检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：薛建儒西安交通大学

学位级别：博士

视频序列跟踪是计算机视觉中的一个重要而备受关注的研究内容,在视频监视、智能人机交互和国防等领域有着广泛的应用前景.然而,视觉特征分辨力较弱、背景嘈杂、运动路线不确定、运动不连续、多个目标相互遮挡等问题使得设计一个鲁棒的... 详细信息

视频序列跟踪是计算机视觉中的一个重要而备受关注的研究内容,在视频监视、智能人机交互和国防等领域有着广泛的应用前景.然而,视觉特征分辨力较弱、背景嘈杂、运动路线不确定、运动不连续、多个目标相互遮挡等问题使得设计一个鲁棒的跟踪算法变得非常困难.曾经在传统跟踪中起着重要作用的卡尔曼滤波器已经无法解决视频序列跟踪中的非线性、非高斯的滤波问题.贝叶斯理论为先验知识和似然估计的结合提供了一个很好的框架.基于贝叶斯理论的动态建模方法成为解决视频序列跟踪问题的一种有效途径,正日益受到广泛的重视.这类方法通过序贯构造目标状态的后验概率分布来求解跟踪问题,而基于抽样的蒙特卡罗计算方法则是其中关键的统计计算技术.根据具体的跟踪任务,选择合适的目标表示模型,设计合理、有效的抽样算法是基于蒙特卡罗的视频序列跟踪算法设计中必须解决的主要问题.该文对视频序列跟踪中基于视觉的目标表示模型、蒙特卡罗滤波器设计等问题进行了深入地研究和分析,然后基于单目标跟踪器设计了两个实际的多目标跟踪系统:雷达TWS跟踪技术和多目标轮廓的精确跟踪.更重要的是,提出了跳跃马尔可夫非线性模型跟踪多个相似目标中的指定目标和用概率图模型跟踪多目标等两种新方法.主要研究工作和学术贡献如下:1).提出了一种在相控阵雷达回波图像序列中基于高斯混合体模型(GMM)的检测与跟踪运动目标的方法.2).提出了一种基于自适应分割模型的雷达信号混合编码算法.3).提出了一种基于运动分割的多目标精确跟踪方法.4).提出了一种基于跳跃马尔可夫非线性模型的目标跟踪方法.5).提出了一种新的概率图模型来解决多目标视频序列跟踪中的非线性、随机动态特性和维数灾难等问题.

关键词：视频序列跟踪统计计算方法蒙特卡罗计算高斯混合体模型概率图模型

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BaFX成像板的辐射探测特性及其在总α测量中的应用

BaFX成像板的辐射探测特性及其在总α测量中的应用

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作者：陈波复旦大学

学位级别：博士

[研究目的]广大公众所接受的各种天然与人工电离辐射照射,随着科技发展和社会进步,以及人类活动需要而不断增加。诸如突发的重大核泄漏事故对人类生活环境的放射性污染,更会引起公众强烈的关注。正确评价各种电离辐射照射对人体健康的影... 详细信息

