摘要：核聚变能是清洁安全的理想能源,是最终可能解决人类能源问题的途径之一。氚是核聚变的关键原料,自然界中存在稀少,如何利用氘-氚聚变反应产生的中子与含有锂的氚增殖剂材料发生核反应制备氚并使之自持是目前聚变工程堆尚待验证的核心关键技术,且是三大难题之一。常用氚增殖剂材料包括液态含锂金属与固态含锂陶瓷,目前示范堆型设计主要考虑选用固态陶瓷增殖剂,包括硅酸锂(Li4SiO4)、钛酸锂(Li2TiO3)、锆酸锂(Li2ZrO3)、氧化锂(Li2O)等,并将增殖剂包层设计为球床结构。欧盟氦冷球床包层(HCPB)和中国氦冷固态包层(HCSB)中均选用Li4SiO4小球为增殖剂材料。根据以往设计经验,中国聚变工程实验堆(CFETR)也优先考虑硅酸锂小球作为氚增殖剂材料。本文总结了传统氚增殖剂的制备技术,包括锂同位素分离技术、小球成型工艺技术和成型过程中相纯度控制。分析对比了国内、国外氚增殖剂的常用方法的差异与优劣。通过比较发现传统制备技术获得的氚增殖剂小球的性能差异不大,且随着对氚增殖剂材料研究的推进,性能要求愈发严苛,不仅需要满足聚变堆内服役力学性能、产氚性能的要求,还应注重氚释放性能与安全性。传统球床结构目前存在诸如装载密度较低、小球易破碎堵塞提氚通道等缺陷,甚至会危及聚变堆安全,故需要开发结构和性能更优的新一代先进的增殖剂材料。本文综述了传统氚增殖剂材料制备技术,同时指出需要开发新型增殖剂材料的理由。重点阐述了新型一体成型多孔氚增殖剂的综合性能优势,并对新型一体成型多孔氚增殖剂材料研究进行了展望。

摘要：中子在探测器中能产生与暗物质粒子(WIMPs)类似的核反冲信号,对于低背景的暗物质直接探测实验,精确测量和排除中子的干扰尤其重要。为测量中国锦屏地下实验室(CJPL)中子本底的通量,研制了高效的、具有很强"中子-伽马"分辨的掺钆液闪快中子探测器。介绍了掺钆液闪中子探测器的研制和性能,包括探测器形状和尺寸的设计,液体闪烁体类型、光电倍增管型号以及液闪容器材料的选择,探测器的伽马能量刻度以及中子与伽马信号的甄别。用Am-Be中子源对探测器进行探测效率刻度,得到阈值为0.2 MeV等效电子能量的中子探测效率为(6.30±0.30)%,满足中国锦屏地下实验室对中子通量测量的要求。

摘要：采用磁控共溅射Ru和MoC靶制备非晶RuMoC薄膜。用四探针仪(FPPT)、X射线光电子能谱仪(XPS)、高分辨率透射电镜(HRTEM)和小角掠射X射线衍射仪(GIXRD)表征不同掺杂组分RuMoC薄膜和不同温度退火态Cu/RuMoC/p-SiOC∶H/Si多层膜系的方块电阻、成分和微观结构。结果表明,通过调控Ru膜中掺入Mo和C元素的含量能够实现RuMoC合金薄膜微结构设计及抑制膜体残余氧含量,且当MoC和Ru靶的溅射功率比为0.5时获得的RuMoCII薄膜综合性能最佳;500℃退火态RuMoC II薄膜中C-Mo和C-Ru化学键均未出现大量断裂,两者协同作用抑制了RuMoC薄膜再结晶和膜体氧含量升高,是Cu/RuMoCII/p-SiOC∶H/Si多层膜系具有高温热稳定性和优异电学性能的主要机制。

摘要：使用蒙特卡罗软件Geant4设计模拟了一套用于核事故等辐射环境监测的反康普顿γ能谱仪.主探测器采用HPGe探测器,选择新型闪烁体晶体LaBr3(Ce)作为次级探测器.利用Geant4对探测器系统进行模拟优化,确定最佳的探测器尺寸和结构.模拟的γ射线能量范围从500到1500keV.结果表明,增加主体LaBr3(Ce)晶体厚度能显著提升康普顿抑制系数,当主体LaBr3(Ce)晶体厚度达到60mm时,提升效果明显减弱;在HPGe探测器的后方添加LaBr3(Ce)晶体也能一定程度提升抑制效果,而在HPGe探测器的前方增加LaBr3(Ce)晶体厚度对康普顿抑制系数的提升非常有限.在最优化条件下模拟测量了放射性核素I-131,Cs-134,Cs-137和K-40,对发射单能γ射线的Cs-137和K-40康普顿抑制效果很好,对存在级联衰变的I-131和Cs-134抑制效果相对较弱.

