检索结果-南通市图书馆

点扫描碳离子束流模型的蒙特卡罗模拟与验证的初步研究

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中华放射医学与防护杂志 2022年第6期42卷 464-469页

作者：董思学夏晓彬盛尹祥子中国科学院大学中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 上海市质子重离子医院上海市质子重离子放射治疗工程技术研究中心放射物理科 201315

目的:使用蒙特卡罗程序FLUKA建立点扫描碳离子束流模型并对其进行验证。方法:使用FLUKA建立同步加速器碳离子束流治疗头的几何模型,匹配实验测量数据中的单能标称能量、高斯能谱分布、初始束斑大小以及束流的角分布等各项参数;利用治疗... 详细信息

目的:使用蒙特卡罗程序FLUKA建立点扫描碳离子束流模型并对其进行验证。方法:使用FLUKA建立同步加速器碳离子束流治疗头的几何模型,匹配实验测量数据中的单能标称能量、高斯能谱分布、初始束斑大小以及束流的角分布等各项参数;利用治疗计划系统生成碳离子束流治疗计划,通过γ分析比较FLUKA束流模型与治疗计划系统输出的剂量分布差异,验证该模型的准确性。结果:单能碳离子束流的深度剂量分布差异均在0.1 mm之内,束斑大小最大差异为0.17 mm;对于每个靶区,2 mm/2%标准下的2D-与3D-γ通过率均在95%以上。结论:基于蒙特卡罗程序FLUKA实现了点扫描碳离子束流输运过程的精准模拟。该模型能够用于临床治疗计划的模拟验证,并进一步应用于新型粒子治疗设备在开发阶段的模拟以及生物有效剂量的计算。

关键词：蒙特卡罗模拟点扫描碳离子束流剂量分布验证

超临界水氧化技术及其在放射性废物处理的应用

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工业水处理 2022年第9期42卷 38-45页

作者：秦强夏晓彬李世斌王帅中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

超临界水氧化技术(SCWO)自1980年被提出以来得到了快速的发展,在废物处理、尤其是有机危废的处理上发挥了重要的作用。从超临界水自身的特性出发,系统地介绍了SCWO的特点,并从基础研究进展、技术应用领域、关键技术难题及其解决方案等... 详细信息

超临界水氧化技术(SCWO)自1980年被提出以来得到了快速的发展,在废物处理、尤其是有机危废的处理上发挥了重要的作用。从超临界水自身的特性出发,系统地介绍了SCWO的特点,并从基础研究进展、技术应用领域、关键技术难题及其解决方案等方面综述了SCWO的发展历程,重点对SCWO在放射性废物处理领域的研究和应用进行了总结和分析。针对目前SCWO工艺的废水增容问题,指出了废水最小化的建议,提出通过提高现有SCWO体系的氧化容量和提高SCWO工艺过程中水的利用率实现废水减容的措施。

关键词：超临界水氧化放射性有机废物废水最小化

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熔盐堆冷却盐回路剂量场分布与设备屏蔽

原子能科学技术 2022年第11期56卷 2422-2430页

作者：李长园夏晓彬蔡军张志宏王建华钱治成陈德锋谢贵英中国科学院上海应用物理研究所上海201800

液态燃料熔盐堆采用熔盐作为冷却剂,熔盐换热器置于反应堆堆芯内,冷却盐流经堆芯熔盐-熔盐换热器时被堆芯中子活化产生放射性,放射性核素随冷却盐从堆芯流出进入冷却盐回路工艺房间对周围环境和设备产生辐射影响。对冷却盐活化过程进行... 详细信息

液态燃料熔盐堆采用熔盐作为冷却剂,熔盐换热器置于反应堆堆芯内,冷却盐流经堆芯熔盐-熔盐换热器时被堆芯中子活化产生放射性,放射性核素随冷却盐从堆芯流出进入冷却盐回路工艺房间对周围环境和设备产生辐射影响。对冷却盐活化过程进行分析,给出相应的计算公式,采用公式给出的计算结果与ORIGENS程序计算结果的相对偏差最大为2.92%,两种方法计算结果相吻合,表明对冷却盐回路活化产生的放射性核素的计算推导过程合理可行。冷却盐工艺房间辅助设备所在位置屏蔽前最大吸收剂量率为45.7 mGy/h,不能满足设备整个寿期300满功率天耐辐照剂量低于50 Gy的限值要求,通过在辅助设备与冷却盐主泵回路之间设置30 cm厚的混凝土屏蔽墙可将辅助设备所在位置的吸收剂量率降低至7 mGy/h以下,从而满足辅助设备的辐射防护要求。

