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钨中不同构型的双自间隙原子扩散行为研究

物理学报 2019年第12期68卷 225-232页

作者：冉琴王欢钟睿伍建春邹宇汪俊四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室

钨作为一种重要的核材料,在辐射环境下的微观演化行为与自间隙原子缺陷的扩散行为密切相关.研究不同构型自间隙原子的扩散行为有助于全面理解材料的微观演化过程.本文采用分子动力学方法重点考察了钨中具有不同构型的双自间隙原子随温... 详细信息

钨作为一种重要的核材料,在辐射环境下的微观演化行为与自间隙原子缺陷的扩散行为密切相关.研究不同构型自间隙原子的扩散行为有助于全面理解材料的微观演化过程.本文采用分子动力学方法重点考察了钨中具有不同构型的双自间隙原子随温度变化的扩散行为.结果表明:彼此互为最近邻的双自间隙原子,随着温度的升高,从一维扩散演变成三维扩散,在方向保持稳定的最近邻结构;次近邻双自间隙原子在一定温度范围内沿方向一维扩散,当温度高于600 K将解离成两个独立运动的自间隙原子;而三近邻结构在温度高于300 K就将解离.非平行结构的双自间隙原子在一定温度范围内形成固着性结构,几乎不移动,但在温度高于1000 K时将转化成移动性缺陷.通过将微动弹性带算法获得的自间隙原子迁移能与阿伦尼乌斯关系拟合的结果进行对比,表明了钨中单自间隙原子和双自间隙原子的扩散系数随温度的变化规律不适于用阿伦尼乌斯关系来描述,而线性关系则能合理地描述这一规律.

关键词：自间隙原子扩散行为辐照损伤分子动力学模拟

基于麦克风的气体超声分子束飞行速度的实验研究

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物理学报 2019年第16期68卷 246-253页

作者：周茂蕾刘东曲国峰陈桎远李敏王艺舟徐子虚韩纪锋辐射物理及技术教育部重点实验室四川大学原子核科学技术研究所

超声分子束的膨胀和输运过程是一个较为复杂的分子动力学问题,相关的参数较难准确计算.本文基于麦克风测量方法研究了多种气体(H2, D2, N2, Ar, He, CH4)超声分子束在自由膨胀过程中的平均速度及其沿出射方向在远域空间(喷射距离/喷嘴直... 详细信息

超声分子束的膨胀和输运过程是一个较为复杂的分子动力学问题,相关的参数较难准确计算.本文基于麦克风测量方法研究了多种气体(H2, D2, N2, Ar, He, CH4)超声分子束在自由膨胀过程中的平均速度及其沿出射方向在远域空间(喷射距离/喷嘴直径>310)的演变情况,获得了较大范围内分子束平均速度分布随气体种类、温度、气压和膨胀距离的变化规律.结果表明, H2, D2, He分子束的速度分别只占各自理论极限速度的54%, 60%和68%,且在远域空间速度下降较快.而CH4, N2和Ar分子束的速度与其各自的极限速度十分接近,占比分别为85%, 92%和99%,且在远域空间速度下降较缓.

关键词：麦克风超声分子束自由膨胀速度分布

He离子辐照对石墨烯微观结构及电学性能的影响

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物理学报 2020年第1期69卷 311-316页

作者：张娜刘波林黎蔚四川大学原子核科学技术研究所教育部辐射物理及技术重点实验室

本文采用5.4 ke V不同剂量的He离子辐照单层石墨烯,利用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)和半导体参数分析仪表征辐照前后石墨烯微观结构和电学性能变化.研究结果表明:随着辐照剂量增大,单层石墨烯的缺陷密度逐渐增加,当辐照剂量... 详细信息

本文采用5.4 ke V不同剂量的He离子辐照单层石墨烯,利用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)和半导体参数分析仪表征辐照前后石墨烯微观结构和电学性能变化.研究结果表明:随着辐照剂量增大,单层石墨烯的缺陷密度逐渐增加,当辐照剂量增至1.6×10^13 He+/cm^2,石墨烯开始由纳米晶结构向无定形碳结构转变,不断增多的缺陷致使石墨烯电导率持续降低,其电子输运机制也由玻尔兹曼扩散输运转变为跃迁输运;狄拉克电压(Vdirac)向正电压方向的偏移量随辐照剂量增大而增大,其主因是辐照缺陷和吸附杂质导致石墨烯P型掺杂效应增强.