[研究目的]广大公众所接受的各种天然与人工电离辐射照射,随着科技发展和社会进步,以及人类活动需要而不断增加。诸如突发的重大核泄漏事故对人类生活环境的放射性污染,更会引起公众强烈的关注。正确评价各种电离辐射照射对人体健康的影响,必须以有效的电离辐射监测作为重要前提。在电离辐射监测与剂量评价工作中,人们从各种环境介质中摄入总α放射性的监测与内照射剂量评价,一直都是放射卫生学和放射医学研究领域的一个重点和难点课题。由于受监测方法与仪器设备的限制,目前监测环境介质中总α放射性的各种手段难以满足大批量样品的快速目准确测量需求。为此,本研究基于BaFX成像板(IP)对α射线敏感、又具有探测面积大等明显优点,旨在利用IP技术建立一种实用的可对α射线进行甄别和定量测量的新方法,从而满足不断增加的环境介质中总α放射性的测量需求。 [研究方法]利用不同电离辐射种类的标准源照射IP,通过实验研究掌握IP对各类射线的灵敏度和剂量线性响应特性；模拟不同环境温度,通过实验研究受不同电离辐射照射后IP所贮存射线信号随时间衰退的特性,分析实验数据并用最小二乘法拟合出射线信号随温度和时间衰减的通用公式；基于不同种类辐射照射IP所形成的光激发光(PSL)值的频谱分布以及它们随时间和温度衰减特性的分析,研究识别α射线信号的最佳PSL闽值和方法,并通过计算机编程来实现α射线信号的自动识别和计数功能；建立IP的空间模型和PSL值数学模型,结合蒙特卡罗方法的模拟计算和X射线照射实验,获取IP上吸收的辐射能量与PSL值的转换因子,进一步开展蒙特卡罗模拟计算,定量了解IP对不同能量和入射角度α粒子的探测效率变化,并结合计算结果解释相应的实验现象；利用IP探测器和前面研究所建立的α粒子甄别和计数方法,开展大气环境和矿物质等中的总α测量,并与相应的常规测量方法的结果进行比较,探讨本研究建立新方法的测量质量和在实际应用方面的主要优点 [研究结果]本研究用IP对241Am的α射线探测效率约为0.206 PSL·Bq-1·s-1(或0.218 cts·Bq-1·s-1),活度线性响应范围可跨5个量级；在同样温度和等待时间的条件下,IP上贮存的α射线信息衰退快于β/γ射线,但其信号的衰退可以用本研究得到的经验公式朱修正；对于α射线信号的识别,本研究提出的径迹识别法(以PSL峰值与其相邻4个像素点的PSL值之和PSLpeak大于0.25为甄别标准)优于传统的总PSL值法,利用本研究用IP和径迹识别与计数法开展总α测量30min,其探测下限便可达3.5×10-3Bq·cm-2；本研究用IP的辐射吸收能量与PSL值的转换因子为7.71×1011PSL·J-1,该IP可探测的α射线(粒子)能量下限约为3 MeV、入射角临界角约为80°,PSL值与入射α粒子能量正相关(单个粒子每增加1 MeV, PSL值增加约0.04),但与入射角度呈负相关；对实际环境介质中总α放射性测量的比对试验结果表明,本研究建立的利用IP对α粒子甄别和定量测量方法的测量结果准确且可靠,新的测量方法具有可同时测量多个样品且不受样品面积大小的限制、几何探测效率高、测量快速、操作简便,且还可同时给出放射性空间分布信息等优点。 [研究结论]本研究建立了利用IP技术开展环境介质中α放射性的甄别与总α活度的定量测量新方法,测量结果准确可靠。与环境介质中总α放射性测量的传统方法比较,新方法具有可同时测量多个样品且不受样品面积大小的限制、几何探测效率高、探测下限低、测量快速、操作方便、可同时给出环境介质中放射性空间分布信息等诸多优点,并且在用于大批量环境样品中总α放射性的定量测量上具有很突出的优点。但入射α粒子的能量差异对于径迹识别与计数的影响,以及本研究所确立的粒子甄别和定量测量方法是否都能适用于不同型号BaFX成像板等问题,仍有待于今后的进一步研究。

关键词：成像板总α活度粒子甄别衰退特性探测效率蒙特卡罗计算环境介质放射卫生

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低能离子束溅射生物靶材料刻蚀作用的物理机制研究

低能离子束溅射生物靶材料刻蚀作用的物理机制研究

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作者：张丽丽中国科学院大学

学位级别：博士

低能离子是指能量小于200keV的荷能离子。在离子注入靶材料的过程中，荷能离子对靶材料表面的溅射和刻蚀是一种普遍现象。本论文利用不同的生物靶材料和检测方法，探索检测离子束刻蚀生物靶材料的评估方法，开展了离子束溅射对靶材料刻... 详细信息

