光谱学方法在锕系/镧系元素配位化学研究中的应用

锕系/镧系金属离子的配位化学对于控制其在后处理流程中的走向、开发新型萃取剂及反萃剂、预测长寿命锕系金属离子在环境中的迁移行为、降低其在生物体中的毒性均有重要意义。光谱学方法是配位化学研究的重要手段,不仅可用来测定配位反应热力学数据,还能提供配位模式、配合物键长、键角等信息。本文在概述光谱学方法用于锕系/镧系元素配位化学研究最新进展的基础上,重点介绍荧光光谱和拉曼光谱在配合物热力学数据测定及结构分析方面的应用,并展望多光谱联合研究方法在锕系/镧系元素配位化学研究中的应用前景。     

质谱在锕系配位化学研究中的应用

锕系配位化合物不仅是乏燃料后处理所涉及的重要物种,也是探究锕系元素性质对化合物结构特征与反应规律影响的重要模型,因此对于这类配合物体系开展研究是十分必要的。处于气相中的锕系配合物离子由于溶剂分子、伴阴离子等环境因素得到了有效的控制,它们的化学行为更准确地体现出锕系元素内在性质的影响。本文将对近五年来质谱方法在气相锕系配合物的制备、表征和反应机理研究方面所取得的主要研究成果进行介绍。     

高放废液中锕系离子分离研究进展 Ⅰ.双酰胺荚醚与锕系离子的配位化学

如何处理处置核电站反应堆产生的乏燃料及乏燃料后处理过程产生的高放废液是发展安全核能面临的一个主要问题。为提高核能的安全性、减少需要长时间深地层处置的高放废物量、有效利用地球上有限的可裂变材料资源,世界上发展核能的国家在过去几十年发展了从高放废液中分离少量锕系元素离子的萃取分离流程。近年来,双酰胺荚醚类化合物在锕系元素分离方面备受关注,本文从基础配位化学角度综述近期这类化合物与锕系元素离子相互作用等方面的研究结果。     

浊点萃取在锕系和镧系元素分离分析中的应用

浊点萃取（cloud point extraction, CPE）是一种安全环保同时兼具高富集系数和低成本的萃取方法,在分析化学中已经被广泛应用于金属离子分析等领域。锕系和镧系金属元素存在环境复杂,自身浓度相对较低,对其进行分离和分析一直是放射化学研究者所关注的问题。经过条件优化,CPE能够有选择性地分离和富集锕系和镧系金属元素。通过与多种技术联用,CPE能实现锕系和镧系元素的高灵敏度分析。本文在介绍浊点萃取机理的基础上,着重描述了不同萃取体系中各类萃取剂（β-二酮类、膦氧类、含氮类、含硫类）对于锕系和镧系元素的萃取效果,全面总结了其中使用的不同联用技术,同时简述了通过构筑超分子识别位点,修饰配体,使用不同表面活性剂及掩蔽剂等改良现有浊点萃取体系的尝试。最后,对浊点萃取在放射化学领域的应用进行了总结和展望。     

DRDECMP-TBP/煤油萃取性能的研究Ⅱ.对锕系-镧系元素的萃取

研究并测定了DRDECMP TBP/煤油对Am3 、Gd3 、UO2 2 的萃取分配比。研究结果表明 ,分配比随DRDECMP浓度或水相中HNO3浓度的增大而增大 ,随水相中Gd3 浓度的增大或温度的升高而降低 ;当有机相中TBP浓度增大时 ,Am3 、Gd3 的分配比略有下降 ,UO2 2 的分配比略有升高 ;酸度低时 ,Am3 和Gd3 的分配比低 ,可实现低酸反萃取 ;而低酸下UO2 2 的分配比较高 ,采用H2 C2 O4 等配位剂可有效降低其分配比 ,实现配合反萃取。     

镧系冠醚络合物非水溶液中的化学计量与稳定性

本文用电导滴定法研究了冠醚与镧系盐在甲醇、乙醇和乙腈溶剂中的络合反应。实验确定了络合物中镧系元素(Ⅲ)与冠醚的摩尔比;计算了络合物稳定常数;讨论了匹配效应、冠醚环上取代基、阴离子及溶剂对稳定性的影响。     

激光光谱技术在稳定同位素组成分析中的应用现状

利用激光光谱仪测定稳定同位素组成是近几十年逐渐发展起来的一门新技术,综合阐述了激光光谱仪分析技术测定稳定同位素组成的基本原理,及其与传统测定方法特别是同位素质谱法相比所呈现出的技术优势。对不同类型激光光谱仪的技术指标进行了对比,归纳了激光光谱仪测定稳定同位素组成在不同研究区域内的应用情况,并对其发展前景进行了展望。     

