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[成果] 1800120074 北京
TL2 应用技术 核燃料加工 公布年份:2017
成果简介:电磁分离方法在同位素分离领域具有不可或缺的地位,其最早是被用来分离生产235U的。美国和俄罗斯在该领域一直占有领先地位,中国原子能科学研究院是我国唯一具有大型电磁同位素分离器生产能力的单位,也是唯一用电磁法生产稳定同位素的单位。20世纪80年代,我国电磁同位素分离器核心技术还处于世界同等水平。开展过多种同位素的分离,共分离了28种元素131种同位素。曾分离了238U、6Li、7Li等同位素,为武器核参数的测量提供多种同位素靶,为我国的两弹事业作出了贡献。分离了丰度为99.99%的6Li同位素,在国外禁运的情况下,满足了标准物质的急需。随着我国科技发展,其他同位素分离方法如离心法、激光法取得重大突破,国家在电磁分离方法方面的投入减少。进入21世纪后,我国仅剩下F-3这一台大型同位素电磁分离器在运行。该分离器的多个关键器件老化严重,运行状态不理想,十多年未产出重大科技成果,技术创新不足,尤其是离子光学系统的色散性能、离子源的性能等关键技术方面,在电磁分离技术方面与国际上尤其是美、俄的差距逐渐增大。同位素丰度、纯度以及同位素种类无法满足军工、科研的要求。为了保证高丰度稳定同位素生产的国产化,迫切需要研制一台新型同位素电磁分离器。EMIS-170电磁分离器主要由离子源系统、磁场系统、接收器系统、束流检测系统、供电系统、控制系统、真空系统、水冷系统、化学提纯系统组成,见下图所示。涉及等离子体技术、束流引出技术、束流输运技术、束流探测技术、真空技术、高压技术、计算机辅助控制技术等诸多领域,是多学科交叉的复杂系统。离子束由离子源系统产生并引出后,经磁场偏转聚焦,被接收器口袋接收,供电系统用于分离器及其辅助设备的供电,真空系统保障分离器达到正常运行的真空度,水冷系统主要是给分离器及其辅助设备提供足够量的冷却水,保证设备温度正常,全季节使用,使分离器能够安全、可靠地运行。检测系统的功能主要是对离子源束流性能进行测试,保障离子源工作在最佳状态。控制系统实现对离子源、接收器、真空系统、水冷系统、磁场系统、高压系统的控制。最后对接收器口袋接收到的同位素进行提取和纯化。EMIS-170同位素电磁分离器的稳定性高,可连续开机超过24小时,对环境因素依赖小,研究开发了一套新型的分离工艺自动控制和安全保护系统,实现了分离工艺参数的在线调整,电磁分离器系统运行稳定可靠。为我国稳定同位素的分离提供了重要技术手段,保障了国防军事核心同位素材料的本土供应能力。项目自主研发的离子源,具备离子体密度和发射面稳定性高、寿命长的特点,研发的聚焦面自适应接收器的位置与温度控制精度高,保证了同位素的丰度。自主研制了谱线扫描装置、束流发射度仪、张角测量仪,增强了电磁分离器的束流检测能力。
[成果] 1700470432 北京
TP3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:研究目的: 实际网络几乎都是不同网络相互关联的超网络,而非完全单一网络,因此课题组创建和完善了《统一混合网络理论框架》,从研究单一网络推进到探索超网络及其金字塔,能更好地统一描述现实世界是随机性与确定性混合的网络世界,使其具有重要的理论和应用意义。提出如下3个科学问题。 Q1:如何把单一网络的《统一混合网络理论框架》推进到探索超网络系统? Q2:超网络有什么新特性?怎么把理论应用于研究军民关注的高科技超网络、原子能中束流传输网和核电网? Q3:如何控制束流传输网中束晕-混沌及应用于网络保密通信与网络安全? 主要科学发现点: 核心思想:在课题组课题组以前提出的两部曲模型的基础上,进一步提出两部部曲新模型,形成“四部曲”模型,从而创建和完善《统一混合网络理论框架》。 1.把国内外单一网络和超网络主要模型涵盖在内,更好揭示实际网络的定性与定量规律; 2.发现拓扑新特性随混合比变化网络累积度分布可在无标度分布、双指数和广延指数分布之间相互转变;度相关系数能在正负值大范围内变化; 3.提出多类型网络金字塔和多层次超网络模型及其金字塔,发现拓扑新特性具有V-型分布和极值现象;揭示金字塔结构形式在自然界和人类社会具有普遍性; 4.提出束晕-混沌多种方控制法,并利用束晕-混沌与网络双结合设计网络保密通信系统,保密性更好; 5.提出和揭开全球核电站网的不平衡性和不均匀性;发现微观纳米网具有电流放大现象,以及科学家创作多峰现象。 成果产生的价值: 统一混合网络理论框架巧妙地涵盖了国内外单一网络和超网络的主要理论模型,理论创新突出,应用前景广阔。已揭开中国-世界五百强超网络特性,对高技术产业发展战略和政策制定有实际指导意义;控制束晕-混沌的多种方法为解决加速器驱动的洁净核能系统中关键问题之一提供理论依据和技术方法;选择最短路径长度可防止多种网络堵塞现象;金字塔普遍性对人类社会意义重大;束晕-混沌与网络特性双结合的保密通信系统有军民两用潜力;提出网络空间及核电安全的五条建议和对策具有实际指导和战略参考价值。 总之,课题组创建和完善的统一混合网络理论框架把国内外单一网络和超网络的主要网络理论模型作为特例包括在内,具有普适性、应用性和灵活性,处于国际先进水平,广受国内外同行关注、重视和好评,必将产生深远影响,对中国网络科学、核科技和社会领域必将日益发挥促进作用。