低能离子是指能量小于200keV的荷能离子。在离子注入靶材料的过程中，荷能离子对靶材料表面的溅射和刻蚀是一种普遍现象。本论文利用不同的生物靶材料和检测方法，探索检测离子束刻蚀生物靶材料的评估方法，开展了离子束溅射对靶材料刻蚀程度的量化表征。本论文的研究内容和主要结果如下:\n 1.生物靶材料的蒙特卡罗模拟:利用蒙特卡罗方法计算不同能量、入射角度的离子束对植物细胞壁成分（纤维素、木聚糖和果胶）的溅射率，计算结果表明溅射率与入射角度成正比，并且当入射离子能量小于100keV时，溅射率随着能量的升高先增大后减小。进一步采用质量损失方法验证蒙特卡罗计算结果，发现低能离子束溅射对三种靶材料的刻蚀程度是不同的，其中纤维素的刻蚀程度小于其它两种成分，这可能与它们的分子结构有关。但三种成分被刻蚀的程度与入射离子的能量、剂量成正比，并与离子种类相关。\n 2.低能离子束刻蚀对生物膜的通透性影响:未经离子束刻蚀的番茄表皮可有效地阻挡α-粒子的通过，而离子束溅射会对番茄表皮产生刻蚀作用，减薄它的厚度，使得α-粒子有足够的能量穿透受损的表皮组织。利用能谱仪检测透射α粒子的能谱结合CR39乳胶片对透射α粒子计数，建立了基于α粒子检测低能离子辐照植物表皮通透性的方法。基于该方法研究显示:增大入射离子的能量和剂量，透射α粒子的能量和数量也随之增大，说明低能离子对番茄表皮组织的刻蚀作用与入射离子的能量和剂量相关，另外质量较大的Ar离子对番茄表皮的刻蚀作用要大于质量较轻的N离子。\n 3.离子束辐照物理参数对生物靶材料溅射产额的影响:论文设计了一个溅射收集装置研究低能离子束对靶材料的溅射效应。分别用收集的尿素和辣椒素含量代表生物小分子和生物组织的溅射产额。优化辐照参数，消除因“热效应”对溅射产额的影响。以生物小分子尿素为靶材料的研究结果显示:随着剂量上升和能量增加，尿素溅射产额增加。相同能量和剂量下Ar离子辐照引起的溅射更加显著。离子束辐照生物组织时，溅射产物中辣椒素含量检测结果显示:随着入射离子剂量的增加，能够检测到的辣椒素含量逐渐增大后减小，在5×1016ions/cm2时达到最大值;当使用不同能量的离子处理辣椒表皮样品时，15keV时可收集到的辣椒素含量达到最大值。并且由TRIM程序计算的尿素溅射产额远远低于实际得到的结果，说明对复杂的生物靶溅射产额的模拟，需要在固体模型的基础上进一一步发展。

关键词：低能离子束溅射生物靶蒙特卡罗计算刻蚀作用

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空间质子屏蔽材料优化选择的蒙特卡罗模拟

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辐射防护 2007年第2期27卷 79-86,105页

作者：王朝壮罗文芸查元梓王传珊上海大学射线应用研究所

本文考虑在地球内辐射带、轨道高度为556 km、轨道与赤道倾角为90°的飞行器空间的质子环境,对不同的单质屏蔽材料(铝、钨、钽、铅等)和含钨复合涂层,利用SHIELD程序进行蒙特卡罗(M-C)模拟,分析了经过屏蔽材料层后在硅材料中产生的... 详细信息

本文考虑在地球内辐射带、轨道高度为556 km、轨道与赤道倾角为90°的飞行器空间的质子环境,对不同的单质屏蔽材料(铝、钨、钽、铅等)和含钨复合涂层,利用SHIELD程序进行蒙特卡罗(M-C)模拟,分析了经过屏蔽材料层后在硅材料中产生的能量沉积、非电离能损(Non-Ionizing Energy Losses,NIEL)、透射质子能谱、二次粒子及其能量和核反应生成的核素等计算结果,并进行了屏蔽材料组分和排序的优化选择。