稳定碳同位素技术在生态系统研究中的应用

稳定碳同位素技术因具有示踪、整合和指示功能,检测快速、准确,在生态学、水文学和地球科学研究领域中得到了广泛应用。本文综述了稳定碳同位素技术在土壤碳循环、植物生理生态反应、树木对气候变化的响应、同位素模型等研究领域的新应用,发现在环境因子和基因型之间的交互作用对δ¹³C的影响、水分利用效率对多因素相互作用的响应、多同位素源分析模型不确定性等方面还有一些问题亟待解决,期望本文对稳定碳同位素在生态系统中应用现状、存在问题以及前景展望方面的总结对今后的相关研究有所裨益。     

95/95原则及其在热工设计方法中的应用

基于法规要求建立了95/95原则的统计学模型,推导了欧文因子k的计算方法。并在此基础上分别建立了标准热工设计方法、改进热工设计方法和修订热工设计方法的数学模型,通过数学推导,理论上论证了以上设计方法的保守性、正确性及与法规的一致性。     

点击化学在18F标记PET药物中的应用

“点击化学”是一种模块化的合成方法,在生物偶联、药物筛选、材料科学等领域得到了广泛的应用,而其中的Cu（I）催化的叠氮与炔的1,3-偶极环加成（CuAAC）反应,由于其在温和条件下高效快速的反应特点,几乎成了“点击化学”的代名词。它一经引入到PET氟［¹⁸F］药物标记中就获得了极大的成功,受到了越来越多的放射性药物工作者的关注。本文重点根据Click合成子的分类综述了点击化学在¹⁸F标记分子探针中的应用,也对近两年应用到¹⁸F标记中的环张力促进的点击标记进行了介绍,并简要展望了这些应用的发展前景。     

SART算法在TGS透射数据分析中的应用

本文针对层析γ扫描（TGS）装置连续扫描模式的特点,将SART算法应用到透射数据的分析方法中,并讨论了算法中各参数的计算方法,最后用蒙特卡罗模拟实验对方法的合理性进行了验证。在中低密度介质情况下,计算得到的各体素线衰减系数的重建值与标称值之间的相对偏差均小于11%,表明该分析方法是合理的。     

Application of Polarity Correlation Method to Graphite Moderated Reactor

The polarity correlation method has been applied to an experiment for measuring the prompt mode neutron decay constant of a reactor with a long neutron lifetime. Measurements have been performed in the SHE VIII-l at critical and several subcritical steady states (0~ — 1$).

The analog signal of detector output is converted to a polarity signal having only one-bit of information on the amplitude of the detected signal. The polarity correlation function is obtained as the correlation function between two polarity signals. Attention has been paid in the design of the correlator to obtain ample stability in operation. Using a digital computer, the prompt mode neutron decay constant is determined with 2% experimental accuracy from the decay curve of the polarity correlation function. A series of the prompt mode neutron decay constants is fitted to an approximated expression of inhour equation to obtain βl. The value of each prompt mode neutron decay constant was found to be in good agreement with that measured by the pulsed neutron technique. The polarity correlation method is particularly applicable to critical or near critical state where a pulsed neutron source cannot be effectively introduced.

In Appendix, an estimation is made for the error in the measured polarity correlation function due to unbalanced mean setting level in the experiment.     

基于α能谱法220Rn子体连续测量方法研究

本文基于α能谱法建立了无需频繁更换滤膜的²²⁰Rn子体连续测量方法,并在南华大学氡实验室开展了与标准²²⁰Rn子体参考水平定值方法的²²⁰Rn子体水平测量的对比研究。结果表明：在高²²⁰Rn子体水平测量环境中,ThB和ThC 8个测量周期的测量结果与参考方法的测量结果相差5.0%与7.0%左右。在低²²⁰Rn子体水平测量环境中,ThB 4个测量周期的测量结果与参考方法的测量结果相差控制在45%以内,ThC的控制在10.0%左右。在²²⁰Rn子体水平为100 Bq/m³左右的测量环境中,ThB和ThC的总不确定度均控制在5%左右;采样过程中沉积在滤膜上的气溶胶对滤膜自吸收的影响可忽略。该方法的建立将为²²²Rn/²²⁰Rn子体的准确、快速、连续测量提供技术手段。     

