国内外低能核理论的发展历史、现状和走势

大型核物理实验装置的问世和实验技术的进步,为核理论研究提供了越来越丰富的实验数据,检验着现有的理论,也为理论研究提出了新的课题,因而拓宽着核理论的研究领域。现代大型超级计算机的运算能力和运算速度的迅速提高以及数值计算方法的不断改进极大地提高了核多体计算的精确程度。核理论研究已进入了一个前所未有的迅速发展时期。本文就低能核理论的研究现状、国内近期主要研究进展和将来的发展趋势作简要分析和概述,并对核理论研究工作的今后发展提出了建议。     

基于北京串列加速器的若干核物理实验研究

原子核是主要由短程相互作用制约的量子复杂多体系统，储存着宇宙间绝大部分可见的质量和能量。对原子核的研究，近百年来对人类的生存发展和国家的地位与安全产生了重大影响。过去几十年，短寿命放射性原子核的奇特结构现象不断被揭示，打破了人们对原子核结构的经典认知，开启了不稳定核（放射性核）结构研究的新领域。北京串列加速器核物理国家实验室在过去30多年为我国低能核物理实验提供了基础平台。北京大学实验核物理团队长期以来发展特色实验设备，在北京HI-13串列加速器上完成了系列核物理实验，在原子核奇特结构研究中取得了一批重要成果。本文将介绍团队基于北京HI-13串列加速器开展的几项代表性工作，如基于在束γ谱学的A=70质量区Ge同位素形状演化研究，基于直接核反应实验的轻丰中子核集团结构研究，以及基于北京放射性束装置发展的共线激光谱设备和首次在线激光核谱实验等。     

破口大小和二回路运行状态对核供热堆自然循环断流瞬态的影响

为研究一体化布置的核供热堆在发生破口失水事故中破口大小和从中间回路排出热量减少对断流过程的影响，选用不同的破口尺寸和不同的二回路工作状态，在５ＭＷ核供热堆热工水力模拟回路ＨＲＴＬ－５上进行了实验研究。稳态运行工况的系统压力为１．５ＭＰａ，在发生小破口失水事故后，加热功率维持为额定功率的５％以模拟剩余发热情况。实验研究并比较了不同条件下压力、温度、循环流量、液位和失水量等重要参数的变化。这些实验数据为核供热堆的安全分析提供了实验依据。     

基于VME总线的FADC数据采集系统的建立

Flash ADC可以记录实验中的完整电流或电压波形,为实验数据的离线分析提供更多的信息.本工作利用CAEN V729A四通道40MHz FADC以及峰敏感V785N ADC插件,建立了基于Linux操作系统和VME总线的小型实验数据获取系统.该系统将用作暗物质探测实验中反冲核抑制因子的中子散射测量实验研究的数据获取,并根据实验要求利用系列低能γ(X)射线对该数据采集系统支持的高纯锗(HPGe)探测器进行了能量刻度,得到了高纯锗(HPGe)探测器系统的能量线形和可探测的能量低阈值.     

核脉冲计数测量的虚拟实验仪

研究了应用虚拟仪器技术实现核脉冲计数功能的方案,利用NI公司的USB-6009-DAQ板卡设计核脉冲计数测量的软硬件系统;开发了核领域常用核子仪器计数器,扩大虚拟仪器技术的应用领域;实验验证了测量系统具有较好的计数测量功能.     

基于PowerPC MPC5200B处理器的通用高速DAQ模块RAIN100B的设计与实现

基于Freescale公司的400MHz的32位PowerPC微处理器MPC5200B,清华大学工程物理系核系统与控制教研室结合核电子学数据采集系统的需求和特点,设计和研制了RAIN100B的通用高速DAQ模块,能够单模块提供不低于90Mbps的数据带宽,并且成功地使用在了医学物理图像数据采集、GEM探测器数据读出以及大亚湾反应堆中微子实验时钟系统CCG板等核电子学系统中。论文讨论RAIN100B模块的设计原理和具体实现细节,并对几次应用过程和结果进行了讨论。     

镉棒栅实验方案计算研究

核临界安全是核科技工业的特殊安全问题。临界安全研究对确保核工业的安全性和提高核工业的经济性具有重要意义。其中，临界实验是临界安全研究必不可少的基础工作。本工作是为模拟核燃料生产厂工艺条件的溶液与镉棒栅两相系统的次临界实验，拟在不同的镉棒栅布置、溶液浓度、反射层条件下，进行次临界实验，研究中子吸收毒物镉对溶液系统反应性的影响，为后处理工艺提供临界控制参数和临界实验数据。     

核仪器系统的仿真及其实现

针对核物理实验的特殊性,设计了一套基于LabVIEW平台的、在核物理实验中常用的核仪器仿真系统,包括核随机信号发生器、单道脉冲幅度分析器、定标器等插件仪器的仿真与集成.运用该系统进行了部分本科核物理实验的实验验证.结果表明,系统中核随机信号发生器所产生的仿真信号符合核脉冲信号的统计规律,仿真系统界面逼真,操作与真实的实验操作基本一致.该仿真系统的应用对于掌握常规核辐射探测方法及避免实验中可能的辐射损伤具有实际意义.     