关键词：石墨烯 He离子辐照微观结构电学性能

keV能量电子致Al,Ti,Zr,W,Au元素厚靶特征X射线产额与截面的研究

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物理学报 2020年第13期69卷 58-70页

作者：李颖涵安竹朱敬军李玲四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064

本文使用5—27 keV能量范围的电子轰击纯厚Al(Z=13),Ti(Z=22),Zr(Z=40),W(Z=74)和Au(Z=79)靶,利用硅漂移探测器(SDD)收集产生的X射线,给出了K,L壳层特征X射线产额的测量结果,并将所得实验数据与基于扭曲波玻恩近似理论模型(DWBA)的蒙特... 详细信息

本文使用5—27 keV能量范围的电子轰击纯厚Al(Z=13),Ti(Z=22),Zr(Z=40),W(Z=74)和Au(Z=79)靶,利用硅漂移探测器(SDD)收集产生的X射线,给出了K,L壳层特征X射线产额的测量结果,并将所得实验数据与基于扭曲波玻恩近似理论模型(DWBA)的蒙特卡罗模拟值进行了比较,两者在小于或约为10%的范围内符合.根据测得的特征X射线产额进一步得到了相应的内壳层电离截面或特征X射线产生截面.通过对比电子入射角度为45°和90°的两种情况下解析模型与蒙特卡罗模拟的特征X射线产额,发现在入射角度为90°时两者符合较好.同时,本文还给出了次级电子、轫致辐射光子对特征X射线产额的贡献,该贡献与入射电子能量关系较弱,表现出与原子序数较密切的相关性.

关键词：特征X 射线产额内壳层电离截面特征X 射线产生截面蒙特卡罗模拟

采用薄靶方法测量低能电子致Al,Ti,Cu,Ag,Au元素K壳层电离截面与L壳层特征X射线产生截面

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物理学报 2022年第17期71卷 191-202页

作者：李博李玲朱敬军林炜平安竹四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064

使用5-27 keV能量范围内的单能电子束轰击薄碳衬底上的薄Al (Z=13),Ti (Z=22),Cu (Z=29),Ag (Z=47),Au(Z=79)靶,使用硅漂移型探测器(SDD)收集产生的特征X射线,测量了Al,Ti,Cu的K壳层电离截面以及Cu,Ag和Au的L壳层特征X射线的产生截面,... 详细信息

使用5-27 keV能量范围内的单能电子束轰击薄碳衬底上的薄Al (Z=13),Ti (Z=22),Cu (Z=29),Ag (Z=47),Au(Z=79)靶,使用硅漂移型探测器(SDD)收集产生的特征X射线,测量了Al,Ti,Cu的K壳层电离截面以及Cu,Ag和Au的L壳层特征X射线的产生截面,并且使用蒙特卡罗PENELOPE程序对实验结果进行了修正.本文给出了Cu的L壳层特征X射线产生截面.与半相对论扭曲波玻恩近似(semi-relativistic distorted-wave Born approximation,DWBA)理论值相比,本文的大多数实验值在7%的范围内与理论值符合.研究表明,中重元素的L壳电离截面的理论计算以及相应的原子参数有待更精确的确定.

关键词：原子内壳层电离特征 X射线截面蒙特卡罗模拟

第一性原理研究Zr的掺杂对Xe在UO2中溶解能力的影响

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物理学报 2018年第4期67卷 158-164页

作者：张仲王欢王开元安欢刘彪伍建春邹宇四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064

Zr既是反应堆中核燃料组件的包壳材料,也是核燃料UO_2的一种裂变产物,不可避免地会掺杂到UO_2中,对其性质等产生一定的影响.本文通过第一性原理密度泛函理论计算,研究了Zr掺杂所引起的Xe在UO_2中溶解能力的变化.首先应用引入Hubbard U... 详细信息

Zr既是反应堆中核燃料组件的包壳材料,也是核燃料UO_2的一种裂变产物,不可避免地会掺杂到UO_2中,对其性质等产生一定的影响.本文通过第一性原理密度泛函理论计算,研究了Zr掺杂所引起的Xe在UO_2中溶解能力的变化.首先应用引入Hubbard U修正的广义梯度近似密度泛函计算了U,O间隙和空位缺陷的形成能,结果与文献值符合,验证了计算方法的可靠性.在此基础上对Zr掺杂后空位缺陷的形成能及Xe吸附到空位缺陷所需的结合能的变化情况进行了研究.结果表明,Zr的掺杂会增加空位缺陷的形成能,减小大部分Xe吸附的结合能,且空位缺陷形成能的变化量普遍更大,从而在整体上增加了Xe在UO_2中的溶解能.说明在UO_2中,Zr掺杂主要是通过增加缺陷的形成难度而减弱了Xe在其中的溶解能力.

