第四种电力:燃料电池

燃料电池是一种化学电池,但是它工作时需要连续地向其供给活物质(能起反应的物质)——燃料和氧化剂,这又和其他普通化学电池不大一样。由于它是把燃料通过化学反应释放出的能量转变为电能输出,所以才被称为燃料电池。燃料电池是利用水电解逆反应的一种“发电机”。它由正、负极和夹在正、负极之间的电解质板所组成。最初,电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成,现在正发展为直接使用固体的电解质,在工作时,向负极供给燃料(氢),向正极供给氧化剂(空气)。氢在负极分解成正离子氢(H+)和电子e-,氢离子进入电解液中,而电子则沿外部电路移向正…     

耀斑高能辐射延迟的一个特例

耀斑中高能辐射延迟包含两个方面的含义,一是与能量有关的硬X射线峰值延迟,二是γ射线(这里指即时γ射线谱线)峰值相对硬X射线峰值的延迟.这两类延迟具有不同的物理意义,前者反映的是不同能量的高能电子在加速或传播上的差异,而后者反映的却是高能电子与高能质子在加速或传播上的差异.一般说来,延迟时间随能量增高而增加,但也有一类情况,时延仅仅在一定能量之上才体现出来.具有高能辐射峰值时延特性的耀斑仅占耀斑总数的很少一部分.Bai等基于SMM早期的观测结果,统计研究了耀斑高能辐射延迟事件的特征,发现高能延迟事件主要发生在渐变型γ射线谱线耀斑(GRL)中,310～521 keV相对59～135 keV的延迟时间在10s左右,仅有一个耀斑延迟时间长达100s;4～8 MeV辐射相对40～80keV辐射的峰值延迟在2～60s;而在脉冲型GRL、中间型GRL,以及非GRL耀斑中,一般无时延或仅有很小的时延.     

高功率微波等离子体放电研究进展

高功率微波(HPM)在科研、民用和国防领域具有广阔的应用前景.HPM具有瞬时高峰值功率达到数十亿瓦、脉宽从几十至数百纳秒的特点,随着HPM技术向高峰值功率、长脉冲和高重复频率发展,强电磁场击穿已成为限制HPM产生、传输及辐射系统功率容量的主要因素,是HPM技术进步面临的巨大技术挑战之一.本文综述了近20年来HPM输出窗真空及大气击穿、金属表面击穿等方面的国内外主要研究进展:击穿机理方面,国内外已对基本物理过程进行了定性描述,基本建立了二次电子倍增、表面气体释放及等离子体雪崩的动理学模型,但缺乏定量描述、实验数据支撑和等离子体能谱与密度的时空诊断.周期性表面、谐振磁场、表面氟化等物理和化学新方法已经成功运用到抑制击穿、提高功率容量的技术中,但离实用化还有差距.     

CT-6B托卡马克电流上升段的X射线辐射

托卡马克装置放电初期的电流上升段是包括许多物理现象的复杂过程,对于中小型装置,它直接影响最后得到的等离子体的参数。因此了解电流上升段的基本物理过程很重要。在没有很好预电离的装置中,由于气体击穿的时刻有较高的电场和低的电子密度,从而产生大量的逃逸电子,并可能携带了主要的环向电流。本文给出放电初期几个能量范围的X射线辐射的特点,来了解放电初期逃逸电子的行为。     

高重复频率被动锁模的掺Er光纤激光器

为满足现代众多科学应用领域对低时域抖动、高重复频率飞秒光纤激光器的需求, 在实验基础上解决了若干技术难点, 并利用非线性偏振旋转(NPR)锁模原理, 成功得到了重复频率在100 MHz以上自由运转被动锁模的掺Er飞秒光纤激光器. 激光器输出脉冲的重复频率为101.94 MHz, 输出平均功率34 mW, 光谱谱宽25 nm, 傅里叶变换受限输出脉冲宽度为105 fs.     

2015年智利8.3级地震构造背景及对俯冲带地震的启示

2015年发生在智利Coquimbo的M_w8.3级地震是一个典型的俯冲带地震,其大小、破裂滑移分布与利用震间期GPS观测得到的智利南部俯冲带闭锁模型一致.利用反投影方法得到的破裂过程初步解显示,这次地震的破裂由震中(约25 km深)向浅部传播,并且这次地震破裂的能量辐射与频率明显相关,与2010年发生在Coquimbo地震破裂南部约50 km的M_w8.8级地震的观测结果一致,表明这部分俯冲带的断层性质随深度存在着系统变化.这次2015年8.3级地震的震前及同震观测资料将对地震破裂动力学的数值模拟提供一个难得的模型约束信息.     

