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中国散裂中子源靶站重要部件的辐照损伤计算与分析

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物理学报 2011年第5期60卷 194-201页

作者：于全芝殷雯梁天骄中国科学院物理研究所散裂中子源靶站谱仪工程中心北京凝聚态物理国家重点实验室北京100190

本文采用高能粒子输运程序MCNPX2.5.0,对中国散裂中子源(CSNS)靶站重要部件所使用的钨、SS316不锈钢与Al-6061等材料,由于中子与质子辐照所引起的损伤能量截面与原子离位截面进行了计算,对钨靶体、靶的不锈钢容器、慢化器与反射体的铝... 详细信息

本文采用高能粒子输运程序MCNPX2.5.0,对中国散裂中子源(CSNS)靶站重要部件所使用的钨、SS316不锈钢与Al-6061等材料,由于中子与质子辐照所引起的损伤能量截面与原子离位截面进行了计算,对钨靶体、靶的不锈钢容器、慢化器与反射体的铝容器等部件的辐照损伤量——原子离位次数(displacement pe ratom,DPA)进行了计算与分析,并给出了质子束斑形状对靶体及靶容器DPA峰值的影响.这些计算与分析对正在建设的中国散裂中子源靶站的设计及参数选择具有重要的实际意义.

关键词：中国散裂中子源损伤能量截面原子离位截面 DPA

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多晶材料X射线衍射定量分析的多项式拟合法

光谱学与光谱分析 2004年第2期24卷 248-250页

作者：于全芝宋连科迟艳玲范树海李国华曲阜师范大学激光研究所山东曲阜273165 烟台电视大学物理系山东烟台264000

提出了多晶材料X射线衍 (XRD)射定量分析的多项式拟合法 ,该方法将数学函数模型与计算机技术相结合 ,在建立衍射峰数学函数模型的基础上 ,利用计算机软件对谱线进行多项式全谱拟合 ,分析实验获得的XRD图谱 ,并求得各衍射峰的积分强度 ,... 详细信息

提出了多晶材料X射线衍 (XRD)射定量分析的多项式拟合法 ,该方法将数学函数模型与计算机技术相结合 ,在建立衍射峰数学函数模型的基础上 ,利用计算机软件对谱线进行多项式全谱拟合 ,分析实验获得的XRD图谱 ,并求得各衍射峰的积分强度 ,从而精确求出混合试样中各相物质的重量分数。文章主要工作包括 3部分 :1 根据混合物的粉末衍射谱是各组成物相的粉末谱的权重叠加 ,各相的权重因子是与该相在混合物中的体积或重量分数有关的事实 ,建立全谱多项式拟合理论 ,找出各相的权重因子 ,进而求出其重量分数 ;2 数据采集与分析 ,给出了数据的处理方法及步骤 ;3 对定量分析的结果进行了比较讨论。该方法简化了数据处理的过程 ,提高了分析结果的精度。

关键词：多晶材料 X射线衍射定量分析多项式拟合法全谱拟合重量分数

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X射线粉末衍射物相分析的全谱拟合法

X射线粉末衍射物相分析的全谱拟合法

作者：于全芝曲阜师范大学

学位级别：硕士

X射线衍射术(XRD)可用于物质的相分析，即用于判别样品的晶体结构，晶体的完善性，晶态或是非晶态等等，从而鉴别样品是由哪些物相组成以及各个物相的含量，此即为物相定性、定量分析。过去对粉末衍射谱所做的分析总是用它的局部数据，... 详细信息

