用于碳离子束流布拉格峰展宽的新型多孔结构体的模拟

模拟了一种新型的多孔结构体（PS 2.0）用于展宽碳离子束流的布拉格峰。使用蒙特卡罗程序FLUKA建立了第一代波纹滤波器、PS 2.0和PS 1.0的几何模型，并比较了三者对束流的调制效果，包括展宽效果、束流均匀性和等中心束斑大小。结果显示：与PS 1.0相比，经PS 2.0展宽后的碳离子束流后沿半影宽度减少了最多1.11 mm；使用PS 2.0调制后的束流具有良好的均匀性；在相同射程深度下，当PS 2.0与等中心位置之间的距离小于10 cm时，使用PS 2.0后的等中心束斑最多减少了1.72 mm(13.93%)。表明PS 2.0能够在展宽布拉格峰的同时兼顾后沿半影的宽度，保证了调制后束流的均匀性，并在一定程度上减小了等中心束斑的大小。     

采用新和旧代谢模型估算放射性参考工作人员摄入难溶性 ~(239)PuO_2 所致剂量

ＩＣＲＰ５６、６０、６６、６７、６９、７１和７２号等一系列出版物，推荐了新的剂量限值、呼吸道模型和体生物动力学模型。为此，按ＩＣＲＰ２６、３０和５４号出版物的推荐而导出的摄入量换算因子、剂量系数和年摄入量限值将会随之而改动。本文以放射性参考工作人员食入和吸入难溶性２３９ＰｕＯ２为例对该问题进行了讨论。     

1.5MeV电子辐照平台屏蔽改造

针对一台功率为15kW的1.5 MeV电子辐照平台,进行了屏蔽计算分析与改造设计工作。根据辐照平台厂房布局建立三维模型,使用蒙特卡罗方法进行了相应屏蔽计算。通过对辐照平台主屏蔽体外光子剂量率的计算,对已有建筑物墙体的屏蔽效果进行评估。评估结果表明,建筑物四周墙体厚度满足设计要求。对辐照室和门洞等局部位置进行了屏蔽计算设计,通过对不同屏蔽厚度的计算结果进行比较,给出了满足设计要求的合理可行的设计方案。为验证屏蔽计算结果,在工程验收阶段,对周围人员活动区域进行了现场测量。测量结果表明,辐照平台原有主体屏蔽及新增局部屏蔽可使光子剂量率低于设计目标值,满足防护要求。     

中子物理实验装置辐射安全联锁系统

中子物理实验装置是一台用于钍铀燃料循环系统中子截面测量的加速器装置,在运行时不可避免地产生电离辐射,为了避免人员误入高辐射区受到辐射危害,建立了基于冗余控制技术的辐射安全联锁系统。系统根据人员进出的控制模型,以高可靠性的硬冗余可编程逻辑控制器(PLC)为核心,开发了逻辑控制程序,实现了对联锁设备的控制。经现场测试,辐射安全联锁系统运行稳定、可靠,保护了人员的辐射安全,满足了系统的设计要求。     

添加剂对模拟含氟放射性废液水泥固化性能的影响

采用沸石、蛭石、硅灰、石英砂作为添加剂对模拟含氟放射性废液(主要含有Cs+、Sr2+、F-等)水泥固化性能的影响进行了研究。通过添加不同的添加剂,测定水泥浆的初终凝时间、流动度和温升;测定固化体养护28d后的抗压强度及浸泡、冻融试验后的抗压强度,并进行了抗冲击试验和模拟核素浸出试验。通过对比,得到了满足模拟含氟放射性废液水泥固化的配方,该配方制成的水泥固化试块性能达到了GB 14569.1—2011的要求。     

中国女性参考人体素模型的开发

利用分割后的中国女性虚拟人体数据集,建立可视化人体模型,通过校正人体模型的身高、体重和器官/组织质量,从而建立用于辐射剂量学计算的中国女性参考人体素模型。校正后的模型身高和体重与中国成年女性参考人数据完全一致,器官质量与参考人数据基本一致。再利用MCNPX粒子输运程序对校正前后的两个模型进行模拟,计算了外照射中子剂量转换系数,并将校正后模型的计算结果与ICRP参考人体素模型的计算结果进行了比较。总体上,器官剂量当量和有效剂量与ICRP参考人数据趋势符合较好,但是由于模型之间的差异,不同的胸腔厚度,器官相对位置等因素导致器官剂量当量有较大差异,有些差异甚至达到50%以上。     

上海硬X射线自由电子激光装置调试用束流收集桶的设计

在建上海硬X射线自由电子激光装置(Shanghai high repetition rate XFEL and extreme light facility,SHINE)包含一台8 GeV的超导直线加速器,100 PW的激光系统,三条波荡线和10条实验线站。主加速器的第三磁压缩段(BC3段)有一调试用的束流收集桶,BC3段的调试电子流强为0.3 μA、能量为7.7 GeV,束流功率为2.31 kW。本文从材料对7.7 GeV电子的能量吸收方面考虑,对束流收集桶的结构进行了确定。用ANSYS 17.0对束流收集桶的温度场进行了分析,结果证明在有表面空气自然对流换热的情况下,铝芯的最高温度为193.14 ℃,在束流收集桶坑道无外界换气的情况下,束流收集桶需要外围冷却水;用蒙特卡罗程序FLUKA对束流收集桶的活化进行了分析,保守假设束流收集桶连续注束2 000 h。结果证明要保证停机1 h后,束流收集桶周围30 cm处的剩余辐射剂量小于25 μSv/h,束流收集桶外围需要55～85 cm的混凝土屏蔽体;结果显示束流收集桶的剩余辐射剂量在30 min内衰减的非常快,这是由于刚停机时束流收集桶内产生的50%左右的放射性核素半衰期都小于10 min。     

采用新和旧代谢模型估算放射性参考工作人员摄入难溶性^239PuO2 …

ＩＣＲＰ５６，６０，６６，６７，６９，７１和７２号等一系列出版物，推荐新的剂量限值，呼吸道模型和体生物动力学模型。为此，按ＩＣＲＰ２６，３０和５４号出版物的推荐而导出的摄入量换算因子，剂量系数和年摄入量限值将会随之而改动。本文以放射性参考工作人员食入和吸入难溶性＾２３９ＰｕＯ２为例对该问题进行了讨论。     

GH3535合金表面渗铝层原位氧化工艺研究

高温工况下钍基熔盐堆中存在氚泄漏的风险，建立氚渗透屏障涂层有助于应对这一问题。采用包埋渗铝和原位氧化工艺，在GH3535合金表面制备了Al2O3/Ni-Al复合阻氚涂层，重点分析了氧化温度和真空度对氧化铝薄膜微观结构的影响。利用掠入射X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对氧化铝薄膜表面及截面的微观形貌、相构成进行了实验分析。实验结果表明：低氧分压能降低氧化铝薄膜的形成速度，促进形成更致密、表面平整的薄膜；高的氧化温度有利于形成α相氧化铝及更厚的氧化铝薄膜，但会大大增加表面缺陷。1.2 Pa真空度气氛、850℃氧化温度、72 h氧化时间是较优的原位氧化工艺参数，可以在GH3535合金基体表面获得性能较好的氧化铝薄膜，其相结构为γ和α相，厚度约为0.8μm，且表面致密无缺陷。