数值堆材料辐照损伤并行动力学蒙特卡罗软件MISA-AKMC的设计与实现

材料辐照损伤模拟是数值堆软件的重要内容。原子动力学蒙特卡罗（AKMC）方法是研究核材料辐照行为的重要手段,可在保持原子级别精度下,有效地扩展模拟的时间尺度到秒甚至年量级。但在面向实际应用需求时,其仍面临内存限制和复杂的计算量等挑战。通过并行计算技术提升计算效率是解决这一挑战的有效手段。本文论述一款并行AKMC程序MISA-AKMC的设计原理与实现技术。MISA-AKMC实现了一种并行KMC模拟框架,重点包括sub-lattice并行算法的实现、加速优化方法、转发通信方法、KMC模型接口等。基于该框架,开发了空位-间隙的演化模型,可实现热老化模拟和析出模拟。通过并行性能测试获得了良好的并行性能,结合算例结果验证说明了MISA-AKMC的正确性和可靠性。     

基于C30加速器的64Cu核素制备工艺

64Cu是目前应用十分广泛的放射性核素,主要用于PET诊断。本文基于C30加速器对⁶⁴Cu核素的制备工艺进行研究。制靶靶片为金属铜材质,在靶片表面镀金膜,以保护铜基底。镀金完成后用HCl和H₂O₂浸泡镀金层以去除金属杂质,用脉冲电镀法电镀富集⁶⁴Ni层。将靶片转移至C30加速器固体靶站进行辐照,束流能量为15.5 MeV。将辐照后的靶片转移至分离纯化热室。在溶靶槽中加入6 mol/L HCl和30%H2O2溶靶,使用AG1-X8阴离子交换树脂分离纯化,最终获得⁶⁴Cu核素。分别测定64Cu的放射性核纯度、放射化学纯度、金属杂质含量等质量指标。待收集的64Ni溶液衰变完全后,使用AG1-X8树脂回收。检验结果显示,富集64Ni厚度约8.5～16.3 mg/cm²,⁶⁴Cu产能大于37 GBq,产额可达180～250 MBq/(μA·h),放射性核纯度大于99.9%,放射化学纯度大于97.0%,金属杂质含量均小于0.5 μg/GBq。⁶⁴Cu制备工艺稳定、质量可控,达到了规模化生产水平,为⁶⁴Cu相关药物的研究与开发提供了稳定可靠的核素来源。     

基于双GM计数管设计的宽量程伽马剂量计性能初步测试

为在核事故中使用机器人定位和抓取丢失的伽马放射源,本文初步设计了一款基于双GM（Geiger Müller）计数管（ZP1321,ZP1301）的宽量程伽马剂量计。设计了用于探测器信号处理的前端模拟电路和基于微控制器的数据处理和传输程序等,并使用137Cs伽马放射源对设计的系统进行了初步测试。测量并分析了影响剂量计输出信号的主要因素。初步实验结果表明,所设计的无屏蔽壳的伽马剂量计可成功地在线检测伽马放射源。     

乏燃料后处理厂核材料衡算与控制国际经验及关键技术启示

本文系统地调研和分析了国内乏燃料后处理厂核材料管制现状,国外商业乏燃料后处理厂核材料衡算与控制措施的实施经验和采用的关键技术,包括典型商业乏燃料后处理厂物料平衡区和实物盘存关键测量点的设置、核材料衡算与控制措施的总体设计要求、近实时衡算的概念等。根据调研结果和分析,针对我国核材料管制的现状,提出了我国在商业乏燃料后处理厂核材料管制技术准备工作的几点初步建议。     

侧钻井捞油技术研究和应用

在油水井老井眼中进行开窗侧钻形成的侧钻井,产量通常较低,为提高效益需采取活动捞油方式采油。针对常规捞油技术只能在单一管柱中进行捞油的不足,研究了可满足侧钻井捞油的变径井捞油工具,该工具解决了侧钻井井口较高、地层能量小、液面比低、下面液体排不出来的难题,充分有效地将部分产量低、无法正常投产而闲置下来的侧钻井利用起来。现场应用表明,这种捞油技术可使工具下得去、起得出、封得严、耐得久,工人劳动强度低,生产效率高,可进一步推广应用。     

青西凹陷窟窿山构造青2-50井钻井液技术

青2-50井地层十分复杂,如泥页岩易发生水化坍塌,硬脆性页岩易垮,层理裂缝发育,易漏,地层倾角大,井眼应力不均衡等,因此为保证井壁稳定,需把钻井液配方的优选和适时有效地转化作为钻井施工的重点.在柳沟庄组以上地层,采用了加生石灰的阳离子钻井液,通过保持较高矿化度,满足了地层和工程的需要.在钻至深部地层以后,转化为阳离子聚磺钻井液,提高了原体系的抗温能力,并解决了深井阶段的裂隙封堵、地层垮塌、润滑防卡和油层保护等难题.青2-50井的顺利完钻为提高该区块的钻探开发速度积累了经验,并建议选用复合金属离子(或两性离子)聚合物(防塌)钻井液替代阳离子钻井液.     

基于USRP的电力线载波技术验证平台设计与实现

针对电力线载波通信技术研究缺少实际验证环境的问题,提出了一种基于USRP(Universal Software Radio Periphery)的电力线载波通信技术验证平台。以USRP硬件板卡为基础,通过对USRP板卡的FPGA进行二次开发实现电力线载波通信数字前端,使用USRP板卡上的SRAM完成对发送数据与接收数据的缓存以简化设计的复杂度,采用以太网接口实现USRP板卡与主机matlab软件的连接,结合自主开发的模拟前端与耦合电路,使得用于电力线载波技术研究的仿真代码可以直接在电力线信道上进行验证,提高了电力线载波通信技术研究的效率与可靠性。测试结果表明,通过灵活配置数字前端的工作频率与带宽,验证平台适用于不同频带范围的电力线载波技术验证。     

基于船舶电网的FFT谐波检测方法

在船舶电力推进系统中,准确检测电网中各次谐波含量是十分重要的。为了进一步提高对谐波测量的准确度,本文通过改进布莱克曼窗函数,采用双峰谱线插值算法来对船舶电力系统的电量信号进行检测。通过软件对改进窗函数的参数进行数据拟合,并搭建仿真实验平台。通过对比添加不同窗函数所测量的结果,可以得出,改进的布莱克曼窗可以有效地提高对谐波检测的准确度。     

角锥棱镜相干合成激光器的自适应驱动方法

针对高功率激光器合成效率低、能量不集中的问题,构建基于角锥棱镜腔的相干合成激光器,分析远场合成效率不高的原因,提出光—电闭环的自适应驱动方法,通过反馈调节,克服因线路、器件以及其他电磁干扰等因素造成的不同步问题,提高相干合成效率。实验结果表明,经过自适应驱动的激光器,能显著提高相干合成效率,避免人工调整参数带来的误差,提高了激光器的稳定性和工作效率。     

济钢1750m~3高炉炉役后期炉缸侵蚀分析及对策

炉役后期的护炉生产实践以及炉缸侵蚀模型表明,济钢2#1 750 m3高炉炉缸侧壁呈现为较大蘑菇型侵蚀。分析认为炉缸侵蚀的主要原因是铁水环流的影响以及炉缸局部热流强度过高;另外,90°的铁口夹角布置以及长期频繁使用洗炉剂也加剧了炉缸的侵蚀。通过改进灌浆操作,开发局部强化冷却技术,提高了炉缸的冷却效果。同时优化操作制度,有效减缓了砖衬的侵蚀,保证了炉役后期炉缸工作本质安全。