关键词： UO2 Zr Xe 溶解能力

10—25keV电子致厚W,Au靶韧致辐射谱的测量

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物理学报 2016年第11期65卷 87-93页

作者：谭文静安竹朱敬军赵建玲刘慢天四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064

测量了10—25 keV电子碰撞厚W,Au靶产生的韧致辐射谱,并与Monte Carlo程序PENELOPE模拟的X射线谱进行了比较,除在3 keV前实验谱略低于理论谱外,整体上两者符合得很好.在模拟电子与靶材料相互作用产生韧致辐射时,PENELOPE程序中只包含有... 详细信息

测量了10—25 keV电子碰撞厚W,Au靶产生的韧致辐射谱,并与Monte Carlo程序PENELOPE模拟的X射线谱进行了比较,除在3 keV前实验谱略低于理论谱外,整体上两者符合得很好.在模拟电子与靶材料相互作用产生韧致辐射时,PENELOPE程序中只包含有普通韧制辐射的截面数据.实验结果表明,在电子与固体靶相互作用时,没有明显的极化韧致辐射产生,PENELOPE程序能够可靠地描述电子与固体厚靶相互作用产生的韧致辐射.

关键词：电子碰撞韧致辐射 Monte Carlo模拟

基于射束元的调强逆向治疗计划中子野权重的最优化研究

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核技术 2007年第8期30卷 683-688页

作者：陈炳周侯氢四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室

基于射束元的调强逆向治疗计划,如果直接采用精确剂量计算方法计算射束元剂量矩阵,将会非常耗时。为此,本文采用射线追踪方法计算射束元剂量矩阵,通过模拟动力学优化方法优化出射束剖面的初始强度分布,进而得到子野分布。再由微分卷积... 详细信息

基于射束元的调强逆向治疗计划,如果直接采用精确剂量计算方法计算射束元剂量矩阵,将会非常耗时。为此,本文采用射线追踪方法计算射束元剂量矩阵,通过模拟动力学优化方法优化出射束剖面的初始强度分布,进而得到子野分布。再由微分卷积积分方法精确获得各子野的剂量矩阵,并利用模拟动力学最优化方法对各子野进行权重重新优化,从而使剂量分布得到了极大的改善,且完全满足需要。这说明了射束元剂量矩阵的近似计算不仅可以大大缩短计算时间,而且由此造成的剂量分布不确定性能得到有效克服;同时,还说明了利用现有的模拟动力学最优化方法优化子野权重,具有较好的效果。另外还发现,对于部分含射束元数目较少的子野或者强度分布数值较小的子野,在放疗过程中是可以舍弃的。

关键词：子野权重模拟动力学最优化调强放射治疗

微生物质水热碳锰复合材料对铀的吸附行为研究

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原子能科学技术 2019年第7期53卷 1230-1237页

作者：王慧琳廖卫刘军李飞泽杨吉军廖家莉杨远友刘宁四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室

以工业啤酒酵母为碳源,采用一步法合成了微生物质水热碳锰复合材料(MHTC),并利用XRD、FT-IR和SEM等对材料进行了表征。在此基础上,系统研究了不同C/Mn原子比、初始pH值、接触时间、初始铀浓度对MHTC吸附铀性能的影响。结果表明:C/Mn原... 详细信息

以工业啤酒酵母为碳源,采用一步法合成了微生物质水热碳锰复合材料(MHTC),并利用XRD、FT-IR和SEM等对材料进行了表征。在此基础上,系统研究了不同C/Mn原子比、初始pH值、接触时间、初始铀浓度对MHTC吸附铀性能的影响。结果表明:C/Mn原子比为1∶10的碳锰复合材料(MHTC-10)对铀的吸附性能最优。在铀初始浓度为50 mg/L、初始pH=4.5条件下,12 h可达吸附平衡,最大吸附量为371 mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型以及Freundlich等温模型。热力学数据表明,铀在MHTC-10上的吸附是一自发、放热的过程。该研究结果可为含铀环境中铀的分离富集提供新的思路。

关键词：碳锰复合材料铀吸附