加速器氚靶膜厚误差对BIXS方法反演的影响

BIXS(β-ray induced X-ray spectrometry)方法是一种氚β衰变诱发X射线谱的氚无损分析技术,在反演过程中会受到诸多因素的影响,氚靶膜厚误差的影响不可忽略。本文基于蒙特卡罗方法程序PENELOPE模拟和实验验证研究,表明加速器氚靶膜厚误差会对BIXS方法反演有一定的影响,其中对递增分布的影响最大,对递减分布的影响最小;氚在靶膜中的深度分布的斜率越大,膜厚误差对BIXS方法反演的影响也越大。     

BIXS技术测量氚化钛膜氚活度实验方法研究

完成了BIXS能谱测量系统的组建及调试,对BIXS技术测量氚化钛膜氚活度的实验方法进行了研究。实验获得了空气和Ar气介质中的X射线能谱,与空气介质相比,除有两个相同峰位能量为4.5 keV和5.0 keV的谱峰和峰强度(或峰面积)分别减弱至约为0.4%、1%外,还增加了3.0 keV、9.0keV的两个谱峰;同时获得了不同氚活度氚化钛膜的X射线能谱,结果表明氚活度决定着X射线能谱的峰面积,具有良好的线性关系。     

基于BIXS方法的气体中高浓度氚在线测量技术

工艺气体中高浓度氚的在线测量要求探测器具有体积小、密封性好、稳定性高等特点。针对该需求,本工作基于氚β射线诱发X射线谱测量方法(BIXS)建立了高浓度氚在线测量实验系统,采用PENELOPE程序建立了理论计算模型,对系统中5个关键参数进行了设计优化,搭建了1.77 mL小体积BIXS实验系统,使用含氚的氢氩混合气体对实验系统进行了响应能谱测量,并对获得的BIXS能谱谱形进行了初步分析。实验结果表明,对于含氚的氢氩混合气体,BIXS系统重复测量结果显示全谱计数率偏差<0.8%,Ar的Kα峰计数率偏差<1.3%,Au的Mα峰偏差<3.8%,整体稳定性较好;不同压强下BIXS实验系统测量结果显示,BIXS能谱总计数率、Ar的Kα峰强度以及轫致辐射谱强度随压强增加呈线性上升趋势,但Au的Mα峰强度在该气氛下几乎不随氚的分压改变。     

加速器驱动次临界产氚反应堆ADS-T中子学初步设计与分析

本文针对兼顾嬗变和产氚的铅合金冷却加速器驱动次临界反应堆ADS-T(ADS-Tritium),采用自主研发的大型集成多功能中子学计算与分析软件系统VisualBUS4.2和混合评价核数据库HENDL3.0,对散裂中子能量、产氚材料中6 Li丰度、结构钢材料、初始keff、中子能谱以及产氚组件摆放方式等产氚条件进行了敏感性分析.最后本文给出了年产氚千克级的ADS-T中子学初步方案,提供了一种有吸引力的氚生产途径.     

10 MeV电子加速器X射线能谱模拟研究

本文建立了10 Mev电子轰击铅靶、铁靶、铝靶产生x射线的几何模型,使用蒙特卡罗程序模拟计算得到了0°~180°方向上产生的x射线能谱和O°、90°、180°方向上的剂量率发射常数。模拟结果表明剂量率发射常数具有明显的方向性,0°方向轰击铅靶最高,随着靶材原子序数的降低或角度的增大而减小;0°方向的X射线能谱最硬,随着靶材原子序数的降低或角度的增大而逐渐变软。     

亚细胞尺度氚非均匀分布下单粒子效应的蒙特卡罗模拟计算

利用蒙特卡罗程序Geant4构建了正常肺上皮细胞体素模型,结合Geant4自建DNA模型,模拟计算了氚在亚细胞尺度不同靶区的物理作用和DNA损伤效应,分析了氚处于不同滞留状态下β单粒子对细胞内环境及DNA的影响。结果表明,氚的滞留状态对不同靶区的作用呈规律性变化,源项为细胞核时,源靶组合N->N与N->C的能量沉积E_细胞核/E_细胞质比值差异最为显著,微剂量学特征值S_N->N最大。β单粒子作用于DNA产生的集簇损伤尺寸一般＜3,且多为简单单链断裂（SSSB）类型,尽管产生的集簇损伤尺寸≥3的比例(<5%)很低,但仍有产生集簇损伤尺寸高达6的可能。源项为细胞核时,产生双链断裂（DSB）的产额是单链断裂（SSB）的5%,其中复杂双链断裂（CDSB）约占DSB的20%,相比细胞质、细胞源项,CDSB产额最大。     

