氘团簇离子（d^＋3）与固体相互作用过程中的团簇行为研究

讨论了由三个氘原子组成的氘团簇离子束与独立氘离子束在轰击固体靶时,在原子过程呼Ｄ－Ｄ核聚变过程中体现出的差别。对氘团簇与固体靶相互作用的机理进行了分析。     

Cu纳米团簇发光性能和结构的研究

利用光致发光谱(Photoluminescence,PL)、X射线吸收精细结构(X-ray Absorption Fine Structure,XAFS)和MALDI-TOF质谱等技术研究了化学还原法合成的Cu金属纳米团簇的发光性能及其结构。PL谱表明随着反应溶液中十二硫醇(C12SH)和2-巯基-5-正丙烷基嘧啶(C7H10N2S,2-mercapto-5-n-propylpyrimidine,MPP)配体比例的增加,Cu纳米团簇主发光峰的波长从618 nm逐渐蓝移到571 nm。质谱的结果说明以MPP作为单一配体时的主要产物为Cu5[MPP]3;而当为MPP与C12SH两种混合配体时,Cu纳米团簇中Cu原子数变小,组成变为Cu4[MPP][C12SH];并且随着C12SH比例增加,Cu4[MPP][C12SH]产物的组成保持不变。XAFS结果则进一步表明随着C12SH比例的增加,Cu纳米团簇的Cu-S键长从0.228 nm缩短到0.224 nm,原子构型从双三角锥结构转变为四面体。综合以上结果,认为Cu纳米团簇的原子数的减少导致团簇的光致发光从618nm蓝移至597 nm;而Cu-S键长的缩短引起Cu(I)-S杂化的HOMO-LUMO带隙增大,从而导致团簇的发光波长进一步从597 nm蓝移至571 nm。     

嵌埋团簇Cu：CaF2膜光学性质的研究

研究了Ｃｕ：ＣａＦ２复合膜的红外光吸收与金属团簇结构之间的关系。结果表明Ｃｕ金属的表面等离子体共振吸收频率明显依赖Ｃｕ团簇的大小。随着团簇尺寸的减小，共振吸收峰发生红移；吸收峰变宽。并且在吸收峰位附近表现出较大的第三级非线性系数，其不电反应速度小于１５０ｆｓ。     

核材料辐照损伤的并行空间分辨随机团簇动力学模拟

核反应堆中关键材料的辐照损伤演化对其性能有重要影响,且跨越多个量级的时空尺度。空间分辨随机团簇动力学是近年来发展的1种模拟核材料辐照损伤行为的有效方法,它避免了传统团簇动力学在缺陷种类和计算复杂性方面的限制,且能考虑缺陷的空间依赖性。在概述了空间分辨随机团簇动力学基本原理的基础上,论述了自主开发的大规模并行空间分辨随机团簇动力学程序MISA-SCD1.0的实现方式与关键技术,并将其应用于反应堆压力容器模型合金中富Cu团簇的析出模拟,验证了程序的正确性并测试了并行性能。结果表明,MISA-SCD1.0能获得与实验结果和类似模拟结果吻合的Cu析出过程,且具有较高的并行效率和良好的扩展性。     

氘团簇离子(d3+)固体与相互作用过程中的团簇行为研究

讨论了由三个氘原子组成的氘团簇离子(d3+)束与独立氘离子束在轰击固体靶时,在原子过程和D-D核聚变过程中体现出的差别.对氘团簇与固体靶相互作用的机理进行了分析.     

重金属团簇运移实验研究

设计一套可以观测重金属运移的装置,实验发现：当重金属中加入U、Th等α放射源后,放射源的α衰变能够使重金属产生明显的向上运移,这是因为重金属与He核形成团簇,当团簇的密度比空气小时,重金属团簇便可以向上运移。     

Cu／LiF团簇基多层纳米膜的结构研究

用蒸发／冷凝方法制备Cu/LiF团簇基多层膜，用广延X射线吸收精细结构（EXAFS）和慢正电子束进行研究。与相应的本材料相比，虽然未发现Cu-Cu键长有明显收缩，但其配位数减少，结构无序性增加。同时，讨论了制备条件对其微结构的影响。     