[成果] 1800120515 北京
V41 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目以一个创新链条(基础研究-量值复现与传递关键技术-成果应用)、三个层次(注量等绝对测量方法研究、基标准及测量装置、地面标定和在轨监测)、三个重点方向(航天空间能源、空间观测、空间运行安全)、五个任务(空间太阳电池、空间辐射带电粒子、空间天文观测X射线、空间辐射探测器、注量等导出量复现技术)进行整体规划,针对空间中太阳光、X射线、γ射线、质子、电子、中子等辐射的应用与防护,开展关键计量技术研究。项目将建立标准空间太阳电池计量标准和空间太阳电池阵校准装置,建立(0.5~300)keV范围能量连续可调的单能X射线源和K荧光特征X射线辐射源,建立基于长寿命α、β和γ核素的计量标准装置与量值溯源技术,建立空间辐射带电粒子计量标准,建立高注量率、分布均匀的热中子辐射场。拟解决的关键技术有基于差分光谱响应度法(DSR)的空间太阳电池计量技术、基于稳态大面积空间太阳模拟器的光电性能测量方法、质子水吸收剂量绝对测量技术、平行束下X射线注量测量技术、多核素多能量点空间辐射探测器校准方法和大尺寸(1米×1米)均匀热中子辐射场的设计。
[成果] 1700350380 北京
O 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:超短超强激光驱动加速离子在高能加速器、粒子物理、医学治疗、天体物理、惯性核聚变上有着重要的应用前景。由于其物理高度非线性(皮秒尺度,1000GV/m和高能量密度),经典的解析理论无法适用,这对机制的理论研究提出了重大挑战。已有的2003年Mora离子的最大速度公式中重要参量是无法同时确定的,需要对其进行人为的调整和截断。研究目的:建立和拓展激光等离子体真空膨胀理论,进而建立激光离子加速的非相对论和相对论的解析模型,克服前人模型中参数人为截断的问题,更为合理地预测激光离子加速获得离子的最大能量。主要科学发现点包括:发现了高度各向异性激光等离子体膨胀在近90度方向奇异的能量发射现象。该结果不仅对于激光离子加速,对于空间等离子体的研究也具有重要意义。得到了非麦克斯韦电子分布以及高能电子尾状分布决定的离子加速的最大能量解析表达式。在超短超强激光加速离子过程中,时间尺度约为ps,高能电子束的分布更接近于尾状分布而不是热平衡的Maxwell分布。结果表明增强的高能电子尾巴诱导的离子加速比基于Maxwell分布假设的靶法线鞘层电场加速(TNSA)更为有效。建立解析模型详细阐明了超热电子回流效应对离子加速的影响,并被实验证实。通过和大量实验对比发现,超热电子回流效应确实是薄膜靶厚度对质子最大能量影响的主要因素。明确了不同能量环状质子分布并非来源于靶后沾污层。结果表明靶后产生的等离子体束团的自生磁场很小不足以使离子发生大的偏转,所以不会形成Clark等人所观察到的环状结构。明确了相对论辐射压力加速中离子被捕获的临界速度,以及靶法线壳层加速中加速电势为有限值,并得出了离子最大能量的解析表达式及极限值。对于相对论靶法线桥层加速,离子所能被加速得到的最大能量与相对论电子束的温度的平方根成正比。该项目所作理论成果在国际著名物理学杂志Applied Physics Letters,Physics of Plasmas,Phys. Rev. E,Physics Letters A,Laser and Particle Beams等发表数21篇SCI和EI学术论文,获得了国际上学术同行专家的认可。发表文章期刊总影响因子29.991,总被引次数达57次,其中他引34次。其中代表性论文10篇,总影响因子23.886,总被引次数42次,其中他引21次。该研究工作创新性突出,是中国在该领域取得的重要理论成果,达到国际先进水平。为激光加速离子及其实用化打下重要的理论基础。
[成果] 1600570165 广西
