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贵州某酸性矿井涌水的生物氧化治理中试试验

工程科学与技术 2025年第1期57卷 244-252页

作者：胡文杰郑博渊胡鹏飞唐韶泽雷治武胡芳胡鄂明王红强王清良南华大学资源环境与安全工程学院湖南衡阳421200

酸性矿井涌水(AMD)酸性强、重金属含量高,对其进行妥善处理已然成为亟待解决的重大环境问题之一。然而,目前生物法处理AMD在实际应用和资源化利用方向的研究仍在探索阶段。针对这一现状,本文提出了一种细菌氧化—pH分段沉淀—循环沉淀处... 详细信息

酸性矿井涌水(AMD)酸性强、重金属含量高,对其进行妥善处理已然成为亟待解决的重大环境问题之一。然而,目前生物法处理AMD在实际应用和资源化利用方向的研究仍在探索阶段。针对这一现状,本文提出了一种细菌氧化—pH分段沉淀—循环沉淀处理AMD的新技术,在贵州污染源地构建中试装置并进行了半工业试验。结果表明:该酸性矿井涌水中的主要污染因子为铁和铝。温度是影响生物反应器效率的关键因素,反应温度25℃相比10℃时氧化效率提高了1倍以上。结合运行成本和处理效率得出最佳反应条件为曝气量16 Nm^(3)·h^(−1)、中和pH=5;中试系统对Fe^(2+)和Al^(3+)的去除率均在99%以上,对Fe^(2+)的氧化速率高达410 g·h^(−1)。经微生物分类测序表明,变形菌门在各个时期的门水平中都保持绝对优势,属水平上的铁氧化细菌是生物反应器内的最终优势菌群。经pH分段沉淀—循环沉淀8次后,沉淀渣中铁品位最高可达41.15%,有望作为肥料、水泥、絮凝剂等原材料。本文证实了以氧化菌群为核心高效处理AMD的可行性,同时对各类中试试验参数进行了有益的探讨,可为将来AMD生物治理的规模化工业应用提供可信的依据和参考。

关键词：酸性矿山废水生物氧化治理资源化利用

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人工智能伦理教学案例库建设与案例教学实践

计算机教育 2025年第1期 131-136页

作者：蒋方玲刘兵南华大学计算机学院湖南衡阳421001 南华大学图书馆湖南衡阳421001

针对我国人工智能伦理课程教学资源匮乏的问题,提出“三过程一平台”人工智能伦理教学案例库建设与案例教学方法,从案例库的设计原则、知识体系构建、教学案例设计、案例教学实践几方面具体进行介绍,通过实验教学比较,说明采用案例模式... 详细信息

针对我国人工智能伦理课程教学资源匮乏的问题,提出“三过程一平台”人工智能伦理教学案例库建设与案例教学方法,从案例库的设计原则、知识体系构建、教学案例设计、案例教学实践几方面具体进行介绍,通过实验教学比较,说明采用案例模式教学的学生比采用传统教学方式的学生进步要大,学生更欢迎案例教学模式。

关键词：人工智能伦理教学案例三过程一平台案例库建设知识体系

基于类比法的哈达图砂岩型铀矿床原地浸出工艺与效果探索

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原子能科学技术 2025年第1期59卷 83-91页

作者：周意如阳奕汉张传飞姚光怀乔鹏任晓平夏良树南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 中核内蒙古矿业有限公司内蒙古呼和浩特010020

哈达图与巴彦乌拉均属于二连盆地赛汉期上段古河谷砂岩型铀矿床,二者赋矿层位和含矿岩性相同,存在诸多相似性,但也有很多差异。巴彦乌拉铀矿已大规模开采,掌握了稳定的地浸工艺参数。为更好地借鉴其开采经验,探索哈达图铀矿床开采工艺... 详细信息

