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利用离子阻停对电子俘获致核激发的研究

物理学报 2024年第13期73卷 101-110页

作者：贾晨旭丁兵滑伟郭松强赟华陈红星韦锐周小红中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学核科学与技术学院北京100049 中山大学中法核工程与技术学院珠海519082 广西师范大学物理科学与技术学院桂林541004

当特定能量的自由电子被原子核外电子轨道俘获时,有可能导致原子核被共振激发,这就是电子俘获致核激发.该机制的一个应用愿景是通过操纵电子使同核异能态所储存的核能按照人们的需求释放出来.如果能够实现这种技术,有望为核能的储存和... 详细信息

当特定能量的自由电子被原子核外电子轨道俘获时,有可能导致原子核被共振激发,这就是电子俘获致核激发.该机制的一个应用愿景是通过操纵电子使同核异能态所储存的核能按照人们的需求释放出来.如果能够实现这种技术,有望为核能的储存和利用带来巨大变革.本文对比了近年来基于加速器装置,在高电荷态离子阻停过程中测量电子俘获致核激发几率的两次实验研究工作.对于两次测量结果的不一致,从误差水平评估这一个新的角度分析了可能的原因.此外,通过评估四种可能的熔合蒸发反应道,发现94Zr束流和氦气靶可能是利用次级束开展下一步实验工作的理想弹靶组合.

关键词：同核异能态电子俘获致核激发诱发退激次级束伽马谱学

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基于氘氚关系的固体聚合物电解浓氚仪的标定

核技术 2024年第4期47卷 83-89页

作者：王晨旭薛孝宠刘佳煜曾友石邓珂张钦朱励骁刘卫戈立新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 上海市计量测试技术研究院上海201203 上海市辐射环境安全技术中心上海200065

固体聚合物电解水(Solid Polymer Electrolyte,SPE)在低活度氚水浓集测量中具有无电解质添加、电流大、无限减容比、安全环保等优势。然而标定其氚的富集因子E_(t)时需采用高活度的氚水标样,这会造成系统的氚记忆效应。为了避免高活度... 详细信息

固体聚合物电解水(Solid Polymer Electrolyte,SPE)在低活度氚水浓集测量中具有无电解质添加、电流大、无限减容比、安全环保等优势。然而标定其氚的富集因子E_(t)时需采用高活度的氚水标样,这会造成系统的氚记忆效应。为了避免高活度氚水的污染,采用氘内标法对SPE浓氚装置进行标定。根据电解过程中氚分离系数(β)和氘分离系数(α)的强关联性,得到装置常数k值:α(β-1)/(β (α-1));从而基于氘富集因子E_(d),确定SPE电解浓氚仪的氚富集因子(E_(d))^(k)。实验结果表明:k值在同款电解槽间波动较小,均值为1.088 9,变异系数为0.89%;k值受电解初始水量影响小,对电极材料敏感。k值作为常数用于同类型电解槽的标定具有高准确性和精密度。

关键词：固体聚合物电解水分离系数氚氘氚富集因子氚回收率

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五氟吡啶激发态非绝热弛豫过程中的分子结构

物理学报 2024年第4期73卷 119-126页

作者：李多多张嵩中国科学院精密测量科学技术创新研究院波谱与原子分子物理国家重点实验室武汉430071 中国科学院大学北京100049

利用量子化学计算研究了五氟吡啶分子的激发态非绝热弛豫路径中一些关键点的分子结构和能量.计算确定了五氟吡啶分子基态及两个最低激发态的结构和相应电子态的垂直和绝热激发能,其中基态是具有C2v对称性的平面结构,而激发态结构为平面... 详细信息

利用量子化学计算研究了五氟吡啶分子的激发态非绝热弛豫路径中一些关键点的分子结构和能量.计算确定了五氟吡啶分子基态及两个最低激发态的结构和相应电子态的垂直和绝热激发能,其中基态是具有C2v对称性的平面结构,而激发态结构为平面外畸变的半船型结构.同时确定了3个锥形交叉S_(2)/S_(1),S_(1)/S_(0),S_(2)/S_(0)的拓扑结构和能量.在分支空间中,锥形交叉S_(2)/S_(1),S_(1)/S_(0),S_(2)/S_(0)的结构都是尖峰不对称结构,分别为船型、半船型和椅式结构,其能量分别为6.39,5.16和8.51 eV.计算结果表明五氟吡啶分子的非辐射弛豫主要是S_(2)态上的波包经锥形交叉S_(2)/S_(1)快速内转换到S_(1)态,再通过S_(1)/S_(0)弛豫到基态的路径,而直接通过S_(2)/S_(0)衰减到基态的概率较小.

