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高能同步辐射光源建设进展

科学通报 2025年第1期 60-69页

作者：潘卫民李京祎焦毅中国科学院高能物理研究所中国科学院粒子加速物理与技术重点实验室

高能同步辐射光源(High Enery Photon Source, HEPS)是国家发展和改革委员会批准建设的“十三五”国家重大科技基础设施项目之一.由中国科学院高能物理研究所承建, 2019年6月于北京市怀柔科学城开工建设,建设周期6.5年,主要建设内容包... 详细信息

高能同步辐射光源(High Enery Photon Source, HEPS)是国家发展和改革委员会批准建设的“十三五”国家重大科技基础设施项目之一.由中国科学院高能物理研究所承建, 2019年6月于北京市怀柔科学城开工建设,建设周期6.5年,主要建设内容包括加速器、光束线站、配套土建工程及辅助设施等. HEPS是一台基于准衍射极限储存环的高能区第四代同步辐射装置,主要包括一台能量0.5 Ge V直线加速器、一台能量0.5～6.0 Ge V增强器和一台能量6.0 Ge V储存环,最多可以承载90条光束线实验站,首期建设14条用户实验线站,建成后将是世界上最亮的同步辐射光源之一.自开工建设以来, HEPS先后完成了物理设计、设备加工和安装,以及直线加速器和增强器的调束.本文简介HEPS的建设进展.

关键词：重大科技基础设施同步辐射光源衍射极限储存环束流调试

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以蒸气加工法制备和修饰金属-有机框架膜

化工学报 2025年

作者：张耀辉班宇杰杨维慎中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室中国科学院大学

金属-有机框架（MOF）是由金属离子或金属离子簇与有机配体配位连接而成的一类高度有序的多孔材料。其作为分离膜材料具有广泛应用潜力。开发高效的MOF膜制备和修饰方法对获得连续、致密、结构可调控的MOF膜至关重要。相比于传统液相合... 详细信息

金属-有机框架（MOF）是由金属离子或金属离子簇与有机配体配位连接而成的一类高度有序的多孔材料。其作为分离膜材料具有广泛应用潜力。开发高效的MOF膜制备和修饰方法对获得连续、致密、结构可调控的MOF膜至关重要。相比于传统液相合成过程，蒸气加工方法可大幅节省溶剂及前驱体用量，有效避免了竞争性体相成核，降低了后处理过程中因溶剂分子移除造成的膜层开裂风险，兼具效率高和环境友好的特点。本文系统总结了蒸气加工法用于MOF膜的直接合成与合成后修饰改性方面的研究进展，以及蒸气加工方法对MOF膜分离性能的调控和强化作用，并展望了蒸气加工法未来的发展方向及其在MOF膜放大制备方面的应用潜力。

关键词：金属-有机框架膜蒸气加工直接合成合成后修饰分离渗透率选择性

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中国科学院物理研究所超导国家重点实验室

自然科学进展 2001年第9期 112-114页

为适应高温超导研究的迅速发展,国家计委于1987年批准在中国科学院物理研究所建立国家超导实验室,1988年开始筹建,1991年4月实验室通过验收,列入国家重点实验室系列,并正式向国内外开放。1995年8月通过第1次评估,获B类第1名,2000年5月... 详细信息

为适应高温超导研究的迅速发展,国家计委于1987年批准在中国科学院物理研究所建立国家超导实验室,1988年开始筹建,1991年4月实验室通过验收,列入国家重点实验室系列,并正式向国内外开放。1995年8月通过第1次评估,获B类第1名,2000年5月通过第2次评估,被评为优秀(A类)国家重点实验室。

关键词：中国科学院物理研究所相分离电子中科院物理研究所轻子高温超导电性超导材料高温超导体国家重点实验室

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澳门科学一号卫星太阳软X射线探测仪标定

中国科学:地球科学 2025年第1期 10-25页

作者：吴文希张小平陈建武石永强左富昌彭文溪付伟纯李连升罗朋威邓志朗张郭政梅志武王立李存惠区家明许燕燕澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室国家航天局澳门太空探索与科学中心北京控制工程研究所空间光电测量与感知实验室中国科学院高能物理研究所兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室