哈达图与巴彦乌拉均属于二连盆地赛汉期上段古河谷砂岩型铀矿床,二者赋矿层位和含矿岩性相同,存在诸多相似性,但也有很多差异。巴彦乌拉铀矿已大规模开采,掌握了稳定的地浸工艺参数。为更好地借鉴其开采经验,探索哈达图铀矿床开采工艺参数及效果,本文对比了二者在矿床地质、水文地质条件等方面的异同。结果表明:哈达图铀矿体延续性较好,碳酸盐含量为0.14%~0.46%,与巴彦乌拉相近,可采用酸法浸出工艺。矿体平均品位高于巴彦乌拉,渗透系数小于巴彦乌拉,浸出过程的稀释作用减弱,有助于铀矿石浸出,开采条件总体优于巴彦乌拉。室内试验表明二者具有相同的铀浸出规律。哈达图铀矿床现场试验推荐使用酸法浸出工艺,浸出剂酸度为10 g/L。

关键词：哈达图铀矿床地质特征水文地质条件类比法室内试验

核电厂应急管理研究进展:基于CiteSpace的文献计量分析

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中国安全科学学报 2025年第1期35卷 223-230页

作者：刘珍刘涛彭国文南华大学资源环境与安全工程学院湖南衡阳421001 南华大学附属第二医院湖南衡阳421001

为提高核电厂应急管理理论与实践水平,采用文献计量学软件CiteSpace收集科学引文索引(WoS)数据库的355篇相关期刊论文;通过构建研究者与研究机构混合共现图、关键词共现图、关键词聚类图、关键词词频与时间线可视化图谱,详细分析核电厂... 详细信息

为提高核电厂应急管理理论与实践水平,采用文献计量学软件CiteSpace收集科学引文索引(WoS)数据库的355篇相关期刊论文;通过构建研究者与研究机构混合共现图、关键词共现图、关键词聚类图、关键词词频与时间线可视化图谱,详细分析核电厂应急管理的研究热点、研究重点、研究力量、发展路径及前沿趋势。结果表明:受福岛核事故影响,自2011年起,核电厂应急管理研究逐渐增多,特别是在风险评估和决策支持领域;核电厂应急管理领域的研究具有多元化特点,研究主要集中在事故管理、性能监控、决策以及模拟技术的应用等方面,这些主题的相互关联充分展示了核电厂应急管理作为一个交叉学科的复杂性;当前,我国核电厂应急管理体系和能力建设在不断提升,从跨学科协作角度来研究核电厂应急准备、应急响应以及应急策略已成为当前的研究热点。

关键词：核电厂应急管理 CiteSpace 风险评估决策支持

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单宁酸复合海藻酸钠微球富集U(Ⅵ)的性能

工业水处理 2025年第1期45卷 58-65页

作者：刘清黄健滨李伟凡招国栋杨景景南华大学土木工程学院湖南衡阳421001 南华大学污染控制与资源化技术湖南省高校重点实验室湖南衡阳421001 南华大学资源环境与安全工程学院湖南衡阳421001

随着核能的大力发展,开发环境友好型生物基吸附剂对放射性核素污染控制具有重要意义。采用混合交联法制备一种新型单宁酸复合海藻酸钠(TA/SA)微球,考察了TA和SA质量比、溶液pH、U(Ⅵ)初始浓度、接触时间和温度等因素对TA/SA吸附U(Ⅵ)行... 详细信息

随着核能的大力发展,开发环境友好型生物基吸附剂对放射性核素污染控制具有重要意义。采用混合交联法制备一种新型单宁酸复合海藻酸钠(TA/SA)微球,考察了TA和SA质量比、溶液pH、U(Ⅵ)初始浓度、接触时间和温度等因素对TA/SA吸附U(Ⅵ)行为的影响,并进行了吸附动力学和热力学研究,探讨了TA/SA微球对U(Ⅵ)的吸附机理。结果表明,TA和SA的最佳质量比为1∶2,pH对TA/SA微球吸附U(Ⅵ)效果的影响较小。在U(Ⅵ)质量浓度为50 mg/L,TA/SA微球投加量为0.1 g/L,溶液pH=4,温度为323 K,吸附时间为2 h时,TA/SA微球对U(Ⅵ)的最大吸附量为263.42 mg/g。TA/SA微球对U(Ⅵ)的吸附行为符合准二级反应动力学模型和Freundlich等温吸附模型,TA/SA微球对U(Ⅵ)的吸附是一个自发吸热过程,且反应可分为表面吸附、中孔内扩散和微孔内扩散3个阶段。TA/SA表面呈不规则沟壑状,内部是大量开孔的三维网状结构,还原反应在TA/SA微球对U(Ⅵ)的吸附中起主导作用。

