摘要：为获取雷暴高能辐射的强度、能量及时间等信息,本文设计了一套基于双通道闪烁体探测器的分布式雷暴高能辐射观测系统.该系统由远程终端单元和高能辐射探测单元组成,基于本底放射性统计涨落实现了短爆发事件的在线识别,并可通过累积能谱数据离线检索γ射线辉光事件,具有测量能量范围宽、抗干扰能力强、易组网等特点.利用碘化钠闪烁体探测器建立的国内首个分布式雷暴高能辐射观测系统在人工引雷试验中得到应用验证,在全部5次人工触发闪电的22次先导/回击过程中,捕获到17次高能辐射事件.试验结果表明该系统具备复杂电磁环境下的雷暴高能辐射在线监测与数据采集能力,将为本领域研究持续提供观测资料,推动国内高能大气物理研究的发展.

摘要：功率控制系统(Power Control System,PCS)是反应堆控制系统(Reactor Control System,RCS)的重要组成部分,它完成功率提升、功率保持与功率调节的作用。在钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor,TMSR)核能系统固态堆设计方案中,功率控制器根据实测功率与设定功率值之间的偏差和偏差的变化趋势,按照经典的比例-积分-微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制算法,给出调节控制棒的运动距离和运动方向等信号。PCS的PID算法设计与基于反应堆中子物理、热工及控制棒的传动性能构成的闭环控制系统的特性有关,其不同参数的确定与系统的静态和动态性能指标的要求相对应。本文从控制的角度出发,在已有的控制棒样机中设计的棒控棒位系统及相关中子物理的基础上对PCS的PID算法进行多层次仿真与参数分析,并对系统的可控性与可测性进行分析验证。分析及仿真结果表明两种控制模型下的系统均是完全可控及完全可测的,在合适的PID参数集下均能体现响应的快速性及系统的良好鲁棒性和抗干扰能力,具有实际的应用意义。

摘要：大孔径静态干涉成像光谱仪获取图谱数据立方体的过程包含干涉仪调制、探测器矩形函数卷积采样和光谱反演,其光谱信噪比评估模型复杂。从光谱能量调制、采样、反演的完整传输过程入手,根据探测器矩形卷积采样原理,采用离散傅里叶变换取实部的光谱反演方法,进行信号与噪声的理论推导,建立了大孔径静态干涉成像光谱仪光谱信噪比评估模型。考虑了与波数相关的光学系统透过率、干涉仪分束面效率、探测器量子效率等仪器设计参数和主要电路噪声参数,进行了光谱信噪比仿真计算。利用LASIS仪器进行了光谱信噪比实验测试,测试结果与模型仿真计算结果平均偏差为3.58%,单谱段信噪比趋势基本吻合,验证了评估模型的正确性。评估模型中包含了典型LASIS成像光谱仪由输入光谱辐射到输出光谱数据的各项主要技术环节,在信噪比计算公式中带入干涉仪分束面干涉效率、探测器矩形采样方式等因素对仪器光谱信噪比的影响算子,并利用实际仪器进行了实验验证,对提高LASIS成像光谱仪工程设计水平具有指导意义。

摘要：针对云存储环境下,验证多个远程副本的完整性效率低,不支持动态数据更新的问题,提出了一种多副本动态数据持有性证明方案.首先给出面向分布式云存储系统的多副本验证模型,然后利用双线性映射和伪随机掩码技术设计了一种多副本数据持有性证明方案.通过把每个数据块映射为种子映射表的一个表项,解决多个副本同时进行动态修改的问题.安全分析和性能评估表明,文中方案是正确且完备的,并显著提高了多副本动态数据持有性证明的效率.

摘要：C-ADS项目的注入器ⅡRFQ加速腔射频耦合器是为该四翼型常温射频四极场(RFQ)加速器专门设计的一种高功率耦合器件,其主要特点是采用碗状陶瓷窗结构及合理的生产工艺,很好地解决了耦合器传输阻抗匹配问题。该耦合器主要由内外导体、陶瓷窗、耦合环及多路水冷却回路组成,并在陶瓷窗内表面电镀氮化钛涂层以降低由于次级电子倍增效应所带来的发热,在相同频率和功率等级下结构更加紧凑,达到了C-ADS项目的四翼型腔体馈送120kW射频功率的目的。在2014年7月中旬实现了10mA、2.1 MeV束流的加速,为该项目的四翼型直线加速器出束提供了必要的硬件支持。该耦合器可为相近频率、类似功率等级的耦合器提供技术参考,并在国内的加速器领域具有一定的指导意义。

