低温氦透平膨胀机的热力设计及性能分析

针对我国航天领域某重点项目的研制任务，设计了一台氦气体轴承低温透平膨胀机，并对其热力性能进行了分析和讨论。提出了一种考虑膨胀机整体热力性能及机械性能的透平膨胀机系统多目标优化方法。解决了透平膨胀机使用不同工质时相似准则的选取方法，进而在自行开发的较为完善的透平膨胀机一元流动性能预测程序的基础上，获得了模化时所应遵循的相似准则数。以人工神经网络为基础实现了透平膨胀机的性能转换问题。试验结果表明，所研制的氦气体轴承透平膨胀机的绝热效率大于71％；在出口温度为12.8K时，膨胀机效率已达到75％；膨胀机的最大制冷量接近2kW。     

氦原子基态(变分法)的一种简便算法

用积分公式∫0^m r^ne^-αrdr=n!/α^n 1，实现氦原子核外两个电子的动能及两个电子在核电场中的势能的计算过程；用母函数黜函数，大大简化了氦原子两电子的静电相互作用能的计算过程．     

利用等间隔模分裂技术的超短He—Ne激光器

一支腔长小于１００ｍｍ的Ｈｅ－Ｎｅ激光器不能正常工作，因为在出光带宽内有时可能没有纵模存在，输出光功率会不时地大幅度变化，提出和研究解决这一问题的方法，用一片经过适当设计的石英晶体作为纵模间隔大于出光带宽的一支Ｈｅ－Ｎｅ激光器的一个腔镜，导致等间隔纵模分裂，即纵模的数目加倍，实际纵模间隔减半，因此可以造成出光带宽内总有一个以上纵模存在，用此方法制成的腔长８５ｍｍ的Ｈｅ－Ｎｅ激光器，输出功率达到０．     

基于卷积神经网络的氢氦协同效应下的空洞演化预测

[目的]了解辐照引起的核结构材料的降质过程对于反应堆安全运行至关重要.然而,由于辐照损伤实验和基于物理的多尺度模拟存在时间和资源密集性的特点,无法快速评估材料的空洞演化行为.[方法]应用卷积神经网络(CNN)对空洞尺寸和数密度进行预测,并在现有的实验数据范围外,对氦和氢注入量在连续参数变化范围内的相关性进行预测.[结果]经过参数优化的CNN可以很好地克服实验数据不足的限制,仅利用元素组分和环境参数即获得准确的数值回归.[结论]这项工作证明了CNN预测氢氦协同效应下辐照损伤的可行性,对核材料的优化和反应堆安全运行具有实际意义.     

钨/石墨烷/钨第一壁材料缺陷与力学性能的第一性原理计算

托卡马克装置是实现可控热核聚变的主要装置之一, 而第一壁材料在确保托卡马克装置稳定运行的过程中起着至关重要的作用. 钨金属已被广泛使用作为第一壁材料, 但是聚变反应产生的氦原子在进入钨晶体后易形成"氦气泡"和点缺陷, 严重影响托卡马克装置第一壁材料的稳定性. 首次设计将钨/石墨烷/钨体系作为第一壁材料. 第一性原理计算结果表明, 钨/石墨烷/钨第一壁材料中的界面可以捕获氦原子和空位, 且能促进自填隙钨原子与空位复合, 从而降低钨体相中的缺陷密度; 弹性常数计算结果表明, 石墨烷层的存在可以提高钨金属的柯西压力值($C' $)和各向异性因子($A$), 使第一壁材料的延展性得以提高, 且不易出现裂纹, 但是在相同温度下钨/石墨烷/钨第一壁材料的力学模量有所下降; 利用准简谐德拜模型计算吉布斯自由能 $G^*$、定容热容$C_\mathrm V$、熵($S$)等热力学函数结果表明, 钨/石墨烷/钨第一壁材料的热力学稳定性与纯钨金属相比有所下降.     

阿尔泰造山带地幔脱气的氦同位素研究

在洋中脊和陆内拉张盆地环境中常见地幔脱气的现象,但造山带的情况较复杂.通过阿尔泰造山带不同类型岩石和矿石样品的氦同位素研究,发现岩石和矿石的~3He/~4He比值可高达 2.54 X 10~(-6)从而认为造山带同样存在地幔脱气,并且对造山带中矿床的形成具有重要意义.     

纳米结构9Cr-ODS钢的微观结构及对氦泡形成的影响

以采用机械合金化和热等静压法制备的纳米结构9Cr-ODS钢为研究对象,利用高分辨率透射电镜和扫描透射电镜的高角环形暗场像等手段分析了9Cr-ODS钢的微观结构特征;利用400keV离子加速器向9Cr-ODS钢及无ODS的Eurofer97钢中注入4×1017/cm2氦离子,对比了氦泡尺寸.结果表明:纳米结构9Cr-ODS钢的平均晶粒尺寸约05μm,存在两种尺寸不同的析出相:超高密度弥散分布的纳米尺度Y2Ti2O7析出相和倾向于在晶界形成的尺寸较大的Mn(Ti)Cr2O4析出相.ODS钢中的氦泡尺寸明显小于Eurofer97钢,说明纳米析出相对粗大氦泡的形成有明显的抑制作用.     

基于新法规的填充材料测试系统开发及应用

根据ECE R129法规的要求,设计了儿童约束系统进行侧面碰撞试验时使用的侧撞门填充材料的测试设备,主要包括球头结构、电磁释放机构,配合加速度传感器和数据采集器构成了填充材料的测试系统.使用该系统对多种材料进行了测试,最终找到了满足法规要求的材料组合.     

氦原子高激发态电子跃迁的绝对广义振子强度测量

原子分子内壳层和价壳层激发跃迁的绝对截面或广义振子强度(GOS)数据在许多领域如辐射物理,等离子体物理,大气科学,天体物理和激光器的研制中起着非常重要的作用．根据Bethe理论,高能快电子碰撞截面可以分解为电子碰撞前后动力学散射因子和靶的电子碰撞激发的跃迁几率或GOS．