关键词：单宁酸海藻酸钠吸附放射性核素铀

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生物炭负载纳米氯磷灰石复合材料对U(Ⅵ)的吸附性能及机理

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精细化工 2025年第1期42卷 176-185页

作者：史妮静谢水波张澜涛姜培烜麦颖清胡恋南华大学土木工程学院湖南衡阳421001 南华大学污染控制与资源化技术湖南省重点实验室湖南衡阳421001 湖南省农林工业勘察设计研究总院湖南长沙410007

将玉米芯负载纳米氯磷灰石(nClAP),后经高温(500℃)限氧制备了复合吸附材料(BC/nClAP),将其用于对水体中U(Ⅵ)的吸附。采用XRD、FTIR、XPS对BC/nClAP进行了表征。在初始铀质量浓度为5 mg/L下,考察了pH、BC/nClAP投加量、吸附时间、腐植... 详细信息

将玉米芯负载纳米氯磷灰石(nClAP),后经高温(500℃)限氧制备了复合吸附材料(BC/nClAP),将其用于对水体中U(Ⅵ)的吸附。采用XRD、FTIR、XPS对BC/nClAP进行了表征。在初始铀质量浓度为5 mg/L下,考察了pH、BC/nClAP投加量、吸附时间、腐植酸(HA)对BC/nClAP吸附U(Ⅵ)性能的影响,探讨了BC/nClAP对U(Ⅵ)的吸附机理。结果表明,BC/nClAP投加量为0.10 g/L、pH=4.0、吸附时间120 min的最佳条件下,BC/nClAP对U(Ⅵ)的去除率高达99.7%;质量浓度>5 mg/L的HA显著影响BC/nClAP对U(Ⅵ)的吸附效果,并可将吸附平衡时间从60 min缩短至15 min以内;无论HA是否存在,BC/nClAP对U(Ⅵ)的吸附过程均符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,表明此吸附过程是单分子层化学吸附;BC/nClAP对U(Ⅵ)吸附机理主要包括溶解-沉淀及生物炭表面含氧官能团的络合作用,BC/nClAP表面的活性官能团参与了络合反应,其中磷酸基团起到关键作用;HA会抢占BC/nClAP上的吸附位点,并与U(Ⅵ)形成游离在水中的U-HA复合物,从而改变了U(Ⅵ)和BC/nClAP表面的相互作用。

关键词： U(Ⅵ) 生物炭氯磷灰石生物炭负载纳米氯磷灰石腐植酸水处理技术

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大面积SiPM阵列混合模式读出电子学设计

原子能科学技术 2025年第1期59卷 189-196页

作者：何雷赵修良黄跃峰侯会良安焜豪南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 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

放射性物质的准确定位对于寻找“孤儿源”、核设施去污和退役、辐射防护最优化等至关重要。硅光电倍增管(silicon photomultiplier,Si PM)已广泛应用于闪烁体探测系统。为实现低成本大视野高分辨探测系统,通过测量ASIC(application spec... 详细信息

放射性物质的准确定位对于寻找“孤儿源”、核设施去污和退役、辐射防护最优化等至关重要。硅光电倍增管(silicon photomultiplier,Si PM)已广泛应用于闪烁体探测系统。为实现低成本大视野高分辨探测系统,通过测量ASIC(application specific integrated circuit)芯片对输入信号的要求,仿真了电阻阻值与电阻网络输出信号上升时间之间的关系,设计了前置放大器用于适配ASIC芯片和电阻网络,利用电阻网络的信号通道压缩特性和ASIC芯片多路复用、高度集成等优点,设计验证了将两者优势相结合的混合模式读出电路。测试结果显示:读出电路RMS噪声约为2.73 m V,能准确测出^(241)Am点源的位置,定位正确率约90.87%。设计的混合模式读出电路将64路Si PM信号简化为4路,探测器输出信号通道数减少16倍,单个A5202模块能同时读出1024个Si PM单元,能极大降低大面积Si PM阵列读出的成本。

