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“环境催化城市”：概念提出和研究展望

化学进展 2024年第4期36卷 466-470页

作者：马金珠楚碧武马庆鑫何广智刘倩王书肖贺克斌赵进才贺泓中国科学院生态环境研究中心中国科学院大学清华大学中国科学院化学研究所中国科学院城市环境研究所

大气污染是城市环境质量改善面临的重大挑战。城市化过程既是造成城市大气高度复合污染的重要原因，也为城市自净化大气污染物提供了可人为强化的条件。“环境催化城市”是指将城市中的建筑物内外、硬化地面等表面涂覆催化材料，在自然... 详细信息

大气污染是城市环境质量改善面临的重大挑战。城市化过程既是造成城市大气高度复合污染的重要原因，也为城市自净化大气污染物提供了可人为强化的条件。“环境催化城市”是指将城市中的建筑物内外、硬化地面等表面涂覆催化材料，在自然界的光、热等条件下实现环境中低浓度气态污染物自发催化净化的城市。构建“环境催化城市”对低碳控制大气复合污染，持续改善室内外环境空气质量，规划建设“自净城市”意义重大。本文提出了“环境催化城市”概念，并对如何完善和发展“环境催化城市”理论和实践进行了展望。

关键词：环境催化城市霾化学环境容量臭氧催化分解自净城市

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定中和驱动一体化的超导转子驱动方法

物理学报 2024年第3期73卷 299-309页

作者：张源胡新宁崔春艳崔旭牛飞飞黄兴王路忠王秋良中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049 中国科学院赣江创新研究院赣州341119

高速旋转的超导转子可制作高精度惯性器件,对载体的角位置或角速度进行测量,超导转子的质量偏心和球面误差是影响测量精度的主要误差源.超导转子结构越复杂,其制作和装配过程造成的质量偏心和球面误差就越大,则其测量角速度的精度越低.... 详细信息

高速旋转的超导转子可制作高精度惯性器件,对载体的角位置或角速度进行测量,超导转子的质量偏心和球面误差是影响测量精度的主要误差源.超导转子结构越复杂,其制作和装配过程造成的质量偏心和球面误差就越大,则其测量角速度的精度越低.基于此,本文设计了一种结构简单的超导转子驱动电磁结构,并通过有限元方法研究了定子对超导转子产生的转矩,分析了定子对超导转子的定中和加转效果.基于对超导转子转矩的研究结果,提出了一种定中和驱动一体化的超导转子驱动方法,即通过定子线圈同时实现定中和驱动功能,并设计了对应的定子控制时序.最后分析了所提驱动方法驱动过程的力矩分布,并结合定子系统的响应特性对驱动效果进行了定量分析,计算了不同条件下超导转子加速到50 Hz需要的时间.结果表明,所设计的驱动电磁结构及提出的定中驱动一体化的驱动方法可以对超导转子定中和驱动,研究结果为进一步优化超导转子结构,及超导转子的驱动方法提供参考.

关键词：超导转子麦斯纳力定中和驱动一体化电磁驱动

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新质生产力的地理学内涵及驱动城乡融合发展的重点方向

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地理学报 2024年第6期79卷 1357-1370页

作者：方创琳孙彪中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

新质生产力是新时代人类依赖创新驱动和科技进步改造利用自然、善待保护自然的能力,是生产力发展到高级阶段的必然产物。从地理学视角理解的新质生产力就是在人类活动占主导的人类世时代协调新型人地关系、促进人与自然和谐共生的能力,... 详细信息

新质生产力是新时代人类依赖创新驱动和科技进步改造利用自然、善待保护自然的能力,是生产力发展到高级阶段的必然产物。从地理学视角理解的新质生产力就是在人类活动占主导的人类世时代协调新型人地关系、促进人与自然和谐共生的能力,是将绿水青山转为金山银山的保护性生产力,是驱动高质量发展与布局的先进性生产力,也是全面推动美丽中国建设的美丽生产力。地理学的综合性和区域性特点决定了其在揭示新质生产力形成与发展的地理条件、新质生产力的空间分异机制与空间布局规律、新质生产力发展对人地关系协调优化的影响等方面具有其他学科不可替代的作用和功能。与传统生产力相比,新质生产力伴随历次科技革命和工业革命的出现,经历了由低质生产力向中质生产力、中高质生产力、再向高质生产力演进的波动式过程,呈现出高度耦合性、深度融合性、超级关联性、快速迭代性和空间分异性等基本特征。新质生产力驱动地理学研究城乡融合发展的重要方向包括:重配城乡生产要素,建立自然要素—人文要素—数据要素联动配置的新机制;重组城乡产业体系,构建与新质生产力相符的现代产业体系;重塑城乡空间格局,形成新质生产力与传统生产力交融的城乡空间新格局;重建城乡生态环境,依托新质生产力推动绿水青山转化为金山银山,把城乡生态环境变现为绿色生产力;重调城乡人地关系,构建新型城乡人地和谐共生关系,建设美丽中国;重振地理科学,完善更新地理学理论与方法,构建现代地理学学科体系。开展新质生产力发展的地理学研究,对因地制宜地发展新质生产力、探索新质生产力的区域布局、促进人与自然和谐共生都具有十分重要的理论与实践意义。