关键词：蒙特卡罗计算 SHIELD程序空间质子屏蔽材料优化选择

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压力对固体氩中杂质钠原子吸收光谱的影响

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中国科学（G辑） 2004年第2期34卷 162-172页

作者：崔田尹宏伟马琰铭陈长波何文炯邹广田韦孟伏陈长安吉林大学超硬材料国家重点实验室长春130012 中国工程物理研究院绵阳621900

利用等温等压系综Monte Carlo方法，在低温下(T=10K)研究了压力的变化(0～2．4GPa)对固氩掺钠体系中杂质钠原子吸收光谱的影响．对于替代数为nv=1和2两种掺杂体系，压力的增加都没有改变钠原子俘获点周围的局域对称性，只是减小了钠氩... 详细信息

利用等温等压系综Monte Carlo方法，在低温下(T=10K)研究了压力的变化(0～2．4GPa)对固氩掺钠体系中杂质钠原子吸收光谱的影响．对于替代数为nv=1和2两种掺杂体系，压力的增加都没有改变钠原子俘获点周围的局域对称性，只是减小了钠氩、氩氩之间的距离，使得体系更加致密．但压力的增大导致了钠原子的吸收谱逐渐变宽，峰位以及质心谱移向低能方向移动，即出现红移．对局域结构属于高对称俘获点nv=1的掺杂体系，在较低压力下，吸收谱为高对称三体线形．随着压力的增加，吸收谱开始变宽并移动，吸收谱重叠成单峰形状．对局域结构属于低对称性俘获点nv=2的掺杂体系，在较低压力下，吸收谱为单峰加双峰的吸收线形．随着压力的增大，单双峰之间的劈裂增大，双峰重合成单峰形状．

关键词：原子物理学压力效应掺杂体系吸收光谱计算机模拟蒙特卡罗计算氩

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HUST-PTF中子监测系统设计研究

HUST-PTF中子监测系统设计研究

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作者：曹歆雨华中科技大学

学位级别：硕士

癌症是严重危害人体健康的疾病之一。与传统的光子放疗相比,质子的剂量分布呈现布拉格峰特性,使得照射患者时质子束能量能够集中在癌细胞处释放,对周围健康组织的损伤小,因而质子治疗在剂量分布上具有精准治疗的优势。为此,华中科技大... 详细信息

癌症是严重危害人体健康的疾病之一。与传统的光子放疗相比,质子的剂量分布呈现布拉格峰特性,使得照射患者时质子束能量能够集中在癌细胞处释放,对周围健康组织的损伤小,因而质子治疗在剂量分布上具有精准治疗的优势。为此,华中科技大学联合中国原子能科学研究院主持承担了国家十三五重点研发计划“基于超导回旋加速器的质子放疗装备研发”项目（HUST-PTF）。在HUST-PTF的运行过程中,质子束流可能在回旋加速器、能量选择系统、束流传输线、治疗室等位置产生束流损失,此时质子与靶材料中的核子发生碰撞,在核内级联、核退激等过程中产生以中子、γ为主的次级粒子。其中级联中子可穿透工作场所的屏蔽墙并与屏蔽材料发生弹性散射、非弹性散射,同时进一步产生核反应,最终在工作场所中形成中子与γ射线的混合辐射场。过量中子辐射剂量的照射会诱发人体的各类疾病,也会活化加速器设备,对设备造成损坏。为此需要对工作场所的各区域进行中子探测,同时建立完善的中子监测系统,以保障工作场所内部设备及人员的安全。中子显电中性,难以直接对其测量。目前使用较多的中子探测器利用了核反应法,通过对次级粒子的测量间接获得中子剂量。根据HUST-PTF的束损情况和辐射场分析,HUST-PTF工作场所的辐射场具有中子能谱宽、中子剂量低的特点,选购的商业中子探测器不能满足所有区域的探测需求。为此通过MCNP5和FLUKA软件的模拟仿真对原有探测器模型进行结构参数的改进,从能量响应、灵敏度两方面进行了优化。优化设计后的中子探测器可以满足0.025 e V～250 Me V能量范围内的探测需求,在实际中子能谱下的剂量当量灵敏度可达到43.5（计数/s）/(μSv·h-1)。根据中子探测器的监测点布局,论文提出了中子监测系统的整体架构,并对其中的数据采集系统和上位机系统的设计分别进行了详述。论文自主设计了基于FPGA的数据采集系统,该系统包含前级数据处理电路、数据采集单元以及电源供电系统,采用FPGA和嵌入式软核的软件设计方式,提高了系统的可靠性,同时对中子漏计数问题进行了补偿。上位机系统采用Lab VIEW软件搭建系统界面,可满足对各监测点的中子剂量监测需求。论文同时设计了数据动态发布查询系统,采用Easy UI框架和JSP语言进行网页搭建,可满足远程监测及历史剂量数据查询的需求。中子监测系统的各部分均已完成测试,测试结果满足中子监测的功能需求,可稳定运行。