106Ag正宇称带结构研究

利用能量为60MeV的¹¹B束流,通过¹⁰⁰Mo(¹¹B,5n)¹⁰⁶Ag熔合蒸发反应布居¹⁰⁶Ag的高自旋态,用15台带BGO反康的HPGe探测器进行在束γ谱学测量。通过γ-γ符合矩阵开窗分析和DCO比值分析,建立新的¹⁰⁶Ag能级纲图。根据正宇称带（1）不存在旋称劈裂,且具有较大的B(M1)/B(E2),初步指定其为建立在πg_9/2_ν［h²_11/2(g_7/2/d_5/2)］组态上的磁转动带。     

CFR600核设计中控制棒价值非均匀效应的群常数修正方法研究

CFR600堆芯反应性控制和停堆仅使用控制棒,其价值计算的准确性对核设计至关重要。CFR600核设计计算中,组件使用直接体积均匀化,不考虑非均匀效应。但控制棒非均匀效应较强,需进行修正。本文研究控制棒非均匀效应的群常数修正方法,推导通量权重和反应性等效方法的理论计算公式;结合细网差分程序,开发完成群常数修正计算程序CREC;对CFR600安全棒和补偿棒的12群群常数进行修正计算研究,并验证了控制棒价值非均匀修正的计算结果。通量权重和反应性等效方法的计算结果与参考值吻合较好,此两种方法均可对控制棒价值非均匀效应进行有效修正。     

临界实验装置水位外推达临界方法优化研究

带乏燃料的临界实验装置可用于开展乏燃料贮存相关的临界实验研究,考虑到其具有较高放射性,因此开展实验时最佳方法是水位外推达临界方法。目前该带乏燃料的临界实验装置尚未建成,遂使用与其堆芯结构、物理特性相似的铀棒栅轻水慢化临界实验装置开展水位外推达临界方法的模拟实验。在该实验中,由于水的屏蔽作用随水位上升不断加深导致无法得到正常的外推曲线。本文通过蒙特卡罗程序模拟外推过程,研究了中子源与探测器在不同的相对位置处中子计数率随水位变化的规律,给出了探测器与中子源的优化布置方案。此外,还提出一种以水位价值作为外推参数的外推方法,消除了水位高度外推时水位系数不均匀的影响,使得外推结果更准确。     

RESRAD程序在极低放废物填埋场辐射影响评价中的应用研究

运用RESRAD程序对开放利用国内某极低放废物填埋场的辐射影响进行了评价。简述了RESRAD程序的基本原理、子模型和计算方法,分析了RESRAD程序场址特定参数的选取和处理。选定"农业居民用"情景,计算了填埋场关闭后进行开放利用对居住者的辐射剂量,并进一步分析了关键照射途径和关键核素。结果表明,开放利用这一特定填埋场,居住者最大年有效剂量为0.003mSv,是全球公众天然本底辐射剂量平均值的0.13%。短寿命放射性核素对剂量贡献很小;阻滞系数小的中长寿命放射性核素对剂量贡献大,且主要通过地下水途径对居住者进行照射;加强室内通风是减小氡辐射剂量的有效方式。     

网格和物理模型在计算流体动力学中的应用研究

三维数值分析方法特别是计算流体动力学(CFD)技术越来越普遍的应用于反应堆热工流体设计中,载热质通常都具有高温、高压、流场形状不规则等诸多特点,在考虑复杂流场中对流项与扩散项综合作用的同时,还需要考虑到温度、压力、相变对流动的影响。本文就应用于反应堆热工水力设计中特殊形状流道和狭窄通道的数值计算方法进行调研,对三维模型的建立方法、差分方法的选择、特殊流场的数学模型修正以及计算的高效性和多尺度耦合方案进行了概要的介绍。     

A Simplified Numerical Study of the Kr/Cl2 Plasma Chemistry in Dielectric Barrier Discharge

In this paper, the generation of excimers and exciplexe radiation in mixtures of rare gas with halogen by homogeneous dielectric barrier discharge （DBD） is investigated. The typical characteristics of an excilamp based on KrCl exciplexe molecules and the kinetic processes for the formation and the decay of this molecules in the Kr/Cl₂ mixture are studied. The computer model developed is based on the Kr/Cl₂ mixture chemistry, the equivalent electric circuit and the Boltzmann equations. The importance in the kinetic processes of some species such as the metastable state of Krypton （Kr（3P0,2）） and the negative ion of chloride （Cl） is considered. The results illustrate the time variations of charged species （ne,Kr+,Cl,Cl+,Cl+2,Kr+2）, excited atoms and molecules （Kr（3P0,2）, Kr（3P1）, Cl, Cl2）, the excimers （Kr2,KrCl（B）,KrCl（C）,Kr2Cl） and the UV photon concentrations （in 222nm,235nm,258nm and 325nm range）. The effects of chlorine concentration and the total gas pressure in the Kr-Cl₂ discharge on the electric parameters and radiation emissions are investigated.