O46 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该课题源于国家自然科学基金。散裂反应是反应机制比较简单而应用领域很广的一种核反应类型,在材料科学、生物学、外科治疗、空间科学、天文学以及能源等方面都很重要,因此对散裂反应核数据的需求很大。完全通过实验测量获得所需要的核数据是不经济也不可行的。而国内外却都还没有一个能够全面描述中能散裂核数据的理论模型。课题组利用自己发展的微观动力学输运模型(改进的量子分子动力学)结合统计衰变模型对中能散裂反应进行了研究。根据丰中子核的中子皮及晕现象、库仑作用的长程性,课题组改进了用于成块判断的并合模型算法。新的算法对轻带电粒子分布描述有一定的改善。更主要的改进是引入了轻带电粒子的表面成团及发射机制,给出的轻带电粒子的双微分截面能够很好地再现入射能量1.5GeV以下反应的实验数据,克服了基于平均场的传统动力学模型无法很好描述轻带电粒子产生截面的不足,使得模型预言未知核数据的能力进一步提高。很好地再现了中能散裂反应的反应截面、产物的产额、角分布、双微分截面等实验数据,从而通过数值模拟,补充核数据库尚缺的数据,满足工程应用需求。特别是对在建的中国散裂中子源项目具有一定的参考意义。散裂反应不仅有很广泛的实际应用,而且散裂反应的研究对完善原子核理论框架、探索原子核状态方程具有很高的学术价值。课题组研究了氘核在重靶核上的破裂过程。发现当有固定取向的氘核进入靶核的核势场中时,作用在中子上的排斥核势和作用在质子上的吸引核势就像一个转动力矩一样,使得氘核瞬间发生额外的“转动”,并且在后续的破裂反应中留下清晰的实验信号。这是在国际上首次发现这一现象,这一信号对对称能的密度依赖形式的灵敏度比已知的观测量提高了若干倍,实验上捕捉这一信号,有助于人们定量研究一直悬而未决的低密区对称能的性质。课题组还以散裂反应为平台,从微观动力学的角度研究了核子-核子散射截面的介质修正的问题。以核子-核反应的反应截面激发函数为观测量,提取了一种唯象的介质内的核子-核子散射截面公式。
[成果] 1600570167 广西
R739.6 应用技术 医院 公布年份:2016
成果简介:鼻咽癌是中国广西地区高发恶性肿瘤,其发病率约占头颈部上皮来源的原发恶性肿瘤50%,男女发病率无明显差别,发病年龄40-50岁之间,骨骼是鼻咽癌常见的远处转移部位,高达20-40%的鼻咽癌可发生骨转移。由于癌细胞骨转移可引起病理性骨折、恶性高钙血症、骨髓浸润、脊髓和神经压迫等多种骨相关事件,导致患者的中位生存时间仅为8-10个月。常规化疗、放疗和手术并不能有效地减轻骨转移患者的症状,延长患者的生存期。因此,深入研究鼻咽癌骨转移机制,特别是骨转移早期的骨骼代谢机制对于早期诊断并综合各种手段有效预防鼻咽癌细胞骨转移,控制和减少骨相关事件的发生以及提高鼻咽癌的治愈率都有着重要的临床意义。为了定量分析与评价骨转移过程中骨骼代谢机制,该项目采用41Ca示踪技术,人工培养的裸鼠为研究对象,高灵敏加速器质谱作为测量手段,研究和探讨在鼻咽癌细胞刺激下裸鼠的骨骼代谢行为。建立采用41Ca监测和早期诊断鼻咽癌骨转移的高灵敏技术手段,为临床广西鼻咽癌骨转移的防治提供重要的科学依据。该项目采用41Ca示踪技术,人工培养的大鼠为研究对象,加速器质谱作为测量手段,研究和探讨在癌细胞刺激下大鼠的骨骼代谢行为。由于鼻咽癌是我广西区高发恶性肿瘤,发病及死亡率增长迅速,缺乏有效的早期诊断手段,并且鼻咽癌也是较易发生骨转移的恶性肿瘤,所以该课题将以鼻咽癌细胞为例,研究在癌细胞刺激下大鼠与正常大鼠,不同时间段大鼠体内的钙代谢行为,给出定量的分析与评价(包括:尿钙中41Ca浓度、血钙中41Ca浓度、粪等排泄物中41Ca浓度随时间及癌细胞扩散程度的变化关系,同时用X光片、病理指标和生化指标监测模型大鼠骨质变化。),从而得出41Ca代谢曲线与癌细胞扩散程度及骨转移的关系,建立采用41Ca早期诊断和监测癌细胞骨转移的高灵敏技术手段,为癌症骨转移的早期干预和阻止(如选择基于骨转移分子机制的靶向治疗等方法进行治疗),提高癌症患者的生存率,以及为临床上癌症的防治提供重要的科学依据。该项目的有益效果是:该研究所述的从尿钙中分离出钙元素的方法,为加速器质谱(AMS)测量提供了最佳的生物钙样品分离方案,能最大程度地从尿液中提取草酸钙沉淀,使41Ca示踪剂所需的标记量仅为5纳居里,并相应延长了41Ca在生物体内的标记时间。通过41Ca示踪与AMS测量,对癌细胞刺激下不同时间段体内的钙代谢行为,给出定量的分析与评价,对模型对象癌细胞骨转移过程中的41Ca信号异常变化进行分析拟合,得出41Ca代谢曲线与癌细胞扩散程度及骨转移的关系。采用41Ca-AMS同位素示踪技术直接监测骨骼的钙代谢的变化,利用AMS的高灵敏度极大地提高癌症骨转移检测的灵敏度,可最大程度地提前癌症骨转移的检出时间,提高癌症患者的生存率,为临床上癌症的防治提供重要的科学依据,解决了现有监测手段的灵敏度都相对较低、难以实现癌细胞骨转移的早期监测的问题。该研究思想亦可用于研究抗癌药物抑制下癌细胞骨骼的破坏行为,建立抗癌细胞骨破坏行药物的评价方法,为临床上抗骨转移药物的研制和评价提供方法和依据。该项目在国家级及省级刊物上公开发表课题相关学术论文15篇,其中SCI期刊5篇,EI期刊2篇,其他论文8篇,申请国家发明专利一项:一种用于监测癌细胞骨转移的同位素示踪方法(专利申请号:2015100746914)并指导本科学生参加完成论文参加2013年、2014年广西自治区大学生创新创业训练项目5项,指导学生获全国大学生物理实验竞赛一等奖一项,二等奖两项。同时,培养粒子物理与核物理专业博士生1名,硕士研究生3名,物理学本科生80余名,培养了5名年轻教师的学术科研能力,培养骨干教师3名。