非线性旋磁表面波的空间双稳特性

研究了电磁波在两反铁磁晶体组成的单界面系统中的传播特性。分析了稳定传播的非线性表面波的频率和功率特性，发现只有满足频率和功率阈值条件的入射电磁波才能以表面波的形式存在。增大和减小功率会使稳定传播的非线性旋磁表面波的磁场峰值从一反映磁晶体中跃变至另一反铁磁晶体中，具有空间双稳特性。空间跃变距离约100－200μm之间。     

南方地板辐射供暖的舒适性地板温度范围

地板辐射供暖系统应用数量在我国南方地区日益增长,但人们对如何设定适宜的地板温度范围存在一定的疑惑.本文通过标准解读、文献调研和实地人体实验,对舒适性地板温度范围进行了研究.文献总结表明,东亚地区人群偏好的地板温度普遍高于现有标准推荐值(约25～29°C).在重庆某住宅中,招募了45名当地受试者,对25～35°C的6个不同地板温度进行了问卷投票人体实验研究.结果表明,夏热冬冷地区人们偏好较高的地板温度.长期停留时,中性地板温度约为28°C,但热舒适性地板温度约为29～32°C,期望的地板温度在32°C左右;而短暂停留时,期望的地板温度在33～35°C.因此,针对夏热冬冷地区的分散式地板辐射供暖系统,建议将经常停留和短暂停留区域的地板设计温度上限值分别提高到32和34°C.     

叶绿素d的光吸收饱和产生红宝石激光巨脉冲

叶绿素d是一种天然色素,具有如图1a和b所示的吸收光谱和可饱和吸收特性.我们用它作为红宝石激光器的Q开关,获得了满意的结果.其优点是:具有较窄的脉冲半宽度,典型值约10ns;能量输出稳定,均方根差与平均值之比小于3%;单脉冲区域较宽,在泵浦能量超过阈值的25%时,均为单脉冲区域;单脉冲能量由阈值到上限增加10%左右,重复频率为6次/分钟,可连续使用400次左右,最后的单脉冲输出能量下降约9%.染料溶液的温度、浓度和杂质等对调Q性能均有影响. 我们把谐振腔长度从22cm增加到86cm,并把染料盒移到紧贴全反射镜(间隙约为0.5mm),可饱和吸收体的有效吸收长度约5mm,在这个装置中得到了一列弛豫振荡脉冲     

Upper Jaramillo极性转换与短极性事件期间地球磁场变化特征

对黄土高原靖边郭家梁剖面黄土层Ｌ１０和Ｌ１１以及古土壤层Ｓ１０进行了详细的岩石磁学和古地磁学研究,结果表明：（１）ａｒａｍｉｌｌｏ极性亚时内存在一持时间约为８．５ｋａ的短极性事件;（Ⅱ）短极性事件和ＵｐｐｅｒＪａｒａｍｉｌｌｏ（ＵＪ）极性换期间虚地磁极（ＶＧＰ）的移动轨迹存在一定的差异,短极怀事件从正极性到负极性（Ｎ→Ｒ）转换ＶＧＰ沿美洲大陆移动,从负极性到正极性（Ｒ→Ｎ）转换期间ＶＧＰ移动具环太     

基于区域模拟的火灾发展模型

将总辐射能量判据及以前工作中提出的木材点燃复合判据引入到室内火灾的区域模拟中, 通过计算可燃物在火灾发展过程中接受到的总辐射能量或表面温度变化确定各可燃物的点燃情况, 从而对火灾的发展过程进行定量的判断. 改进的火灾模型克服了以往模型在确定轰燃的发生时机械地应用热烟气层温度达到600℃或地板接受的热辐射强度达到20 kW/m²这一标准, 比传统的区域模拟更好地体现出不同可燃物对火灾发展过程的影响.     

无可抗拒的自然法则——存由节俭亡由奢

只要我们对自然界万物留意一下就不难发现,在自然界的变化发展中,存在着一条奇妙而重要的法则,这就是节约能量和原材料的法则。太阳在宇宙中要受到众多星体的引力作用,为了防止自身的坍缩,它必须用热辐射来平衡各方面的引力。为此,太阳每秒钟要消耗400万吨物质,向宇宙空间辐射约360亿亿亿焦耳的热     

基于奇异谱分析方法的孤独症儿童脑电信号特征提取及分类

孤独症谱系障碍是一种复杂的神经发育障碍,其早期发现和精确诊断非常重要.脑电图由于其具有较高的时间分辨率,是一种常用的神经成像技术.本文提出奇异谱分析方法对脑电信号进行伪迹去除和节律提取,通过从正常儿童和孤独症儿童脑电信号中提取统一α节律AFu,求其能量并使用支持向量机方法进行分类比较结果;进一步,使用加权重心点探究个体化α峰值频率PFA及节律AFi,使用SSA方法提取AFi后重复上述进行分类比较.结果显示,未经SSA处理的脑电数据提取AFu相对能量作为特征,分类准确度为81.36%,而使用SSA预处理后,分类准确度提升至89.83%,验证了SSA方法伪迹去除的有效性;使用个体化α节律AFi相对能量作为特征,SVM分类准确率降低至81.36%,而将个体化α节律AFi相对能量和α峰值频率PAF作为共同特征可得到94.92%的分类准确率.此结果揭示孤独症儿童脑电节律异常体现为两个方面:频段分布和功率调制,即孤独症儿童α节律出现了低频偏移及相对能量的降低.本研究从方法验证及病理揭示的角度为孤独症儿童的辅助诊断提供了有力的技术手段和科学依据.     