澳门科学一号卫星B星(Macao Science Satellite-1B; MSS-1B)于2023年5月21日通过中国长征二号丙火箭成功发射.其上搭载的太阳X射线探测仪(Solar X-ray Detector; SXD)于同年6月初开机运行.该探测器中的软X射线探测单元组(Soft X-ray Det... 详细信息

澳门科学一号卫星B星(Macao Science Satellite-1B; MSS-1B)于2023年5月21日通过中国长征二号丙火箭成功发射.其上搭载的太阳X射线探测仪(Solar X-ray Detector; SXD)于同年6月初开机运行.该探测器中的软X射线探测单元组(Soft X-ray Detection Units; SXDUs)由两个硅漂移探测器(Silicon Drift Detector; SDD)构成,其探测能谱的能量范围为0.7～24keV. SXDUs具备高能量分辨率,在5.9keV处的能量峰半高全宽为0.14keV,同时,探测器具高时间分辨率,能够以1秒的时间间隔记录能谱数据.本文结合地面标定实验及模拟分析,对MSS-1B/SXDUs探测数据进行标定,以获取准确的太阳软X射线能谱.标定后的太阳软X射线通量与静止环境观测卫星(Geostationary Operational Environmental Satellite; GOES)获取的通量数据一致.此外,初步能谱分析结果显示, MSS-1B/SXDUs不仅运行稳定,而且各项性能指标均符合预期设计,为深入研究太阳耀斑的动力学演化研究提供了可靠的观测数据.最后,搭载于澳门科学一号卫星的新型太阳X射线探测仪实现了太阳软X和硬X射线的同步观测,其宝贵的观测数据可为太阳活动研究作出贡献.

关键词：澳门科学一号卫星B星(MSS-1B) 标定太阳X射线探测仪能谱仪软X射线太阳耀斑太阳大气元素丰度

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基于纳秒LIBS的氢气/空气火焰混合分数测量研究

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 24-29页

作者：刘子晗刘艳韩磊单沅鲁政高强李帅瑶李博天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 中国科学院工程热物理研究所北京100190

在双碳政策和化石能源短缺的背景下,氢能作为高效环保的清洁能源,受到广大研究人员的关注。氢气/空气混合燃烧作为推动氢能规模化应用的重要途径,其燃烧机理和关键参数的测量技术成为目前研究的热点。燃空当量比是表征燃烧过程中燃料与... 详细信息

在双碳政策和化石能源短缺的背景下,氢能作为高效环保的清洁能源,受到广大研究人员的关注。氢气/空气混合燃烧作为推动氢能规模化应用的重要途径,其燃烧机理和关键参数的测量技术成为目前研究的热点。燃空当量比是表征燃烧过程中燃料与氧化剂混合程度的重要参数,直接影响燃烧的开始、自持以及燃烧化学反应的活跃程度。因此,对燃烧过程中的局部当量比实时在线监测,对于改善燃烧效率、控制燃烧过程具有重要意义。目前,可以实时测量氢气/空气火焰当量比的方法相对较少,激光光谱技术作为一种非侵入式的测量方法,不仅具有实时在线测量的能力,还具有快速、原位、远程分析、多元素同时在线监测等特点,在燃烧测量领域具有重要的应用潜力。采用纳秒激光诱导击穿光谱技术对氢气和空气燃烧场的燃空当量比进行测量研究。氢气和空气在管内混合后,由射流口喷出形成射流燃烧火焰场。激光通过透镜聚焦到射流燃烧场中击穿并产生等离子体,其等离子体的发射光谱由光谱仪采集,实验发现光谱中H 656 nm和O 777 nm具有很强的发射强度,且光谱强度随着当量比的变化,呈现规律性变化趋势。因此,采用H 656 nm和O 777 nm的光谱分别标示氢气和空气,并将其比值作为燃空当量比的测量参量。实验在氢气空气混合均匀的低速流场中测量了不同当量比下H 656 nm与O 777 nm的光谱强度比值,并与当量比建立标定曲线,实验发现该标定曲线对燃烧场和非燃烧场同样适用。基于标定曲线,我们研究了存在外界掺混情况下,射流燃烧场的局部燃空当量比情况。在当量比1.0,流场速度为20 m·s^(-1)的射流燃烧场中,测量了射流中心位置不同高度的燃空当量比变化情况,并在相同工况下进行了数值模拟。模拟结果与实验测量吻合较好,验证了纳秒激光诱导击穿光谱技术测量氢气/空气混合气的燃空当量比的可行性。该方法可为氢气燃烧基础研究及数值模拟提供技术支持。