摘要：针对宽光谱范围高分辨率的中阶梯光栅-棱镜交叉色散光路对二维光谱的探测需求,分析了探测器与光路系统的匹配关系,提出了面阵光谱探测系统的设计方法,设计了具有高灵敏度、低噪声等特点的二维光谱探测系统。该系统包括主控单元、探测器驱动单元、信号处理单元、数据存储单元以及数据传输单元等主要模块。以滨松S10141型CCD为核心设计的探测系统灵敏度高、动态范围大、信噪比高。结合中阶梯光栅-棱镜交叉色散光路进行光谱探测实验,结果表明,该探测系统能在200~600nm宽光谱范围内获得高分辨率二维光谱图像,在Hg灯253.652nm处单色像斑覆盖5个像素,分辨率达到6.3pm。

摘要：针对钍基熔盐堆分布控制系统(Distributed Control System,DCS)中数字超声流量计的实验物理和工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)网络接入需求,本文提出了一种数字以太网接口设计方案,实现上位机操作员接口(Operator Interface,OPI)层面的流量数据实时监测。硬件使用DM9000以太网芯片,扩展连接到TMS320F28335为控制器的数字化超声流量计平台上。DCS软件设计以超声流量计作为客户端,与运行EPICS服务器程序的上位机构成客户端/服务器结构,自检结果表明,二者之间可进行可靠的传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)通信。在流量标定平台上的实际测试进一步验证了超声流量计与上位机实时数据通信的可靠性,实现了EPICS环境下超声流量计的网络化功能。

摘要：固态燃料钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor-Solid Fuel,TMSR-SF1)作为第四代先进核反应堆堆型之一,继承了熔盐冷却剂和球形燃料元件的许多优点和技术基础,具有良好的经济性、设计上的固有安全性、钍铀燃料的可持续性和防核扩散性。本文以10 MW固态燃料钍基熔盐堆为模型,利用MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)和ANSYS Fluent等模拟程序对其进行多物理耦合分析,同时利用C++语言编写了堆芯活性区的物理-热工耦合计算程序,实现了MCNP计算结果与Fluent程序的对接,并且通过对比耦合前后结果,分析了堆芯功率密度分布、有效增殖因子、温度分布等主要参数,为熔盐堆的设计、安全性评估和操作运行提供了参考依据。

摘要：美国国家点火装置(NIF)自2010年投入使用以来,已经进行了约1030发次的惯性约束聚变研究实验.在经历了最初7年多的艰难探索之后,自2017年以来,激光聚变反应输出能量接连突破55 kJ和170 kJ,特别是在2021年8月的实验中, NIF研究团队获得了1.35MJ聚变输出能量的结果,已经接近实现靶点火(target ignition)的门槛. NIF实验数据具有极高的分析价值,近些年来NIF研究团队已经将这些数据用于进一步实验的优化设计、预测产额、矫正模拟等目的.由于NIF实验数据库中大量数据未被公开,我国科研工作者只能从少量已公开数据中了解其实验历程,无法深入分析各阶段NIF实验及各时间节点NIF团队对下一阶段实验设计思路的来源.本文根据NIF实验数据的特点,采用预测平均匹配方法和信赖域方法对NIF实验缺失数据进行了数据还原研究,并且对还原数据进行了可靠性验证.利用还原数据,本文分析了过去十年间不同阶段NIF实验的不同侧重点以及设计思路,并且利用机器学习方法预测了未来NIF实验中的热斑压强.这些结果为我国科研工作者持续跟进并深入理解最新NIF实验结果提供了一种可行的方法,也可以对我国激光聚变点火实验的设计起到借鉴作用.

摘要：开源RISC-V指令集为我国建立自主可控物联网生态提供了重大机遇.然而,物联网设备通常缺乏硬件加固措施,容易遭受物理级的固件篡改攻击,因此保障固件完整性以提高设备安全性至关重要.为此,已有基于安全启动技术的初步探索,但仍存在3个问题:1)传统软件信任根难以保证物理级可靠性;2)主流硬件级安全启动技术被国际芯片厂商掌握,技术未公开且不支持国密算法,无法保证安全自主可控;3)已有基于RISC-V CPU的安全启动研究缺乏对上层固件的校验机制.为解决上述3个问题,首次设计并实现基于国密SM9算法的RISC-V安全启动机制——SeChain.具体而言:1)在RISC-V SoC内部增加了签名计算单元(signature calculation unit,SCU),实现密钥对生成与签名;2)增加了密钥验证单元(key verification unit,KVU),实现验证算法的片内执行及固件完整性验证;3)设计实现基于验证引导的多级安全启动机制,从不可篡改的硬件信任根出发,逐级完成引导程序的完整性校验.基于上述设计,SeChain实现了信任根的不可篡改和安全可信,构造了一个可信的安全启动链,基于国密SM9算法为设备的安全启动和可信执行提供可靠保障.为了验证SeChain的有效性、高效性和可靠性,基于VexRiscv CPU在FPGA硬件平台完成了SeChain仿真验证实验.实验结果表明,SeChain能够有效抵御各类固件篡改攻击,并能对抗信任根攻击,且平均额外时间开销不超过6.47 ***适用于资源受限的IoT设备,在满足安全可信启动的同时,能为国产RISC-V生态的安全自主可控提供有力保障.