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^(60)Co-γ射线辐照预处理聚乳酸改善厌氧发酵性能

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辐射研究与辐射工艺学报 2024年第4期42卷 89-97页

作者：周超李震李灵茜贾文宝凌永生南京航空航天大学核分析技术研究所南京211106 江苏省高校放射医学协同创新中心苏州215031

聚乳酸(PLA)塑料垃圾沼气生产潜力大,但降解速率低,对其进行预处理可以提高其厌氧发酵效率,促进资源化。本文采用^(60)Co-γ射线对聚乳酸塑料杯样品进行辐照预处理,研究吸收剂量为0 kGy、20 kGy、40 kGy和60 kGy的照射下PLA分子结构及... 详细信息

聚乳酸(PLA)塑料垃圾沼气生产潜力大,但降解速率低,对其进行预处理可以提高其厌氧发酵效率,促进资源化。本文采用^(60)Co-γ射线对聚乳酸塑料杯样品进行辐照预处理,研究吸收剂量为0 kGy、20 kGy、40 kGy和60 kGy的照射下PLA分子结构及可溶性物质含量变化,并通过蛋白酶酶解实验和厌氧发酵产气量的变化研究电离辐照对其厌氧发酵性能的影响。结果表明:PLA样品经^(60)Co-γ射线辐照,PLA样品上清液中乳酸含量在0~60 kGy范围内随吸收剂量增加略微上升,样品的分子结构未发生明显改变,但辐照后其分子量和结晶度明显下降;辐照后样品在酶解过程中乳酸浓度和质量损失较未辐照样品有明显提升,其中吸收剂量为60 kGy的PLA样品在第4天的乳酸浓度达到最大值并比未辐照样品高17.4%,其质量损失随时间增加,在第7天比未辐照样品提升68.7%;辐照后的样品厌氧发酵达到产气平衡的时间明显缩短,总产气量提升3.0%。研究结果表明,γ射线辐照作为PLA塑料的预处理技术具有潜在的应用价值,本研究可为PLA塑料的资源化处置提供理论参考。

关键词： 60Co-γ 射线辐照聚乳酸酶解厌氧发酵

γ辐照-腐蚀后硼硅酸盐玻璃的形貌及元素行为

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辐射研究与辐射工艺学报 2024年第2期42卷 42-50页

作者：牛书通王相龙凌永生单卿史潮贾文宝张建东中核四〇四有限公司嘉峪关735100 南京航空航天大学材料科学与技术学院南京211106

硼硅酸盐玻璃是现有综合性能最好的深地处置高放废物固化材料,其辐照稳定性是影响放射性核素向生物圈泄漏的重要因素。对此,在室温下分别以8 kGy和800 kGy的γ射线辐照三组分硼硅酸盐玻璃(NBS),并对辐照后的样品在不同时间下的浸出行为... 详细信息

硼硅酸盐玻璃是现有综合性能最好的深地处置高放废物固化材料,其辐照稳定性是影响放射性核素向生物圈泄漏的重要因素。对此,在室温下分别以8 kGy和800 kGy的γ射线辐照三组分硼硅酸盐玻璃(NBS),并对辐照后的样品在不同时间下的浸出行为展开研究。采用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对实验样品的表面形貌进行分析,利用能量色散X射线谱仪(EDS)分析元素分布,并用电感耦合-等离子体光发射光谱仪(ICP-OES)对溶液元素进行表征。结果表明:γ射线在8~800 kGy的吸收剂量范围内会对硼硅酸盐玻璃的浸出行为产生影响。此外,随着腐蚀时间的延长,玻璃腐蚀效应逐渐覆盖了辐照效应。与8 kGy辐照相比,NBS玻璃样品在800 kGy辐照下的元素行为变化更为明显。在高剂量辐照后,腐蚀对表面形貌的影响更为显著,而腐蚀7 d后NBS玻璃的元素浸出率更高。

关键词： γ 辐照硼硅酸盐玻璃表面形貌元素浸出

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基于可移动中子源的瞬发γ活化成像研究进展

中国无机分析化学 2024年第6期14卷 749-757页

作者：程璨赵冬梁旭文杨晓艳贾文宝夏勋荣顾加雨江苏省计量科学研究院(江苏省能源计量数据中心) 南京210023 南京航空航天大学南京211106 内蒙古自治区计量测试研究院呼和浩特010040