[成果] 1500210011 北京
O 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:该成果属于自然科学基础研究中的原子核物理研究领域。主要发现点包括:测量了近垒能区稳定弱束缚核体系6,7Li,9Be+208Pb的背角准弹散射激发函数,并抽取了势垒分布。研究了与原子核破裂效应相关的核反应机制;研究了近垒能区重离子核反应中正Qtr值中子转移道对熔合反应的耦合道效应;测量了32S+184W体系近垒能区的裂变碎片角分布,研究了相关的熔合-裂变反应机制;从深垒下能区背角准弹散射激发函数,抽取了模型近似无关的核势表面弥散参数值。成果发表了42篇SCI文章,其中在美国物理评论C(Phys.Rev.C)上发表论文23篇;10篇代表性论文他引102次,单篇他引最高达19次;被国内外十余个科研小组广泛引用。项目研究为深入理解近垒能区重离子核反应机制和利用热熔合反应合成超重核提供了重要的实验数据和理论指导,具有重要的科学意义和应用前景。
[成果] 1600060288 北京
O 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:在核工程设计中需要大量的中子学计算以确保合理使用核工程材料,降低成本,并确保核工程的安全和高效。评价中子核数据是中子学计算的基础数据,它的可靠性和精度直接影响核工程设计中子学计算结果的质量,甚至关系到成败。因为中子与大块物质作用过程中,涉及多能点、不同中子反应道的微观截面,因此测量大块物质泄漏中子谱已成为用来检验评价核数据的基准实验手段之一,倍受国际上关注。评价核数据主要由核模型计算得到的微观数据组成,由于各国使用的计算模型不同,导致了世界各大评价中子核数据库的部分数据存在较大差异,而通过开展宏观基准检验可以澄清不同库数据的分歧,判断数据的可靠性。另外,随着新核能系统(如,加速器驱动次临界系统、钍基熔盐堆以及可控核聚变等)的开发利用,对补充的一些重点核数据(比如:铋、铅、钍、钨、镓以及铍等),也需要进行宏观基准检验。中国原子能科学研究院积分实验课题组积极发展实验技术,研制了一套基于14MeV脉冲中子源的中子核数据基准检验实验系统,该系统采用中子飞行时间技术测量中子穿过板状样品后到探测器处的出射中子到达时间谱,采用输运理论模型模拟计算上述物理过程,得到到达时间谱的理论结果,通过比较模拟计算结果与实验结果,检验有关评价数据。主要特点有:效应/本底比高。将探测器放置在中子大厅墙体之外,专门设计了墙体准直器和前级准直系统,降低了本底。能量分辨率高。将探测器移至大厅之外后,飞行距离可以很长,并且采用简单几何的板状样品开展实验,确保能量分辨率高。注重细节,确保数据可靠。源中子的空间分布、时间分布以及探测效率曲线由专门实验和理论计算结合给出,这些参数作为蒙卡模拟输入的重要组成部分,使模拟结果更可靠。该系统经过标准样品(聚乙烯)的实验测量和有关蒙卡模拟计算证明是可靠的,与国外同类技术相比,所使用的实验方法和数据处理方法已经跨入国际先进行列。该系统已成为中国唯一的评价核数据实验检验平台,填补了国内空白。已经完成了铀-238、聚乙烯、铍、铅、铅铋合金、氧化钍、钨以及镓等与核工程关系密切的核素的宏观基准检验,为中国原子能科学研究院、北京应用物理与计算数学研究所、中国科学院核能安全技术研究所、中国科学院上海应用物理研究所以及中国科学院近代物理研究所等科研单位提供了重要的实验数据参考,有力地支持了中国国防科研工作和新核能系统研究工作。
[成果] 1600170275 广西
