摘要：为提升辐射伏特电池(简称辐伏电池)的总转换效率和输出功率,综合考虑耗尽区宽度、扩散长度及电极结构等因素对电荷收集效率、总转换效率及输出功率的影响,通过优化换能器件及电极结构,成功制备出总转换效率及输出功率较高的63Ni-SiC基PIN结换能器件。所制备的辐伏电池的短路电流、开路电压、输出功率及总转换效率分别达到了10.29~13.43 nA·cm^(-2)、1.32~1.44 V、11.66~14.69 nW·cm^(-2)及2.24%~2.82%。与团队之前的工作相比,开路电压、FF因子及总转换效率分别平均提高了127.50%、114.47%及512.10%,且总转换效率高于文献报道的结果(0.5%~1.99%)。结果表明:通过采用具有“浓度梯度层Ⅰ层”的PIN结构、优化结区宽度和掺杂浓度,以及优化电极材料和结构,可显著提升辐伏电池的总转换效率和输出功率,为辐伏电池的设计与制备提供了重要的理论参考和实验依据。

摘要：辐射伏特式同位素电池使用寿命长、易于小型化,是微能源领域的优良选择。使用宽禁带半导体材料作为电池换能元件理论具有更高的能量转换效率,然而实验制备的样品能量转换效率仍偏低,仅在1%水平。本文综合分析了能量转换效率影响因素,指出制备工艺的重要性。通过理论计算与数值模拟方法,对比分析了4种代表性半导体材料PIN构型下同位素电池理论输出性能,结果显示PIN结构SiC电池理论效率最高,可达17%。结合制备工艺水平,针对PIN型SiC电池进行了优化设计,并进行了样品制备。在3.7×10^(8) Bq 63Ni源辐照条件下,电池样品获得短路电流8~10 nA、开路电压0.45~0.82 V、效率0.26%~0.60%。实验测试结果与理论设计值相比仍有一定差距,通过分析明确了表面工艺是未来提高电池性能的重点。

摘要：99mTc是目前临床诊断应用最为广泛的医用放射性同位素。现有医用99mTc主要通过在实验堆中辐照高浓缩235U生成的99Mo衰变得到,存在工艺复杂、成本高、长距离运输损失等弊端以及核扩散风险。此外,全球实验反应堆为数不多且面临老化、退役问题,也多次因计划内的维修或意外停产事件而使99mTc供应面临困难。本文从99Mo/99mTc的供求现状入手,分析了目前供应链中存在的主要问题,重点介绍了六种传统及新型99Mo/99mTc生产技术的原理、研究进展及其经济性效益。详细评述了三种99Mo/99mTc分离纯化工艺,提出了99Mo/99mTc生产的发展趋势和展望。其中,以加速器驱动裂变低浓缩铀盐溶液的生产方式具有无反应堆、无高浓缩铀、放射性废物少等优势,是未来的重点研究方向。同时,为减少99Mo/99mTc损失,提高产品质量,开发和优化与生产体系相适应的分离纯化工艺也势在必行。中国科学院核能安全技术研究所FDS中科凤麟核能团队设计开发的一种氘氚聚变中子源驱动的99Mo次临界生产系统方案,可获得27Ci/d的99Mo产量,能满足国内一个中等省份的医疗诊断需求。

摘要：石墨烯辐伏同位素电池是石墨烯在半导体和微电子领域中的一种应用,其中对石墨烯进行修饰改性是改善石墨烯在这些领域中应用的一项重要研究内容。本研究对比硝酸掺杂和电子束辐照两种不同石墨烯改性方法对石墨烯辐伏同位素电池输出性能的影响。同时,结合光镜、X射线光电子能谱仪(XPS)和拉曼光谱等分析测试手段,研究了两种不同方法对石墨烯材料改性的作用机理。结果表明,硝酸掺杂是一种表面电荷转移的过程,并不能使石墨烯中sp^(2)杂化碳原子转变为sp^(3)杂化,但能提高石墨烯辐伏同位素电池的短路电流;而电子束辐照石墨烯会在石墨烯中引入缺陷,使石墨烯中sp^(2)杂化碳原子转变为sp^(3)杂化,从而打开石墨烯的带隙,改善石墨烯辐伏同位素电池的开路电压和填充因子。以上结果可为石墨烯辐伏同位素电池的设计和制备提供实验理论依据,并为进一步提高石墨烯辐伏同位素电池的性能提供参考。

摘要：为研究光生成带电π介子和中性K介子,研制了1套液体氢/氘靶系统,用于日本东北大学核科学实验室的中性K介子谱仪实验系统。这套靶系统的设计目标是使生成产额最大化、本底最小化及操作安全易行。经实验检验,该套液体氢/氘靶系统的几何安置误差约为1.1mm,靶的有效核子个数不确定度约为0.63%。靶系统在液体状态连续稳定工作可超过3周。靶系统的良好运行完全达到了预先设计目标。

摘要：强流氘氚聚变中子源HINEG(High Intensity D-T Fusion Neutron Generator)研发分两期:HINEG-Ⅰ为直流脉冲双模式,已成功产生中子强度1.1×10^(12)n/s的氘氚聚变中子,并实现连续稳定运行;HINEG-Ⅱ中子强度设计指标为10^(14)~10^(15)n/s量级,重点突破强流离子源和高载热氚靶技术。HNEG中子源可开展中子学方法程序与核数据、辐射屏蔽与防护、材料活化与辐照损伤机理和部件中子学性能等核能与核安全研究,同时也可在核医学与放射治疗、中子照相等领域拓展核技术应用研究。本文简要介绍HINEG总体设计方案与关键技术研究进展。