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激光技术在天基成像中的应用进展

航天器工程 2024年第4期33卷 108-116页

作者：张靖鹏胡海鹰董磊郑珍珍陈起行夏明颜九妹喻珮珮中国科学院微小卫星创新研究院上海201304 上海微小卫星工程中心上海201304

针对高轨目标的精细特征识别、亚厘米级空间碎片的探测、全天时全天域成像的主动成像等需求,对目前3类采用激光技术的天基成像手段包括激光雷达三维成像技术、逆合成孔径激光雷达(ISAL)成像技术、激光主动照明成像技术的工作原理、成像... 详细信息

针对高轨目标的精细特征识别、亚厘米级空间碎片的探测、全天时全天域成像的主动成像等需求,对目前3类采用激光技术的天基成像手段包括激光雷达三维成像技术、逆合成孔径激光雷达(ISAL)成像技术、激光主动照明成像技术的工作原理、成像性能、优势、应用发展现状进行了对比和总结归纳。对于几类天基激光成像手段,其关键技术均包括了发展小型化高功率激光器,以增强成像的信噪比和成像距离,此外,对于三维激光成像和ISAL成像技术,需要发展大面阵探测器的技术,来提高其成像的视场。总结目前的各类成像手段,ISAL是目前对天基远距离目标逆光成像的唯一手段,具有极大的发展潜力,但在应用时需要考虑逆光条件下的目标跟踪捕获,未来天基应用可以考虑采用逆合成孔径微波雷达技术(ISAR)进行视场引导跟踪。

关键词：激光技术天基态势感知精细特征识别空间碎片

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盐湖卤水萃取法提锂的研究进展

应用化学 2024年第6期41卷 800-812页

作者：张建锋吴辉勇杨良嵘中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室北京100190 上饶师范学院化学与环境科学学院上饶334001 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院景德镇333403

随着全球锂电行业的迅猛发展,作为原材料的锂需求量也日益攀升。盐湖卤水中蕴含着丰富的锂资源,但浓度低、成分复杂。开发高效锂分离技术,从卤水中提取锂资源具有重要的经济价值和战略意义。溶剂萃取法具有处理量大、萃取效率高、优异... 详细信息

随着全球锂电行业的迅猛发展,作为原材料的锂需求量也日益攀升。盐湖卤水中蕴含着丰富的锂资源,但浓度低、成分复杂。开发高效锂分离技术,从卤水中提取锂资源具有重要的经济价值和战略意义。溶剂萃取法具有处理量大、萃取效率高、优异选择性以及易于规模化操作等优点,具有良好的工业应用前景。本文主要综述了近5年常用的萃取体系,包括β-二酮、有机磷化合物、大环分子、磷酰基吡唑啉酮、离子液体以及低共熔溶剂。系统地分析了各种萃取体系的作用机理、适用的环境以及存在的优缺点,对于萃取体系存在的问题进一步介绍了萃取过程强化技术,如膜萃取强化、电场强化。最后,对未来各种萃取体系的研究重点和改进提出了观点和评述,同时对萃取体系的发展前景进行了展望。

关键词：锂选择性萃取分离盐湖卤水

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基于时序控制的固态开关串并联高压脉冲技术

电源学报 2024年第2期22卷 414-420页

作者：施阳杰梁勖林颖方晓东中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

针对生物医疗等高压陡脉冲应用需求,设计了基于固态开关串并联高压陡脉冲发生电路,并结合时序控制技术,提出一种脉冲陡化新方法;从理论上分析了脉冲陡化的关键、系统工作的过程以及设计要点。该方法能较好解决开关管增加后杂散参数、布... 详细信息

