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质子入射In靶激发L系特征X射线的角分布研究

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 98-104页

作者：柳钰王兴徐忠锋周贤明程锐张小安梁昌慧咸阳师范学院与中国科学院近代物理研究所联合共建离子束与光物理实验室咸阳712000 西安交通大学物理学院西安710049 中国科学院近代物理研究所兰州730000

本论文实验测量并分析了发射角以10°为间隔,125°-155°范围内,入射能量为250 keV的质子束激发In靶产生的特征L系X射线谱,根据实验测得能谱结果,综合考虑探测器的探测效率后,计算了不同探测角度下特征X射线的相对强度比L_(ι)/L_(γ1)... 详细信息

本论文实验测量并分析了发射角以10°为间隔,125°-155°范围内,入射能量为250 keV的质子束激发In靶产生的特征L系X射线谱,根据实验测得能谱结果,综合考虑探测器的探测效率后,计算了不同探测角度下特征X射线的相对强度比L_(ι)/L_(γ1);由相对强度比L_(ι)/L_(γ1)与二阶勒让德函数P_(2)(cosθ)之间的函数关系,发现特征X射线Lι在被测能量下呈各向异性发射,推得Lι特征X射线的各向异性参数β为-0.179±0.011,进而得到In靶L_(3)亚壳层的定向度A_(20)为-0.422±0.025,实验结果与理论预测一致.根据PWBA(Plane wave born approximation)模型和ECPSSR(Energy-loss coulomb-repulsion perturbed-stationary-state relativistic)模型,计算了250 keV质子入射下,In靶L亚壳层电离截面σ及Coster-Kronig跃迁矫正因子κ,在根据各向异性参数计算L_(3)亚壳层定向度的过程中考虑了Coster-Kronig跃迁的作用.分析认为本实验碰撞速度下,通过电子转移方式产生空穴的截面比直接电离小的多,所以没有对L_(3)亚壳层定向度进行电子转移因素的修正.

关键词：碰撞电离特征X射线角分布各向异性

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金红石TiO2材料热电子弛豫动力学第一性原理计算研究

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中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 113-121页

作者：师展郑镇法郑奇靖赵瑾中国科学技术大学物理系中国科学技术大学精准智能化学重点实验室中国科学技术大学合肥国家实验室中国科学技术大学合肥国家微尺度物理科学研究中心美国匹兹堡大学物理与天文系

在太阳能转化过程中,激发态热载流子的动力学行为决定了能量转化的效率.我们采用动量空间非绝热分子动力学（NAMDk）方法研究了金红石TiO2体系中的热电子弛豫过程.研究中,我们选择了两种初始能量的热电子,其动量都位于Γ点,能量分别为Ei... 详细信息

在太阳能转化过程中,激发态热载流子的动力学行为决定了能量转化的效率.我们采用动量空间非绝热分子动力学（NAMDk）方法研究了金红石TiO2体系中的热电子弛豫过程.研究中,我们选择了两种初始能量的热电子,其动量都位于Γ点,能量分别为Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV.结果显示,热电子弛豫过程主要包括两个阶段:（1）首先,热电子被散射到第一布里渊区的等能面上,形成热电子系综,此过程能量基本保持不变,只有动量发生变化,称为动量弛豫过程.对于Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV两种情况,动量弛豫时间均在15-25 fs之间;（2）随后,热电子系综作为一个整体逐渐弛豫至导带底,这一阶段称为能量弛豫过程,其中Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV的能量弛豫时间分别为39和97 fs.在热电子弛豫过程中,其能量通过电声耦合转移给体系晶格,激发更多的声子,TiO2是一种离子晶体,在热电子弛豫过程中,Fr?hlich电声耦合起到了关键作用,导致大部分热电子的能量转移至Γ点的A1g声子,激发了Ti-O拉伸的纵光学支声子.我们的研究为理解金红石TiO2体内的热电子弛豫与能量转化过程提供了新的理论基础.

