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大规模激光相干合成主动相位控制技术研究进展

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强激光与粒子束 2024年第6期36卷 1-23页

作者：周宏冰张昊宇李敏冯曦谢亮华刘玙楚秋慧闫玥芳陶汝茂林宏奂王建军颜立新景峰中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 清华大学加速器实验室北京100084

大规模激光相干合成是突破单口径激光特性极限、获得超高峰值/平均功率、超大脉冲能量、超高空/谱亮度等极端特性激光的有效技术路径之一,而大规模激光相干合成的关键是主动相位控制。主动相位控制技术可以对各路光束相位进行主动控制,... 详细信息

大规模激光相干合成是突破单口径激光特性极限、获得超高峰值/平均功率、超大脉冲能量、超高空/谱亮度等极端特性激光的有效技术路径之一,而大规模激光相干合成的关键是主动相位控制。主动相位控制技术可以对各路光束相位进行主动控制,补偿相位噪声引起的相干特性退化、合成效率下降,获得高品质的合成激光。自相干合成技术提出以来,研究人员开发了多种主动相位控制方法用于相干合成相位校正,其中适用于大规模激光相干合成的主动相位控制方法也得到了飞速发展。系统梳理了大规模激光相干合成的主动相位控制方法,深入分析了不同方法的原理、特点、适用场景和扩展能力,介绍了不同方法取得的相干合成研究最新进展及标志性成果,报道了19通道闭环上升时间仅6μs的相干合成锁相控制突破性结果,最后总结和展望了主动相位控制方法的发展趋势。

关键词：相干合成主动相位控制多抖动随机并行梯度下降机器学习

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铁电陶瓷脉冲耐压失效分布及耐压可靠性

物理学报 2024年第10期73卷 315-320页

作者：张福平李玺钦杜金梅刘雨生叶福庆中国工程物理研究院流体物理研究所产品工程设计与制造中心绵阳621900

铁电陶瓷在高电场下的击穿问题是困扰铁电陶瓷应用的关键问题之一.本文统计了铁电陶瓷在正向脉冲电场(4.5 kV/mm)失效概率与脉冲次数的分布关系,对通过第10次脉冲耐压样品第11次的失效概率进行了分析,开展了铁电陶瓷经历万次以上的脉冲... 详细信息

铁电陶瓷在高电场下的击穿问题是困扰铁电陶瓷应用的关键问题之一.本文统计了铁电陶瓷在正向脉冲电场(4.5 kV/mm)失效概率与脉冲次数的分布关系,对通过第10次脉冲耐压样品第11次的失效概率进行了分析,开展了铁电陶瓷经历万次以上的脉冲耐压后压电常数与电滞回线测试研究.结果表明:铁电陶瓷的击穿概率与脉冲加电压次数曲线呈现典型的浴盆曲线分布,经历10次脉冲高压测试合格的样品,其脉冲耐压失效概率相比于未经历脉冲高压陶瓷样品,降低了4个数量级以上,且上述脉冲高压加载接近无损.考虑到裂纹扩展速度,多个缺陷导致的裂纹同时扩展并连通是铁电陶瓷在脉冲高电压下断裂的主要原因.

关键词：铁电陶瓷脉冲电场失效概率

生物样品中超低水平239Pu和240Pu的分析

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分析化学 2024年第5期52卷 706-716页

作者：王永昌张梦婷侯小琳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加速器质谱中心西安地球环境创新研究院

建立了一种生物样品中超低水平239Pu和240Pu的分析方法。以碳酸钠为皂化剂、乙酸镁为助灰化剂，对大质量的生物样品进行灰化，再使用Fe（OH）2-Fe（OH）3，通过共沉淀分离富集方法从灰化的样品中酸浸取得到钚，然后以硝酸铝为掩蔽剂消... 详细信息