针对生物医疗等高压陡脉冲应用需求,设计了基于固态开关串并联高压陡脉冲发生电路,并结合时序控制技术,提出一种脉冲陡化新方法;从理论上分析了脉冲陡化的关键、系统工作的过程以及设计要点。该方法能较好解决开关管增加后杂散参数、布线电感以及导线电感对开关速度的影响。以2 kV高压直流电源、110Ω的负载电阻进行实验,负载脉冲信号的上升沿约为50 ns,下降沿约为70 ns,输出电流幅值约18 A;最小脉宽信号的半高宽为100 ns,系统的最小分辨率为5 ns,可实现步进为5 ns脉宽的灵活调节,最大脉宽则与储能电容有关。

关键词：宽高压脉冲固态开关串并联时序控制

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基于熔盐堆尾气提取的99Mo生产评估

核技术 2024年第8期47卷 129-137页

作者：陈亮朱贵凤王子业严睿邹杨徐洪杰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 上海科技大学上海201210

基于熔盐堆尾气提取99Mo同位素的生产方法引起了广泛的关注,但目前的工作局限于评估堆芯中99Mo的产量,对于其在整个回路中的迁移行为的关注不足。本文建立了一个熔盐堆中的贵金属迁移模型,并基于8 MW熔盐实验堆(Molten-Salt Reactor Exp... 详细信息

基于熔盐堆尾气提取99Mo同位素的生产方法引起了广泛的关注,但目前的工作局限于评估堆芯中99Mo的产量,对于其在整个回路中的迁移行为的关注不足。本文建立了一个熔盐堆中的贵金属迁移模型,并基于8 MW熔盐实验堆(Molten-Salt Reactor Experiment,MSRE)进行了贵金属分布验证,而后对MSRE尾气中99Mo粗产品的产量、比活度及运行状态的变化对生产的稳定性的影响进行了分析。结果表明,尾气中的99Mo有较高含量和比活度,移除率增加的工况对99Mo的比活度的影响是有益的,空泡比例及氧化还原电势变化的工况对99Mo的比活度影响不大,该方法可作为一种潜在的99Mo生产备选方案。

关键词：熔盐堆医用同位素 99Mo MSRE 核素迁移

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浅析大涡模拟在古生态学中的应用

微体古生物学报 2024年第1期41卷 65-77页

作者：冯文谦李启剑那琳张景新李越古生物学与油气地层应用重点实验室中国科学院南京地质古生物研究所南京210008 中国科学院大学北京210008 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学水动力学教育部重点实验室上海200240

计算流体力学(CFD)作为一种用计算机来模拟流体实际流动情况的前沿分析方法,是流体力学问题的定量化求解工具。近年来, CFD在古生态学(特别是化石功能学)方面得到了越来越广泛的应用。虽然CFD包含多种湍流计算模型,但早期对古生物化石... 详细信息

计算流体力学(CFD)作为一种用计算机来模拟流体实际流动情况的前沿分析方法,是流体力学问题的定量化求解工具。近年来, CFD在古生态学(特别是化石功能学)方面得到了越来越广泛的应用。虽然CFD包含多种湍流计算模型,但早期对古生物化石的仿真模拟实验主要基于雷诺平均数值模拟(RANS)。本文以寒武纪已灭绝的高钙化海绵动物——“规则”古杯动物化石模型为例,应用基于大涡模拟(LES)的湍流数值计算模型进行相关的流体力学模拟与分析。同时,应用RANS模型并以相同的流体动力学参数进行仿真模拟,从而详细比较不同计算模型间的差异。CFD结果重现了古杯动物在海底古水流环境下的流体力学特征, LES和RANS实验共同揭示了“规则”古杯动物独特的骨骼形态在其滤食以及有性繁殖等方面的适应性优势。与RANS模型相比, LES这一计算模型在本案例中呈现出更高精度的模拟结果,值得在相关研究中作进一步的推广。

关键词：大涡模拟计算流体力学古生态生物力学古杯动物

地球关键带土壤微生物介导有机碳转化研究进展

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林业科学 2024年第7期60卷 165-174页

作者：杨阳王宝荣孙慧周媛媛乔江波宋怡张萍萍李自民王云强安韶山中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室西安710061 陕西黄土高原地球关键带国家野外科学观测研究站西安710061 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室西北农林科技大学杨凌712100