关键词：冷却盐回路中子活化剂量率分布屏蔽设计

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金刚石中子探测器结构的模拟研究

核技术 2023年第7期46卷 61-68页

作者：任欢张志宏夏晓彬蔡军中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

金刚石材料具有优异的耐高温、抗辐照性能,用其制作的辐照探测器在反应堆等苛刻环境下具有很好的应用前景。在分析金刚石中子探测器的结构和工作原理的基础上,使用MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)模拟程序构建了金刚石中... 详细信息

金刚石材料具有优异的耐高温、抗辐照性能,用其制作的辐照探测器在反应堆等苛刻环境下具有很好的应用前景。在分析金刚石中子探测器的结构和工作原理的基础上,使用MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)模拟程序构建了金刚石中子探测器的物理模型,考虑探测器用于2 MWt液态燃料钍基熔盐试验堆(Thorium Molten Salt experimental Reactor-Liquid Fueled,TMSR-LF1)辐射场中,计算中子转换层(6LiF、10B)厚度、金刚石厚度、γ甄别阈值对探测器的中子探测效率、γ探测效率以及n/γ抑制比的影响。结果表明:6LiF更适合在中子、γ混合场中用作中子转换层;随着6LiF厚度增加,中子探测效率先增大后减小,6LiF的最优厚度为25μm;金刚石厚度增大会导致探测器的n/γ甄别性能下降,可以采用设置γ甄别阈值的方法解决金刚石层过厚时带来的γ干扰过大的问题,使探测器达到对γ不灵敏的要求。模拟研究工作获得了探测器结构参数对探测器性能的影响规律,对探测器后续的制作和研究具有指导意义。

关键词：金刚石中子探测效率中子转化层 MCNP6 n/γ甄别

GH3535合金表面渗铝层原位氧化工艺研究

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核技术 2023年第5期46卷 43-50页

作者：梁超飞刘卫张东勋王韡王军夏晓彬中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049 上海应用技术大学上海201400

高温工况下钍基熔盐堆中存在氚泄漏的风险,建立氚渗透屏障涂层有助于应对这一问题。采用包埋渗铝和原位氧化工艺,在GH3535合金表面制备了Al2O3/Ni-Al复合阻氚涂层,重点分析了氧化温度和真空度对氧化铝薄膜微观结构的影响。利用掠入射X... 详细信息

高温工况下钍基熔盐堆中存在氚泄漏的风险,建立氚渗透屏障涂层有助于应对这一问题。采用包埋渗铝和原位氧化工艺,在GH3535合金表面制备了Al2O3/Ni-Al复合阻氚涂层,重点分析了氧化温度和真空度对氧化铝薄膜微观结构的影响。利用掠入射X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对氧化铝薄膜表面及截面的微观形貌、相构成进行了实验分析。实验结果表明:低氧分压能降低氧化铝薄膜的形成速度,促进形成更致密、表面平整的薄膜;高的氧化温度有利于形成α相氧化铝及更厚的氧化铝薄膜,但会大大增加表面缺陷。1.2 Pa真空度气氛、850℃氧化温度、72 h氧化时间是较优的原位氧化工艺参数,可以在GH3535合金基体表面获得性能较好的氧化铝薄膜,其相结构为γ和α相,厚度约为0.8μm,且表面致密无缺陷。

关键词：钍基熔盐堆氚控制渗铝层原位氧化氧化铝薄膜

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中国女性参考人体素模型的开发

辐射防护 2013年第6期33卷 343-348,354页

作者：盛尹祥子刘立兴夏晓彬中国科学院上海应用物理研究所上海201800

利用分割后的中国女性虚拟人体数据集,建立可视化人体模型,通过校正人体模型的身高、体重和器官/组织质量,从而建立用于辐射剂量学计算的中国女性参考人体素模型。校正后的模型身高和体重与中国成年女性参考人数据完全一致,器官质量与... 详细信息

利用分割后的中国女性虚拟人体数据集,建立可视化人体模型,通过校正人体模型的身高、体重和器官/组织质量,从而建立用于辐射剂量学计算的中国女性参考人体素模型。校正后的模型身高和体重与中国成年女性参考人数据完全一致,器官质量与参考人数据基本一致。再利用MCNPX粒子输运程序对校正前后的两个模型进行模拟,计算了外照射中子剂量转换系数,并将校正后模型的计算结果与ICRP参考人体素模型的计算结果进行了比较。总体上,器官剂量当量和有效剂量与ICRP参考人数据趋势符合较好,但是由于模型之间的差异,不同的胸腔厚度,器官相对位置等因素导致器官剂量当量有较大差异,有些差异甚至达到50%以上。

关键词：器官剂量当量有效剂量体素模型中国参考人

10-MWt固态钍基熔盐堆乏燃料贮存系统临界安全影响分析

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核技术 2015年第5期38卷 86-91页

作者：田金夏晓彬彭超张志宏中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区上海201800 中国科学院大学北京100049