瞬发γ活化成像技术基于瞬发γ射线中子活化分析,结合准直测量或者伴随粒子测量手段,以实现对样品内部中元素位置分布的测量。当前大多数相关研究都是基于大型中子源开展的,这限制了该技术的应用场景,可移动小型化中子源是该技术现场应... 详细信息

瞬发γ活化成像技术基于瞬发γ射线中子活化分析,结合准直测量或者伴随粒子测量手段,以实现对样品内部中元素位置分布的测量。当前大多数相关研究都是基于大型中子源开展的,这限制了该技术的应用场景,可移动小型化中子源是该技术现场应用的必然要求。基于可移动中子源的瞬发伽马活化成像技术按照准直方式可分为基于单孔准直、编码孔准直及伴随粒子测量三类,对其技术原理、研究进展及仍存在的问题进行介绍与讨论。目前的技术在空间分辨率上还需要进一步提升,未来将进一步结合图像处理算法提高成像质量并降低测量时间。

关键词：可移动中子源瞬发伽马射线元素分布成像位置分辨率

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基于生物启发神经网络的核辐射场区全覆盖路径规划

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辐射研究与辐射工艺学报 2024年第1期42卷 85-98页

作者：罗昭锦刘程峰贾文宝单卿史潮张建东黑大千张晓军凌永生南京航空航天大学核分析技术研究所南京211106 江苏省高校放射医学协同创新中心苏州215031 兰州大学核科学与技术学院兰州730000 苏州冠锐信息科技有限公司苏州215008

核辐射场区全覆盖路径规划对于辐射环境下区域作业者的辐射安全有重要意义。本研究基于生物启发神经网络算法,提出一种进行辐射剂量最优控制的全覆盖路径规划算法。首先,利用福岛核电站部分地形以及蒙特卡罗粒子输运程序分别构建模拟核... 详细信息

核辐射场区全覆盖路径规划对于辐射环境下区域作业者的辐射安全有重要意义。本研究基于生物启发神经网络算法,提出一种进行辐射剂量最优控制的全覆盖路径规划算法。首先,利用福岛核电站部分地形以及蒙特卡罗粒子输运程序分别构建模拟核辐射场区的障碍物分布和辐射剂量场,然后,采用Python语言进行算法仿真试验,模拟核辐射场区的每一个栅格定义为一个神经元,建立起生物启发神经网络,将栅格剂量率与神经元活性耦合实现路径规划的辐射剂量最优控制,分别采用单个、4个和8个移动单元进行仿真试验。结果表明:单个移动单元的规划路径在实现100%覆盖率,4%覆盖重复率的同时,能够优先覆盖低剂量区,延后覆盖高剂量区,实现了过程剂量和累积剂量的最优控制。为提高全覆盖的时间效率和获得更低的单体累积剂量,对算法进行多单元协同搜索的改进,结果表明:4单元和8单元仿真的覆盖重复率分别为5.72%和6.29%,1单元、4单元和8单元仿真完成全覆盖时间分别为30 min、9 min和4 min,时间效率成倍提高;最大单体累积剂量分别为4.11×10^(-3)mSv、1.28×10^(-3)mSv和0.85×10^(-3)mSv,也在显著降低。本文提出的算法能实现过程剂量和累积剂量最优控制的全覆盖路径规划,另外算法可以协同规划多单元路径,显著降低单体累积剂量,对辐射环境下区域作业的辐射防护有重要意义。

关键词：生物启发神经网络核辐射场区全覆盖路径规划多单元协同剂量控制

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山杏组织培养研究进展

南方农业 2024年第9期18卷 7-12页

作者：贾文宝何炎红杨甜林涛田春内蒙古农业大学内蒙古呼和浩特010000 内蒙古自治区中医医院内蒙古呼和浩特010000

山杏营养丰富,是很多加工产品的原材料。山杏不仅有生态效应,还有经济价值。组织培养技术是植物种质资源保存、快速繁育与工厂化育苗的重要技术手段。概述了近年来山杏组织培养的研究进展,重点对外植体的选择与灭菌、直接途径培养、间... 详细信息