关键词：新质生产力地理学内涵基本特征驱动城乡融合发展的重点方向地理学创新发展

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一种扫频干涉激光测距系统设计

光学学报 2024年第18期44卷 166-175页

作者：闫语畅陈潇洒薛蔺洋陈桂林韩昌佩中国科学院上海技术物理研究所中国科学院大学

在风云四号微波探测卫星任务中，需要设计一种适合在轨应用和地面应用的高精度激光测距系统，对卫星天线面型进行实时测量。提出扫频干涉激光测距系统设计，使用等光频间隔采样技术，通过对干涉拍频信号进行重采样，以消除光源扫频非线... 详细信息

在风云四号微波探测卫星任务中，需要设计一种适合在轨应用和地面应用的高精度激光测距系统，对卫星天线面型进行实时测量。提出扫频干涉激光测距系统设计，使用等光频间隔采样技术，通过对干涉拍频信号进行重采样，以消除光源扫频非线性对系统产生的影响；使用双激光器进行同步反向扫频，在对称的测量光路中对目标进行测距，并通过系统标定的方法对多普勒频移进行校正，以减小因空气扰动、机械振动、目标运动等原因带来的测量误差；使用光纤和无源器件设计全固态内光路，满足小型化、模块化、高可靠性的系统要求。根据系统设计方案搭建了工程样机进行实验，对被测距离为2.5 m的目标进行测量，系统测量线性度优于2.14×10-6，重复测量标准差优于17.00μm，目前已达到卫星地面测试的要求。

关键词：扫频干涉激光测距等光频间隔采样多普勒频移风云四号

基于距离修正的小目标中波红外光谱辐射测温方法

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1158-1164页

作者：李文凯周亮刘朝晖崔凯刘凯李治国谢梅林中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院大学北京100049

对高速运动的远距离空间目标而言,温度是表征其工作状态与性能的重要参数之一。准确获取目标的温度对判别其运动状态和预测其态势发展等具有重要的参考价值。目前常用的面目标或点目标的处理方法,在小目标的辐射特性测量中将不再适用,... 详细信息

对高速运动的远距离空间目标而言,温度是表征其工作状态与性能的重要参数之一。准确获取目标的温度对判别其运动状态和预测其态势发展等具有重要的参考价值。目前常用的面目标或点目标的处理方法,在小目标的辐射特性测量中将不再适用,而光谱探测增加了目标在波长维度的可分辨信息,可以准确获取目标能量随波长的分布情况,为目标温度的反演提供了可能,极具应用潜力。无狭缝光谱仪可以降低对空间目标的跟踪和稳定精度的要求,具有结构简单、帧频高和响应速度快等特点,在天文观测和航天器观测等方面具有较高的应用价值。对目标红外辐射特性测量的光谱定标模型进行了分析,确定了红外探测器像元线性响应模型中的主要参数。为了减小成像距离对测温精度的影响,提出了一种基于距离修正的目标温度反演模型,提高了测温精度,符合实际工程实践应用中的精度需求,对红外辐射光谱测温具有一定的指导意义。

关键词：辐射特性测量无狭缝光谱仪光谱定标温度反演

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面向应用的新一代稀磁半导体研究进展

物理学报 2024年第1期73卷 9-22页

作者：彭毅赵国强邓正靳常青中国科学院物理研究所北京100190 中国科学院大学物理学院北京100049

稀磁半导体具有能同时调控电荷与自旋的特性,是破解摩尔定律难题的候选材料之一.我们团队率先提出了稀磁半导体中自旋和电荷掺杂分离的机制,探索并研制了新一代稀磁半导体材料,为突破经典稀磁半导体材料的制备瓶颈提供了有效解决方案.以... 详细信息

稀磁半导体具有能同时调控电荷与自旋的特性,是破解摩尔定律难题的候选材料之一.我们团队率先提出了稀磁半导体中自旋和电荷掺杂分离的机制,探索并研制了新一代稀磁半导体材料,为突破经典稀磁半导体材料的制备瓶颈提供了有效解决方案.以(Ba,K)(Zn,Mn)_(2)As_(2)等为代表的新一代稀磁半导体,通过等价态的Mn掺杂引入自旋、异价态的非磁性离子掺杂引入电荷,成功实现了230 K的居里温度,刷新了可控型稀磁半导体的居里温度记录.本文将重点介绍几种代表性的新一代稀磁半导体的设计与研制、新一代稀磁半导体的综合物性表征、大尺寸单晶生长以及基于单晶的安德烈夫异质结研制.我们团队通过新一代稀磁半导体的新材料设计研制、综合物性研究、简单原型器件构建的“全链条”模式研究,开拓了自旋电荷分别掺杂的稀磁半导体材料研究领域,充分展现了自旋和电荷掺杂分离的新一代稀磁半导体材料潜在应用前景.

