Levenberg-Marquardt算法在应力测量中子衍射峰位中的应用

为满足中国先进研究堆（CARR）中子残余应力谱仪准确、快速数据处理的需求,将Levenberg-Marquardt（LM）算法应用于应力测量中子衍射峰位。本文详细描述了用于峰形拟合的目标函数,基于LM算法的衍射峰位计算流程以及相应Labview程序的实现,并利用该程序拟合一系列衍射峰。结果表明,该程序能准确、快速地计算衍射峰位,可用于高精度大批量的中子残余应力谱仪数据处理。     

利用中子衍射方法测量高强度钢残余应力分布

金属构件的残余应力对其力学性能有重要影响。一般认为，压应力对提高构件的疲劳强度有益，拉应力则可能促使裂纹开裂、应力腐蚀和减少疲劳寿命而对构件产生不利影响。长期以来，残余应力的研究一直受到学术界和工业界的重视，准确测量残余应力非常重要。     

高分辨粉末中子衍射仪研制进展

中子粉末衍射技术已成为现今研究材料原子结构和磁结构的标准实验技术，因此，几乎所有的中子散射实验室都配有水平不同的粉末中子衍射谱仪。研制中的高分辨粉末中子衍射仪是国内自行设计和建造的第一台高分辨中子衍射仪，将放置在中国先进研究反应堆（CARR）物理大厅的热中     

La(NiMMn)5.61储氢合金的结构特性

利用粉末中子衍射技术对过化学计量储氢合金La(NiMMn)5.61(M=Ni,Cu,Al,Fe,Sn)的晶体结构进行研究.研究结果显示:不同替代元素所形成的储氢合金晶体结构均为CaCu5型结构,P6/mmm空间群.与正化学计量AB5型储氢合金A原子占1a位、B原子占2c和3g有所不同,过化学计量的AB5 x储氢合金中部分A原子被一对沿c轴定向排列的B-B"哑铃"对替代形成2e位,致使2c位的B原子向2e收缩,进而部分占据6l位,随过化学计量程度的增加,B原子在2e、6l晶位的占位数逐渐增加,而在2c位的占位数则逐渐减少,自始至终,3g位的B原子均为满占位.由于"哑铃"对的形成,使得过化学计量合金出现a轴减小、c轴增大的奇异现象,但与正化学计量相比,晶胞体积仍减小.     

CoNi磁多层膜结构的极化中子反射研究

中子反射是一种研究表面和界面微观结构的新技术。极化中子反射已广泛应用于研究磁薄膜、磁超晶格等的微观磁结构,提供样品中核和磁散射长度密度分布信息,在表面化学、固体薄膜、表面磁学等方面的研究中起到了X射线反射等其它实验手段无法替代的重要作用。磁多层膜实验样品由首都师范大学制备,采用磁控溅射方法在60mm×25mm玻璃衬底上交替镀20层的Ni和Co。在镀膜过程中,施加外磁场以控制内禀磁矩的取向。极化中子反射实验测量在德国HMI的水平散射几何反射仪V14上进行,入射中子波长为0.475nm,准直狭缝宽度为1mm,准直狭缝间距离为1m,实验中所用样品为25mm×25mm。实验施加的外磁场     

Crystal structure and negative thermal expansion properties of solid solution Er2W3-xMoxO12

A series of solid solutions Er₂W_3?xMo_xO₁₂ (0.5≤x≤2.5) were successfully synthesized by the solid state method. Their crystal structures and negative thermal expansion properties were studied by high temperature X-ray powder diffraction and the Rietveld method. All samples with rare earth tungstates and molybdates crystallize in the same orthorhombic structure with space group Pnca, and show the negative thermal expansion phenomena related to transverse vibration of bridging oxygen atoms in the structure. Thermal expansion coefficients (TECs) of Er₂W_3?xMo_xO₁₂ were determined as ?16.2×10^?6 K^?1 for x=0.5 and ?16.5×10^?6 K^?1 for x=2.5 while ?20.2×10^?6 K^?1 and ?18.4×10^?6 K^?1 for unsubstituted Er₂W₃O₁₂ and Er₂Mo₃O₁₂ in the identical temperature range of 200?800 °C. High temperature XRD data and bond length analysis suggest that the difference between W—O and Mo—O is responsible for the change of TECs after the element substitution in the series of solid solutions.     

用于硼中子俘获疗法治疗束的光子谱仪设计

实验确认治疗束的谱源项参数是硼中子俘获治疗（BNCT）物理剂量学研究的重要环节之一,全面细致地掌握相关信息,对精准制定临床治疗计划进而准确评估患者的给予剂量十分重要。为验证理论计算源项光子能谱的可靠性,设计适用于BNCT治疗束特点（宽能量范围、高强度n/γ混合束）的新型光子谱仪。通过蒙特卡罗模拟方法优化探测器内的中子注量率、光子计数率及次级光子占比（次级光子计数率/初级光子计数率）三个重要参数,在降低辐射强度以避免探测器的辐射损伤和死时间过大的同时,尽可能抑制中子诱导次级光子的产生,将次级光子占比降至5.45,以实现BNCT治疗束光子谱的快速准确测量。同时,开展谱仪对不同能量光子响应的校准方法研究,以便得到准确的响应函数,为光子谱的解谱工作奠定基础。     

低能过滤X射线神经网络解谱方法研究

利用神经网络算法实现对PIPS探测器测量得到的低能过滤X射线脉冲幅度谱的快速解谱。首先根据PIPS探测器的计算机断层扫描图像,在MCNP5中建立该探测器的蒙特卡罗(MC)模型。并通过实验、MC效率刻度以及能谱展宽,对该探测器模型进行验证。之后计算PIPS探测器对单能光子(5~30 keV)的响应函数,并将其作为单层线性神经网络的训练数据。使用训练后的神经网络和GRV_MC33程序分别对N10~N30和L10~L30辐射质的X射线脉冲幅度谱进行解谱。结果表明:除N25和N30辐射质外,二者解谱结果相符较好。其解谱结果的差异可能来源于探测器响应函数和GRV_MC33程序解谱方法的不确定度。训练好的神经网络可被移植到微型计算机中,帮助校准实验室实现对低能过滤X射线脉冲幅度谱的快速解谱。     

FPGA应用实例——实现I2C总线主机控制器

在以51单片机为核的小型电路设计中,没有足够的I/O端口与内部时钟中断实现I2C总线功能。本文运用VHDL语言对FPGA进行必要的编程,在不影响51单片机地址分配的同时能够将8位并行数据转化为符合I2C总线协议的串行数据,实现I2C主机控制器功能。同时,应用MaxPlus软件对设计进行时序仿真,分析设计可行性与存在的不足,该设计能够满足预定目标,拓展FPGA应用。     

中子无损表征技术及其在失效分析中的应用

材料或部件在加工及服役过程中产生的残余应力、缺陷、织构和纳米析出相,成为影响服役性能及使用安全的重要因素。由于中子具有对特定材料深穿透性强、对较轻元素及同位素敏感的特性,使其成为无损表征的重要手段。通过列举中子散射及中子成像技术在材料及部件内部的残余应力、织构、纳米析出相和缺陷的典型应用示例,证明中子无损表征技术在材料失效分析中具有独特的优势,是改善加工工艺及延长服役寿命的重要支撑手段。