北京ISOL项目进展

北京ISOL（北京在线分离丰中子束流装置,亦简称BISOL）是由中国原子能科学研究院和北京大学联合提出的一台大科学装置。项目建设包括反应堆与加速器驱动放射性核束离子源、强流氘离子加速器、高功率靶站与核能材料辐照装置、放射性核束后加速器、放射性核束实验站等。装置建设方案已初步确定,装置建成后可产生较国内外现有装置强度高1~2个量级的极端丰中子束流,可开展学科基础前沿放射性核束物理的创新研究,同时兼顾先进核能系统开发和多种核技术应用的需求。     

冲击荷载下岩石裂纹扩展研究进展

为了给深部资源开采和大型地下空间工程中围岩体的变形机理及稳定性控制提供理论基础,通过查阅大量关于表征岩石裂纹扩展的裂纹扩展模型、应力强度因子和断裂韧性的国内外文献,总结了前人的研究成果。依据现有研究,提出了动荷载作用下岩石裂纹扩展的几点建议：（1）综合考虑弹性力学、断裂力学和损伤力学建立岩石材料从微观断裂到宏观破坏这一演变过程的理论模型,使理论模型更加适应岩石材料的非线性特征;（2）采用分形、自组织和混沌等非线性理论表征动荷载作用下岩石内部以及表面裂纹的扩展演化特征;（3）采用颗粒离散元和有限差分模拟岩石材料裂纹扩展演化特征。     

盘区开采过程矿柱动态模糊可靠度研究

地下金属矿山盘区开采需构筑大量的人工矿柱,随着开采过程的进行,矿柱内的应力、应变状态不断发生变化。为分析盘区开采全过程的矿柱稳定性,用Midas/GTS软件进行矿柱稳定性的有限元数值模拟,并充分考虑矿岩、混凝土材料参数的随机模糊性。建立矿柱开采全过程的功能函数和动态模糊可靠度方程,并采用MATLAB软件编制相应的求解程序进行求解。通过对昭通铅锌矿某复杂环境条件下矿体盘区开采矿柱的动态模糊可靠性计算和分析,表明了动态模糊可靠度能较好地反映盘区矿体开采全过程的矿柱稳定性变化状况。     

硫酸盐还原菌和零价铁协同处理含铀废水

含铀废水的处理和利用微生物治理矿山废水的研究已受到环境工作者的高度重视.本工作通过柱实验研究了硫酸盐还原菌(SRB)和零价铁(ZVI)协同去除废水铀和硫酸盐等污染物的潜力.SRB+ZVI可有效去除铀矿山废水中的污染物U(Ⅵ)和SO2-4,U(Ⅵ)的去除率可达99.4%,硫酸根去除率为86.2%,废水的pH可达近中性.U(Ⅵ)和硫酸根均作为硫酸盐还原菌的电子受体而通过生物还原去除.ZVI的腐蚀有利于提高废水pH和形成厌氧还原性环境,加强了SRB的生存和代谢反应,从而对SRB去除废水中U(Ⅵ)和SO2-4起到协同增强作用.     

低本底高分辨测量技术在16N衰变的出射α粒子测量中的应用

¹⁶N的β延迟α衰变能谱在Ec.m.≈12 MeV处有一低能峰,该α峰的形状和高度可用于约束12C(α,γ)16O反应截面的E1部分,对其进行测量具有重要意义。本工作尝试采用重离子注入法对其进行测量,在兰州重离子加速器国家实验室RIBLL1放射性束流线上产生了16N放射性束流并将其注入到双面硅微条探测器(DSSD)中,利用DSSD对其β延迟α能谱进行了测量。通过选用薄的DSSD探测器、DSSD正反面能量符合关系以及DSSD点火数约束等方法,显著减小了16N衰变产生的电子对α能谱测量的干扰,将α能谱的测量阈值降低到800 keV左右,成功观测到了Ec.m.≈12 MeV处的低能峰。该方法为间接研究12C(α,γ)16O反应率开辟了一条新的实验方法。     