关键词：第一性原理计算电声耦合热电子弛豫动量空间非绝热分子动力学

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MC-ICP-MS 测定岩石标准物质的钒同位素组成

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岩矿测试 2025年第1期44卷 63-74页

作者：徐丽怡于慧敏丁昕黄方中国科学技术大学地球和空间科学学院岩石圈演化与环境演变全国重点实验室安徽合肥230026 中国科学院比较行星学卓越创新中心中国科学技术大学安徽合肥230026

随着分析方法的发展和分析精度的提升,钒同位素已经越来越多地被用于各种地质过程研究。为了确保钒同位素分析测试过程中,可以有效地监控数据的准确度和精度,方便国际各实验室之间的数据对比,同时考虑到早期国际上常用美国地质调查局(US... 详细信息

随着分析方法的发展和分析精度的提升,钒同位素已经越来越多地被用于各种地质过程研究。为了确保钒同位素分析测试过程中,可以有效地监控数据的准确度和精度,方便国际各实验室之间的数据对比,同时考虑到早期国际上常用美国地质调查局(USGS)的标准物质面临着库存不足等问题,本文采用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测定了一系列国际地质标准物质和国家地质标准物质的钒同位素组成,δ51V值的测试精度优于0.08‰。本文选取的标准物质主要来自日本地质调查局(GSJ)和中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所(IGGE),包括一个安山岩(JA-1),三个玄武岩(JB-3、JB-1b和GBW07105),一个辉长岩(JGb-1),一个辉绿岩(GBW07123)以及一个土壤(GBW07454),钒含量范围为77~635μg/g,涵盖了目前大部分火成岩和部分土壤等天然样品含量的范围。这些标准物质除了土壤GBW07454,其他标准物质的钒同位素组成未曾被报道。经测量表明,辉长岩标准物质JGb-1具有最高δ51V值,为−1.05‰±0.08‰,安山岩标准物质JA-1具有最低δ51V值,为−0.34‰±0.06‰,其余标准物质的δ51V值变化范围为−0.72‰~−0.81‰,均落在MORB范围内。本文对这些标准物质钒同位素组成的报道,丰富了钒同位素研究的标准物质数据库,有助于未来在更多领域开展钒同位素研究。

关键词：钒同位素火成岩 MC-ICP-MS 标准物质高精度分析方法

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腾冲火山壳幔过渡带分析及岩浆上涌通道初探

地震研究 2025年第1期48卷 41-48页

作者：范心甜危自根谢军程智伟凌媛李雪垒刘益炜中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室湖北武汉430077 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 河北工程大学地球科学与工程学院河北邯郸056038 中国科学院地质与地球物理研究所地球和行星物理重点实验室北京100029 湖南工商大学微电子与物理学院湖南长沙410205

壳幔过渡带是地壳与地幔物质和能量的交换场所,其结构特征与该区的深部过程和构造演化密切相关。提取腾冲火山区31个地震台站下方的接收函数H-κ叠加获得的地壳厚度随频率变化特征和接收函数的Ps/P、PpPs/P振幅比,发现盈江断裂北部的黑... 详细信息

壳幔过渡带是地壳与地幔物质和能量的交换场所,其结构特征与该区的深部过程和构造演化密切相关。提取腾冲火山区31个地震台站下方的接收函数H-κ叠加获得的地壳厚度随频率变化特征和接收函数的Ps/P、PpPs/P振幅比,发现盈江断裂北部的黑空山-燃灯寺和南侧沙坝台区域具有比周边区域更低的振幅比,约有2 km地壳厚度差异。将该观测结果与前人获得的这两个区域相对薄的地壳厚度与高的V_(P)/V_(S)比值相结合,表明黑空山-燃灯寺和沙坝台区域具有厚的壳幔过渡带,推测其是地幔物质涌入地壳的通道。结合前人获得的该区上、中、下地壳都存在大片低速体的特征,推测来自地幔的岩浆很可能沿着腾冲火山区黑空山-燃灯寺和沙坝台这两个区域上涌到地壳,并依次在下、中和上地壳富集和横向展布,最终沿多个通道喷出地表。