关键词：激光诱导击穿光谱氢能当量比模拟

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颗粒物沉降影响下草/藻型湖区沉积物一水界面氮交换特征及机制

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湖泊科学 2025年第1期37卷 76-88页

作者：韩汶轩陈秋羽何煦谭立贤刘成张雷中国科学院南京地理与湖泊所湖泊与环境国家重点实验室南京211135 中国科学院大学北京100049 广西大学资源环境与材料学院南宁530004

富营养化湖泊水体中颗粒物的不断富集和沉降加剧了沉积物内源负荷。本文以太湖典型草、藻型湖区为研究对象,开展了为期一年的野外月度调查,分析了两种湖区水样、颗粒物和沉积物中各形态氮含量、赋存形式及其沉积物水界面交换特征,研究... 详细信息

富营养化湖泊水体中颗粒物的不断富集和沉降加剧了沉积物内源负荷。本文以太湖典型草、藻型湖区为研究对象,开展了为期一年的野外月度调查,分析了两种湖区水样、颗粒物和沉积物中各形态氮含量、赋存形式及其沉积物水界面交换特征,研究了颗粒物沉降对草、藻型湖区沉积物水界面氮赋存形态转变及迁移的影响。结果表明,草、藻型湖区水体总氮(TN)浓度年变化范围分别为0.50~1.51 mg/L(均值为(0.97±0.23)mg/L)和1.77~6.12 mg/L(均值为(3.67±1.36)mg/L),藻型湖区水体各形态氮浓度普遍高于草型湖区,且季节性变化更加显著。草、藻型湖区悬浮颗粒物中TN含量年均值分别为(6998.48±1413.87)和(5162.63±2205.13)mg/kg,沉积物TN平均含量分别为(4219.75±216.62)和(3187.88±103.07)mg/kg,呈现草型湖区显著高于藻型湖区、悬浮颗粒物显著高于沉积物的特征。氨氮(NH 3-N)是两个湖区悬浮颗粒物和沉积物中有效态氮的主要赋存形式,藻型湖区沉积物中NH 3-N的释放主要集中在夏季,而草型湖区则以夏、秋季为主。有效态氮高度富集的颗粒物不断沉降是造成沉积物中氮含量改变的重要原因,且藻型湖区有效态氮所占比例(5.17%)在藻类水华季节高于草型湖区(4.34%)。草型系统向藻型系统的转变可能会升高水体颗粒物浓度并加剧沉积物颗粒再悬浮过程,颗粒物沉降和再悬浮交替加剧了沉积物水界面处氮的交换过程,在未来的湖泊内源氮管理中应更加重视颗粒物的作用。

关键词：太湖草型湖区藻型湖区悬浮颗粒物内源氮负荷

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高电荷态原子物理:电荷交换及其在X射线天文建模中的应用

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中国科学:物理学力学天文学 2025年

作者：魏宝仁张瑞田复旦大学大学现代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室中国科学院近代物理研究所中国科学院大学核科学与技术学院

高电荷态离子与中性原子分子碰撞是一个多原子中心的量子态跃迁过程,具有强库仑场、多通道、高激发态等动力学基本特征.电荷交换过程研究不仅有助于理解原子尺度强库仑场下量子态的跃迁动力学,对极端条件下量子散射理论的检验和高温等... 详细信息

高电荷态离子与中性原子分子碰撞是一个多原子中心的量子态跃迁过程,具有强库仑场、多通道、高激发态等动力学基本特征.电荷交换过程研究不仅有助于理解原子尺度强库仑场下量子态的跃迁动力学,对极端条件下量子散射理论的检验和高温等离子体的诊断与建模同样具有重要意义.本文围绕高电荷态离子与原子分子电荷交换过程实验和理论研究发展的历史、现状和面临的挑战,综述了动力学相关的电荷交换总截面的绝对测量、量子态选择截面及伴随X射线发射的谱学研究,最后以彗星大气X射线起源为例,讨论了电荷交换在天体环境冷-热流非平衡态等离子体X射线天文观测建模中的重要性.