动静阻尼影响下锚杆瞬态动力响应的解析解及工作状态预测

为了分析动静阻尼条件下锚杆的瞬态动力响应特征以及荷载与锚杆振动基频之间的相互关系,在考虑锚固介质对锚杆产生的动态与静态阻尼力的影响下,基于波动理论建立了锚杆受瞬态激振时引起弹性振动的波动方程。在一端固定一端自由的边界条件下,求解锚杆位移场的解析解,得到基频与荷载之间呈二次幂函数关系。为了验证理论分析的结果,采用室内模型锚杆的拉拔试验和无损检测试验,对不同加载等级下的动测信号进行频谱分析得出对应的基频,采用最小二乘法拟合得到荷载与基频之间的函数关系也呈二次幂函数关系,且施加的荷载小于锚杆体与锚固介质间的握固力时,荷载与基频呈正相关关系,荷载大于握固力时,二者呈负相关关系,这与理论分析结果基本吻合。     

硼-11质子辐射俘获反应的实验研究

在大爆炸原初核合成(Big Bang Nucleosynthesis,BBN)反应网络中,11B(p,γ)12C反应是合成12C核素的最主要反应之一,对该反应进行精确测量有重要意义。由于库仑势垒的作用,天体物理感兴趣的低能区11B(p,γ)12C反应截面极低,直接测量比较困难,一般可以采用谱因子方法进行间接测量。实验使用HI-13串列加速器Q3D磁谱仪和二维位置灵敏半导体探测器(Two-dimensional Position Sensitive Silicon Detector,2D-PSSD),测量了12C(11B,12C)11B弹性转移反应的角分布,并利用扭曲波波恩近似(Distorted wave Born approximation,DWBA)理论对实验角分布进行分析,得到了12C的质子谱因子,进而根据辐射俘获理论得到了11B(p,γ)12C直接辐射俘获反应的天体物理S(E)因子及反应率。     

基于灰狼算法改进随机森林算法的爆破振动速度预测研究

为改善露天矿爆破作业过程中的峰值质点速度在采用传统经验公式和单一仿生算法时预测精度不够的问题,引入灰狼算法(GWO)优化了随机森林算法(RF)中决策树的棵数和层数2个超参数,成功构建了基于灰狼算法改进的GWO-RF爆破振动速度预测模型。结合某爆破工程69组爆破监测数据,以爆心距、最大段药量、总装药量、微差时间、炮孔数、孔距、孔深及排距为输入参数,运用GWO-RF预测模型和RF模型进行爆破振动峰值速度预测对比。结果表明：GWO-RF组合算法能够考虑更多符合实际的爆破振动速度影响因素,GWO-RF组合算法误差率比RF算法提高了37.83百分点;GWO-RF组合算法的爆破振动速度预测精度达到97.72%。说明GWO成功优化了RF中决策树的2个超参数,也证明GWO-RF组合算法能很好进行露天矿爆破振动速度预测。     

矿岩破碎块度分布分形特征对铀浸出率的影响

为了研究矿岩破碎块度分布对铀浸出率的影响, 以曼得勒罗特提出的体积-尺寸分形尺度关系为基础, 用筛分法研究了矿岩块度分布规律。铀的酸性浸出试验研究表明, 铀金属浸出率随矿岩块度分布分维值的增加相应增大, 但当分维值大于2时, 铀浸出率随时间的增大比较缓慢。酸性浸出该铀矿时, 矿岩破碎块度的分维值取2.0时能获得最佳的效果。     

基于ABAQUS-ANFIS的露天矿边坡可靠度分析

借助ABAQUS的强大非线性功能和丰富的单元库,建立了平面破坏型边坡有限元分析模型.并用该模型进行了边坡稳定状态的数值实验研究,以获得进行ANFIS分析的数据.同时建立了基于自适应模糊神经网络模型的抗滑力和下滑力的求解方法模型,并用Matlab语言编写了实现可靠度的计算程序,对湖南雪峰水泥原料矿山的露天边坡进行可靠度分析.研究表明：该方法具有避免编写冗长的有限元计算程序,同时具有节省机时,计算精度高的优点.