建立了一种生物样品中超低水平239Pu和240Pu的分析方法。以碳酸钠为皂化剂、乙酸镁为助灰化剂，对大质量的生物样品进行灰化，再使用Fe（OH）2-Fe（OH）3，通过共沉淀分离富集方法从灰化的样品中酸浸取得到钚，然后以硝酸铝为掩蔽剂消除样品中大量磷对钚在阴离子交换分离过程中的干扰，采用TEVA萃取色谱进一步除去铀等干扰组分，整个流程钚的平均回收率大于73%，对238U的去污因子为3.3×10～4～5.4×10～5。利用APEX-Ω高效进样系统，使用高灵敏度的电感耦合等离子体质谱（ICP-MS/MS），以NH3-He为碰撞/反应气体测定钚同位素，使用样品分离前加入的242Pu标准为产率示踪剂和同位素稀释剂，计算样品中239Pu和240Pu的浓度。本方法有效地抑制了238U峰拖尾以及238U1H+的干扰，并将钚的分析灵敏度从850 cps/（pg/g）(ICP-MS/MS)大幅度提升至8000 cps/（pg/g）。本方法对鱼虾样品（采样量3.5 kg鲜重）中239Pu和240Pu的检出限分别为2.56×10–4m Bq/（kg·wet）和7.33×10–4m Bq/（kg·wet）；对海藻样品(采样量为300 g鲜重（30 g干重）)中239Pu和240Pu的检出限分别为2.98×10–3m Bq/（kg·wet）和8.55×10–3m Bq/（kg·wet）。采用本方法分析了我国海域海洋生物样品中的239Pu和240Pu浓度。

关键词：钚同位素生物样品快速灰化萃取色谱法电感耦合等离子体质谱

中枢多巴胺系统正电子发射计算机断层扫描显像剂的研究进展

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无机化学学报 2024年第1期40卷 54-70页

作者：张格杨文江刘宇中国科学院高能物理研究所北京市射线成像技术与装备工程技术研究中心北京100049 中国科学院大学北京100049 济南中科核技术研究院济南250131

中枢多巴胺系统与多种神经行为障碍的病理生理学有关。一直以来,多巴胺系统正电子发射计算机断层扫描(PET)成像在研究活体大脑中多巴胺生物化学过程上有着重要价值。PET成像的基础是^(11)C、^(18)F等发射正电子的放射性核素标记的显像剂... 详细信息

中枢多巴胺系统与多种神经行为障碍的病理生理学有关。一直以来,多巴胺系统正电子发射计算机断层扫描(PET)成像在研究活体大脑中多巴胺生物化学过程上有着重要价值。PET成像的基础是^(11)C、^(18)F等发射正电子的放射性核素标记的显像剂,这些显像剂通过与多巴胺神经系统不同的靶点特异性结合从而反映多巴胺合成、囊泡储存、突触释放和受体结合以及再摄取过程,推动神经病学、精神病学、药物滥用和成瘾以及药物开发的研究进展。本文综述了以氨基酸脱羧酶、多巴胺转运体、多巴胺受体以及囊泡单胺转运体为靶点的^(11)C、^(18)F标记的PET显像剂的研究进展。

关键词：正电子发射计算机断层扫描放射性显像剂多巴胺系统多巴胺受体转运体

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双Λ超核同位旋标量巨共振性质的相对论研究

物理学报 2024年第4期73卷 105-112页

作者：温静孙帅曹李刚张丰收北京师范大学核科学与技术学院射线束技术教育部重点实验室北京100875 北京市科学技术研究院辐射技术研究所北京100875 兰州重离子加速器国家实验室原子核理论研究中心兰州730000

基于相对论平均场理论(RMF),采用TM1以及有效超子−核子和超子−超子相互作用,首先研究了^(16)O和^(18)ΛΛO的单粒子能级受超子的影响情况,发现超子的加入使得核子能级能量降低.其次基于相对论无规位相近似方法(RRPA),自洽地计算了^(16)O... 详细信息

基于相对论平均场理论(RMF),采用TM1以及有效超子−核子和超子−超子相互作用,首先研究了^(16)O和^(18)ΛΛO的单粒子能级受超子的影响情况,发现超子的加入使得核子能级能量降低.其次基于相对论无规位相近似方法(RRPA),自洽地计算了^(16)O和^(18)ΛΛO同位旋标量巨单极和四极共振态.发现相比于16O各巨共振的响应函数,超核的响应函数会发生改变.研究表明:这种改变主要来自于超子的加入导致的核子单粒子能级的改变,以及超子粒子−空穴组态跃迁的贡献,而超子−超子剩余相互作用对单极和四极共振在低能区的响应函数的影响比较小,特别对高能区的响应函数基本没有影响.

