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交叉学科
细胞松弛素B阻断微核法鉴定男性个体辐射敏感性的方法初探
肖昌浩, 王萍, 冯骏超, 郑利军, 黄皓, 潘书贤, 徐嘉宁, 靳淑红, 李冰燕, 周光明, 聂晶
, doi: 10.11804/NuclPhysRev.38.2021036
摘要:
初步研究了男性个体辐射敏感性的鉴定方法及标准。采集50名男性志愿者的外周血,分别给予不同剂量X射线照射,采用细胞松弛素B阻断双核法测定微核率(MNF),通过二阶多项拟合法,绘制微核剂量效应选项中心标准曲线,将个人微核剂量效应曲线与标准曲线比对后判断个体辐射敏感性。0.0~2.5 Gy剂量范围内,剂量效应二阶多项拟合的中心方程为(MNF=0.014 7+0.036 2D+0.023 1D2r=0.726)。50名志愿者中,辐射敏感的有13人,辐射抗拒的有14人,基本符合正态分布。Spearman秩和相关分析结果显示,MNF在各个辐射剂量点与辐射敏感性均存在正相关,与辐射抗性呈负相关,MNF随剂量增加而增加。本研究初步建立了“以线代点”男性个体辐射敏感性鉴定方法,并发现男性外周血淋巴细胞的本底微核率与个体辐射敏感性呈正相关。
冷轧和退火对V-5Cr-5Ti合金组织结构和抗辐照硬化性能的影响
牛孟珂, 杨义涛, 张崇宏, 韩旭孝, 李增德
, doi: 10.11804/NuclPhysRev.38.2021006
摘要:
钒合金(V-5Cr-5Ti)是聚变堆第一壁以及包层的重要候选结构材料。不同加工工艺会对钒合金在聚变堆中的服役性能产生影响。本文利用兰州重离子研究装置(HIRFL)提供的337 MeV的高能Fe离子对不同程度冷轧(冷变形量分别为40%、60%和80%)以及冷轧后退火(1 273 K退火1 h)的V-5Cr-5Ti合金样品进行了辐照,研究了不同的冷轧和退火处理过程对材料抗辐照硬化性能的影响。电子背散射衍射技术(EBSD)测试结果显示,随着冷变形量的增加,样品中细小破碎晶粒比例增大,晶粒平均尺寸减小。退火处理后,细小破碎晶粒出现一定程度的长大,大晶粒几乎全部消失,晶粒尺寸分布更加均匀。维氏硬度结果表明随着冷变形量的增加,硬度随之增加,退火后硬度降低。辐照之后,材料硬度升高,出现了辐照硬化效应。在冷轧样品和退火样品中都观察到了辐照硬化效应随冷变形量的增加显著减弱的现象,这表明冷变形可以显著提高材料的抗辐照硬化能力。结合EBSD和硬度数据,对冷变形和退火处理引起钒合金抗辐照硬化性能变化的机理进行了讨论。讨论结果显示,冷轧使材料总的吸收尾闾增大,引起辐照硬化程度降低,退火处理使材料中晶界密度和位错密度降低,材料的总吸收尾闾降低,辐照硬化效应增加。
加速器
基于PID算法的磁场闭环控制技术研究
王宝嘉, 郭玉辉, 冯文天, 王睿, 陈广全
, doi: 10.11804/NuclPhysRev.38.2021002
摘要:
已有的束流磁场控制方法大多采用开环的方式,即根据磁场需求直接设置磁铁电源输出的电流或电压值。但开环状态的磁场在现场噪声以及磁铁自身涡流效应的影响下,极容易发生偏移。针对此问题,设计了基于PID算法的磁场闭环控制系统。该系统以偏转磁铁为控制对象,使用霍尔传感器获取磁场值作为反馈,磁铁电源励磁电流的输出作为控制系统的输入量。控制器使用PID算法对磁铁电源输出进行自动调整,从而实现对磁场的闭环控制。最终结果表明,在PID参数调试得当的情况下,使用磁场在线测量值作为反馈信号,去实时调节磁铁电源的励磁电流大小的闭环控制方法,可以有效地降低磁场偏移。
核技术
CEE实验中TOF探测器数据获取系统的设计
刘若琳, 杨俊峰, 王天星, 赵弘炜, 张雷
, doi: 10.11804/NuclPhysRev.38.2020070
摘要:
正在研制的低温高密度核物质测量谱仪(CSR External-target Experiment,CEE)系统经过触发后平均数据率可达2 GB/s。针对整个谱仪的设计需求,本文提出了通用的流处理数据获取架构Data-Matrix (D-Matrix),并设计了D-Matrix在飞行时间探测器(Time-of-Flight,TOF)子系统应用的具体方案。TOF系统的数据获取(Data Acquisition,DAQ)系统中使用光纤、PCIe总线等高速串行通信方式完成从前端电子学(Front End Electronic, FEE)到服务器阵列的数据传输,并通过具有统一接口的流处理节点的部署和级联来完成事例组装、命令路由、状态实时监测和数据显示与存储等任务。除此之外,TOF系统的数据获取系统在硬件和逻辑设计上具有良好的通用性,可以兼容其他子探测器系统,并应用于CEE实验的全局系统中。
HIRFL人身安全联锁系统的设计与实现
严维伟, 苏有武, 杨博, 杨尧, 李武元, 李宗强, 毛旺, 李阳, 王丽军, 马富鸿
, doi: 10.11804/NuclPhysRev.38.2020060
摘要:
兰州重离子加速器(简称HIRFL),是我国规模最大、加速离子种类最多、能量最高的重离子研究装置,可提供单核子能量达GeV量级的重离子束。HIRFL运行时,束流会在加速器隧道内产生辐射,需要建立一套人身安全联锁系统来保障人员的辐射安全。HIRFL人身安全联锁系统遵循分区联锁、硬件最可靠、失效保护、冗余及独立性、自锁等设计原则,选用了可靠性高的冗余PLC作为核心控制器,并使用了安全性高的联锁部件。本工作的完成保障了HIRFL工作人员的辐射安全,也为同类型加速器装置的人身安全联锁系统设计提供了参考。
宇生核素10Be、7Be、22Na大气示踪概述
董克君
, doi: 10.11804/NuclPhysRev.38.2020073
摘要:
大气宇宙成因核素10Be、7Be、22Na作为平流层、对流层之间物质交换(STE)动力学过程的敏感示踪剂,对于全球气候变化、大气环境治理等研究具有非常重要的意义。介绍了这几种核素应用于STE的国际研究现状以及面临的困难,概述了加速器质谱法(AMS)在此方面具备的优势和研究基础,基于天津大学的小型低能量AMS系统和已建立的10Be测量方法,对AMS测量7Be、22Na所面临的关键技术做了可行性分析与探索。
核物理
利用反应时间分析多核子转移反应中丰中子核的产生机制