关键词：量化计算锥形交叉激发态结构演化

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基于响应曲面法的交错肋换热特性研究

推进技术 2024年第4期45卷 153-162页

作者：李敏龙余荣国郭定坤王会社孙琦中国科学院工程热物理研究所北京100190

为了深入了解交错肋进口雷诺数在104量级的换热特性,研究了肋倾角、肋宽与肋间距比和进口雷诺数对交错肋换热特性的影响。基于响应曲面法建立了交错肋回归模型,对数值模拟结果进行分析。研究发现各因素对交错肋换热性能的影响力为:肋倾... 详细信息

为了深入了解交错肋进口雷诺数在104量级的换热特性,研究了肋倾角、肋宽与肋间距比和进口雷诺数对交错肋换热特性的影响。基于响应曲面法建立了交错肋回归模型,对数值模拟结果进行分析。研究发现各因素对交错肋换热性能的影响力为:肋倾角>肋宽与肋间距比>进口雷诺数。肋倾角减小,交错肋平均努塞尔数先增大后减小,肋倾角在30°~40°时平均努塞尔数出现极大值,肋倾角太小不利于换热。肋倾角每减小25°时,交错肋流阻系数平均增大10倍;当肋倾角增大时,交错肋流阻系数极大值向低雷诺数方向移动;当肋倾角大于35°时,肋宽与肋间距比和进口雷诺数对交错肋流阻系数影响较小。进口雷诺数与交错肋换热性能参数均呈正相关。交错肋在大肋宽与肋间距比、小肋倾角时的换热能力更强;在大肋宽与肋间距比、大肋倾角时的综合流动传热性能更好。

关键词：燃气轮机涡轮叶片交错肋响应曲面法换热特性

非均匀GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器材料表征和器件性能研究

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红外与毫米波学报 2024年第1期43卷 7-14页

作者：苏家平周孝好唐舟范柳燕夏顺吉陈平平陈泽中上海理工大学材料与化学学院上海200093 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083

本文利用分子束外延(MBE)技术成功生长了GaAs/AlGaAs非均匀量子阱红外探测器材料,并对相关微结构作了细致表征。分析比较了非均匀量子阱结构和常规量子阱红外探测器性能差异,并对比研究了不同势阱宽度下非均匀量子阱红外探测器的性能变... 详细信息

本文利用分子束外延(MBE)技术成功生长了GaAs/AlGaAs非均匀量子阱红外探测器材料,并对相关微结构作了细致表征。分析比较了非均匀量子阱结构和常规量子阱红外探测器性能差异,并对比研究了不同势阱宽度下非均匀量子阱红外探测器的性能变化。通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)结合能谱仪(EDS)对非均匀量子阱红外探测器材料微结构进行了分析,并利用二次离子质谱仪(SIMS)对非均匀势阱掺杂进行了表征。结果表明,该量子阱外延材料晶体质量很好,量子阱结构和掺杂浓度也与设计值符合较好。对于非均匀量子阱红外探测器,通过改变每个阱的掺杂浓度和势垒宽度,可以改变量子阱电场分布,而与传统的均匀量子阱红外探测器相比,其暗电流显著下降(约一个数量级)。在不同阱宽下,非均匀量子阱的跃迁模式发生改变,束缚态到准束缚态跃迁模式下(B-QB)的器件具有较高的黑体响应率以及较低的暗电流。

关键词：非均匀量子阱高分辨电镜二次离子质谱暗电流

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二氧化碳捕集-转化一体化技术研究进展

科学通报 2024年第8期69卷 1012-1024页

作者：胡登王星博陈新庆孙楠楠魏伟中国科学院上海高等研究院二氧化碳光子科学建制化研究中心上海201210 中国科学院上海高等研究院中国科学院低碳转化科学与工程重点实验室上海201210

CO_(2)捕集利用与封存(CO_(2)capture,utilization,and storage,CCUS)是一项新兴的、可实现传统化石能源大规模低碳利用的重要技术.然而,传统的CCUS技术成本过高,极大阻碍了其推广和应用.CO_(2)捕集-转化一体化技术是一种在CCUS自身框... 详细信息

CO_(2)捕集利用与封存(CO_(2)capture,utilization,and storage,CCUS)是一项新兴的、可实现传统化石能源大规模低碳利用的重要技术.然而,传统的CCUS技术成本过高,极大阻碍了其推广和应用.CO_(2)捕集-转化一体化技术是一种在CCUS自身框架内发展出的集成型CCUS技术.在该过程中,排放源的CO_(2)被吸收剂或吸附剂捕集后,无须经过高能耗的解吸过程而直接与共反应物进行反应,转化为下游产品,从而有望大幅降低减排成本,是一种全新的高效、低能耗CO_(2)减排技术.本文以CO_(2)捕集-转化一体化技术制备不同产品为出发点,从技术方案、材料构建、反应机理等方面进行综述,分析了一体化技术制备不同产品的研究现状和现存问题,探讨了该类技术的发展趋势.