复合膜对316L不锈钢氚渗透性能的影响

利用物理气相沉积（ＰＶＤ）方法在３１６Ｌ不锈钢表面分别镀制微米量级厚的ＴｉＮ＋ＴｉＣ＋ＴｉＮ、ＴｉＮ＋Ｔｉｃ＋ＳｉＯ２复合膜。扫描电镜观察表明：膜致密,与基体结合牢固,抗氧化,抗热冲击。二次离子质谱（ＳＩＭＳ）和红外光谱（ＩＲ）分析结果证实：ＴｉＣ和ＳｉＯ２的膜在３００℃以上的氢中退火可形成抗氚爱阻挡层。测量了不同温度下氚在带膜３１６Ｌ中的渗透率。在２００～６００℃范围内,镀有ＴｉＮ＋ＴｉＣ＋Ｓｉ     

高氡环境中氚监测电离室设计

针对地下坑道等高氡环境中的氚监测问题,基于铝箔透射高能的α射线、屏蔽低能β射线的特性,提出了一种通过甄别氡释放α粒子和氚释放β粒子,实现高氡环境中氚监测的方案,通过实验与MC法验证了该方案的可行性。设计了双层电离室,对其能量沉积进行了计算,得到了不同位置和不同结构中的能量响应因子,为高氡环境下氚实时监测的系统的搭建提供了依据。     

加速器屏蔽体中氚的提取和比活度测量

使用红外炉发展了一种从活化混凝土中提取氚的方法。通过研究氚的提取效率与加热温度、加热时间的关系,获得了氚的提取优化条件为在800℃下加热30min,Ar气流量设置为200mL/min。氚由两个冷凝管收集,然后装到1个小玻璃瓶中,与液体闪烁体混合,使用液体闪烁计数器计数。使用这种方法提取氚只需55min。相对于使用电子炉提取氚的方法,氚的提取效率可达到100%。收集了两个加速器屏蔽体中的混凝土样品,测量了样品中的γ射线核素和氚的放射性比活度。结果显示,氚的比活度与¹⁵²Eu和⁶⁰Co的比活度有很强的相关性。可得出结论：氚主要产生于热中子俘获反应⁶Li(n,α)³H。因而,可使用⁶⁰Co的放射性比活度简单估计活化的混凝土样品中氚的放射性比活度。     

钛膜中氘氚浓度的弹性反冲法测量

研究采用弹性反冲探测(ERD)方法测量钛膜中氘、氚的浓度。实验所用Ti膜用磁控溅射法制备，膜厚小于100nm，以石英玻璃（SiO₂）为底衬，Ti膜加镀了1层Ni保护膜，以防Ti膜氧化和增强Ti膜吸氢。以6.0MeVO粒子作为入射粒子，在30°方向上探测反冲粒子，在此实验条件下，O粒子对D、T的碰撞截面为卢瑟福截面。对两个样品用ERD方法测量钛膜中的D、T含量，获得了D、T的面密度。测量结果表明，采用如上方法测量Ti膜中D、T浓度的误差小于7％。     

量热法测量贮氚容器中的氚

设计建造了 1台样品池容积为1 95mm× 42 0mm的大型氚量热计。该量热计测量样品热功率下限为 6mW。样品热功率在 1 60～ 3 5 0 0mW范围内时 ,信号输出与样品热功率的线性相关系数大于0 9999。当样品热功率不低于 1 60mW时 ,精密度好于 0 2 %。它适用于非对称置样方式的样品中氚的测量。对大容积铀化学床中氚的实测结果表明 :该量热计具有较好的准确性。     

环境生物有机氚分析方法的研究与应用

本文通过大量的实验,对所购买的Carbolite生物氚碳燃烧装置进行了局部改良,优化了环境生物有机氚分析方法的设置条件。优化后,样品的生成水回收率可达到80%以上,Carbolite生物氚碳燃烧装置氧化燃烧更充分,制样过程更安全;相同环境样品不同实验人员的测量结果相对偏差小于30%。结果表明,本文的分析方法具有重现性。     

Tritium Breeding Capability of Heliotron-H Fusion Reactor Blankets

Preparation and operation procedures of chromatographic column for hydrogen isotope separation have been examined. The best separation of isotopic molecular hydrogen was obtained when the stationary phase was activated at 230°C for 16 h and subsequently deactivated with CO₂ at ?7°C. The technique has been applied to analyzing commercially available tritium gases. Protium tritide (HT), DT, and tritiated-methane and -ethane were observed as impurities in all three samples analyzed. It was experimentally confirmed that most of the contaminant protium in the tritium gas came from the inner-surface of the storage vessel.     