X射线衍射术(XRD)可用于物质的相分析，即用于判别样品的晶体结构，晶体的完善性，晶态或是非晶态等等，从而鉴别样品是由哪些物相组成以及各个物相的含量，此即为物相定性、定量分析。过去对粉末衍射谱所做的分析总是用它的局部数据，如一个或若干个衍射峰的位置、积分强度、峰宽和线形，造成实验难度大和测试结果不精确等结果。近十几年来，随着仪器分辨率的提高和衍射数据处理新方法的引入，粉末衍射的应用领域得到极大的拓展。Rietveld全谱拟合这一数据处理的新思想与计算机技术相结合，能够成功地提取衍射谱中所包含的多种信息，成为物相分析的最新进展。本论文主要对XRD的仪器设备情况及数据采集处理情况作了全面探讨，并对Rietveld全谱拟合物相定性定量分析法的实用性做了分析与验证，在物相分析过程中提出了自己的见解。全文概括起来包括以下几个方面的内容：第一章主要介绍了粉末衍射物相分析的发展概况，以及对这一课题进行研究的重要意义。第二章首先介绍了晶体学的相关知识，阐述了X射线衍射的布拉格定律;然后从电子、原子、晶胞、理想小晶体与实际小晶体的散射层层展开，讨论了X射线经过晶体时与之发生的相互作用;最后扼要介绍了Rietveld全谱拟合的基本理论。为做全谱拟合，对实验谱提出了高分辨和高准确的要求，衍射仪法只有在仪器经过精心调整，恰当选择实验参数之后，方能显示它的优点。第三章从衍射仪的基本构造出发，结合BDX90衍射仪的具体操作方法，给出了多晶粉末衍射仪的实验技术及各注意事项．其中包括实验条件的准备、光路调整、实验参数的选择、样品的制备及图谱的预处理等，为做全谱拟合物相分析作好准备。当前用来进行定性分析的各种方法，大都采用PDF卡片索引。在第四章中，首先给出了定性分析的基本原理，并介绍了目前国际上通用的PDF卡片及各种索引方法，主要包括字母索引和数值索引，该索引主要是利用晶体的d值排序确定物相组成的，所做的工作就是对大量的d 摘要第2页值的数据索引与比较。该方法比较准确，但一个明显的不足就是出现大量的干扰项，而且数据对照比较繁琐。我们除了应用叩F卡片索引的这两种索弓w，还振据BDX90提供的软件系统，应用了“综合索弓卜这一．更加便利的方法。它采用衍射图寻峰得到的结果，将d值按大小一字排开，除了应用数据比较外，同时还可以应用d值图比较和20图比较。退过实验图谱和PDF卡片的d值图和20图比较，可使卡片索引变得直观明了，很容易即可排除干扰项的影响，而且使物相判别更加准确。本章最后以单相试样和混合试样为例，给出了物相定性分析的完整步骤及＆单流程介绍。国内外相关资料表明，传统的定量分析方法主要有内标法、增量法、外标法、K值法、绝热法、方程组法及各种改进或变体的方法。这些方法的村料选择、实验条件及计算条件大都比较苛刻。R i e t yeld全谱拟合则采用步进扫描获取衍射数据的方法，并与计算机技术相结合，使数据处理过程简化而且精度较高。第五章从 Rietveld全谱拟合的基本理论出发，通过步进扫描获取高分辨的衍射谱线及大量的数据组， —－·’””—”———””－－—”＠利用相关软件对所得数据进行平移、减背景等处理，通过对各衍射峰形进行多次谱线拟合，我们给出各个衍射峰的数学函数模型并求得各衍射峰的“净”积分强度;文章根据第四章定性分析得到的晶体的宏观对称性计算了每一晶体在每一晶面的多重性因子及晶胞内各个原子的坐标;对散射因子的计算，我们采用了一个比较理想的模型，即轻质原子以类氢原子处理;重原子的电子则是按电子分布规律在其主量子轨道上运行，忽略了主量子轨道的能级分裂及电子自旋。通过运算不同能态的电子波函数在每个主量子轨道上所占几率，我们得到了重原子在不同方向上的散射困子。本章最后给出了实验条件、数据采集与处理及计算过程中出现的误差及其分析，这为进一步完善实验条件，改进计算方法和理论模型指明了方向。

关键词： X射线粉末衍射积分强度类氢原子衍射峰数据采集处理拟合曲线仪器分辨率实验条件衍射仪射线管

利用光核反应对激光等离子体中超热电子温度诊断的理论研究

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物理学报 2013年第7期62卷 127-132页

作者：赵家瑞于全芝梁天骄陈黎明李玉同国承山山东师范大学物理与电子科学学院济南250014 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室光物理重点实验室北京100190

超短超强激光与等离子体相互作用可以产生高能的超热电子,利用光核反应的方法可以对这部分超热电子的温度进行诊断.本文通过粒子输运程序(MCNP),模拟了超热电子通过轫致辐射产生γ光子,γ光子再分别与63Cu,107Ag,12C等活化材料发生光核... 详细信息

超短超强激光与等离子体相互作用可以产生高能的超热电子,利用光核反应的方法可以对这部分超热电子的温度进行诊断.本文通过粒子输运程序(MCNP),模拟了超热电子通过轫致辐射产生γ光子,γ光子再分别与63Cu,107Ag,12C等活化材料发生光核反应的物理模型,并根据核素的活化截面数据,计算了不同活化片的放射性活度,得到了11C/62Cu,11C/106Ag活度比与电子温度关系曲线,采用理论模拟的方法实现了激光等离子体产生的超热电子的温度诊断.

关键词：超热电子轫致辐射光子光核反应 MCNP程序

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Thomson散射诊断技术的新进展

物理 2004年第6期33卷 446-451页

作者：于全芝李玉同张杰中国科学院物理研究所

Thomson散射是一种主动而无干扰地对等离子体进行诊断的方法 .它能够以较高的时空分辨率测量等离子体的参数 ,如电子与离子温度、密度以及等离子体的膨胀速度、电离程度、热流等参数 .文章从Thomson散射基本概念出发 ,介绍了Thomson散... 详细信息

Thomson散射是一种主动而无干扰地对等离子体进行诊断的方法 .它能够以较高的时空分辨率测量等离子体的参数 ,如电子与离子温度、密度以及等离子体的膨胀速度、电离程度、热流等参数 .文章从Thomson散射基本概念出发 ,介绍了Thomson散射诊断方法在研究激光与等离子体相互作用中的重要意义 ,并分别介绍了近年来Thomson散射诊断技术的新进展 ,如对高Z等离子体、两种离子种类的等离子体、多种形态等离子体以及高密度等离子体的研究 .