关键词：双Λ超核巨共振相对论无规位相近似

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粒子加速器中激光跟踪仪控制网测量精度研究

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第1期49卷 156-166页

作者：王铜周维虎董岚梁静马娜何振强柯志勇罗涛门玲鸰王小龙李波卢尚闫路平韩圆颖中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院高能物理研究所北京100049 散裂中子源科学中心广东东莞523803 中国科学院大学北京100049

粒子加速器的高精度准直要求对测量技术提出很大挑战,由于激光跟踪仪具有大尺寸、高精度及三维空间测量的优势,因此需要开展激光跟踪仪对粒子加速器的测量精度研究。首先,针对激光跟踪仪的标称测量精度,介绍了激光跟踪仪标称测量精度的... 详细信息

粒子加速器的高精度准直要求对测量技术提出很大挑战,由于激光跟踪仪具有大尺寸、高精度及三维空间测量的优势,因此需要开展激光跟踪仪对粒子加速器的测量精度研究。首先,针对激光跟踪仪的标称测量精度,介绍了激光跟踪仪标称测量精度的表达方法、测试方法,对标称精度指标的计算方法进行推导,并对其具体含义进行解释,为激光跟踪仪的测量应用及数据处理提供了理论基础。然后,以直线控制网为代表开展激光跟踪仪对粒子加速器控制网的测量方法和测量精度分析,在中国散裂中子源大科学装置直线加速器进行了实际测量,采用激光跟踪仪分两组在同一时间内进行观测,通过对控制网单组的平差精度以及两组的坐标对比分析,全面准确地评价其测量精度,发现200 m长直线控制网点位横向最弱精度优于0.2 mm。同时,以导线网为简化模型对直线控制网的精度进行理论估算,发现直线控制网中部点位横向精度与控制网长度的三次方开根号成正比,从而可快速推算出其他规模的直线控制网的的测量精度,为陆续建设的粒子加速器的准直精度分析以及准直方案决策提供指导。

关键词：粒子加速器准直激光跟踪仪标称精度控制网精度分析精度估计

高马赫数激波作用下单模界面的Richtmyer-Meshkov不稳定性数值模拟

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爆炸与冲击 2024年第7期44卷 36-56页

作者：高士清邹立勇唐久棚李季林健宇中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理全国重点实验室四川绵阳621999 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所四川绵阳621000

为了研究高马赫数激波冲击下的单模界面Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性,特别是高马赫数激波带来的热化学非平衡效应的影响,采用基于有限体积方法的二维高温非平衡流动程序,利用自适应非结构网格模拟了空气中高马赫数激波冲击两侧温度不... 详细信息

为了研究高马赫数激波冲击下的单模界面Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性,特别是高马赫数激波带来的热化学非平衡效应的影响,采用基于有限体积方法的二维高温非平衡流动程序,利用自适应非结构网格模拟了空气中高马赫数激波冲击两侧温度不同的单模界面导致的RM不稳定现象。研究中涵盖了轻/重界面和重/轻界面2种情况,涉及的激波马赫数范围分别为6~9和8~11。对比了冻结流、热非平衡流和热化学非平衡流3种气体模式下的流场演化过程,揭示了扰动增长和增长率的变化规律。通过对比扰动增长的线性理论和非线性理论,分析了初始激波马赫数和初始扰动尺度的变化对RM不稳定性的影响,同时讨论了涡量场分布和环量的演化规律。结果表明,与冻结流相比,热化学非平衡流中透射激波、反射波及界面速度明显不同,扰动振幅增长率峰值降低,界面增长率脉动减弱,界面不稳定性增长速度变慢。通过对比多种理论模型和本文的数值模拟结果,发现Zhang-Sohn模型相对于其他模型更适用于高马赫数激波作用下的单模界面RM不稳定性问题。对涡量场的研究发现,有2个较强的涡量生成区域,一个位于界面上,另一个位于透射激波波后,这同低马赫数下涡量主要在界面上生成的结论显著不同。此外,热化学非平衡流中环量的幅值大小低于冻结流中的结果,这与热化学非平衡流中扰动的增长低于冻结流的结论对应。

