级。所得太阳风能谱亦呈幂律谱。具有双幂规律,在～1kev处发生转折,与低能太阳宇宙线能谱极为类似,且幂指数亦相近。太阳风来源于日冕层的蒸发和加速。而低能太阳宇宙线则起自耀斑的爆发,它们之间有一定的联系。通过能量分析,为研究太阳耀斑及日冕磁场等提供了一些信息。     

草原植物群落生产力及能量功能群组成对年降水量波动的响应

以内蒙古锡林郭勒草原羊草草原群落18年的动态监测数据及降水量数据为基础,在对草原植物进行能量功能群划分的基础上,分析了年降水量、生长季降水量(5-8月)对草原群落生物量、能量功能群组成的影响。结果表明:群落生物量构成中高能群所占比例最大;低能群最小,群落生物量的年际波动与高、中能群生物量变动趋势一致,而与低能群不相关;群落生物量和高能群生物量均与年降水量显著相关;中、低能群生物量则没有受到年降水量的显著影响。研究结果可为进一步揭示全球变化背景下,干旱半干旱区草原植物群落的动态变化规律,特别是群落能量变化规律提供有效参考。     

太阳瞬时爆发事件对我国降水的影响

进入地球低层大气的高能太阳质子对我国降水有一定的影响,经统计分析得出:有80％以上进入地球的强太阳质子事件出现72～80小时后我国长江流域以南广大地区内的平均降水量在关键日后有明显的增加,特别是在低值系统活动地区降水必然要增加20％以上。说明这种高能太阳质子供给天气系统的能量与短期天气系统本身所具有的能量相当。因此,完全可以将其作为短期降水预报中的一个预报因子从而提高短期降水预报中的预报水平。利用太阳瞬时爆发特性指数的大小和其三年周期变化规律可作出每年3月份的旱涝预报。笔者分析还表明,进入地球低层大气的高能太阳质子事件对我国降水的影响与磁暴的类型和强弱关系不大。本文对于促进日地关系的进一步研究具有一定的现实意义。     

纤维素类生物质热解技术研究进展

生物质是地球上存在的最丰富的可再生资源,通过热解技术实现生物质高值转化是一种前途乐观的工艺.热解是在完全无氧或有限供氧条件下,极少发生气化反应的情况下进行的降解反应.热解的主要产物有生物油、焦炭和气体.通过热解技术可以实现把低能量密度的生物质转化为高能量密度的液、固、气产品,同时还能从生物油中提取多种化学品.主要综述了纤维素类生物质热解的一般原理,热解反应器及其工艺参数,热解产物组成及其特性等.     

高频振动沉桩的离散元模拟分析

应用平面颗粒离散元软件PFC2D对高频振动沉桩过程进行数值模拟分析,在细观颗粒运动层面上研究高频振动沉桩的机理,得到了桩侧摩阻力的分布变化规律,分析了贯入深度和贯入速率随时间变化规律,提出了"贯入平台期"的概念,并从能量传递和能量平衡角度分析了出现的原因,研究总结了桩周土颗粒的运动规律。结果表明:贯入度一定时,侧摩阻力随深度增加,到一定深度趋于定值;贯入度变化时,同一深度处侧摩阻力随最终贯入度增加而退化。高频振动沉桩贯入速度快,最大贯入速率能达到0.38 m/s,其中贯入平台期的出现是由于振动锤系统传递到桩的能量不足以克服贯入阻力并引起土颗粒共振。高频振动沉桩引起桩周土颗粒运动按区域分布各有特点。     

Unraveling the mystery of enhanced cell-killing effect around the Bragg peak region of a double irradiation source ^9C-ion beam

Clinical trials of heavy ion cancer therapy, especially carbon ion radiotherapy, have hitherto achieved unprece- dented success against tumors resistant to conventional radiations and hard to cure with other modalities[1―3]. In the final analysis, the remarkable curative efficacy of the treatments with heavy ions is attributed to the inverted depth-dose distribution of the heavy ion beam and the elevated relative biological effectiveness (RBE) across the Bragg peak[4]. Radioactive ion beam p…     

