一种基于基团贡献法的气体GWP计算方法

为了对潜在SF_6替代气体进行筛选,采用基团贡献法计算含有碳碳不饱和键、氢元素等官能团的气体与大气中OH自由基的反应速度。利用气体与OH自由基的反应速度算出气体的大气寿命,并使用密度泛函理论(DFT)在原子和分子层面上计算出气体的辐射效率(RE),然后结合气体的大气寿命与RE值计算出气体的全球变暖潜能值(GWP)。结果表明:使用基团贡献法计算气体的大气寿命相比传统的过渡态法具有计算速度快、计算成本低以及精度高等优点,将计算结果与实验结果进行对比,证明基于基团贡献法可以准确地计算大气寿命,使用DFT方法可以计算出气体的RE值,然后结合气体的RE值和大气寿命可以准确地计算出气体的GWP值。     

强激光与固体靶相互作用所致硬X射线剂量的蒙特卡罗模拟

本文利用蒙特卡罗程序FLUKA建立了强激光与固体靶相互作用所致硬X射线剂量估算模型,通过与文献结果进行比较,对计算模型进行了验证。利用该计算模型研究了不同电子温度、不同靶材料(包括金、铜和聚乙烯3种常见靶材)和厚度对X射线剂量的影响。计算结果表明,X射线剂量与电子温度密切相关,并会受到靶参数的影响。相同靶厚情形下,Au靶产生的X射线剂量约为Cu靶产生的X射线剂量的1.2倍,约为PE(聚乙烯)产生的X射线剂量的5倍。另外,相较于其他靶厚,当选取电子的平均射程为靶厚时,产生的X射线剂量较大。这些计算结果将为强激光装置中电离辐射剂量的评估提供相关参考。     

吸入性210Pb内照射剂量估算方法研究

本文通过建立包含沉积模型、生物动力学模型和剂量学模型的一整套内照射模型,计算得到吸入环境中的²¹⁰Pb对男女成年人各器官的当量剂量系数,从而得到有效剂量系数为1.1×10^-6 Sv/Bq。计算结果对²¹⁰Pb防护工作的开展提供了参考数据。     

基于金刚石超短超强激光脉冲X射线剂量仪研制

基于金刚石探测器研制了脉冲X射线剂量测量仪，并对其性能进行进一步研究测试，使用蒙特卡罗软件FLUKA对测量仪进行了全装置建模，基于该模型完成了能量和角响应模拟。在中国计量科学院对仪器进行了实验校准，实验内容包括仪器对于¹³⁷Cs、⁶⁰Co的能量响应以及剂量率响应校准，以及仪器对于¹³⁷Cs的角响应校准，结果表明仪器输出电流与剂量率具有较好的线性，仪器未表现出明显的饱和现象，且仪器对¹³⁷Cs具有较好的角响应，最大差异不超过18%。基于3、6 MV电子脉冲加速器和“XG-III”等激光装置开展了相关验证实验，获得了与Unidos标准电离室、TLD较为一致的结果，最大误差分别为7%和36%。基于以上模拟和实验，进一步验证了本仪器应用于超短超强激光装置致脉冲辐射场剂量实时测量的可行性，为此类脉冲辐射场提供了剂量率测量手段。     

环保绝缘气体介电强度预测方法评估

为明确各类气体介电强度预测方法的准确性，基于9种气体(N₂、CO₂、N₂O、CF₄、SO₂F₂、c-C₄F₈、C₃F₈、C₅F₁₀O和C₄F₇N)在50 Hz工频交流电场下测得的相对介电强度对5种预测方法进行了评估。结果表明，各方法预测准确性与其给出的可决系数R²不一致。这主要与其使用的样本数据测试条件不统一、同一气体的相对介电强度不一致有关。当修正上述问题后，各方法准确性得到提升，并与其R²相符。分子参数的丰富和放电理论的介入可使预测方法准确性提升。使用样本外气体进行验证的方法，其预测结果在修正前后都具有较高的准确性；使用基团贡献法的预测方法也具有上述特性。通过上述评估结果可知，样本中的气体数据需在统一条件下获得，并根据试验条件和样本分子...     

