小角X射线散射法研究甲基改性氧化硅凝胶的双分形结构

以正硅酸乙酯[Si(OC2H5)4，TEOS]和甲基三乙氧基硅烷[CH3Si(OC2H5)3，MFES]为前驱体，通过共水解法和两步法制备出两种不同的甲基改性氧化硅凝胶，在北京同步辐射光源(BSRF)小角X射线散射(SAXS)站测量了凝胶的散射强度，计算了凝胶的平均粒径、两相间比表面积等参数，在此基础上分析了凝胶的分形特征，发现存在两个尺度上的分形结构，分别对应于从SiO2原生颗粒到一次团聚体和从一次团聚体到簇团两种尺度。辅以透射电子显微镜(TEM)观测，证实由两种方法获得的凝胶具有非常不同的微观结构。实验证明，利用SAXS技术研究甲基改性凝胶的分形特征是获得凝胶徽观结构的有力工具。     

基于RELAP5和CTF的西安脉冲堆多尺度耦合瞬态特性研究

基于系统程序RELAP5和子通道程序CTF,建立了适合于自然循环冷却池式脉冲堆的区域分解多尺度耦合方法和满足不同尺度参数间精确转换的网格映射方法。通过脉冲堆稳态和瞬态工况分析,验证耦合方法正确性和可行性,计算结果表明：所建立的多尺度耦合方法能够应用于自然循环冷却池式脉冲研究堆的耦合分析,其耦合计算结果在准确性方面优于单一系统程序计算结果;2 MW稳态工况下的燃料芯块温度准确性提高约62.50%,脉冲瞬态工况下燃料芯块温度准确性提高约76.71%;同时,耦合计算能够获得高精度、高分辨率的堆芯热工水力分布和瞬态特性。     

基于分形逐层滤波的航空γ能谱矿致异常信息识别方法

矿致异常信息识别方法研究是航空γ能谱测量数据后处理的核心技术之一,针对目前航空γ能谱测量中矿致异常信息识别方法普遍基于统计分析,而频率尺度解析尚未大范围应用这一问题,提出一种频率域分形逐层滤波法异常识别方法,此方法以多重分形理论为基础,在频率域下对航空γ能谱实测核素比活度数据进行功率谱分析,并通过多重分形理论定量计算功率谱的截止频率,并依据计算结果对原始数据进行逐层滤波,确定识别矿致异常信息的最佳频段。采用内蒙某测区1:50 000航空γ能谱试生产飞行数据(测区包含已探明金属矿点)对该方法进行验证。结果表明:利用分形逐层滤波法对原始信号的功率谱数据进行逐层滤波,矿致异常信息在各个分形频段内均有信号响应,但飞行误差引起的假异常信号只存在于中、低频段内,采用中高频段带通滤波将其分离和剔除,在f2～f3频率区间(0.308 01～0.406 15 Hz)可有效分离背景噪声和识别已知矿点的矿致异常,且能剔除飞行时域批次性导致的条带状假异常。     

北京正负电子对撞机重大改造工程中超导磁体电流引线设计

北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCⅡ）中超导聚焦四极磁体(SCQ)共有6对电流引线，输送4种不同大小的电流。超导探测器磁体(SSM)由1对4000A的电流引线输送电流。本文为SCQ和SSM两个超导磁体设计多层套管结构的电流引线。引线通过在低温端增加大质量铜座的方法来延长当冷却氦气消失时低温端温度上升到超导导线失超温度的时间。给出了多层套管结构电流引线稳态与非稳态大型CFD软件Fluent6.0数值模拟结果。     

用X光小角散射法研究氧化铁干凝胶结构

应用同步辐射X光小角散射法对采用溶胶 凝胶方法制备、并经过不同温度热处理的纳米氧化铁干凝胶的孔隙结构进行研究。从孔隙的大小分布、比表面和分形行为等三个方面进行分析。结果表明 :氧化铁干凝胶中的孔隙呈多分散性 ,平均孔径大小随热处理温度的升高而增大 ;体系具有质量分形特征 ,随热处理温度的升高 ,分形维数增大 ,所拥有的分形尺度范围变窄。     

基于SAXS方法的核石墨微孔结构的温度影响

X射线小角散射(Small Angle X-ray Scattering,SAXS)是研究纳米尺度微观结构的重要手段。本文利用同步辐射SAXS技术测量了25oC、100oC、200oC、300oC和400oC时,IG-110和NBG-18核石墨在纳米尺度范围内孔隙的数量分布及其分形特征的变化。实验结果表明,IG-110和NBG-18核石墨的微观结构中存在微小尺寸上的不均匀区域,且核石墨孔隙的固气结构具有明锐的界面。但随着温度的升高,固气界面的变化并没有呈现出明显的规律性。此外,在纳米尺度上,IG-110和NBG-18核石墨的孔隙数量随温度呈现增加的趋势,且IG-110核石墨孔隙数量的增加幅度大于NBG-18核石墨,其平均孔隙尺寸的减小幅度大于NBG-18核石墨。在核石墨的微孔结构内,其固气界面的分形维数随温度升高逐渐减小,且NBG-18核石墨分形维数的变化幅度小于IG-110核石墨。这表明核石墨的分形结构随温度的升高逐渐光滑。     

