学术猫 2022-04-25 14:00
以下文章来源于核技术英文版NST ，作者NST
HLS-II同步辐射光源基于机器学习的工作点校正研究
Research on tune feedback of the Hefei Light Source II based on machine learning
Yong-Bo Yu, Gong-Fa Liu, Wei Xu, Chuan Li, Wei-Min Li , Ke Xuan
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01018-w
工作点是电子储存环的重要参数，是影响束流稳定运行的主要因素之一。我国中国科学技术大学国家同步辐射实验室研究团队，在HLS-II同步辐射光源上开展基于机器学习的工作点校正研究，建立储存环工作点学习模型，开展基于工作点学习模型的工作点反馈校正，工作点稳定性大幅改善。该方法还可以用于储存环束流光学参数校正。
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椭圆流的组分夸克标度性的量化研究
Number-of-constituent-quark scaling of elliptic flow: a quantitative study
Meng Wang, Jun-Qi Tao, Hua Zheng, Wen-Chao Zhang, Li-Lin Zhu , Aldo Bonasera
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01019-9
鉴别粒子椭圆流的组分夸克标度性揭示了在相对论重离子碰撞中产生了夸克胶子等离子体物质，是高能核物理领域的前沿课题。由于实验上测量不同鉴别粒子椭圆流的横动量不同、实验数据的不连续性及横动量与横能量之间变换的非线性，使得仅基于实验测量数据量化研究鉴别粒子椭圆流的组分夸克标度性是不可能的。为解决这个问题，由我国陕西师范大学研究团队、四川大学与美国德克萨斯农工大学合作，提出了一个能拟合鉴别粒子椭圆流实验数据的经验公式，并基于拟合函数与定义的表征标度性好坏的物理量实现了对鉴别粒子椭圆流的组分夸克标度性的量化研究。此研究方法对其他标度现象的量化研究也具有借鉴意义。
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一种用于宽视场成像大气切伦科夫技术（IACT）实验的新型触发算法
A novel trigger algorithm for wide-field-of-view imaging atmospheric Cherenkov technique experiments
Guang-Guang Xin, Hao Cai, Yi-Qing Guo, Tian-Lu Chen, Cheng Liu ， Xiang-Li Qian
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01003-3
成像大气切伦科夫望远镜的视场一般都比较窄，而HADAR实验的望远镜可以实现宽视场。但是，对于宽视场的望远镜而言，如何抑制大量背景光引入造成的影响是一个瓶颈问题。由西藏大学，四川大学，高能物理研究所和山东管理学院组成的HADAR合作组，针对宽视场望远镜研发了一种新型触发算法，很大程度上解决了宽视场切伦科夫望远镜背景光抑制的难题，使得望远镜在具有宽视场的同时，背景光对其观测工作的影响降到了最低。
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为江门中微子实验大规模测量和封装20英寸PMT设计并实现的数据库管理系统
Database system for managing 20,000 20-inch PMTs at JUNO
Jun Wang, Nikolay Anfimov, Jing-Yuan Guo, Yu Gu, Hang Hu, Min Li, Qiu-Mei Ma, Alexander Olshevskiy, Zhao-Yuan Peng, Zhong-Hua Qin, Alexander Tietzsch, Björn Wonsak, Wei Wang, Zhi-Min Wang, Mei-Hang Xu, Wan Xie, Zheng-Yun You, Hai-Qiong Zhang ， Rong Zhao
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01002-4
江门中微子实验室是中国主持的第二个大型反应堆中微子实验，主要物理目标是测定中微子质量排序和精确测量中微子振荡参数。要实现这一目标，需要JUNO所用的PMT（尤其是2万支20英寸PMT）达到特定的质量标准。中山大学作为江门中微子实验合作成员之一参与到其20英寸PMT性能验收和封装项目实验，并为其设计并实现一个专门的数据库管理系统，服务内容涵盖了该实验所有流程环节。该系统具有轻量化、跨平台、模块化、多样数据可视化等优点，稳定可靠地运行4年多并至今仍为该项目实验提供服务。这是粒子学界首款专门用于大规模PMT批量测试和封装的数据库管理系统，其设计方法和构建的框架、组件和功能函数等元素可为其他类似项目提供参考和移植价值。
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模数转换（ADC）芯片的电离辐射总计剂量和电磁辐射干扰协和效应实验研究
Synergistic effects of total ionizing dose and radiated electromagnetic interference on analog-to-digital converter
Ping Wu, Lin Wen, Zhi-Qian Xu, Yun-Sheng Jiang, Qi Guo , Cui Meng
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01017-x