关键词：硅光电倍增管均衡电荷分配读出方法 ASIC芯片

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ERA结合的胶体金侧流层析快速和灵敏检测鹦鹉热衣原体

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微生物学通报 2025年

作者：邹林涛宋宇琪罗格妙周璇邓仲良南华大学衡阳医学院公共卫生学院

【背景】鹦鹉热衣原体(Chlamydia psittaci， Cps)是一种重要的人畜共患病病原体，可引起鹦鹉热，若该病未能得到及时诊断和治疗，将会危及患者生命健康。【目的】建立一种基于酶促重组等温扩增(enzymatic recombinase amplification， ... 详细信息

【背景】鹦鹉热衣原体(Chlamydia psittaci， Cps)是一种重要的人畜共患病病原体，可引起鹦鹉热，若该病未能得到及时诊断和治疗，将会危及患者生命健康。【目的】建立一种基于酶促重组等温扩增(enzymatic recombinase amplification， ERA)结合胶体金侧流层析技术的快速检测鹦鹉热衣原体的方法。【方法】以鹦鹉热衣原体主要外膜蛋白(major outer membrane protein， MOMP)基因保守序列为靶标，设计特异性引物和探针。通过优化反应体系中的探针浓度、孵育温度和反应时间等关键参数，建立ERA结合胶体金侧流层析检测方法。评估该方法的灵敏度与特异性，并使用49份临床生物样本进行方法验证。【结果】该方法在37℃条件下，15 min内可检测出最低10 copies/μL的鹦鹉热衣原体DNA。特异性测试表明，该方法仅对鹦鹉热衣原体呈阳性反应，对其他4种相关呼吸道病原体均无交叉反应。与qPCR方法相比较，在49份临床样本的检验中该方法灵敏度为94.7% (36/38)、特异度为100% (11/11)、阴性预测值为84.6% (11/13)、阳性预测值为100% (36/36)、Kappa值为0.89。结果显示该方法具有良好的临床应用前景。【结论】本研究建立的ERA结合胶体金侧流层析方法操作简便、无需特殊仪器设备，能够快速、灵敏地检测鹦鹉热衣原体。该方法为鹦鹉热衣原体的快速诊断提供了新的技术支持，适用于资源有限的实验室和现场检测。

关键词：酶促重组等温扩增技术鹦鹉热衣原体胶体金侧流层析试纸条

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基于有限体积法的中子扩散和输运算法开发

核技术 2025年第1期48卷 162-175页

作者：李卫刘晓晶柴翔赵鹏程南华大学资源环境与安全工程学院衡阳421001 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海市数值反应堆技术融合创新中心上海200240 南华大学核科学技术学院衡阳421001

随着核热耦合技术的发展,为了考虑多物理场之间的强耦合效应,实现高精度和大规模并行计算,有必要对多物理场守恒方程联立求解,统一处理建模、离散和迭代计算过程。本文基于开源计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)平台OpenF... 详细信息

随着核热耦合技术的发展,为了考虑多物理场之间的强耦合效应,实现高精度和大规模并行计算,有必要对多物理场守恒方程联立求解,统一处理建模、离散和迭代计算过程。本文基于开源计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)平台OpenFOAM,使用有限体积法(Finite Volume Method,FVM)和高斯定理,对中子扩散和中子输运的控制方程进行离散,实现了对多群中子扩散方程和中子输运方程离散和迭代求解。中子输运方程的离散中使用离散纵标法对空间角度进行离散。为了验证开发程序的有效性,验证计算中采用包括国际原子能机构(International Atomic Energy Agency,IAEA)、TAKEDA和C5G7等在内的多个基准算例对开发的中子扩散和输运程序进行验证。通过对包括非均匀化堆芯基准问题在内的不同基准题中稳态和瞬态结果进行对比验证。验证结果表明:基于有限体积法可以同时实现对均匀化和非均匀化中子物理问题的精确求解,并且具有几何适应性强的特点。为未来实现统一编程框架下的物理与热工多物理场守恒方程的联立求解奠定了基础。

关键词：有限体积法中子扩散方程中子输运方程 OpenFOAM