地球关键带是大气圈、生物圈、土壤圈、水圈、岩石圈高度交汇和相互作用的地球表层复杂系统,也是联结气候系统-地表过程-地球深部过程物质和能量循环的重要桥梁,微生物在地球关键带碳循环中扮演着重要角色,认识地球关键带结构与功能,阐... 详细信息

地球关键带是大气圈、生物圈、土壤圈、水圈、岩石圈高度交汇和相互作用的地球表层复杂系统,也是联结气候系统-地表过程-地球深部过程物质和能量循环的重要桥梁,微生物在地球关键带碳循环中扮演着重要角色,认识地球关键带结构与功能,阐明关键带土壤微生物介导的碳转化过程是当前关键带研究热点之一。本研究首先介绍地球关键带的结构与范畴,以及土壤微生物结构特征、微生物驱动的土壤碳循环研究进展;然后指出当前工作仍停留在地球关键带的基本结构认识和土壤碳储量特征描述上,建议从关键带整体框架出发,沿垂直方向综合考虑从植物冠层到基岩之间的碳循环过程,联合使用多种技术方法,将短期高频次观测和长期定位观测相结合,重视长时间尺度下土壤有机碳对全球变化和人类活动的响应及反馈机制,特别关注土壤碳在关键带各界面的微生物驱动过程及其迁移转化规律;最后在考虑地球大数据科学工程和全球碳排放路径等时代因素的背景下,开展大气、植被、土壤、微生物、基岩、地下水等多界面、多过程、多时间尺度的同步观测和系统性研究,为地球关键带土壤碳循环模型优化及气候变化预测提供科学依据,也为我国“双碳”目标提供理论支撑。

关键词：地球关键带土壤有机碳土壤微生物碳循环碳汇效应

中亚黄土粉尘与冰冻圈演化、太平洋生产力和全球变化的联系

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科学通报 2024年

作者：昝金波方小敏宁文晓康健中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境重点实验室中国科学院大学

粉尘循环是地球系统表层岩石圈、水圈、冰冻圈、大气圈和生物圈之间相互作用的重要纽带.中纬度陆地岩石圈经地表风化、冰川磨蚀形成大量富营养物质的粉砂,经流水搬运至内陆盆地,在干旱气候和风力作用下,形成大量沙尘输送至海洋,显著影... 详细信息

粉尘循环是地球系统表层岩石圈、水圈、冰冻圈、大气圈和生物圈之间相互作用的重要纽带.中纬度陆地岩石圈经地表风化、冰川磨蚀形成大量富营养物质的粉砂,经流水搬运至内陆盆地,在干旱气候和风力作用下,形成大量沙尘输送至海洋,显著影响海洋生物地球化学过程和全球气候.以中亚内陆为代表的亚洲沙漠及荒漠戈壁区是地球上最重要的沙尘源区之一,是上述过程的最典型代表,且影响最大.然而,目前对于地质时期“中亚内陆粉尘活动和营养物质组成是如何变化的?其与构造侵蚀、冰冻圈演化和大气环流的关系如何?对大洋生产力和全球碳循环的影响是什么?”等一系列问题仍缺乏研究,制约了对亚洲粉尘释放在全球生物地球化学循环和气候变化中重要角色的理解.鉴于此,本文通过系统梳理和总结中亚黄土粉尘地层年代、物质来源和营养物质组成、传输过程以及粉尘的大洋铁施肥效应,对地质时期中亚粉尘活动和营养物质演化历史以及驱动机制进行了系统阐述;评估了粉尘营养物质输入对太平洋生产力和全球碳循环与气候变化的影响;提出未来需要通过进一步加强岩石圈-冰冻圈-粉尘产量和营养物质含量关系研究,开展大空间范围和长时间尺度上亚洲粉尘营养元素含量及化学形态组成及其与大洋生物活动与多样性演化等分析,然后基于由源到汇的陆海记录对比和数值模拟,是详细揭示“亚洲粉尘输入增加-海洋固碳增强-大气CO2减少”的碳循环链式动力过程的关键.