O 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:该项目属于自然科学基础研究的核物理研究领域,其来源为国家自然科学基金面上项目(批准号:10875031,10675172)、重点项目(批准号:10235030)及专项基金项目批准号:10847004)。项目研究内容主要包含原子核结构以及低能与中高能重离子核反应方面的基础研究。提出了新的原子核质量公式,并研究了超重核结构与原子核对称能。作为原子核最基本的物理量之一,核质量是研究核结构、核反应及核天体物理非常关键的输入量之一。课题组建立的原子核质量公式具有以下几个创新点:1)具有精确度高、参数少、运算快的特点。和国际上几个广泛应用的原子核质量模型相比,该质量公式的精确度在同类模型中达到了国际领先水平,预言能力和可靠性明显增强。2)该质量公式考虑了核力的同位旋对称性以及模型参数的同位旋依赖。首次在宏观-微观框架下考虑同位旋对称性引起的原子核镜像效应与重核价核子对称性引起的Wigner效应。同时考虑了对称能系数、对称势、自旋-轨道势强度等参数的同位旋依赖。3)首次将径向基函数方法应用到原子核质量的计算中。通过进一步结合质量曲面的局域修正方法,使得原子核质量公式的精确度大幅提高到184keV水平,远远超出国际上质量模型600keV的标准。该质量公式得到了国内外同行的高度关注和认可。提出了改进的量子分子动力学(ImQMD)模型,并探索了原子核对称能及核反应的动力学机制。原子核反应过程中,非平衡动力学起着十分重要的作用。该项目一个重要的目的就是发展—个能够描写丰中子重核反应的微观多体输运理论,并利用它探索核物质状态及其动力学演化、超重核的合成机制、对称能的密度依赖形式等核物理研究中的热点问题。在国际上课题组首次发展了一个基于Skyrme能量密度泛函、可以适用于从近库仑垒能区到几百兆电子伏的中高能能区、适于研究丰中子体系的核反应的微观输运模型。并从原子核质量与重离子反应两个方面研究了原子核对称能。在国际上首次从多个不同的观测量自洽地获取了对称能密度依赖形式的范围这一国际核物理的焦点问题。该研究成果曾被欧洲核子中心邮报(CERN Courier)专门报道。项目研究期间,研究组在原子核质量公式、微观输运理论发展等研究方面共完成SCI学术论文44篇,发表在Physical Review C、Physics Letters B等国内外核心学术期刊上,其中20篇主要论文被他人引用375次。项目执行期间研究组成员曾获德国洪堡学者、广西青年科技奖等奖励和荣誉。研究组成员在{亥项目成果的基础上得到了国家自然科学基金优秀青年科学基金项目资助。
[成果] 1400220158 北京
O 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2014
成果简介:该成果属于自然科学基础研究中的原子核物理研究领域。主要发现点包括:发展了一个基于Skyrme能量密度泛函、适用于近库仑垒能区到几百兆电子伏能区的核反应微观输运理论-改进的量子分子动力学模型;分析了不同形式的对称能对于反应过程的影响,提出了对于对称能密度依赖形式灵敏的观测量;理论预言了重离子反应中出射粒子椭圆流的转移能随体系大小变化的规律;首次从量子强子动力学的理论和重离子碰撞的理论计算两个方面,给出了介质中核子-核子散射截面对于能量、密度等依赖的唯象公式;首次将微观输运理论-量子分子动力学模型扩展到低能近库仑位垒能区,并开展了相应的物理问题的研究;首次全面研究了锕系核之间大质量转移形成巨复合体系性质以及分裂后产物质量分布。该成果发表SCI论文70余篇,总引用次数超过800次。
[成果] 1600060455 北京
P14 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:核天体物理是核物理与天体物理相融合形成的交叉学科和国际公认的前沿领域,关于元素起源及恒星的演化仍有大量难题有待破解。国际公认的核天体物理关键科学问题包括:恒星平稳演化阶段最重要的热核反应在天体物理能区的直接测量;平稳和爆发性核燃烧中慢速中子俘获(s-)过程、快速中子俘获(r-)过程和快速质子俘获(rp-)过程中关键核反应截面的间接测量;rp-和r-过程涉及核素衰变性质、质量、反应和共振态性质的测量;通过元素丰度的观测研究天体核合成的场所。为研究这些重要科学问题,项目依托中国原子能科学研究院、中科院近代物理所和国家天文台的大科学平台,取得了系统性创新研究成果。系统发展了天体核反应间接测量方法。首次通过独特的(11B,7Li)体系高精度测定了恒星最重要的中子源13C(α,n)16O反应,澄清了已有数据间25倍的分歧,导致恒星演化模型预言的铅丰度增加了25%;精确测量了原初核合成相关的9Be谱因子,澄清了原有结果间4倍左右的分歧。在天体核反应直接测量方面取得突破。把6Li(p,γ)7Be反应截面的测量推进到了国际最低能量,并发现了一个可能的新共振能级,为研究宇宙大爆炸核合成提供重要数据。拓展了快速质子俘获(rp-)过程核素共振态和衰变性质的研究。通过21,22Na+p共振散射,首次对22,23Mg关键能级的自旋宇称进行了可靠指定,并对18Ne(α,p)21Na和22Na(p,γ)23Mg反应率进行了重新评估,新数据导致X射线暴峰能产生率比之前大1.4到1.8倍;测量了53Ni等rp-过程核素的β衰变,将52Co的半衰期精度提高了3倍,并首次得到了53Ni衰变的质子-伽玛符合事件。