李成, 郜嘉薇, 张静雯, 赵凯雯, 田俊龙
, doi: 10.11804/NuclPhysRev.38.2020045
摘要:
在改进的量子分子动力学(ImQMD)模型框架下,研究了\begin{document}$^{136}{\rm{Xe}}$\end{document}+\begin{document}$^{198}{\rm{Pt}}$\end{document}体系的多核子转移反应过程。给出了不同弹靶接触时间下二分裂碎片的总动能-质量分布,发现准弹性碰撞、深度非弹性碰撞和准裂变反应事件可以采用弹靶接触时间进行粗略的划分。分析了不同弹靶接触时间下类靶碎片的双微分截面分布以及Ba同位素的产生截面分布,结果表明丰中子核素产生于深度非弹性碰撞。另外研究发现,对于\begin{document}$^{136}{\rm{Xe}}$\end{document}+\begin{document}$^{198}{\rm{Pt}}$\end{document}体系,出射角在0°附近的类靶碎片产生于中心碰撞。
核能与核数据
利用TALYS和EMPIRE研究质子诱发钼靶核反应
孙慧, 陈志强, 韩瑞, 刘丙岩, 张鑫, 田国玉, 石福栋
, doi: 10.11804/NuclPhysRev.38.2021004
摘要:
利用加速器直接生产99Mo和99mTc在核医学领域具有良好的发展前景,精确可靠的核反应数据对于同位素生产具有重要意义。本文通过对EXFOR数据库中natMo(p, x)96m+gTc、100Mo(p, x)99Mo、100Mo(p, 2n)99mTc核反应截面实验数据进行分析,采用多项式拟合实验数据给出参考值。并利用TALYS-1.95和EMPIRE-3.2.3程序结合不同能级密度、预平衡发射等模型 计算了40 MeV能量以下natMo(p, x)96m+gTc、100Mo(p, x)99mTc、100Mo(p, 2n)99mTc核反应的激发函数。对于natMo(p, x)96m+gTc核反应,TALYS-1.95程序采用能级密度输入参数ldmodel 6时,preeqmode 1, 2模型计算结果与实验数据符合最好。对于100Mo(p, x)99Mo核反应,TALYS-1.95程序采用能级密度输入参数ldmodel 6时,preeqmode 4模型计算结果与实验数据符合最好。对于100Mo(p, x)99Mo核反应,EMPIRE-3.2.3程序LEVDEN 2模型计算结果与实验数据符合最好。
Radionuclides Study of Lead-bismuth Eutectic Spallation Target in CiADS
Shiyu SONG, Junkui XU, Yonggang YAN, Yuxuan HUANG, Zhiweng WEN, Jianling RAN, Jinhuang YAN, Yiwei GONG, Dapeng LI, Sicheng WANG, Peng LUO
, doi: 10.11804/NuclPhysRev.38.2021009
摘要:
Lead-bismuth eutectic(LBE) is the candidate material of spallation target for China initiative Accelerator Driven System(CiADS). Long-term irradiation makes the LBE highly radioactive. Most of the spallation target radionuclide studies focused on the effects of the proton beam and ignored fission neutrons from the reactor. In this paper, both the fission neutrons and the high-energy protons have been taken into account in the radionuclide calculations of LBE and spallation target structural parts by coupling codes FLUKA and MCNP. Contributions from the fission neutron and the high-energy proton have been compared in the aspects of the activity, main radionuclides, toxicity, and the decay photon of radioactive products. The main shell, guide tube, and beam tube are significantly affected by the fission neutron activation. When the reactor tends to be critical, the fission neutron-induced LBE target activations are even greater than that induced by the proton beam. In the LBE itself, 96.66% of 210Po is induced by the fission neutrons. These results illustrate that fission neutrons are also essential for the radionuclides calculation of LBE and its structural parts. In addition, this study provides reference data for the radiation protection of CiADS and a more accurate method for the radionuclides study of the spallation target in ADS systems.