关键词：碳中和碳捕集碳转化一体化

高能超宽带光参量啁啾脉冲放大过程中的空间相位演变特性研究

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中国激光 2024年第11期51卷 120-130页

作者：薛普凯王傲天李进峰於亮红梁晓燕中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室上海201800 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

基于高掺氘DKDP晶体的光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)技术是实现百拍瓦(100 PW)超强超短激光脉冲放大的主要技术路线之一。基于SEL-100 PW激光装置OPCPA高能主放大系统的设计,研究了高能量泵浦光的空间近场分布和相位分布对高能量、超宽带OP... 详细信息

基于高掺氘DKDP晶体的光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)技术是实现百拍瓦(100 PW)超强超短激光脉冲放大的主要技术路线之一。基于SEL-100 PW激光装置OPCPA高能主放大系统的设计,研究了高能量泵浦光的空间近场分布和相位分布对高能量、超宽带OPCPA过程中信号光空间相位演变特性的影响。仿真计算结果表明:在非共线OPCPA过程中,信号光空间相位分布的变化主要由泵浦光空间强度分布和相位分布引起;在严格的相位匹配条件下,泵浦光光强呈6阶超高斯分布,当低阶相位畸变为1λ时,放大信号光的空间相位畸变为10^(-2)~10^(-4)rad,该值可以忽略,而且信号光相位空间分布与泵浦光相位空间分布梯度线性相关;在相位失配条件下,泵浦光光强将严重影响信号光的空间相位分布。本研究结果为基于高能、超宽带OPCPA技术路线的100 PW激光放大和波前优化提供了理论支持。

关键词：激光光学光学参量啁啾脉冲放大百拍瓦数值模拟波前畸变

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光激发下水体系的超快动力学

物理学报 2024年第8期73卷 22-44页

作者：贾韫哲孟胜中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院大学物理科学学院北京100049 松山湖材料实验室东莞523808

近年来,实验技术和理论计算在实现超快时间尺度的分辨以及对于原子尺度微观细节的解析上都有了突破性进展,对于水体系的超快微观动力学也带来了更多新的认识.本文将视角集中于水分子、水团簇以及液态水在不同强度的光激发下产生的电离... 详细信息

近年来,实验技术和理论计算在实现超快时间尺度的分辨以及对于原子尺度微观细节的解析上都有了突破性进展,对于水体系的超快微观动力学也带来了更多新的认识.本文将视角集中于水分子、水团簇以及液态水在不同强度的光激发下产生的电离、解离甚至等离子体化的过程,总结了人们在前沿工作中获得的有关水体系原子尺度超快动力学的知识.特别地,围绕光电离实验探讨了阿秒尺度的电离延迟以及水分子Feshbach共振理论分析;围绕液态水的解离过程探讨了水合电子产生、空穴的定域化等重要过程,补足了液态水解离完整过程的微观图像;围绕水的等离子体化介绍了通过含时密度泛函等方法计算得到的水在强激光脉冲作用下转变为等离子体状态的过程与机制,总结了在极高电子温度下水的特殊电子结构的相关知识.这些讨论将给出当前人们看待水的激发态的相对全面的视角.

关键词：光激发水超快动力学激发态

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合成工艺对固相法制备高四方性纯钛酸钡粉体的影响

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材料导报 2024年第7期38卷 22-25页

作者：路宇周斌韩冰赵国祥陈学锋王根水中国科学技术大学稀土学院合肥230026 中国科学院赣江创新研究院江西赣州341000 南昌大学材料和物理学院南昌330031 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

钛酸钡是一种重要的功能陶瓷材料,因具有优异的电学性能而被广泛应用于多层陶瓷电容器(MLCC)等电子元器件。本研究以碳酸钡和二氧化钛为原料,采用固相法制备形貌均匀且四方性高的BaTiO_(3)粉体,系统研究了合成工艺(合成温度、升温速率... 详细信息

钛酸钡是一种重要的功能陶瓷材料,因具有优异的电学性能而被广泛应用于多层陶瓷电容器(MLCC)等电子元器件。本研究以碳酸钡和二氧化钛为原料,采用固相法制备形貌均匀且四方性高的BaTiO_(3)粉体,系统研究了合成工艺(合成温度、升温速率和保温时间)对BaTiO_(3)粉体的影响。通过TG/DTA、XRD和SEM等测试手段对BaTiO_(3)粉体进行表征,结果表明:合成温度主要影响BaTiO_(3)粉体的四方性,保温时间和升温速率主要影响BaTiO_(3)粉体的粒径和粒度分布;原材料经过90 r/min球磨24 h后,在合成温度1050℃、升温速率5℃/min和保温时间3 h的条件下,制备了平均粒径为400 nm、四方性(c/a)为1.0091的形貌均匀的BaTiO_(3)粉体。本工作为固相法制备高可靠性MLCC用纯BaTiO_(3)粉体提供了良好的研究思路。

关键词：钛酸钡固相法合成工艺高四方性