山杏营养丰富,是很多加工产品的原材料。山杏不仅有生态效应,还有经济价值。组织培养技术是植物种质资源保存、快速繁育与工厂化育苗的重要技术手段。概述了近年来山杏组织培养的研究进展,重点对外植体的选择与灭菌、直接途径培养、间接途径培养、生根培养等方面的研究成果进行了总结,并提出山杏组织培养中存在的问题及需要解决的关键问题。

关键词：山杏组织培养愈伤组织培养途径

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(AlCrTaTiZr)N阻氚涂层制备及其表面氢同位素吸附

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金属学报 2024年

作者：张建东席晓翀凌永生曾繁荣单卿贾文宝南京航空航天大学材料科学与技术学院

在聚变堆中的氚增殖部位，阻氚涂层可以有效阻止氚向包层结构材料扩散，避免材料退化与氚资源的损失。然而，现有涂层（如α-Al2O3、Er2O3等）在辐照等极端环境下的性能受到挑战，高熵涂层被认为是有效的解决途径。本工作采用磁控溅射... 详细信息

在聚变堆中的氚增殖部位，阻氚涂层可以有效阻止氚向包层结构材料扩散，避免材料退化与氚资源的损失。然而，现有涂层（如α-Al2O3、Er2O3等）在辐照等极端环境下的性能受到挑战，高熵涂层被认为是有效的解决途径。本工作采用磁控溅射方法在不同N2流量条件下制备了（AlCrTaTiZr）Nx涂层，并借助XRD、SEM和EDS等手段研究了涂层的晶体结构、微观形貌以及元素含量。结果表明，当未通入N2时，溅射涂层为非晶态金属薄膜；通入N2后形成fcc结构的氮化物薄膜。当N2的流量比RN=15%时，涂层结晶效果最好，与硅基体紧密结合且致密性良好。在实验基础上构建并研究了涂层在服役条件下的氢同位素-表面相互作用问题。首先采用第一性原理并结合特殊准随机结构（SQS）构建了H2分子在（AlCrTaTiZr）N（001）面的吸附模型。随后，计算了不同位点和吸附方式的吸附能，并分析了不同H2覆盖度下稳定吸附对涂层力学性能的影响。结果表明，H2在涂层表面的吸附属于物理吸附。垂直吸附的Hollow位是最稳定的吸附位，且CrTaTiZr构成的Hollow位最为稳定。吸附后（AlCrTaTiZr）N涂层的体积模量B、剪切模量G、剪切模量E、Poisson比ν和B/G均略有下降，表明H2的吸附将导致涂层的强度、硬度以及延展性下降。

关键词：磁控溅射阻氚涂层第一性原理氚吸附力学稳定性

基于中子/瞬发γ射线联合测量的中子剂量监测模拟研究

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同位素 2024年第4期37卷 372-378页

作者：程璨贾文宝顾加雨邢立腾胡尊浩马靖武夏勋荣江苏省计量科学研究院(江苏省能源计量数据中心) 南京210023 南京航空航天大学南京211106 南京中医药大学附属医院(江苏省中医院) 南京210019

辐射场下的中子周围剂量当量率监测具有重要意义,其可以反应核设施运行状况以及辐射防护信息。目前常用的监测仪器为基于单探测器、单慢化体的A-B型剂量当量率仪,其响应曲线与“中子注量-周围剂量当量转换系数”有较大的差异,导致测量... 详细信息

辐射场下的中子周围剂量当量率监测具有重要意义,其可以反应核设施运行状况以及辐射防护信息。目前常用的监测仪器为基于单探测器、单慢化体的A-B型剂量当量率仪,其响应曲线与“中子注量-周围剂量当量转换系数”有较大的差异,导致测量结果误差较大。为提升中子剂量仪测量结果的准确性,对基于中子和瞬发γ射线联合监测中子剂量率开展研究。利用铅块、含硼聚乙烯、有机玻璃和氯化钠组合而成的转换材料,通过蒙特卡罗模拟计算B、H、Cl、Pb、C和O元素对不同能量中子的响应,利用响应曲线结合LB6411型剂量仪的响应曲线进行线性拟合,得到与“中子注量-周围剂量当量转换系数”更为接近的响应曲线。通过差分进化算法计算得到线性拟合系数,结果显示,新的响应曲线在1×10^(-8)~16 MeV能量区间内与h_(φ)响应曲线更贴近,二者的相对偏差在50%之内。联合测量中子与瞬发γ射线对中子周围剂量当量率进行监测可行,为中子剂量仪校准和研发提供了新的方向和支持。