10-MWt固态钍基熔盐堆(Thorium-based Molten Salt Reactor-Solid Fuel,TMSR-SF)使用TRISO(Tri-structural isotropic)颗粒燃料元件,并采用熔融氟盐作为一回路冷却剂,附着在燃料元件上的熔盐有可能影响系统反应性。因此,需要分析在燃料元件的贮存过程中熔盐附着燃料元件对贮存临界安全的影响。使用SCALE6.1的TRITON(Transport Rigor Implemented with Time-dependent Operation for Neutronic depletion)模块对TMSR-SF堆芯建模并进行燃耗计算,使用MCNP对乏燃料贮存系统进行临界计算。分别考虑熔盐浸渗球形燃料元件和熔盐包覆在球形燃料元件表面两种典型情况下,熔盐附着对贮存系统反应性的影响。针对乏燃料贮存系统,以浸渗最大量,即熔盐体积是石墨体积的13.9%为前提,临界计算结果表明,熔盐浸渗入石墨基体贮存系统的反应性比熔盐包覆在球形燃料元件表面的贮存系统的反应性要大5%;与没有熔盐附着的情况相比,有熔盐附着的情况下贮存系统反应性要大15%。对乏燃料贮存系统的临界安全分析可知,两种典型的熔盐附着模型对贮存系统的反应性存在一定的影响,但无论是熔盐浸渗还是包覆,贮存系统仍处于次临界,意味着贮存系统在正常工况下是安全的。

关键词：钍基熔盐堆乏燃料元件熔盐浸渗临界计算临界安全分析

模拟放射性氟化物废物的磷酸盐玻璃固化（英文）

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Science China Materials 2016年第4期59卷 279-286页

作者：孙亚平夏晓彬乔延波包良满马洪军刘学阳钱正华 Shanghai Institute of Applied Physics Chinese Academy of SciencesShanghai 201800China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

熔盐堆的运行和乏燃料的处理都不可避免地产生放射性氟化物废物.不同于传统堆产生的氧化物废物,这些氟化物废物大多以颗粒、粉末等分散形式存在,且具有腐蚀、化学稳定性差、易潮解等特点,所以其处理处置有赖于新技术新工艺的研究.本文... 详细信息

熔盐堆的运行和乏燃料的处理都不可避免地产生放射性氟化物废物.不同于传统堆产生的氧化物废物,这些氟化物废物大多以颗粒、粉末等分散形式存在,且具有腐蚀、化学稳定性差、易潮解等特点,所以其处理处置有赖于新技术新工艺的研究.本文分别选取铁磷酸盐(IP)玻璃和钠铝磷酸盐(NaAlP)玻璃固化模拟碱金属氟化物,并用X射线衍射分析、拉曼光谱和产品一致性检验方法对其结构和抗浸出性进行了测试.实验表明模拟氟化物在两种玻璃中的溶解度都很高(40 mol%以上),NaAlP玻璃固化体中碱金属浸出率较高,这和其玻璃基材含有较多的Na有关,且拉曼光谱显示其结构中的磷氧四面体含有不稳定的Q^3单元,而IP玻璃固化体对所有元素的浸出率都低于1 g m^(-2) day^(-1),故对固化熔盐堆产生的碱金属氟化盐有很大的潜在研究价值.

关键词： radioactive waste alkali fluoride iron phosphate glass sodium aluminophosphate glass

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石英光纤束损监测系统在SXFEL上的应用

核技术 2023年第5期46卷 35-42页

作者：吴亚龙夏晓彬王光宏许文贞李哲夫张斌团中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049 中国科学院上海高等研究院上海200120

上海软X射线自由电子激光装置(Soft X-ray Free-Electron Laser facility,SXFEL)是我国第一台X射线相干光源,为了对其波荡器线束流损失进行监测,设计安装了一套基于切伦科夫辐射理论的石英光纤束损监测系统。由于石英光纤对高能γ射线... 详细信息

上海软X射线自由电子激光装置(Soft X-ray Free-Electron Laser facility,SXFEL)是我国第一台X射线相干光源,为了对其波荡器线束流损失进行监测,设计安装了一套基于切伦科夫辐射理论的石英光纤束损监测系统。由于石英光纤对高能γ射线不敏感,适应在SXFEL高辐射场环境中安装使用。该束损监测系统响应速度极快,覆盖整个波荡器线约180 m长区域,能够对整个波荡器沿线束流损失进行实时连续监测。本文介绍了该光纤束损监测系统原理与组成,按应用需求进行了系统位置标定与光纤衰减系数测量等实验,并在实际调束过程中考察了该系统的应用情况。结果表明:该系统具有良好的位置分辨能力,在上游位置分辨能力约为0.2 m,能够满足工作人员调束需求。

关键词： SXFEL 束流损失监测光纤 YAG 位置标定衰减系数