在恒星元素丰度研究方面作出独特贡献。建立了恒星元素的非局部热动平衡(NLTE)效应Si和Cu原子模型,研究发现矮星中Si红外谱线在贫金属恒星中必须考虑NLTE效应。项目极大提高了中国核天体物理研究水平,实现了间接测量从单核子辐射俘获反应向集团(α,n)反应的拓展,实现了天体核反应直接测量和衰变测量的突破,在Astrophys J、Phys Lett B等一流期刊上发表SCI论文50篇,20余项数据被国际原子能机构等数据库收录。多次在核物理与核天体物理重要国际学术会议报告研究成果,受到国际同行高度评价,中子源工作被评价为“解决分歧的里程碑”。启动了中国锦屏山深地核天体物理实验方向,获得国家自然科学基金重大项目资助。成果鉴定委员会认为:该项目采用了创新的研究思路,取得了国际先进的高精度研究成果,部分成果达到国际领先水平。
[成果] 1400192397 北京
TL3 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 锅炉及原动机制造] 公布年份:2013
成果简介:该研制项目属于能源技术领域,应用于中国实验快堆(CEFR)工程,该工程是国家“八六三”计划重大项目,于1995年立项。堆容器及堆内构件是快堆的核心设备,对其进行分析、设计并完成研制,是完成中国实验快堆建设和掌握快堆技术的一个重要方面。CEFR堆容器及堆内构件中包含了14个主要设备和部件,其中主容器、堆内支承和堆芯支承结构是核安全一级设备,其余为核安全二、三级设备,所有设备为抗震1类。研究内容包括设备设计、技术条件编制、制造方法与工艺研究、组装安装工艺研究、调试方法研究。主要技术指标:1)堆容器内径7.96m,高度12.165m,堆容器及堆内构件总重840吨,主材为304和316不锈钢。2)主容器工作介质是360℃-530℃的液态金属钠,覆盖气体为氩气;保护容器内充氩气。3)额定工况下主容器覆盖气体的压力为0.05MPa;换料工况下为0.005MPa;事故工况下不超过0.06MPa。4)保护容器气腔压力额定工况下为0.028MPa;换料工况下为0.003MPa;事故工况下不大于0.04MPa。5)E>0.1MeV的中子注量在反应堆规定的寿期内分别为:小栅板联箱-9.1×1021cm<'-2>;大栅板联箱-4.4×1020cm<'-2>;围筒(在装卸料提升机区域内)-4.0×1022cm<'-2>;堆内屏蔽套-1.8×1021cm<'-2>;含硼石墨-1.4×1020cm<'-2>。主容器(在堆外电离室组件区)-1.2×1016cm<'-2>;保护容器(在堆外电离室组件区内)7.1×1015cm<'-2>;整套设备现已在热钠环境中稳定运行,各项测试均符合要求。其设计建造技术和经验,可用于中国示范快堆电站堆容器和堆内构件的设计和建造,部分技术成果可以应用于其它类型反应堆的核级设备中,如应力应变测量系统、核级含硼石墨、堆内控制流量分配的节流装置等,有些也可用于其它行业领域相类似的机械设计和制造中,如CEFR堆容器波纹管补偿器的胎具和成形技术已成功用于民用产品。
[成果] 1400520346 北京
TL8 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 专用仪器仪表制造] 公布年份:2013
成果简介:针对大亚湾中微子实验的物理目标提出的对刻度的要求,研制了一套对中微子探测器进行全空间精确刻度的装置,该装置能够满足以下几点主要要求:1)能够把刻度源准确地送到探测器内的任意位置进行刻度;2)源的位置能够精确控制、确定以及重复;3)在刻度过程中所有的材料能够与探测器介质兼容,不会带进任何污染从而影响探测器的性能。利用该装置及238Pu-13C和60Co混合源,对大亚湾中微子探测器的AD1进行了全空间刻度,获得了约2000点的刻度数据,对深入理解探测器的性质发挥了重要作用。研制了一系列适用于中微子探测器刻度的特种放射源。主要包括用于模拟中微子事件中正电子信号的正电子源68Ge,用于模拟中微子事件中中子俘获信号的238Pu-13C中子源和用于能量刻度的60Co、137Cs源,全部刻度源已投入使用,为中微子探测器的刻度发挥了重要作用。在该课题的资助下,还开展了大亚湾中微子实验用的液体闪烁体性质的研究和反应堆非平衡态中微子及乏燃料中微子强度和能谱研究。测量了LS和Gd-LS对质子的光响应函数。研究了反应堆运行过程中非平衡态中微子及停堆后乏燃料中微子的强度和能谱。
[成果] 1400020555 北京
O17 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2013