关键词：质子治疗束流损失中子探测蒙特卡罗计算数据采集系统上位机系统

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Cs-137γ射线空气比释动能绝对测量的研究

Cs-137γ射线空气比释动能绝对测量的研究

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作者：邬蒙蒙成都理工大学

学位级别：硕士

随着核科学的迅速发展,辐射防护与辐射计量技术在涉核单位如核电站、涉核医疗设备、涉核科研单位中被越来越多的使用。其中γ射线的测量与防护工作在医学、科研、生产生活中越来越被重视。每年用于γ射线防护的各类仪器仪表的数量持续增... 详细信息

随着核科学的迅速发展,辐射防护与辐射计量技术在涉核单位如核电站、涉核医疗设备、涉核科研单位中被越来越多的使用。其中γ射线的测量与防护工作在医学、科研、生产生活中越来越被重视。每年用于γ射线防护的各类仪器仪表的数量持续增加,但其涉及的许多技术指标至今无法溯源到辐射防护类的Y射线剂量基准,此种情况急需解决。空气比释动能作为电离辐射计量学领域重要的物理量之一,是辐射计量工作的重要研究基础。作为防护能量段常用源的Cs-137,其γ射线空气比释动能的绝对测量也就成为了辐射防护的重要基础研究。论文依托中国计量科学研究院课题：Cs-137空气比释动能基准装置的建立(25-AJDYX1111)和Cs-137基准定位系统(25-JB1266)。课题是在电离辐射计量学基础理论指导下,通过实验方法以及模拟计算的研究,建立起我国的辐射防护级Y射线空气比释动能基准装置。该基准装置的建立可以解决国内的辐射防护类仪器仪表的量值溯源和量值传递问题。本文主要研究的是Cs-137γ射线空气比释动能的绝对测量。其中主要包括基准电离室的设计、制作、装配、测试,微弱电离电流绝对测量和数据采集自动化系统的搭建和改进,对测得的比释动能量值进行的一系列修正的研究。其中主要涉及的硬件装置有：自制的系列圆柱型和球型石墨空腔电离室、电流测量系统所使用的部分仪器以及修正实验中所使用的辅助装置。配合用于微弱电流绝对测量的自动化数据采集软件,完成一系列电离电流绝对测量与修正因子测量的实验。空腔电离理论的提出和发展使得空腔电离室成为电离辐射计量学领域常用的辐射测量基标准器具。Cs-137γ射线空气比释动能绝对测量使用的电离室为石墨空腔电离室。该电离室组设计之初主要考虑达到电子平衡的条件、材料的选用以及收集极对内部电场的影响,最终确定以标称10cm3的圆柱型石墨空腔电离室作为绝对测量器具。本文对球型和圆柱型石墨空腔电离室体积的精确测量进行了研究。球型电离室采用液体称重法和三坐标测量机的几何测量法,其中液体称重法是通过计算空腔内注入的水的体积来估算电离室空腔的有效收集体积。圆柱型电离室采用几何测量方法,分别测量圆柱筒内高、外高、顶板和底座的厚度,通过计算最终确定内部圆柱腔室的高度,使用内径千分尺测量石墨圆柱的内径,计算得出腔体的体积。内部的收集极体积采用测量与计算相结合的方法,收集极的尖端由于加工精度的限制,无法直接按半球型体积计算公式精确给出体积,因此对其进行两种不同形状(圆柱头和梯形头)的模拟近似计算,给出最终体积。圆柱空腔体积扣除掉收集极所占体积所得即为电离室空腔有效收集体积。电离室电离电流绝对测量采用汤逊(Townsend)零位补偿和高增益电容负反馈(率漂移-rate-of-drift)相结合方法。设计使用一套硬件装置,通过变换接线器的接插方式来实现两种方法测量方法的转换,进而可以验证两种方法的测量精度以根据所测量的电离电流的大小选择最优方案。本文的又一重点是对绝对测量电离室需要的一系列修正因子进行不同确定方法的研究。其中包括：对石墨电离室壁的减弱、散射及平均电子产生原点进行修正的kwall;对在电离电荷收集过程中发生的初始复合和体复合效应进行修正的ks；对电离室杆的散射贡献进行修正的kst；对参考点处电离室范围内辐射束的轴向与径向非均匀性进行修正的kan、km；湿度对空气密度和电离作用的修正kh等。部分修正因子除采用物理实验的测量方法确定外,也采用Monte Carlo计算方法得到。随着Monte Carlo模拟软件的发展和不断改进,一些修正因子更适合采用模拟计算方法获得。本文采用Monte Carlo模拟软件EGSnrc计算部分修正因子,这个电子-光子簇射模拟是国际上常用的辐射剂量模拟计算软件。首先使用软件做出课题材料的截面数据,然后根据石墨空腔电离室的各部分参数,做出电离室几何模体,最后根据所需模拟计算的种类设置相应的参数,运行一定数量的随机数得出所需要的修正项。部分修正因子通过物理实验与Monte Carlo模拟两种方法确定也可对两种方法的差异进行对比分析。对于绝对测量所涉及到的部分物理参数,除参考国际上的实验文献外,也可采用Monte Carlo模拟计算方法得出。文章最后讨论了各部分不确定度的分析。