基于分形含量-总量法确定氡值异常下限

为了准确圈定煤炭地下气化燃烧工作面范围,采用活性炭吸附氡能谱测量监测煤炭地下气化燃烧区,分别计算出基于统计学方法和分形含量-总量法的氡值异常下限,并绘制监测氡值分布等值线图进行对比研究。结果显示:采用分形含量-总量法计算的异常下限较统计学方法计算的异常下限小,圈定的地下气化燃烧区位置范围较统计学方法圈定的范围准确,说明采用分形含量-总量法确定的氡异常下限较统计学方法计算结果更符合煤炭地下气化工程实际。     

深穿透跨尺度辐射场分析软件NECP-MCX研发及应用

西安交通大学核工程计算物理实验室自主研发了深穿透跨尺度辐射场分析软件NECP-MCX。针对大空间伽马射线辐射输运模拟、聚变堆停堆剂量模拟和点源屏蔽问题等新应用场景下的新问题与新挑战,在NECP-MCX中研发了对应的新方法与新功能。针对km尺度的伽马射线辐射输运问题,提出一致性共轭驱动重要性抽样(CADIS)-下次事件估计器(NEE)耦合方法,该方法能够精确高效地获得km尺度距离处的光子通量密度,计算效率比传统的NEE高6.8倍;针对聚变堆停堆剂量问题,采用粒子输运-燃耗-活化-源项耦合分析方法,获得PF线圈、TF线圈、真空室和偏滤器处停堆剂量随停堆时间的变化;对于点源屏蔽问题,提出首次碰撞源(FCS)-CADIS方法,解决CADIS方法对点源进行源偏倚的局限性,FCS-CADIS方法的计算效率比CADIS方法高2倍。     

微观燃耗方程求解方法研究与数值验证

研究分析了求解燃耗方程的多种计算方法,包括泰勒级数展开(Taylor)方法、Pade近似(Pade)方法、尺度平方(Scale)方法、特征值(Eig)方法、切比雪夫有理近似(Cram)方法、拉格朗日插值(Lagrange)方法、牛顿插值(Newton)方法、范德蒙矩阵方法和子空间(Krylov)方法,比较分析了各算法在计算效率和计算精度的优劣,最终确定了Cram方法为求解燃耗方程的优选算法。采用Cram方法开发完成了燃耗方程的求解程序,并进行了基准题的验证。结果表明,开发完成的燃耗方程求解程序具有较高的计算精度。     

图解法和离散点近似法估算大气排放中γ放射性核素有限烟云所致外照射剂量的比较

在核设施大气排放中,根据烟云的尺度和烟云中的放射性分布,通常采用半无限和有限烟云模式来估算γ放射性核素所致的外照射剂量。本文对采用有限烟云模式的图解法(Nomogram)和离散点近似法(DPA)估算单位源强γ放射性核素所致的空气吸收剂量率进行了比较。计算结果表明,两种方法计算的γ空气吸收剂量率相当一致,约有87%的计算结果的比值在2之内,97%在3倍以内;在稍稳定天气(E 类),计算结果的最大比值约为6倍。两种方法计算结果的不同之处,是由于输入参数及这些参数对两种方法的适应程度的不同所致。这两种方法是根据不同的需要提出的,在给定情景下,选择哪种方法取决于使用者的需要。     

离散余弦变换在火焰识别中的应用

通过离散余弦变换提取目标轮廓特征,并结合神经网络方法对火焰进行识别.首先对图像进行分割和轮廓提取,然后通过离散余弦描述子提取具有平移、旋转和尺度不变性的目标轮廓特征,再利用前向传播神经网络自动学习及识别这些特征向量.在保证判断准确率的情况下,算法中用离散余弦变换,与傅立叶变换相比大大降低了计算复杂度.实验表明该算法能够达到较高的识别率,并有效地减少了运算量,提高了识别效率.     

应用分形理论探讨炸药的撞击感度

炸药样品在落锤撞击下,其分幅图像具有分形结构,同时,它的分形维数与炸药感度有关。根据分形几何的周长—面积公式及线性回归原理,对TATB等六种炸药的落锤试验的分幅图像进行了图像处理和分形维数计算。结果发现,越钝感的炸药,分形维数越大。而且,六种炸药分形维数的排序与它们的50％爆炸特性落高的排序是一致的。因此,用炸药的分形维数来鉴别撞击感度是基本可行的。     

中子超小角散射在材料研究上的应用

介绍了利用中子超小角散射(USANS)开展的材料研究,包括在聚合物科学、岩石分形几何、复合材料、复合流体、水凝胶、人工晶格材料、金属材料和含能材料等方面,利用USANS开展的相关实验工作.结果显示,在传统的中子小角散射(SANS)技术等基础上,结合USANS技术,可以更为全面地获得材料内部不同尺度结构信息,对某些材料科...     