成果简介:“(n,2n)反应激发函数系统学研究”属于核物理基础研究与应用技术领域。(n,2n)反应激发函数是核科学与工程及聚变研究中的重要参数之一。但是,一些核素的同位素丰度较低,样品难以制备;一些核素具有放射性,寿命很短,难以测量;另外受实验条件和技术的限制,这些核素(或能区)缺乏甚至没有实验测量数据。系统学研究的提出,为弥补核数据不足提供了较为可靠而简便的方法。该项目充分利用本单位的技术优势,开展了有针对性的方法研究。采用了较先进和简化的理论公式,考虑了预平衡发射和(n,3n)反应竞争,因此能够较好地描述高能区的截面,使适用能区从20MeV扩展到了30MeV。自主研制完成了(n,2n)系统学计算程序,实现了对45≤A≤210宽质量数范围内任意一个核素的(n,2n)反应激发函数预言。与以往工作相比,使用的实验测量数据较新,数据量较大,因此(n,2n)反应激发函数系统性得到改善,适用的核区和能区得到扩展,预言的准确性和可靠性得到了更大地提高。从而可以为用户方便快速地提供大量完整且可靠性好的(n,2n)反应激发函数数据。该项目已经为中国核数据中心最新发布的CENDL-3.1库的部分核素提供了(n,2n)反应截面的系统学计算;为北京应用物理与计算数学研究所提供了大量(n,2n)反应截面数据的系统学结果。应用单位及专家一致认为,“(n,2n)反应激发函数系统学研究”工作达到了国际同类研究工作的先进水平,是一项有很好应用价值的成果,对核科学与工程及聚变研究都有使用和参考价值,建议在国内广泛应用参考该项成果。
[成果] 1400170278 北京
O 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2013
成果简介:该成果属于核物理基础原子核结构性质研究领域。该成果完全依托国内实验条件,在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上开展了A~100、130核区高自旋态研究。其主要创新点包括:发现了106Ag与112In核的新的能级结构;首次发现这两个核中存在磁转动结构,与理论预言一致;首次验证了具有更好的手征结构130Cs的手征结构,这些开创性的成果达到了国际先进水平,给后续研究提供了宝贵的实验数据,促进了核结构模型的发展与完善。该成果发展的关键技术为建立了原子核能级寿命测量的DSAM方法,填补了国内在此方面的空白。在该成果的支持下发表了多篇高水平的学术论文,被国内外相关领域的学者引用,提升了中国核物理实验研究在国际上的影响力。
[成果] 1400210308 北京
P15 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2012
成果简介:该成果的主要发现包括1.首次测量了2H(13N,14O)n反应的角分布,导出了在恒星高温CNO循环中起关键作用的13N(p,g)14O天体物理反应率;2.利用镜像核的电荷对称性研究了26Si(p,g)27P,11C(p,g)12Ν,16O(p,g)17F等反应的天体物理S因子;3.研究了快速ap过程中的重要反应12N(p,g)13O天体物理S因子和反应率;4.研究了8Li(p,g)9Be和8Li(p,d)7Li两个消灭8Li的重要反应;5.测量了13N+p弹性共振散射的激发函数,研究了复合核14O的能级位置和宽度。该成果在国内外学术期刊上发表40余篇科研论文,被正面他引90余次。
[成果] 1400210515 北京
O4-3 应用技术 [自然科学研究与试验发展, 通用仪器仪表制造] 公布年份:2012
成果简介:该成果属于高能物理学领域,利用中国原子能科学研究院自主研制的一个部分子和强子的级联模型PACIAE,对RHIC/PHENIX实验环境下的光子和热容在不同能量和不同中心度进行模拟,通过其所给出的信息研究QGP信号,为今后实验设备的升级提供了一个新的理论依据,在国际上属于首次。对模拟数据和实验数据的分析中,采用新的数学模型—主要成分分析方法(PCA)对PHENIX实验中产生的光子的模拟数据和实验数据进行鉴别分析,提高光子的鉴别率等。该成果发表文章46篇,其中SCI42篇、EI3篇,论文被引用1383次;主办相关的国际会议3次,国内会议1次;能够大批量生产,可以广泛应用于核物理、天体物理、集装箱检测等领域,具有显著的社会效益和突出的应用前景。
[成果] 1400201284 北京
TL3 应用技术 [工程技术与规划管理, 通用仪器仪表制造] 公布年份:2012