关键词：激光等离子体 Thomson散射等离子体参数等离子体诊断时空分辨率惯性约束核聚变

高能中子诱发半导体器件产生单粒子翻转的模拟计算

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中国科学：物理学、力学、天文学 2014年第5期44卷 479-485页

作者：于全芝胡志良殷雯梁天骄北京凝聚态物理国家重点实验室中国科学院物理研究所北京100190 中国科学院高能物理研究所北京100149

随着半导体及电子工艺技术的迅速发展,器件向着小尺度、低电压、低电荷、高集成度迈进,大气中子对航空及地面的电子系统造成的单粒子效应越来越显著.本文采用PHITS2.24蒙特卡罗程序及其事件发生器功能,借助于核反应模型与截面数据,验算... 详细信息

随着半导体及电子工艺技术的迅速发展,器件向着小尺度、低电压、低电荷、高集成度迈进,大气中子对航空及地面的电子系统造成的单粒子效应越来越显著.本文采用PHITS2.24蒙特卡罗程序及其事件发生器功能,借助于核反应模型与截面数据,验算了描述器件发生单粒子翻转能力的MBGR参数,并采用大气高能中子能谱,对SRAM器件的单粒子翻转率进行了计算与分析.这为我们今后模拟大气中子产生的各类单粒子效应提供了基本方法,也为将来开展相应的辐照实验提供了理论基础.

关键词：高能中子单粒子翻转 PHITS程序 SRAM单元

高能质子在散裂靶中的能量沉积计算与实验验证

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物理学报 2021年第5期70卷 83-89页

作者：周斌于全芝胡志良陈亮张雪荧梁天骄散裂中子源科学中心东莞523803 中国科学院物理研究所北京100190 中国科学院近代物理研究所兰州730000

高能质子在散裂靶中的能量沉积是散裂靶中子学研究的重要内容之一,准确掌握高能质子在散裂靶中引起的能量沉积分布与瞬态变化是开展散裂靶热工流体设计的重要前提.本文采用MCNPX,PHITS与FLUKA三种蒙特卡罗模拟程序,计算并比较了高能质... 详细信息

高能质子在散裂靶中的能量沉积是散裂靶中子学研究的重要内容之一,准确掌握高能质子在散裂靶中引起的能量沉积分布与瞬态变化是开展散裂靶热工流体设计的重要前提.本文采用MCNPX,PHITS与FLUKA三种蒙特卡罗模拟程序,计算并比较了高能质子入射重金属铅靶、钨靶的能量沉积分布及不同粒子对总能量沉积的占比贡献;针对高能质子入射金属钨靶的能量沉积实验数据空白,采用热释光探测器阵列测量了250 MeV质子束入射厚钨靶的能量沉积分布,实验结果表明蒙特卡罗模拟程序在散裂靶中能量沉积的计算结果具有较高的可靠性.

关键词：能量沉积高能质子散裂靶蒙特卡罗程序

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用液晶透镜改进的望远镜腔激光器性能分析

激光技术 2001年第4期25卷 275-278页

作者：于全芝李国华曲阜师范大学激光研究所曲阜273165

借助于普通望远镜腔激光器的结构及其性能 ,利用液晶透镜的调焦、选模特性 ,提出了构造液晶望远镜腔激光器的设想 ,并从理论上验证了其存在的可能性 ,最后分析了该类型激光器的显著优点。

关键词：液晶透镜基模选模望远镜腔激光器

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中国散裂中子源多功能反射谱仪屏蔽设计

物理学报 2014年第15期63卷 68-76页

作者：沈飞梁泰然殷雯于全芝左太森姚泽恩朱涛梁天骄兰州大学核科学与技术学院兰州730000 中国科学院物理研究所北京100190 中国科学院高能物理研究所北京100049 南开大学物理系天津300071

本文介绍了利用蒙特卡罗粒子输运程序MCNPX2.5.0进行中国散裂中子源多功能反射谱仪屏蔽设计的屏蔽需求、辐射源项、计算方法和设计结果等内容.在计算中考虑慢化器泄漏源项、中子导管损失源项等不同辐射源项,使用分步计算和源项角度偏移... 详细信息

本文介绍了利用蒙特卡罗粒子输运程序MCNPX2.5.0进行中国散裂中子源多功能反射谱仪屏蔽设计的屏蔽需求、辐射源项、计算方法和设计结果等内容.在计算中考虑慢化器泄漏源项、中子导管损失源项等不同辐射源项,使用分步计算和源项角度偏移、源项能量偏移、几何分裂等多种减方差方法,在保证计算结果精度的同时提高计算速度.在谱仪束线传输段、第二中子开关、散射室等的屏蔽计算中,通过比较了不同条件下的所需屏蔽确定最终屏蔽设计,确保谱仪屏蔽外人员可到达区域的剂量低于安全限值2.5μSv/h.

关键词：屏蔽设计 MCNPX 中国散裂中子源多功能反射谱仪