能谱映射快速变换方法研究

构建了一种快速能谱映射方法,即采用均匀分布模型、线性模型和二次函数模型对能谱数据进行细化,然后根据目标能量轴进行能谱信息重组,从而实现能谱映射。将该能谱映射方法应用于X射线荧光能谱的线性映射和NaI(Tl)γ能谱二次压缩变换(QCC)中,并对映射前后的特征峰半高宽和峰面积信息进行了比较。结果表明:能谱线性映射可较好地保留特征峰信息;QCC变换可实现特征峰等宽谱,并能够保持峰面积近似不变。     

某地浸铀矿床低渗透性砂岩孔隙结构特征研究

为了研究低渗透性砂岩铀矿含矿岩孔隙结构特征以及对渗透率的影响,采用压汞实验的方法,并根据压汞实验的数据,分析了低渗透性砂岩铀矿岩孔隙以及孔隙比表面分布分形特征。探讨了砂岩铀矿岩孔隙结构特征与孔隙率之间的关系。研究表明,渗透性砂岩铀矿岩结构具有双重分形特征,其表现在以大、小孔径孔隙计算出来的孔隙分布分形维数值与孔隙比表面分布分形维数值不同。大孔径孔隙分布分形维数在3.687–4.255,小孔径孔隙分布分形维数各矿样基本相同为3.101–3.208。而大孔径比表面分布分形维数在2.910–3.151,小孔径比表面分布分形维数各矿样基本相同为2.466–2.342。孔隙率与大孔径计算孔隙分维值成正相关关系,与以大孔径计算的孔隙比表面分维值成负相关关系。     

海洋条件下任意管道内附加压降的势函数分析和矢量代数积分方法

在海洋条件下,由于管道平移和摇摆运动会引入附加的体积力作用而产生附加压降。为了获得具有普遍适用性和便于应用的附加压降理论计算结果,从非惯性坐标系下流体动力学动量方程出发,将管道运动划分为平移和摇摆运动方式,应用流体力学势函数分析方法分别获得平移运动和摇摆运动离心力产生的附加压降计算关系式。根据附加压降物理定义,将管道摇摆运动划分为正交摇摆、平行摇摆2种基本方式,采用矢量代数积分方法获得摇摆运动切向力产生的附加压降计算关系式,并讨论了这些关系式的适用性。理论分析结果表明,海洋条件下任意管道内各项附加压降都可得到精确求解。     

一台瑞典核电机组获准提升功率

<正>【世界核新闻网站2010年4月30日报道】瑞典辐射安全管理局(SSM)与环境法庭(Environmental Court)已批准OKG公司将奥斯卡港2号机组电力装机容量提升近38%。     

基于动力学标度法的a-C:H薄膜表面微观形貌的演变机理研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在Si(111)基底上制备a-C:H薄膜,利用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对a-C:H薄膜的表面形貌与表面粗糙度进行表征,并从动力学标度法角度出发讨论a-C:H薄膜表面粗糙度的演变机理。研究结果表明:a-C:H薄膜表面微观形貌为自仿射分形表面,可用分形维数来评价薄膜的表面粗糙度;随着H_2流量的增加,薄膜表面粗糙度先减小后增大,在T_2B与H_2流量比为0.2/6时,a-C:H薄膜的表面粗糙度R_q为2.2nm,相对于其他条件下生长的薄膜的表面粗糙度低,薄膜表面较光滑,致密性良好。     

测度原子核大小的定量公式

关于原子核的尺度,已有多种近似的计算方法。现在通行的是按质量数计算原子核大小的公式r=r_0A~(1/3)。这个公式的出发点,是假定各种原子核的密度是相同的。但在实际上,各种原子核由于其核子的平均结合能(比结合能)的不同,其密度是不同的。故公     

基于反应堆多物理耦合框架并行网格映射的实现与效率分析

反应堆精细化物理热工耦合计算可以更准确地模拟堆芯行为,但现有分析程序对不同物理场进行计算时,采用不同的离散格式和网格划分,从而导致各个物理场之间离散变量的传递需要复杂网格映射关系,特别是全堆芯精细化建模,其大规模网格映射将影响耦合系统的求解精度与效率。本文基于自主研发的多物理耦合框架MORE,以及集成于MORE的热工水力子通道软件CORTH、蒙卡程序RMC,采用区域分解并行网格映射的方法,实现了全堆芯精细网格的物理热工耦合计算,百万级的结构化网格与非结构化网格映射,20个核并行映射时间最少为8 s,最高并行映射效率为10个核并行所达到的77.96%,提升了耦合计算效率。