利用准弹性中子散射研究金属氧化物团簇内部碳链的动态

中子散射技术是研究凝聚态物质和材料性质的重要手段。通过将碳链植入金属氧化物团簇分子的内部,可以实现对碳链运动的彻底改变。通过分析中子谱得知,这些金属氧化物团簇分子内部的碳链的大尺度空间平移运动几乎被完全限制,碳链上的甲基和亚甲基的转动速度也被大幅度减慢。另外,碳链上的不同碳原子的运动有不均匀性。这些现象都表明,金属氧化物团簇分子对于其内部的高分子运动有强约束效应。该效应在金属氧化物团簇的包裹行为上有决定性作用。     

氘团簇离子(d3+)固体与相互作用过程中的团簇行为研究

讨论了由三个氘原子组成的氘团簇离子(d     

MA含量对ADS堆芯动力学参数的影响研究

有效缓发中子份额（β_eff）、平均中子代时间（Λ）和反应性反馈系数（α）是核反应堆动力学中至关重要的参数。本文采用蒙特卡罗方法计算了加速器驱动的次临界系统（ADS）堆芯的动力学参数,并分析了次锕系核素（MA）装载量对这些参数的影响。通过在燃料中添加不同含量的MA,来研究其对ADS堆芯动力学参数的影响。结果表明,当MA在燃料中的含量从0%增加到5%时,β_eff和Λ的值分别降低了18%和31%,多普勒反馈系数平均值α^-D由-0.56 pcm/K变化到-0.36 pcm/K,冷却剂反馈系数平均值α^-C由-2.11 pcm/K变化到-1.73 pcm/K。     

基于蒙特卡罗抽样和最大-最小法的地震易损度算法研究

本文探索并研究了一种新的地震易损度算法,基于蒙特卡罗（MC）抽样和最大-最小法计算了单个设备和多个设备组合的最小割集的易损度。最小割集包括3种类型：纯地震失效最小割集、包含非事件的最小割集、地震失效和随机失效混合割集。对于仅包含地震失效的事故序列,可直接采用基于蒙特卡罗抽样和最大 最小法的易损度算法进行计算。涉及地震失效和随机失效混合的事故序列,可采用极限近似方法（MCUB）或其他割集定量化算法进行计算。经对比,基于蒙特卡罗抽样和最大 最小法的地震易损度算法计算结果与理论值一致,为工程应用中的地震易损度计算提供了另一种可行的算法。     

基于改进Gauss-Hermite方法的在线多普勒展宽方法研究

温度对核截面的效应对反应堆中子学计算有重要影响,同时也是热工反馈的基础。准确、高效且内存占用较少的蒙特卡罗截面在线温度处理方法是其中的关键。基于多普勒展宽理论及Gauss-Hermite求积组,可使用基准温度下的截面对任意温度进行展宽计算,实现蒙特卡罗粒子输运过程中的在线多普勒展宽。本文针对传统Gauss-Hermite方法存在的问题,对该方法进行了改进,并利用典型压水堆算例进行了验证分析。结果证明,改进算法显著地提高了效率,为在线多普勒展宽方法在多物理耦合中的应用提供了基础。     

基于SART算法的CL硬化伪影校正方法研究

X射线薄板层析成像(CL)系统是一种针对板状构件的新型断层成像系统,该系统中存在射束硬化现象。本工作研究了一种基于SART算法的硬化伪影校正算法（SART-BHC算法）,通过对该算法的研究及对CL系统矩阵的计算,使该方法能应用于CL中。通过模拟与实验相结合的方式,利用蒙特卡罗方法获得CL投影的模拟数据,在实际CL中获得实验数据,然后利用SART-BHC与FPB算法对两种数据分别重建。结果表明,SART-BHC算法可应用于CL中,不需要任何先验知识,能很好地校正硬化伪影,并对层间混叠有抑制作用。     

蒙特卡罗方法在反应堆物理计算中的应用

利用蒙特卡罗 (MonteCarlo简称MC)方法对高通量工程试验堆的堆芯物理进行了计算 ,计算了该堆的 5个临界装置的有效增殖系数keff以及一个实际运行的复杂堆芯中考验回路内的考验燃料元件的中子通量 ,计算结果与实验值符合得很好     