摘要：用低浓缩铀靶代替高浓缩铀靶辐照进行^(99)Mo、^(131)I等医用放射性核素生产是一个必然的趋势。本文利用输运计算程序DRAGON研究了靶件^(235) U富集度、中子注量率、辐照时间对^(99)Mo、^(131)I、^(90)Sr、^(95)Zr、^(239)Pu等核素比活度变化的影响,以及不同^(235) U富集度下裂变体系组成和总比活度的变化规律。计算结果表明,本文考察的10余种核素比活度的变化随辐照时间的不同而有所不同,其中^(99)Mo、^(131)I、^(147) Nd和^(133) Xe等核素的比活度可快速达到饱和,^(89) Sr、^(103) Ru、^(95) Zr和^(141) Ce等缓慢达到饱和,而^(99)Tc、^(85) Kr和^(90)Sr、^(239)Pu在计算时间内达不到饱和,但所有核素的比活度随时间的变化趋势与靶件^(235) U富集度无关;^(99)Mo、^(131)I、^(90)Sr、^(95)Zr等核素的比活度均随靶件^(235) U富集度提高而增加,而^(239)Pu比活度则随着靶件富集度的减少而显著增加,提示改用低浓缩铀靶进行^(99)Mo、^(131)I等医用放射性核素生产时应特别关注^(239) Pu带来的影响;核素比活度随中子注量率的增加而线性增加,且斜率基本相同;靶件辐照时间的改变不会明显影响裂变体系的组成,在低浓缩铀(^(235) U含量≤20%)区域,靶件^(235) U富集度对裂变体系的组成影响很小。

摘要：卷积/积分(Convolution/Superposition,CS)算法是精度仅次于蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)的光子线剂量计算算法。该算法的计算速度远远快于蒙特卡罗算法,但仍不能完全满足临床放射治疗要求。借助单颗图形显卡GPU(Tesla C1060)对CS算法进行加速后,与传统的CPU串行计算相比,计算速度可以提高60倍,单野计算时间达到1 min左右,能适用于简单的三维适形计划(3DCRT),但无法满足调强放射治疗计划(Intensity Modulated Radiation Therapy,IMRT)的速度要求。本文通过设计"CPU+多GPU"异构模型加速方案,探讨使用不同GPU个数的加速情况。结果表明:CS算法加速倍数与GPU使用个数并非呈线性关系,通过合理选择GPU的使用数量和程序代码优化可达到相关计算的速度要求;基于中高端的Tesla C2015 GPU,采用"CPU+7个GPU"模型的CS算法,单野计算时间缩减到9 s,与单用CPU相比能提高207倍,可满足临床调强计划设计要求。

摘要：以KMnO_4为原料合成了水合二氧化锰(HMO),采用XRD、BET、TG-DTA和FT-IR对HMO进行了表征。在此基础上,研究了各实验条件对HMO吸附Co^(2+)的影响,并将其用于含60 Co废水的实际处理研究。结果表明:HMO对溶液中的Co^(2+)具有良好吸附能力,在pH=7、T=298K条件下,其最大吸附量达132.98mg/g;溶液pH值能显著影响Co^(2+)在HMO上的吸附,在实验pH值范围内,吸附量随pH值增大而增加;在钴初始浓度相同的条件下,吸附量随温度升高而增加;Na^+、K^+、Mg^(2+)、Ca^(2+)、Zn^(2+)、Fe^(3+)等离子的存在对HMO吸附Co^(2+)具有一定影响。HMO对Co2+的吸附过程符合准二级动力学模型(R2>0.99),推测吸附过程中可能存在一定的化学吸附;吸附热力学行为可用Langmuir等温吸附方程进行描述(R2>0.99),表明Co^(2+)在HMO上为单分子层吸附;由吸附热力学数据ΔH=46.96kJ/mol、ΔG=-26.09kJ/mol可知,此吸附行为是自发进行的吸热反应。另外,在实际处理含60 Co废水的动态柱实验中,HMO对初始放射性浓度为2.78×105 Bq/L的60Co废液的去除率可达56.90%。

摘要：在深入分析现有的边标志算法的基础上 ,提出一种适用于图像处理的区域填充算法 在图像处理中 ,经轮廓跟踪得到的轮廓点是目标区域内的像素 ,这与边标志算法的边界像素的约定不一致 文中算法利用轮廓点与其前后邻点的相对位置关系将轮廓点分为极点和非极点 ,再对扫描线上的非极点进行两两配对和填充 在具有较高运算效率的同时 。

摘要：作者介绍了一种自主开发的医学图像可视化系统,并详细讨论了其相关核心技术.该系统通过DICOM3.0接收来自CT,MRI等成像设备的图像,并对CT,MRI等医学图像进行二维和三维可视化和各种交互操作.运行结果表明,该系统可广泛应用于临床诊断、远程诊断及手术模拟等领域.

摘要：在弧形调强放射治疗的治疗计划设计中,由于包含有很多照射方向,调强最优化的射束元矩阵计算需要很大的计算量和存储量,为提高计算效率常使用简化剂量计算模型计算射束元矩阵,因此有必要研究简化模型对治疗计划质量产生影响。对一个模拟例子和一个临床实例,使用没考虑散射效应的原射线剂量计算模型计算射束元矩阵,由此进行最优化计算。在得到最优化强度分布后,通过比较原射线剂量计算模型和微分卷积剂量计算模型得到的剂量分布,研究了不同射束数目条件下,使用简化剂量计算模型计算射束元剂量矩阵对最终的剂量分布质量的影响。结果表明,在射线束很多的情况下(对应弧形调强照射),用简化的剂量计算模型,即不考虑散射来计算射束元剂量矩阵,会导致靶区剂量分布的质量大大低于预期的剂量分布质量,因此,弧形调强放射治疗的最优化计算中,有效考虑散射的影响是必要的。