在正负电子湮灭过程中赝标介子和矢量介子的产生

近来,正、负电子湮灭过程的实验结果引起人们极大的兴趔。特别是比值R=σ(e~ e~-→)强子)/σ(e~ e~-→μ~ μ~-)随能量增加而上升的事实,例如在质心系里能量在3 GeV时只约为2—3,在5 GeV时R约为4—7,这与许多模型认为R趋于常数的结论相冲突。实验上出现的新结果对现有理论     

用遥感法测量钢建筑物应力的实验研究

我们在研究岩石的电磁辐射中,发现岩石的红外辐射和微波辐射随岩石应力状态变化而变化的物理现象,若这一物理现象在钢材料中也存在,那么对钢建筑物的应力及其分布有可能进行遥感测量,我们对钢材料进行了实验,得出了钢材料的红外辐射能量和微波辐射能量随钢材料应力状态变化而变化的实验结果,本文报道了这一新结果.     

宇宙线高能物理学进展

宇宙线的发现已有六十多年的历史了,在这段时间里,它对高能物理的研究起了很重要的作用。一、历史的贡献人们早就注意到宇宙线粒子的能量比天然放射性粒子的能量高得多,因而最初的高能物理实验都是在宇宙线中进行的.1932年,安德逊(Anderson)在宇宙线中发现了正电子,这可以说是基本粒子物理学的开端.这以后的宇宙线实验推动了量子辐射理论的建立,对电子辐射光子、光子转换为电子对和在能量足够高时形成的级联簇射现象进行了研究.在这些研究中,发现了一种辐射特性比电子弱得多而又不是质子的带电粒子,后来测出它的质量约为电子质量的200倍,即μ介子.最初人们以为这就是汤川所预言的传递核力的介子,但随后的实验表明μ介子与原子核的作用是很弱的,它不可能是传递核力的介子;1947年,     

锂离子电池的发展现状及展望

锂离子电池具有比能量高、无记忆效应、工作电压高以及安全、长寿命的特点。本文回顾了锂离子电池的发展历史,分析了锂离子电池的工作原理,总结了锂离子电池的特点,综述了目前锂离子电池常用的正、负极电极材料和电解质,最后分析了锂离子电池目前存在的问题并对其未来的发展进行了展望。     

关联与黑洞信息丢失问题

霍金计算发现黑洞会发出热辐射.由于热辐射之间不存在关联,因此辐射粒子无法将信息携带出黑洞,伴随着霍金辐射,黑洞内部的物质信息逐渐丢失.量子力学幺正性要求信息守恒,黑洞信息丢失与量子力学幺正性存在明确的冲突,此即黑洞信息丢失之谜.霍金辐射之间是否存在关联是解决黑洞信息丢失问题的关键.霍金最初的计算中没有考虑辐射粒子的反冲,得到的辐射谱为纯热谱.后来, Parikh和Wilczek的计算表明,如果计入辐射粒子的反冲,则辐射谱可能会轻微地偏离热谱.本文首先介绍了Parikh和Wilczek使用包含辐射粒子反冲的量子隧穿方法得到的非热谱.其次,介绍了张保成等人在非热谱基础上证明黑洞辐射粒子之间存在关联,并且黑洞辐射过程信息守恒的工作.最后,介绍了黑洞辐射之间如何产生关联的一种可能的物理机制,黑洞辐射粒子之间的引力关联可以携带信息,使得黑洞辐射过程中信息守恒.     

雨水的γ辐射及其环境意义

本文主要对由降雨引起的地面γ辐射的变化进行了研究。实验表明,降雨会引起地面γ辐射的显著增加,在降雨过程中,其总增加率约为33．6％,雨停的后约3h,地面γ辐射恢复正常,对降水的取样测量结果表明,雨水本身的γ照射量率是变化的,并呈现一定的规律性。本文还探讨了降雨的短期γ辐射对环境的影响。     

日冕磁场诊断公式的改进

日冕磁场是日冕大气中最为重要的物理量,也是理解太阳耀斑起源及其能量传输的关键。微波爆发的大多数情况是由中相对论性电子与日冕磁场相互作用的产物,因而这种辐射谱包孕着日冕磁场和高能电子的重要信息。一般说来,这种辐射的严格理论表达式十分复杂,以致无法直接从谱观测资料反演磁场强度B。1982年,Dulk和Marsh给出了一组回旋同步加速辐射的近似式后,人们尝试着利用其中的谱极大频率v_(peak):