关键电子器件的失效阈值量化是电子设备在复杂辐射环境下的风险评估的关键问题。本研究在清华大学和新疆理化所合作下，首次利用小样本实验发现了功能芯片在电离辐射总剂量影响下的电磁辐射失效阈值变化规律。实验结果表明低速ADC对单脉冲电磁辐射并不敏感。但是40 krad (Si)以上的总剂量和和2 kV/m以上的单频连续波电磁辐射较为敏感，出现了不同程度的性能退化。信噪比等动态参数能更全面地反映ADC在电磁场下的受扰情况，更适合用来作为该类型器件失效阈值概率分的分析指标。
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低温高密核物质测量谱仪（CEE）的微像素束流定位探测器原型机的研制取得阶段性进展
Design and tests of the prototype beam monitor of the CSR external target experiment
Hu-Lin Wang, Zhen Wang, Chao-Song Gao, Jian-Wei Liao, Xiang-Ming Sun, Hai-Bo Yang, Cheng-Xin Zhao, Jun Liu, Peng Ma, Zi-Li Li, Bi-Hui You, Ping Yang, Di Guo, Le Xiao, Dong-Liang Zhang, Yue-Zhao Zhang, Sheng Dong, Wan-Han Feng, Yu-Xin Qiao, Zheng-Yu Hu, Qing-Wen Ye, Zeng-Tao Guo, Guang-Ming Huang , Feng Liu
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01021-1
低温高密核物质测量谱仪(CSR External-target Experiment，简称CEE) 将是我国第一台运行于GeV能区的、自主研制的、基于兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR的大型核物理实验装置。CEE的束流定位子探测器由华中师范大学研制，其主要特点是把华中师范大学自主研发的Topmetal系列像素芯片用于漂移室中，实现束流的高精度定位。文章详细介绍了微像素束流定位探测器的设计、Topmetal像素芯片的功能以及原型机的测试结果。 α放射源测试结果显示原型机的位置分辨低于40um、时间分辨好于600ns，满足CEE的指标要求。
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带有“π–模稳定环路结构”的四翼型高频四极场加速器高频结构设计和高频稳定性分析
High-frequency structure design and RF stability analysis of a 4-vane radio frequency quadrupole with pi-mode stabilizer loops
Xiao-Wen Zhu, Claude Marchand, Olivier Piquet , Michel Desmons
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01013-1
在本论文中，CEA Paris-Saclay加速器团队提出了一个用以系统性定量地分析带有“π–模稳定环路结构”的四翼型高频四极场加速器（4-vane type RFQ accelerator with π-mode stabilizer loops）高频稳定性的模型方法，揭示了“机械加工偏差”、“安装偏差”、“二极模微扰分量”，与保持高频稳定性所需的“模式间隔”指标四者之间的定量关系，解决了该类型加速器自1980年代末问世以来，尚未解决的最核心科学问题。
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用于EAST中子通量监测的宽量程快响应数字化脉冲信号采集与处理系统取得重要进展
Development of a wide-range and fast-response digitizing pulse signal acquisition and processing system for neutron flux monitoring on EAST
Li Yang, Hong-Rui Cao, Jin-Long Zhao, Zi-Han Zhang, Qiang Li, Guo-Bin Wu, Yong-Qiang Zhang, Guo-Qiang Zhong, Li-Qun Hu , Zi-Jun Zhang
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01016-y
为了更好地满足EAST高参数长脉冲实验对中子通量监测系统宽量程和高时间分辨的需求，中科院等离子所研究团队采用FPGA和高速ADC设计了一套用于中子通量监测的数字化脉冲信号采集与处理系统。该系统设计了脉冲计数模式和坎贝尔模式结合的双测量模式，使系统的测量范围达到106 cps，且采用多点平均线性拟合的方法对坎贝尔模式进行标定，拟合系数R2高达0.9911。此外，采用高速ADC (500 Msps)、FPGA在线处理技术及PXIe通信协议使系统的时间分辨提高至1 ms。
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Na掺杂提高CsI闪烁体探测效率的机制研究取得重要进展
Enhancement in optical absorption of CsI(Na)
Wei Cheng, Pei-Sheng Liu, Min-Ju Ying , Feng-Shou Zhang
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01020-2
提高辐射探测器中闪烁体的发光效率对核物理测量非常重要。北京师范大学研究团队，在微观层次上用从头算研究了不同浓度Na掺杂对闪烁体CsI的影响，发现Na掺杂能够在CsI的禁带中产生杂质能级。杂质能级可降低费米面附近光跃迁的位垒，从而提高辐射致闪烁体的发光效率。研究发现在闪烁体材料中引入适当的缺陷是提高其发光效率的重要因素之一。
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基于结构特征的流场融合仿真方法及其在CRDM中的应用