关键词：腾冲火山接收函数振幅比地壳厚度壳幔过渡带地幔上涌通道

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磁化天体准直流中非理想效应的实验室研究

物理学报 2020年第19期69卷 142-150页

作者：陶弢中国科学技术大学物理学院工程与应用物理系合肥230000

磁准直是塑造天体外流形貌的重要机制,它的有效性已经在激光等离子体实验中被无量纲验证.本文在现有磁准直射流研究框架的基础上,综合实验与模拟,通过改变激光等离子体烧蚀靶材引入不同冷却和耗散强度,以观察这些非理想效应对准直流形... 详细信息

磁准直是塑造天体外流形貌的重要机制,它的有效性已经在激光等离子体实验中被无量纲验证.本文在现有磁准直射流研究框架的基础上,综合实验与模拟,通过改变激光等离子体烧蚀靶材引入不同冷却和耗散强度,以观察这些非理想效应对准直流形态的影响.使用低原子序数靶时,烧蚀外流和外加强磁场的相互作用满足理想磁流体条件,外流形成了抗磁空腔和沿磁场延展的射流;而采用高原子序数靶时,准直结构被磁扩散破坏,强烈的冷却使得外流停滞,形成与靶面分离的弱准直磁化密度团.无量纲分析表明,磁扩散对实验室等离子体准直形态的破坏,有可能推广解释原恒星射流在大尺度上的消散;而强耗散等离子体展现的弱准直腔与密度堆积,有可能用来类比行星状星云中的弱极化椭球形腔体,以及腔体头部的发光团簇.本文通过考察实验室磁化等离子体演化,支持了非理想效应能够塑造天体外流的理论猜想,对研究非相对论性天体外流形态的形成机制具有重要参考意义.

关键词：天体外流准直射流实验室天体物理磁流体

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节点数加速增长的复杂网络生长模型

物理学报 2006年第8期55卷 4051-4057页

作者：李季汪秉宏蒋品群周涛王文旭中国科学技术大学近代物理系

受某些实际网络节点数按几何级数增长现象的启发,构造了每个时间步中按当前网络规模成比例地同时加入多个节点的节点数加速增长的网络模型.研究表明,在增长率不是很大的情况下网络度分布仍然是幂律的,但在不同的增长率r下幂律指数是不同... 详细信息

受某些实际网络节点数按几何级数增长现象的启发,构造了每个时间步中按当前网络规模成比例地同时加入多个节点的节点数加速增长的网络模型.研究表明,在增长率不是很大的情况下网络度分布仍然是幂律的,但在不同的增长率r下幂律指数是不同的.得到了幂律指数介于2到3之间可调的无标度网络模型,并解析地给出了幂律指数随增长率变化的函数关系.数值模拟还显示,网络的平均最短距离随r减小而簇系数随r增大.

关键词：复杂网络无标度网络生长网络模型节点数加速增长网络模型

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电子束透射氮化硅薄膜窗产生低密度等离子体

物理学报 2024年第14期73卷 61-67页

作者：颜劭祺高继昆陈越马尧朱晓东中国科学技术大学物理学院合肥230026

低电子密度等离子体源在电离层等离子体的实验室模拟中具有重要的应用.本文利用高能电子束透射氮化硅薄膜窗口,在低气压条件下激发低密度等离子体.采用蒙特卡罗方法对氮化硅薄膜的电子束透射特性进行模拟;利用CCD相机和静电探针对产生... 详细信息

低电子密度等离子体源在电离层等离子体的实验室模拟中具有重要的应用.本文利用高能电子束透射氮化硅薄膜窗口,在低气压条件下激发低密度等离子体.采用蒙特卡罗方法对氮化硅薄膜的电子束透射特性进行模拟;利用CCD相机和静电探针对产生的电子束等离子体进行诊断.电子束等离子体呈现出顶点位于氮化硅薄膜窗口的锥状结构.在相同气压下,电子初始能量越高,锥状等离子体锥角越小,等离子体更加向轴线集中,这与氮化硅薄膜的电子透射特性蒙特卡罗模拟定性一致.随着工作气压增大,高能电子与中性粒子碰撞频率变大,电子束散射效应增强导致等离子体锥角变大.等离子体锥状结构是高能电子透射特性以及高能电子与气体分子散射特征的反映.在40 keV条件下,当电子束流从10μA减小到0.5μA时,电子密度减小,变化在10^(5)—10^(6) cm^(-3)范围;而电子温度没有明显的变化,接近1 eV.随气压增大,电子密度有增大趋势.研究工作表明,在工作腔尺寸足够大的情况下,可得到沿电子入射方向随距离增加逐渐衰减的10^(5) cm^(-3)以下更低的电子密度;这是由于射程增加,透射的高能电子与中性气体碰撞产生能量损失增大;同时电子束散射增强导致了等离子体更加发散.