关键词：新一代稀磁半导体自旋电荷掺杂分离高居里温度多组合异质结

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双面冷却熔盐堆组件热工分析程序开发与验证

核技术 2024年第9期47卷 121-134页

作者：胡思勤周翀朱贵凤邹杨余笑寒薛帅钰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

新型液态燃料熔盐堆双面冷却组件相比传统熔盐堆组件具有更大的换热面积和更短的石墨导热距离,因而具有更低的石墨温度热点,然而由于其不同的几何结构特征和熔盐自发热特性,组件内存在独特的热量分配和冷却剂流量分配的问题。为准确高... 详细信息

新型液态燃料熔盐堆双面冷却组件相比传统熔盐堆组件具有更大的换热面积和更短的石墨导热距离,因而具有更低的石墨温度热点,然而由于其不同的几何结构特征和熔盐自发热特性,组件内存在独特的热量分配和冷却剂流量分配的问题。为准确高效评估新型组件的热安全边界,有必要开发新的计算分析工具。本研究基于MATLAB开发了适用于熔盐堆双面冷却组件的一维稳态热工分析程序THDA-MSR(Thermal-Hydraulic Analysis Code for Dual Cooled Assembly-Molten Salt Reactor),考虑熔盐自发热的特点,建立了组件内外流道内熔盐的一维温度分布模型和熔盐石墨对流换热模型以及石墨导热模型,根据并联通道压损相等原则建立流量分配模型,通过CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟对程序计算结果进行了验证,并初步分析了各结构参数对组件最大熔盐出口温度和石墨温度热点的影响。THDA-MSR的计算结果与CFD结果吻合较好,压损偏差小于4.84%,石墨温度热点偏差小于0.15%,分析结果发现:外通道截面积占总流道截面积比是影响最大熔盐出口温度和石墨温度热点的关键参数。以上研究结果表明,自编程序能很好地预测组件流量分布、组件压损、熔盐温度分布和石墨温度热点。THDA-MSR能够应用于熔盐堆双面冷却组件热工水力性能分析评估,对于组件选型设计有较大工程参考价值。

关键词：液态燃料熔盐堆双面冷却组件热工性能流量分配

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一种扫频干涉激光测距系统的标定方法

光学学报 2024年第14期44卷 103-111页

作者：闫语畅薛蔺洋陈潇洒陈桂林韩昌佩中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

针对扫频干涉激光测距系统的标定问题,首先建立扫频干涉的数学物理模型,对测距原理进行推导;然后针对激光频率漂移导致系统误差的问题,提出通过改变扫描镜角度并利用基准尺对系统参数进行标定的方法;之后研究激光器扫频非线性误差数学... 详细信息

针对扫频干涉激光测距系统的标定问题,首先建立扫频干涉的数学物理模型,对测距原理进行推导;然后针对激光频率漂移导致系统误差的问题,提出通过改变扫描镜角度并利用基准尺对系统参数进行标定的方法;之后研究激光器扫频非线性误差数学物理模型,提出线性电流调制和信号处理算法对扫频特性进行标定,再构造电流调制函数对扫频非线性进行校正,仿真分析并对其进行验证;最后搭建相关实验平台,对两种标定校正方法分别进行实验,验证所提方法的有效性。在不额外增加光学器件或高精度仪器的情况下,所提标定方法可以实现扫频干涉激光测距系统的参数标定和校正,对在地面测试和在轨部署应用的测距系统保持长期稳定工作具有实际工程价值。

关键词：测量扫频干涉激光测距分布式反馈激光器系统标定非线性校正风云四号

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活塞调相脉管制冷技术及应用

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1650-1655页

作者：刘少帅吴亦农蒋珍华惠贺军丁磊黄政中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

脉管制冷机的微振动、高可靠、轻量化等特点,已经在航天红外探测器冷却方面取得广泛应用。作为新发展的调相方式,活塞调相技术在实现更高能效、更低温度、更低振动输出等方面具有独特优势。基于活塞调相的基本特性,针对主动活塞调相、... 详细信息

脉管制冷机的微振动、高可靠、轻量化等特点,已经在航天红外探测器冷却方面取得广泛应用。作为新发展的调相方式,活塞调相技术在实现更高能效、更低温度、更低振动输出等方面具有独特优势。基于活塞调相的基本特性,针对主动活塞调相、气动功回收活塞调相和主动功回收活塞调相三种主要的活塞调相方式进行气动力分析。分别将不同活塞调相方式应用于10~80 K脉管制冷机研制,验证活塞调相对多种形式下脉管制冷机能效提升应用效果。从应用视角出发,探讨活塞调相后续研究及改进方向。

关键词：脉管制冷机活塞调相声功回收低温制冷空间应用