首次使用核反应法鉴别JUNA深地加速器A/q=2的束流种类

JUNA团队计划利用CJPL所提供的极低本底条件和400 kV高压平台上2.45 GHz ECR离子源产生的毫安量级束流首次在天体物理能区对关键核反应进行直接测量。实验需要10 emA的质子束流和He+束流以及2 emA的He2+束流。使用2.45 GHz离子源产生毫安量级的He2+束流是离子源制造的难点。由于离子源分析磁铁分辨能力有限,无法区分He2+和H+₂离子,本文首次使用核反应法对离子源产生的A/q=2的束流进行了鉴别,结果显示,JUNA项目2.45 GHz ECR离子源无法产生毫安量级的He2+束流。该研究成果为JUNA项目离子源的设计提供了重要的参考依据。JUNA团队另外研制了一台微波频率为14.5 GHz的ECR离子源并成功产生2 emA的He2+束流来满足实验需求。     

100 kHz腔倒空薄片激光器理论与实验研究

对100 kHz运转的腔倒空薄片激光器的输出特性进行了理论和实验研究。首先建立起腔倒空薄片激光器的速率方程理论模型,模型中考虑了单位时间谐振腔中新增的自发辐射光子数,对其占总自发辐射光子数的比例进行了分析,并结合一些参数进行了仿真。进一步搭建了重复频率为100 kHz的腔倒空薄片激光器实验装置,获得了平均功率为253 W的纳秒激光脉冲输出,光光效率约为35.2%,脉冲宽度为10.4 ns,单脉冲能量为2.53 mJ,脉冲的峰值功率超过了200 kW,x和y方向的光束质量M²分别为9.77和9.27。针对腔倒空调Q的动力学稳定性问题,研究了普克尔盒开关时间对输出平均功率和输出脉冲稳定性的影响,实验中观察到了倍周期分岔和确定性混沌现象,从理论上对这个现象进行了仿真分析,仿真结果可与实验结果相符。     

基于薄片增益介质的皮秒激光再生放大器研究

近年来,超快激光器已成为激光精密制造的主力光源.为进一步提高激光加工效率和加工能力,需获得更高平均功率、更大单脉冲能量的超短脉冲激光器.本文基于自研的单薄片模块和串接的双薄片模块分别搭建了一套皮秒薄片激光再生放大器,其中基于单薄片模块的再生放大器采用脉宽小于10 ps的种子源,最终获得平均功率44.2 W、脉冲宽度9....     

吡唑双钯(Ⅱ，Ⅱ)配合物的合成与表征及其在Suzuki偶联反应中的催化反应

配体3,5-二（2-吡咯）吡唑（HL）与二硝酸根桥联双钯配合物在溶液中通过配位作用形成了一系列吡唑基双钯（Ⅱ,Ⅱ）夹子[Pd₂（bpy）₂L₂]²⁺ （1）、[Pd₂（dmbpy）₂L₂]²⁺ （2）和[[Pd₂（phen）₂L₂]²⁺ （3）（bpy=2,2''-联吡啶,dmbpy=4,4''-二甲基-2,2''-联吡啶, phen=1,10-菲咯啉）。运用¹H NMR、¹³C NMR、 ESI-MS和X射线单晶衍射等测试手段对1~3的结构进行了表征。其晶体结构中存在弱的Pd…Pd键（0.303~0.313 nm）相互作用,通过分子间的氢键作用形成一维二重螺旋结构,可作为一种新颖的Suzuki-coupling反应的高效催化剂。     

PAA-PEO梳型共聚物对水基碳化硅浆料流变性能的影响

研究了新型梳状聚合物PAA-PEO分散剂在不同pH值、离子强度条件下对水基碳化硅悬浮液流变性能的影响。结果表明,PAA-PEO在碱性、中性、弱酸性条件下都能使固含量40 vol%的碳化硅浆料呈现较好的稳定性。与PAA相比,PAA-PEO具有更好的抗电解质性能,碳化硅悬浮液流变性能基本不受离子强度浓度变化的影响。并根据碳化硅、PEO特殊化学性质探讨了PAA-PEO在碳化硅表面的吸附模型。     