低温解析-液闪法检测植物中氚含量

为评价涉氚活动中氚对环境的影响,建立了低温解析—液闪法检测核设施周围植物样品中氚含量的分析方法。该方法将核设施周围植物样品中组织自由水氚(TFWT)在110~120℃解析出来,用液闪计数仪测量其氚含量。该分析方法比传统分析方法缩短约120 min,对植物样中TFWT的平均回收率优于76%,能够满足涉氚场所植物中TFWT的快速分析。     

350keV电子高压加速器研制

加速器辐照装置用于辐照生产医用输液塑料袋原膜材。所研制的350keV电子高压加速器具有以下特点：在静电加速器中采用高压倍压电源代替输电带，此新型结构加速器可输出低能大功率电子束，且体积小、自屏蔽，适于在线辐照加工；一般高压倍压电源采用50Hz供电，而在此装置中由14kHz中频电源供电，高压电源体积小。加速器空载高压达370kV，电子束350keV/20mA，扫描宽度70cm，辐照剂量不均匀性好于7%。该加速器辐照装置已投入运行，并已生产出合格医用输液袋膜材投放市场，产品填补了国内医用输液袋膜材市场的空白。     

Monte Carlo Simulation of Electron Swarm in the Diamond Film Growth via EACVD

Monte Carlo simulations are adopted to study the electron transport porcess in the non-uniform electric field.Some important parameters of electrons in diamond films dynamic process at low temperature via EACVD such as angle distribution,energy distribution,average energy of electrons are given.The results indicate that the electron scattering near the substrate is mainly of a large-angle scattering,exhibiting a double-peaking distribution .All of the conclusions provide some theoretical data referential to the vapor dynamic model of diamond film growth at low temperature via EACVD.     

大型加速器控制中模式管理器的开发及应用

本工作从加速器控制系统的软件设计角度提出并开发了一种管理加速器运行模式和数据的方法,即加速器模式管理器(model manager)。该软件利用Oracle数据库作为加速器运行模式及数据的存储平台,能够绘制和比较加速器各种模式的多种函数曲线,且提供在线模拟运行加速器的功能,为大型加速器的调试提供方便。该系统已成功用于LCLS加速器。     

高温气冷堆闭式布雷顿间接循环中氚的来源及其影响

氚是氢的放射性同位素,影响环境和人体健康.目前,全球自然界中的氚主要来自人类的核活动.因此,需研究核反应堆中氚的来源及其影响.在高温气冷堆中,氚是一回路放射性的主要来源之一.由于高温气冷堆堆芯温度较高,不能忽视一回路中氚向外界和二回路渗透造成的污染问题.文章阐述了氚的物理和化学特性,高温气冷堆闭式布雷顿间接循环中氚的生成来源和释放途径,分析了氚对设备材料力学性能的影响,介绍了氚向环境释放的限值、控制措施及防止氚渗透的方法.     

核设施氚气态释放后植物中有机氚的研究进展

从核设施释放到大气中的氚主要以氚化水（HTO）和氚化氢（HT）两种形式存在,最终以HTO的形式进入植物体。植物体中的氚有两种化学形态：自由水氚（TFWT）和有机氚（OBT）,其中OBT又被细分为交换性OBT和非交换性OBT。与TFWT相比,OBT在植物体内有较长的滞留时间和较大的剂量转换因子,在氚的食入剂量中OBT占主要份额,因此有必要对植物中的OBT展开全面研究。本文就植物中OBT的定义、交换性OBT和非交换性OBT的确定、OBT的形成过程及其影响因子、OBT预测模型的研究进行综述,同时对今后植物中OBT应重点研究的内容进行了简单分析,以期为植物中OBT的研究提供一定的参考。为准确评价OBT造成的辐射剂量,今后对OBT的研究中应着重从测量、夜间形成机理和环境中的行为等方面进行。     

3He对 LaNi5储氚性能影响的第一性原理

基于第一性原理的密度泛函理论研究LaNi5储氚过程中T衰变为3He前后晶体的几何结构和能量变化,计算得到了在平衡态时3He在储氚的LaNi5合金中的最可几占位为八面体位置和十二面体位置。进一步分析了衰变前后的材料能带结构、电子态密度(DOS)分布。氦的惰性不溶使LaNi5合金晶格膨胀和电子态密度分布发生变化是影响LaNi5储氚过程中坪台压降低、斜坪增大的主要原因。在氦原子周围形成的深势阱是形成氚尾效应的主要原因之一。