关键词：中子周围剂量当量瞬发γ射线响应曲线差分进化算法

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中子多芯硼管探测器热中子灵敏度检测研究

世界核地质科学 2024年第4期41卷 841-847页

作者：赵国海张荣华李多宏徐争争陈金铸赵冬贾文宝韩叶良国家核安保技术中心北京102401 南京航空航天大学江苏南京210000 华北电力大学北京102206

中子探测器用于测量未知中子辐射场的中子信息时,热中子灵敏度是中子探测器的一项重要参数,需提前对其进行热中子灵敏度的检测,以保证数据的可靠性。此外热中子灵敏度也是中子探测器性能优劣的一个重要指标,指导着探测器的改进和应用。... 详细信息

中子探测器用于测量未知中子辐射场的中子信息时,热中子灵敏度是中子探测器的一项重要参数,需提前对其进行热中子灵敏度的检测,以保证数据的可靠性。此外热中子灵敏度也是中子探测器性能优劣的一个重要指标,指导着探测器的改进和应用。为检测某中子多芯硼管探测器样件的热中子灵敏度,提出一种在非标准中子场下测量热中子灵敏度的实验方法。该方法通过慢化同位素中子源建立含有热中子的中子场,利用活化箔法对探测器所在空间处的热中子注量率进行绝对测量,进而求得该中子探测器的热中子灵敏度。此外,对于不同几何布置下该中子多芯硼管探测器的热中子灵敏度检测结果进行实验分析,确定优选的几何布置。结果表明:该中子多芯硼管具有良好的热中子灵敏度,且测量结果与厂家在标定的结果吻合良好,验证该热中子灵敏度检测方法的可行性与准确性。此实验方法为后续开展探测器的结构设计、优化等提供便利。

关键词：中子探测器热中子灵敏度热中子注量率

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基于瞬发伽马活化分析技术对大体积样品Er元素的测量研究

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铀矿冶 2024年

作者：张镇华庄皓为贾文宝王泽亮张焱程璨南京航空航天大学东华理工大学南京工业大学

在大多数反应堆中，为了增加堆芯寿命和更高的经济效益，考虑在燃料棒中掺入一部分可燃中子毒物来增加其燃耗深度。铒（Er）是一种常见的可燃中子毒物，为了解决这类燃料棒生产过程中Er元素含量的在线监测问题，使用瞬发伽马活化分析技... 详细信息

在大多数反应堆中，为了增加堆芯寿命和更高的经济效益，考虑在燃料棒中掺入一部分可燃中子毒物来增加其燃耗深度。铒（Er）是一种常见的可燃中子毒物，为了解决这类燃料棒生产过程中Er元素含量的在线监测问题，使用瞬发伽马活化分析技术（Prompt Gamma-ray Neutron Activation Analysis, PGNAA）对大体积样品中的Er进行了在线检测研究。利用镅铍（AmBe）同位素中子源和高纯锗搭建试验测量平台，选用氧化铒（Er2O3）作为样品，同时结合MCNP进行模拟计算。测量结果显示，样品的质量和特征峰净面积在经过中子自屏蔽修正后成线性变化关系。该平台对铒元素的质量检测限为24.2 g，相对标准偏差为3.65%，相对误差为3.47%；准确度和精密度受数据统计涨落的影响，后续将对设备进行优化，以增加监测准确度和精密度。研究结果证明了该方法在在线监测的可行性，并为后续使用热中子测量铒元素含量和修正大体积样品中子自屏蔽效应奠定了基础。

关键词：瞬发伽马活化分析同位素中子源镅铍源(AmBe) 质量检测限氧化铒中子自屏蔽校正