含有咪唑生色团系列树型有机分子二阶非线性光学性质的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31G*方法计算研究了系列树型含有咪唑生色团的有机分子的结构和非线性光学性质.计算结果表明:该系列分子具有A- -D- -A(A:受体,D:给体)结构,分子基态的偶极矩、极化率、二阶NLO系数( )随共轭链的增长及吸电子基的增强而增大;同时,前线轨道能级差值越小此类分子的二阶极化率总有效值( )越大.计算的吸收光谱显示此系列树型分子在低能区域247.79nm-419.87nm都有一个最强吸收,并且均是最高占据轨道与最低空轨道之间的跃迁.     

μ-b方程族柯西问题的不适定性

研究了μ-b方程族的柯西问题在索伯列夫空间Hs(S)中的不适定性,该方程族可视为μ-Camassa-Holm方程和μ-Degasperis-Procesi方程的一个混合方程.通过构建对称的2-尖峰孤子解,并结合时间趋于生命周期时,解的Hs-范数极限的等价估计,证明了b和s满足一定范围时,μ-b方程族在索伯列夫空间Hs(S)中是不适定的.     

用于核天体物理实验的活性靶时间投影室

发生在中子星壳层内的丰中子熔合反应对中子星演化以及X射线超级爆等现象均会产生影响。受限于放射性束流强度和反应机制的复杂性,实验数据极其缺乏,难以有效约束理论模型。基于活性靶技术的时间投影室(Time Projection Chamber,TPC)将工作气体作为反应靶,具备近4$pi$立体角接受度和三维径迹重建能力,能够实现对反应事件的全记录,显著提高了探测效率,大幅降低了熔合反应截面测量对束流强度的要求。我们研制了240路信号读出的TPC,并使用放射性束流16N对探测器进行了测试,探索了该实验方法的可行性和有效性。为了得到更加精确的反应产物径迹,对反应事件做出更好的筛选,进一步发展了1 024路信号读出TPC,并开展了12C+12C库仑位垒附近熔合反应截面测量实验,初步实验结果与已有实验数据符合较好。     

一种具有大通光孔的碟片多程泵浦结构

提出了一种基于4-f成像的新型碟片多程泵浦方案。该方案由一片大抛物镜和两组转折棱镜组成多程泵浦的基本传输结构。这种方案拥有0～90°的理论通光孔径角,比目前常见的泵浦结构方案的通光孔径角范围都更宽。在该方案中,碟片上的泵浦光斑具有良好的重合性和锐利的边缘。该泵浦结构在注入344 W、18次泵浦的条件下实现了141 W的多模激光输出,光-光转换效率达到41%,斜率效率接近50%。     

自动校准的多相状态方程建模方法及其在锡中的应用

状态方程与描述能量、动量、质量守恒的偏微分方程一起,构成了可求解材料动态压缩行为的完备流体力学方程组。动态压缩下,相变会导致材料内能、密度、强度等物理性质的不连续变化,需要构建多相状态方程模型才能精确描述这些变化。通过多相状态方程模型的自动组装,采用计算机智能优化算法自动校准状态方程模型参数,发展了自动化的多相状态方程建模程序AEOS(automated equation of state)。利用AEOS,构建了锡的3套状态方程模型,3套模型的计算结果与相关实验结果基本一致,验证了AEOS程序的适用性。将构建的状态方程模型应用于一维流体力学模拟,发现锡冲击到17 GPa再等熵卸载到常压的压力-温度路径会经过β相-体心四方相-液相三相点,并且可以很好地解释在15.4 GPa的冲击压力下锡的微喷颗粒呈现固-液混合态的实验现象。AEOS的良好表现证明其在大型数字化科研平台以及高通量材料物性计算中将具有广泛的应用前景。