基于蒙特卡罗-离散纵标双向耦合方法的堆坑粒子注量率计算

为有效解决大型复杂核设施屏蔽计算问题,研究了三维蒙特卡罗(MC)-离散纵标（S_N）双向耦合方法,通过自主开发接口程序实现MC粒子概率分布与S_N角通量密度之间的相互转换,实现MC-S_N双向耦合计算。将基于MC-S_N双向耦合方法的程序用于某反应堆堆坑底部粒子注量率计算。利用MC程序建立堆芯及堆坑处的精细模型进行计算,三维S_N程序用于堆芯下表面与压力容器底面之间区域的计算。通过MC-S_N-MC两步耦合计算,给出堆坑通道及小室内的中子和光子注量率。三维MC-S_N双向耦合方法计算结果与单一MCNP程序结果吻合较好,初步验证了该方法是解决大型复杂核装置屏蔽问题的有效工具。     

基于蒙特卡罗方法的环氧树脂基屏蔽腻子优化设计及应用研究

本文针对船用核反应堆辐射场特点、屏蔽防护需求和使用环境条件,开展了屏蔽腻子的优化设计及应用研究。选用耐腐蚀防霉变优异、粘结度强、无毒性的双酚A环氧树脂和脂环胺固化剂作为基体材料,添加粒径约100μm的铅、聚乙烯、碳化硼等屏蔽添加剂提高屏蔽腻子的辐射防护性能。采用蒙特卡罗方法对屏蔽腻子的主要成分配比进行了优化设计。计算结果表明,碳化硼含量为5%~15%、铅含量为80%时,中子的慢化与吸收达到平衡,较高的铅含量大幅增强了其对γ射线及次级γ射线的屏蔽防护能力,使屏蔽腻子对235 U诱发裂变源的综合辐射防护能力达到最佳水平。消泡剂、分散剂、流平剂、促进剂等加工助剂的添加对屏蔽腻子快速固化、气泡排除、混合均匀、成型致密光滑起到了重要促进作用。通过样品试制和试验测试,证明了优化设计的屏蔽腻子具有优异的屏蔽性能、耐辐照老化性能、固化成型质量、粘结强度、混合浇灌施工便捷性能等,能有效满足船用核反应堆等设施屏蔽缝隙处及不规则部位的辐射防护使用需求。     

基于NECP-MCX的蒙特卡罗-确定论耦合及权窗网格粗化方法研究

对于屏蔽计算的深穿透问题,由于仅有少量粒子能够穿透屏蔽层到达计数区,所以计算效率极低。为解决该问题,基于一致性共轭驱动重要性抽样方法研究了蒙特卡罗-确定论耦合方法(简称耦合方法)。本研究实现的耦合方法可以基于蒙特卡罗的组合实体几何建模,自动生成确定论SN计算所需的输入参数,利用SN共轭计算生成一致的源偏倚和权窗参数,提供给蒙特卡罗方法正向计算使用。同时耦合方法使用的基于网格的权窗在大规模问题中会遇到内存瓶颈,本文基于贡献因子理论,研究了自动网格粗化方法。新开发了嵌套网格的结构用于网格粗化,以节省权窗占用的内存,同时不影响权窗的效果。基于NECP-MCX程序实现了耦合方法和网格粗化方法。数值结果表明,对于HBR-2基准题,相比于MCNP程序的权窗自动生成方法,耦合方法的品质因子最高提高了2个数量级。在不影响计算精度和效率的前提下,可以将权窗网格最多减少为原来的1/226。     

蒙特卡罗方法在中子能谱研究中的应用

针对快中子能谱实验测量数据的修正 ,开发了FAMS MC蒙特卡罗计算程序 ,对 5 9、6 4和1 4 1MeV中子在Be核上产生的次级中子双微分截面的实验结果进行了修正计算 ,并与用MCNP蒙特卡罗程序修正的结果进行了比较。用FAMS MC程序进行中子能谱实验测量数据修正得到满意结果。