关键词：中亚黄土粉尘铁假说太平洋碳循环

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兰州市大气挥发性有机物变化特征

环境科学学报 2024年第8期44卷 59-69页

作者：周惜荫高晓清常毅赵素平中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049 甘肃省环境监测中心站兰州730000

基于甘肃省兰州市大气综合观测站(超级站)2020—2021年长时间观测结果,本文利用HYSPLIT模型及OFP方法,估算了兰州市大气挥发性有机物(VOCs)的传输特征和本地贡献.结果表明,不同VOCs种类体积浓度有明显的日变化特点,相对高值主要出现在7... 详细信息

基于甘肃省兰州市大气综合观测站(超级站)2020—2021年长时间观测结果,本文利用HYSPLIT模型及OFP方法,估算了兰州市大气挥发性有机物(VOCs)的传输特征和本地贡献.结果表明,不同VOCs种类体积浓度有明显的日变化特点,相对高值主要出现在7:00—12:00(BJT,下同),相对低值主要出现在0:00—4:00和14:00—20:00,除含氧挥发性有机物(OVOCs)和卤代烃外,其他种类VOCs体积浓度冬季高夏季低;2020—2021年兰州市VOCs种类主要以OVOCs为主,烯烃对臭氧生成贡献最大;VOCs长距离传输源分布在新疆、青海省,短距离输送源主要在甘肃省的中部和东南部地区;1000 m以上高度处,VOCs以长距离输送为主,1000 m以下以短距离输送为主.夏、秋季1000 m以上长距离传输气团携带的VOCs平均体积浓度较高;冬、春季1000 m以上高度短距离传输气团携带的VOCs平均体积浓度最高.本工作对科学制定兰州市大气污染防治对策有重要参考价值.

关键词：大气综合观测站大气挥发性有机物(VOCs) 季节特征 HYSPLIT 兰州市

天山南坡阿克苏流域冰川物质平衡及其融水径流对气候变化的响应研究

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地学前缘 2024年第2期31卷 435-446页

作者：王鹏寿许民韩海东李振中宋轩宇周卫永兰州交通大学数理学院甘肃兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070

冰川融水是西北干旱区水资源重要组成部分,定量评估其变化对中、下游生态环境保护和工农业经济可持续发展具有重要意义。本文基于国家气象台站日降水和气温资料、数字高程模型(DEM)以及第一次冰川编目数据,利用度日模型模拟了天山南坡... 详细信息

冰川融水是西北干旱区水资源重要组成部分,定量评估其变化对中、下游生态环境保护和工农业经济可持续发展具有重要意义。本文基于国家气象台站日降水和气温资料、数字高程模型(DEM)以及第一次冰川编目数据,利用度日模型模拟了天山南坡阿克苏流域1957—2017年冰川物质平衡及其融水径流变化,分析了融水径流组成及其对气候变化的响应。结果表明:1957—2017年流域年平均物质平衡为-94.6 mm w.e.,61年累积物质平衡为-5.8 m w.e.。流域冰川物质平衡线呈显著上升趋势,年均上升速率为1.6 m/a。研究区年均融水径流量为53.1×10^(8)m^(3),融水增加速率为0.24×10^(8)m^(3)/a,融水径流及其组成分量均呈显著增加趋势。在气候暖湿化背景下,流域降水的增加使得冰川区积累量增加,在剧烈的升温作用下,冰川消融加剧,气温对融水径流的作用增大,因此冰川物质平衡亏损产生的水文效应增强。研究结果可提升区域冰川水资源效应变化及其影响的认识。

关键词：度日模型冰川物质平衡融水径流阿克苏流域气候变化