Flow field fusion simulation method based on model features and its application in CRDM
Si-Tong Ling, Wen-Qiang Li, Chuan-Xiao Li , Hai Xiang
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01022-0
四川大学创新方法与创新设计四川省重点实验室提出了一种基于结构特征的流场融合仿真方法，来对控制棒驱动机构进行高效、准确地仿真分析。通过元动作对驱动机构进行运动分解，确定关键动作单元作为流场仿真的节点。识别并模型特征并分类，为每类特征匹配适合的仿真方法。将每种方法的仿真数据按照所匹配的特征进行提取与剔除，并以特征的顺序进行合并，得到最终结果。
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非等温LBE回路固相氧控性能研究取得重要进展
An optimized numerical method to pre-researching the performance of solid-phase oxygen control in a non-isothermal lead–bismuth eutectic loop
Xiao-Bo Li, Rui-Xian Liang, Yi-Feng Wang, Hui-Ping Zhu, Fang Liu, Yang Liu, Cong Li, Hao Wu , Feng-Lei Niu
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01023-z
研究固相氧控技术，是LBE系统内结构材料通过控氧的方式实现反腐蚀的关键。我国华北电力大学研究团队，首次通过数值模拟实现了对采用固相控氧技术的非等温LBE回路系统内的氧浓度、溶氧速率等物理量的预测，模拟值与实验数据的误差在工程可接受范围内，为智能控氧提供可靠的半经验数据，进一步促进智能控氧技术研究具有重要意义。
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利用“NCS-Unet”对低剂量脑灌注CT图像进行鲁棒性修复
Robust restoration of low-dose cerebral perfusion CT images using NCS-Unet
Kai Chen, Li-Bo Zhang, Jia-Shun Liu, Yuan Gao, Zhan Wu, Hai-Chen Zhu, Chang-Ping Du, Xiao-Li Mai, Chun-Feng Yang , Yang Chen
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01014-0
减少X射线的剂量会导致脑灌注CT图像被噪声和伪影严重污染。为了解决这个问题，我们提出了一种名为“NCS-Unet”的深度学习方法。NCS-Unet中引入了非采样等值线变换（NSCT）和Sobel滤波器的特殊特性。NSCT将卷积后的特征分解为高频和低频成分。分解后的高频成分保留了图像边缘、对比度成像痕迹和噪声，而低频成分则保留了主要的图像信息。Sobel滤波器提取原始图像的轮廓和由对比剂衰减引起的成像痕迹。提取的信息被添加到NCS-Unet中，以提高其降噪和去除伪影的性能。定性和定量分析表明，提出的“NCS-Unet”可以提高低剂量锥形束CT灌注重建图像的质量和灌注参数计算的准确性。
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基于三维热传导模型的液态金属快堆堵流子通道程序开发
Development of a subchannel code for blockage accidents of LMFRs based on the 3D fuel rod model
Xiao Luo, Lian-Kai Cao, Wen-Pei Feng , Hong-Li Chen
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01010-4
液态金属对包壳和结构材料的腐蚀作用、绕丝脱落、燃料棒变形等因素是造成液态金属快堆堵流事故的主要原因，严重情况下堵流事故可造成燃料熔融，且难以在反应堆运行中预测，因此堆芯堵流事故是液态金属快堆设计时必须考虑的安全问题。但是，对于堆内成千上万的棒束和流道而言，如何快速准确的预测堵流发生后堆芯热工水力行为是一个难点问题。中国科学技术大学基于子通道分析方法，提出了一种计算局部低流速和回流现象的隐式迭代算法，针对堵流特性，考虑了精细的三维导热模型和堵流相关的流动传热模型，开发了针对液态金属快堆堵流事故的子通道分析程序，并基于公开试验数据验证了程序的准确性。
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超临界水氧化(SCWO)体系的增强研究
Effects of oxidants on the degradation of tributyl phosphate under supercritical water oxidation conditions
Qiang Qin, Xiao-Bin Xia, Shi-Bin Li, Shuai Wang , Hong-Jun Ma
https://doi.org/10.1007/s41365-022-01015-z
超临界水氧化增强研究是解决现有SCWO工艺处理能力低、废水增容严重等问题的重要措施之一。我们以国内尚无法处理且亟待解决的放射性有机废液处理难题为契机，提出了通过改变现有SCWO的氧化体系/成分来增强其氧化能力的观点。通过离子氧化剂耦合现有的SCWO体系，在实验规模的基础上，最高将现有SCWO的处理能力提高到2倍以上，同时最高能减少60%的废水产量。该研究填补了SCWO增强研究的空白，并对于增强型SCWO体系的研究也有一定的参考和指导意义。
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