关键词：电子束等离子体产生等离子体源电子密度

高能带电粒子束对陡峭密度梯度区照相的散射效应解析模型

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物理学报 2022年第11期71卷 247-257页

作者：李亮亮王晓方中国科学技术大学物理学院合肥230026

超短超强激光与物质相互作用产生的高能带电粒子束在放射照相中具有重要应用.当几十到几百MeV动能的高能带电粒子束穿过薄膜靶时,能量损失可忽略,主要发生小角散射.由于该散射效应,高能带电粒子束对具有横向陡峭密度梯度区的靶照相,透... 详细信息

超短超强激光与物质相互作用产生的高能带电粒子束在放射照相中具有重要应用.当几十到几百MeV动能的高能带电粒子束穿过薄膜靶时,能量损失可忽略,主要发生小角散射.由于该散射效应,高能带电粒子束对具有横向陡峭密度梯度区的靶照相,透射束在探测面上的通量密度分布中会出现靶密度梯度区散射产生的调制现象,有可能反过来诊断出陡峭密度梯度区信息.目前主要采用蒙特卡罗方法对带电粒子束发生散射和产生调制现象进行理论分析,不仅计算时间长,计算的参数范围也有限.本文发展了一个解析模型,用来处理带电粒子束在靶中传输的散射效应以及在探测面上产生的调制现象,能够快速给出结果,而且与蒙特卡罗方法数值计算的结果符合很好.使用本文解析模型,对带电粒子束照相密度梯度靶产生散射调制现象的特征进行了分析.提出了一个与照相条件有关的无量纲参量,其取值范围决定了散射调制信号特征以及诊断陡峭密度梯度区的可能性.

关键词：散射放射照相带电粒子束

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自然循环铅冷快堆蒸汽发生器泄漏事故下的气泡迁移

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原子能科学技术 2020年第12期54卷 2344-2352页

作者：陈家铭陈红丽中国科学技术大学物理学院工程与应用物理系安徽合肥230027

蒸汽发生器传热管泄漏/破裂事故是核电厂平稳运行的安全问题之一,对铅冷快堆而言,该事故发生后,二回路的高压水迅速进入一回路,会对蒸汽发生器传热管邻近的结构、一回路的流动、一回路换热乃至堆芯的反应性产生较大影响。本文针对SNCLFR... 详细信息

蒸汽发生器传热管泄漏/破裂事故是核电厂平稳运行的安全问题之一,对铅冷快堆而言,该事故发生后,二回路的高压水迅速进入一回路,会对蒸汽发生器传热管邻近的结构、一回路的流动、一回路换热乃至堆芯的反应性产生较大影响。本文针对SNCLFR-100小型自然循环铅冷快堆,对破裂后气泡的迁移以及在反应堆的积聚进行研究,基于ANSYS FLUENT,利用欧拉-拉格朗日方法对泄漏后气泡的位置和轨迹进行了追踪,并对事故下的堆芯安全进行了一定的评估。研究表明,破裂位置、气泡尺寸以及冷却剂纯净度均会对一回路气泡的迁移产生较大的影响,当一回路液态铅含有较多杂质时,蒸汽发生器较低位置发生的泄漏事故会产生相当大的系统气泡积聚和堆芯气泡累积,从而对反应堆的正常运行产生显著影响。

关键词：自然循环铅冷快堆蒸汽发生器传热管泄漏/破裂 FLUENT 欧拉-拉格朗日方法气泡迁移