基于全装置蒙特卡罗模拟的超短超强激光装置光子剂量研究

为了准确评估激光装置靶室内、外的周围剂量当量分布情况，进一步验证剂量评估模型的合理性，利用蒙特卡罗程序FLUKA对激光靶室进行了全建模，基于现有电子源项理论模型以及XG-Ⅲ激光装置典型实验条件对靶室内外剂量情况进行了计算分析。为了更准确地测量光子周围剂量当量，需要对光子剂量测量组件进行设计，对不同能量区间电子对测量元件的总剂量贡献进行了模拟分析，在此基础上针对0～15 MeV区间电子的屏蔽进行了优化设计，最后对光子剂量测量组件的效果进行了模拟计算，并进行了设计优化。模拟结果表明靶室内、外电子周围剂量当量均高于光子剂量当量。激光靶室主观察窗内、外的电子与光子剂量水平相差约1个量级。相较于无屏蔽情况下，优化后的测量组件使电子剂量水平下降了99.7%,光子剂量水平仅衰减了30.9%,电子与光子的剂量比值约为0.12,总光子剂量中有5%是高能电子在PMMA中发生轫致辐射所贡献。模拟结果表明：经过对测量结果的合理修正，该组件可适用于强激光装置中靶室内的光子剂量测量。     

复合材料汽车前地板后本体轻量化设计

对某新能源车型前地板后本体件进行轻量化设计，选用密度小、原材料成本低、成型效率高的短切玻纤热塑性复合材料（SGFRTP）替代原铝合金材料；结合性能要求、成型工艺和装配要求对前地板后本体件进行结构设计，通过加强筋合理布局提高结构件整体刚性；采用连续碳纤片材（CFRP）对主要承载区域进行补强设计，并结合连续纤维补强片成型特点对结构件局部结构进行二次优化。使用UG软件建模，导入HyperWorks中对前地板后本体典型工况进行分析。结果表明，以SGFRTP为基材辅以CFRP局部补强的复合材料前地板后本体结构设计满足性能和工艺要求，应力安全系数高于原铝合金地板，脚踩区与翻边过渡处的应力集中得到改善，同时减重10.37%，具有工程应用价值。     

环保气体绝缘强度预测模型研究现状

为推进新型环保绝缘气体开发工作，对单一气体、混合气体的绝缘强度经验和半经验预测模型进行了分析。对于经验模型，分子微观参数的优选是关键。相互作用性质函数(general interaction properties function,GIPF)和基团贡献法的引入可提高模型准确性。在使用上述参数时需要从气体放电的角度出发，对参数适用性进行判断，并尝试寻找或定义出气体绝缘领域的特殊分子微观参数。此外，所用气体放电数据需要标准化处理，并在统一的测试条件下对各类气体的绝缘强度进行评估，进而减少样本质量对模型误差的影响。在气体放电理论研究尚不完备的前提下，经验、半经验模型仍需要配合使用。而对于混合气体预测模型，其主要难点在于协同效应的量化定义和预测，这可能与分子间相互作用等微观过程有关。而在完备气体放电理论指导下建立的预测模型可具有更高的准确性和通用性，并可进一步提高环保绝缘气体的开发效率。     

核医学治疗中患者的体素级剂量计算

核医学治疗中为了制定合理的治疗方案需要对患者进行个体化剂量评估。本研究通过计算患者的体素级剂量分布，对分化型甲状腺癌患者的¹³¹I SPECT图像及CT图像进行了精准定量分析，利用体素S因子方法、直接蒙特卡罗方法和GPU蒙特卡罗方法计算了核医学患者体素级剂量分布。体素S因子方法相比于蒙特卡罗方法，在上呼吸道内部、肺部、骨骼等与水密度差异大的位置表现出剂量结果的差异，在肺和骨骼的最大差异达到40%,且在组织的交界处差异明显，在距离源分布较远位置的剂量相对于蒙特卡罗结果有一定低估。GPU蒙特卡罗方法与直接蒙特卡罗方法计算结果一致，并实现了400倍的加速比。综上所述，体素级剂量计算能获得亚器官区域和肿瘤区域的剂量不均匀分布，直接蒙特卡罗方法相比于体素S因子方法能够实现更精确的剂量计算，GPU程序能有效加速蒙特卡罗计算。