成果简介:该项目属于核电设计与建造专业领域,来源于国家“八六三”计划重大项目中国实验快堆(CEFR)工程,于1995年正式立项。CEFR为池式钠冷快堆,共分三个回路,为钠-钠-水(蒸汽)结构,该型快堆在中国为首次建造。该项目主要研究内容1)进行核岛过程检测系统设计,研究适用于快堆的设计标准和规范;2)研制适用于钠冷快堆的各类钠监测仪表设备,解决各类技术难题;3)设计和研制适用于快堆的安全级仪表处理系统,满足核安全法规要求。主要科技成果1)形成《中国实验快堆核蒸汽供应系统的过程检测系统设计准则》中国原子能科学研究院企业标准,可作为今后快堆电站设计的参考;2)成功研制的01LM型钠液位计,实现了钠液位连续测量及标定,最大误差小于±2%,优于国际同类产品的3%,该技术达到国际领先水平;3)在国际上首次实现了核岛热工参数二次仪表的数字化运行,自主设计和研制的数字化安全参数监测装置,打破国外对中国快堆安全级仪表系统的技术封锁,该技术达到国际先进水平;4)研制的互感式单点钠液位计,可作钠液位计参考标准,其最大误差±2mm,达到国际领先水平;5)研制的多种钠泄漏探测器解决了钠冷快堆钠泄漏监测的技术难题,研制的仪表用钠蒸汽阱解决了高温钠蒸汽对覆盖气体压力监测的影响,均达到国际同类技术水平。共设计生产各类一次传感器或设备1012台套,包括钠液位计、钠泄漏探测器、仪表用钠蒸汽阱等。共获得发明专利2项,实用新型专利4项,另有2项正在申请。CEFR核岛过程检测系统已稳定运行1年多,已安全临界。该项目研究成果,将对快堆电站的设计和建造提供坚实的技术支撑,也可应用于其它的液态金属回路。
[成果] 1400201285 北京
TQ12 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 锅炉及原动机制造] 公布年份:2012
成果简介:该项目研究设计成果已成功应用于CARR工程,并已达到临界状态。该项目成果对CARR建设和中国研究堆发展具有良好的经济效益和重要的社会效益。CARR重水及其相关系统分为与重水接触的系统和辅助系统两个部分。作为新一代研究堆,融入了许多先进的设计理念,并使用了较先进的设备,该项目研究设计成果可归纳如下(1)具有先进、环保的设计理念,在系统发生泄漏时不会对环境造成污染。①泄漏点若位于轻水与重水界面内,保证轻水漏入重水。②泄漏点若位于重水与大气界面内,在所有法兰连接处设有渗漏监测信号。③即使发生泄漏,通过房间地漏处的渗漏监测信号以及不锈钢覆面来报警、收集。(2)采用具有国际先进水平的非能动设计理念,依靠重力实现反射层重水排放。(3)将重水冷却系统稳压罐与重水排放系统的贮存罐合二为一,既满足功能要求,又使系统流程设计简单,减少重水外漏的可能性和工程投资。(4)国内首次在重水系统使用半焊接板式换热器,既使系统流程设计简单,又减少重水外漏的可能性,为工程节省850多万元的投资,同时降低运行成本5210多万元。(5)国内首次在重水系统使用卧式自冷屏蔽泵,既满足功能要求,又使系统流程设计简单,减少重水外漏的可能性和工程投资。总之,CARR重水冷却系统设计合理、安全可靠、布局紧凑、经济可行,满足CARR对重水系统的设计要求。
[成果] 1400201311 北京
TP2 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 通用仪器仪表制造] 公布年份:2012
成果简介:该研究项目属于能源领域,包括快中子反应堆、核安全、反应堆换料控制、系统设计、自动化等多学科。主要内容1)池式钠冷快堆换料控制系统的设计与建造。2)全自动换料控制技术研究包括全自动控制流程研究、全自动控制程序设计、监控人机界面和数据库设计。3)设备高精度定位技术研究及定位误差补偿消除技术研究。4)组件历程和设备自动操作的可追溯性研究。5)非标准传感器的信号转换器设计;6)系统控制保护技术研究包括联锁保护设计、故障分类处理技术研究。主要技术特点和指标1)建成池式钠冷快堆换料控制系统,并实现不可见、密闭状态下的全自动换料控制。2)换料控制系统运行平稳可靠,各控制流程执行正确,组件操作安全可靠,组件历程和设备操作信息显示及自动记录准确、完整。3)执行全自动换料操作,更换一根燃料组件的平均时间90min(包括乏组件清洗时间),全过程不用操作人员干预,提高了换料运行的安全可靠性,缩短了换料时间。4)主要换料设备旋塞引导换料机对准714个堆芯位置的定位精度±1.5mm。5)传感器信号转换器工作正常,信号指示准确。6)设备联锁和控制保护程序有效保证换料操作的正确和安全。7)掌握换料全自动控制核心技术并申请多项专利。在中国实验快堆首次装料、临界及后续堆芯物理试验中,使用该项目设备装、卸各类组件近200根,系统运行稳定、可靠。中国实验快堆换料控制系统的成功设计与研制标志着中国已具备快堆电站换料控制系统自主设计与研制能力,为示范快堆换料控制系统的设计与研制奠定了基础。该项目成果达到了同类系统的国际领先水平。
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