关键词： Richtmyer-Meshkov不稳定性高马赫数激波高温非平衡效应 Zhang-Sohn模型

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基于MTDS靶向筛选技术的重离子束诱变定向改良杂交水稻卓两优1126性状的研究

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中国水稻科学 2024年

作者：韶也胡远艺彭彦毛毕刚刘慧敏唐婵娟唐丽余丽霞李文建罗武中罗治斌袁远涛李曜魁张丹周利斌柏连阳唐文帮赵炳然湖南杂交水稻研究中心杂交水稻全国重点实验室中国科学院近代物理研究所重离子加速器国家实验室湖南省农业科学院

[目的]以两系杂交水稻卓两优1126为“底盘品种”，快速创制培育镉低积累、香味、耐储藏、耐淹、低升糖指数等性状的改良品种。[方法]12C6+碳离子束诱变卓两优1126亲本卓234S和湘农恢1126，利用M1TDS技术从诱变M1群体中鉴定OsNRAMP5、OsB... 详细信息

[目的]以两系杂交水稻卓两优1126为“底盘品种”，快速创制培育镉低积累、香味、耐储藏、耐淹、低升糖指数等性状的改良品种。[方法]12C6+碳离子束诱变卓两优1126亲本卓234S和湘农恢1126，利用M1TDS技术从诱变M1群体中鉴定OsNRAMP5、OsBADH2、OsLOX3、OsPAO5、OsSSIIIa和OsBEIIb的嵌合突变株，通过KASP分型从诱变M2群体中鉴定分离目标基因突变株，利用OsNRAMP5突变亲本配制OsNRAMP5突变组合。[结果]从重离子束诱变M1群体中鉴定到13株为6个目标基因突变的嵌合突变株，其中7个M2株系中鉴定到目标基因的纯合或杂合突变；OsNRAMP5纯合突变株镉含量较原始亲本显著降低，OsBADH2纯合突变株香味特征化合物2-乙酰基吡咯啉（2-AP）含量较原始亲本显著上升；OsNRAMP5基因突变亲本配制的组合，在镉污染土（土壤有效镉含量0.677 mg/kg，pH 5.6）盆栽种植，其籽粒镉含量为0.05 mg/kg，而原始组合为0.91 mg/kg。[结论]本研究利用“重离子束诱变+M1TDS技术”实现了卓两优1126镉低积累等性状的快速改良，为生物传统诱变育种进化到定向诱变育种提拱了成功案例和共性技术参考。

关键词：重离子束诱变育种卓两优1126 M TDS 镉低积累香味

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强流质子同步加速器涂抹注入方法研究

原子核物理评论 2024年第01期 409-417页

作者：黄明阳许守彦王生中国科学院高能物理研究所散裂中子源科学中心中国科学院大学中国科学院粒子加速物理与技术重点实验室

空间电荷效应是强流质子加速器的核心问题之一,在注入和初始加速阶段其影响最大。采用相空间涂抹方法并优化其涂抹过程,可以有效地减少空间电荷效应对束流注入和加速效率及发射度增长的影响。横向相空间涂抹方法可分为相关涂抹和反相关... 详细信息

空间电荷效应是强流质子加速器的核心问题之一,在注入和初始加速阶段其影响最大。采用相空间涂抹方法并优化其涂抹过程,可以有效地减少空间电荷效应对束流注入和加速效率及发射度增长的影响。横向相空间涂抹方法可分为相关涂抹和反相关涂抹。首先,本工作对强流质子同步加速器的横向相空间涂抹方法进行深入研究,包括不同的涂抹方法和实现方式。其次,基于中国散裂中子源(CSNS)注入系统,对束流注入过程和反相关涂抹设计方案进行详细研究,深入探索实际垂直涂抹范围变小的原因和凸轨磁铁边缘聚焦效应对涂抹效果和束流动力学的影响。同时,简单介绍了在反相关涂抹机械结构基础上实现相关涂抹的方法及其对实现CSNS设计指标起到的关键作用。最后,根据未来加速器对不同涂抹注入方法在线切换的需求,我们提出了一种同时实现相关和反相关涂抹的新注入方案,并对其进行详细的论证、模拟和优化。

关键词：质子同步加速器注入涂抹空间电荷效应