关键词：高电荷态离子电荷交换绝对截面态选择截面 X射线发射天文建模

基于遥感影像的火星尘暴时空概率分析与预报——以“天问一号”任务为例

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科学通报 2025年第1期 107-120页

作者：杨茜李勃田园温埔正张江曲少杰戎昭金山东大学空间科学与物理学院山东省光学天文与日地空间环境重点实验室北京空间飞行器总体设计部中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院地球与行星物理重点实验室

尘暴是火星表面沙尘颗粒在剧烈的大气运动下形成的扬尘现象,局部尘暴可持续几个火星日(sols),大型甚至全球性尘暴可持续长达几个月.火星尘暴事件严重威胁探测器着陆过程的安全性,并可能加剧火星车太阳能帆板表面的沙尘沉积进而导致火星... 详细信息

尘暴是火星表面沙尘颗粒在剧烈的大气运动下形成的扬尘现象,局部尘暴可持续几个火星日(sols),大型甚至全球性尘暴可持续长达几个月.火星尘暴事件严重威胁探测器着陆过程的安全性,并可能加剧火星车太阳能帆板表面的沙尘沉积进而导致火星车供电不足.为保障火星探测任务着陆过程的安全,应开展火星尘暴事件的时空概率分析并对着陆前的尘暴事件进行预报.本文以中国首次火星探测任务“天问一号”为例,开展了:(1)基于长时间序列(MY24～28)火星遥感影像(MDGMs)来提取尘暴对象和尘暴序列,建立乌托邦平原(Utopia Planitia)研究区的尘暴时空数据库;(2)计算研究区中尘暴出现的时空概率,并对“天问一号”任务的着陆时间、地点以及“祝融号”火星车工作和休眠期内的尘暴活动进行分析评价;(3)完成“天问一号”主选和备选着陆圆的原生尘暴划分和尘暴序列的特征提取,并实现了“天问一号”任务着陆前的尘暴预报分析.未来应当结合大气环流模型模拟和计算的大气物理等参数(温度、压强、光学深度、风速和风向等)来综合研究尘暴等大气活动的机理和影响因子,以提高尘暴分析和预报的准确性以及实时性.

关键词：火星尘暴乌托邦平原天问一号时空概率尘暴预报

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近红外有机光电探测器研究进展

激光与光电子学进展 2025年

作者：王浩然胡均义成明王云鹏王飞中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术重点实验室中国科学院大学

近红外有机光电探测器(NIR-OPDs)在柔性可穿戴设备、环境检测、医疗健康监测、生物医学成像等领域有广阔的应用前景。近年来，高性能的近红外有机光探测器受到了极大的关注，国内外学者在推动近红外有机材料和光电器件结构创新方面做出... 详细信息

近红外有机光电探测器(NIR-OPDs)在柔性可穿戴设备、环境检测、医疗健康监测、生物医学成像等领域有广阔的应用前景。近年来，高性能的近红外有机光探测器受到了极大的关注，国内外学者在推动近红外有机材料和光电器件结构创新方面做出了巨大贡献。本文在阐述了有机光电探测器的光导型、晶体管型、二极管型的器件结构和光谱响应范围、响应度、外量子效率、探测率等性能参数的基础上，总结了窄带隙聚合物、小分子受体、非富勒烯受体材料在器件中的应用并介绍结构优化、表面钝化处理、界面工程等优化器件性能的各种策略，以及窄带、全色、颜色选择NIR-O PDs研究现状并展望了未来发展面临的挑战和应用前景。

关键词：近红外有机光探测器有机光电二极管有机半导体材料