利用机器学习预测重核和超重核的α衰变能

α衰变对重核和超重核的鉴别和研究有重要意义。近年来，机器学习广泛应用于各种核物理问题研究。为进一步探索机器学习在核物理问题研究中的适用性，本文采用机器学习中的高斯过程对重核和超重核的α衰变能进行了研究。首先，在高斯过程的框架下计算了新核素²⁰⁷Th的α衰变能，计算得到的理论α衰变能与实验结果符合较好，结合较好的交叉验证结果可知，利用高斯过程研究重核和超重核α衰变能的可靠性较好。然后，利用高斯过程预测了89≤Z≤118的一些重核和超重核未知的α衰变能，并将该预测结果与传统模型的预测结果进行了比较，二者符合较好。综上所述，这些预测的α衰变能可为未来重核和超重核的实验研究提供较准确的理论参考。     

CB法微核实验中双核细胞与微核的识别标准探讨

CB法微核实验中,双核淋巴细胞和微核的识别往往存在主观差异,从而导致实验结果产生偏差。本文结合模型和图片实例,从形态的角度给出了CB法微核样本中识别目标区域的经验,主要包括双核淋巴细胞、微核、核质桥、树突,以期提高CB法微核实验人工分析结果的准确率,为研制CB法微核图像自动分析系统提供帮助。     

核随机脉冲快速测量及统计特性研究

开发了一套用于研究核随机脉冲特性的软件测量系统,这套系统能够对核信号进行快速有效的获取并能对各个参数进行分析,通过多次定时定数快速测量,从实验的角度验证了核随机脉冲的统计分布规律.     

5MW低温堆热工水力实验系统动态特性研究

介绍了在５ＭＷ低温供热堆热工水力学实验系统ＨＴＲＬ－５上进行的用阶跃响应法测量低温堆热工水力学实验系统动态特性的实验。该实验给出了热工水力学实验系统不同工况下的动态特性参数。这对系统辨识、核反馈实验以及稳定性分析计算提供了基础数据。     

200MW核供热堆水力稳定性实验数值模拟分析

为确定２００ＭＷ核供热堆的安全性并为今后发展奠定研究基础，在改装的俄罗斯ＫＣ实验装置上，完成了该核供热堆主回路系统水力稳定性实验研究，然后应用ＲＥＴＲＡＮ－０２程序完成主要实验工况数值模拟计算，理论计算和实验测量的对比结果表明，两者间的较好的符合，获得有益于核供热堆安全设计的一些结论。     

弱束缚核系统17F＋13C光学势

光学势是核核碰撞研究中重要的基本输入量。随着放射性束流的发展，探索弱束缚核和晕核系统的光学势已经成为了一热点问题。抽取光学势最直接的方法是利用弹性散射角分布，但目前放射性束流的品质限制了实验的测量精度。事实上，因为缺少弹性散射的实验数据，在弱束缚核和紧束缚核之间的光学势区别并不是很明确。鉴于以上情况，利用稳定的弹靶组合间接地测量稳定核的光学势。     

CEFR全量程周期保护功能的优化研究

为解决中国实验快堆（CEFR）核测量系统调试过程中出现的短周期误报警问题,本文结合CEFR核测量系统设计的特点,通过系统分析及理论计算,对CEFR核测量系统全量程周期保护功能进行了优化研究。同时,利用Matlab/Simulink仿真软件对系统进行仿真,仿真结果表明优化方案是准确可行的。     

铀水系统核临界安全的蒙特卡罗计算

本工作涉及应用蒙特卡罗程序MCNP4B对铀水系统核临界实验数据进行验证计算和对740L容器取料时漏入CaCl₂盐水后形成的UO₂F₂-CaCl₂水溶液系统的有效增值系数k_eff的模拟计算。计算结果表明，MCNP4B程序对铀水系统核临界安全计算是有效的，漏入盐水后形成的均匀UO₂F₂-CaCl₂水溶液系统是核临界安全的。计算结果为实际生产中的核临界安全性提供了理论依据。      

中国实验快堆核测量系统现场干扰问题的研究

本文对中国实验快堆(CEFR)核测量系统调试中出现的电磁干扰现象进行了研究与总结,分析了干扰可能的来源,并介绍了调试中针对不同类型的干扰所采取的解决措施。另外,介绍了快堆核测量系统调试中进行的各项抗干扰试验。     

200MW低温堆主换热器阻力特性实验研究

通过1:2.33的实验模型,对大庆200MW低温核供热堆主换热器进行了水力学模拟研究。研究结果表明:当Re>5000时,换热器的阻力系数已进入自模区。给出了换热器达到自模时的阻力系数及各流程间的流动阻力分布。提出了减少出口段流动阻力的优化设计方案。阻力系数的设计值与模拟研究结果相吻合。描述了发生两次流量漂移现象时,各系统参数的变化过程。为大庆200MW低温核供热堆主换热器的最终设计提供实验基础。     

反应堆核功率测量自适应控制系统设计

针对研究堆动态参数测量现有方法不足,基于反应堆中子噪声分析方法,设计了一套核功率测量系统。该系统通过对信号前置放大和信号调理的自适应控制测量反应堆临界后的核功率,实现反应堆中子噪声和核功率的智能化、自动化监测。试验测量结果表明:该系统测量的核功率与中子注量率分布测量的理论计算功率值一致,验证了系统测量的有效性,为反应堆核功率测量提供了一种便捷、可靠的测量手段。     

堆外核测量系统的数字化设计

为实现堆外核测量系统的数字化,在原有模拟电路基础上,对堆外核测量系统的数据处理和控制部分进行数字化设计。本文提出了使用工业级集成化PC/104模块电路的硬件平台和使用BOR.LANDC++开发的核安全级软件程序的方案实现核测量系统的数字化,描述了堆外核测系统数字化的软硬件设计,介绍了样机在堆上试验的数据等。实验测试表明:该系统具有高稳定性、安全性、快速响应性、确定性和可扩展性,满足堆外核测量系统的设计要求。