带U型切槽素混凝土梁断裂特性

为了研究U型切槽的深度、切槽根半径以及骨料最大粒径对混凝土材料断裂特性的影响,本文制作了66根跨中带U型切槽的试验梁,包括了4种切槽深度、4种切槽根半径、3种粗骨料最大粒径变化的22组试件。试验采用三点弯曲方式对试验梁进行加载,利用数字图像相关方法获取切槽口张开位移,基于临界距离理论和能量密度准则对试件梁的广义断裂韧度进行分析。研究结果表明：在控制变量的原则下,试件的破坏荷载随着U型切槽深度和根半径的增加而减小,在最大粗骨料粒径为20 mm时最大;切槽口张开位移值与荷载值正相关,同一荷载下,切槽口张开位移值随着切槽深度、根半径以及骨料最大粒径增加而增大。将临界距离理论与能量密度准则得到的广义断裂韧度进行对比,说明临界距离理论可用于计算带U型切槽混凝土梁的断裂韧度及其对应的广义断裂韧度。     

Exotic structure of the third excited state in ^21Na

The probability of the last proton being out of the binding potential, P and the root-mean-square （rms） radius （〈r^2〉^1/2=of the third excited state in ^21Na are calculated by means of asymptotic normalization coefficient （ANC） method with the experimental date existing. The results are P=54.73% and 〈r^2〉^1/2=5.28 fm respectively. The P value and the contribution of the asymptotic part to the 〈r^2〉^1/2 are compared with those of several other low energy states in ^21Na. It is found that the valence particle in the third excited state has an obvious larger P than those of other states. The density distribution of the valence proton in this state is also compared with the nucleons in the nuclear core ^20Ne, and a far extended tail can be seen clearly. These results show that the third excited state in ^21Na is a proton halo state.     

新型交通指挥灯电光源

针对目前电力能源紧缺,以及雨、雾、雪恶劣天气交通信号灯能见度低导致事故率的上升的现状,研制出新型的交通指挥灯电光源——霓虹灯（NHD）。该电光源采用单片机AT89C51输出弱电数字开关量控制,为中频最灿烂的15KHZ的电光源。从环保节能方面考虑,其效率高,功耗低。从安全性方面考虑,由于其透雾性好,光区死角小,能有效疏导交通,提高交通路口的通行量,从而减少交通事故的发生。     

基于因子图的迭代信道估计与译码算法

针对频率平坦-时间选择性瑞利衰落信道下的数据检测问题,提出一种基于因子图与消息传递的联合迭代信道估计、符号检测与译码算法.对信息符号与信道系数的联合后验概率分布建立因子图模型,应用和积算法进行迭代消息传递,计算信息符号与信道系数的边缘概率分布.其中利用高斯参数化近似信道系数的连续概率密度函数,并结合前向-后向递归算法对信道系数进行迭代估计.仿真结果表明,在归一化多普勒频移分别为0.005和0.020的衰落信道下,该算法的误码性能与信道估计精度均优于传统的信道估计与译码算法.      

质子透射能量损失(PTEL)测量气溶胶样品面密度

通过用配有小孔光栏的探测器测量能量为2 MeV、束斑直径为4 mm的质子束透过气溶胶样品的能量损失(proton transmission energy losses,PTEL)谱,然后利用代表性的气溶胶元素组分和C5H9O2N有机物能量损失靶模型计算气溶胶对质子的阻止截面.在扣除气溶胶样品mylar膜衬底中质子能量损失时,分别采用了质子穿过空白mylar膜能量损失近似法和迭代法.不同模型和近似方法下PTEL测量和称量结果之间的误差大都在10%以内.     

基于平均能流密度的趋肤效应诠释

趋肤效应的实质是一种电磁波的传播行为.一般研究仅从趋肤深度的角度理解趋肤效应.通过分析电磁波经过不同媒质界面时会形成的反射波和透射波,给出了两种媒质中的电磁场表达式及平均能流密度的表达式.根据媒质电导率的不同,推导出相应的平均能流密度的计算公式,从平均能流密度的角度,诠释了趋肤效应的本质.     

复合电源电动汽车动力系统建模与仿真

由于蓄电池的功率密度低、能量密度低,以蓄电池作为单一电源的纯电动汽车,动力性和续驶里程因此受到极大的限制.本文将超级电容引入到电动汽车的储能系统中,构建超级电容一蓄电池复合电源系统,利用超级电容高功率密度特性弥补蓄电池的不足.分析了在典型工况下的车辆需求功率对应的电流变化曲线,并根据储能系统的状态划分为单独驱动、共同驱动、预充电和再生制动共四种工作模式,在MATLAB/Simulink环境下建立了纯电动汽车动力系统的仿真模型,包括蓄电池模块、超级电容模块、功率分配模块和驱动模块,根据市区循环工况进行了仿真测试,结果表明采用超级电容一蓄电池储能系统能发挥其高能量密度和高功率密度特性,从而提高车辆的动力性能,使能量利用率提高了近17％.