关键词： γ射线空腔电离室空气比释动能修正因子蒙特卡罗计算

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β辐致光伏效应同位素电池的设计、制备和温度影响研究

β辐致光伏效应同位素电池的设计、制备和温度影响研究

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作者：洪亮南京航空航天大学

学位级别：硕士

微电池技术是未来微机电系统(MEMS)发展的关键技术之一,然而现有的微电池技术并不能满足空间应用MEMS对其长寿命、无需燃料补给、性能稳定的要求。本文研发了一种可满足空间应用MEMS要求,实现“核能-光能-电能”间接换能的新型β辐致光... 详细信息

微电池技术是未来微机电系统(MEMS)发展的关键技术之一,然而现有的微电池技术并不能满足空间应用MEMS对其长寿命、无需燃料补给、性能稳定的要求。本文研发了一种可满足空间应用MEMS要求,实现“核能-光能-电能”间接换能的新型β辐致光伏效应同位素电池,并围绕该电池的结构设计、参数优化、样品制备以及环境温度对电池输出性能的影响展开了一系列的研究工作。1)针对一种基于147Pm/Zn S:Cu/光伏组件的“三明治”式夹层结构的β辐致光伏效应同位素电池开展了理论设计研究。采用MCNP软件、Kubelka-Munk理论、精细平衡原理和肖克莱等式进行理论分析和计算,揭示了同位素源厚度、荧光层厚度以及半导体材料禁带宽度对β辐致光伏效应同位素电池输出性能的影响规律,并得到了同位素电池的最佳参数和相应条件下的输出性能。在质量厚度为5.92 mg/cm2的147Pm源激发下,Zn S:Cu最佳厚度和半导体最佳禁带宽度分别为12.8 mg/cm2和2.075 e V,此时电池取得了45.1μW/cm2的最大输出功率密度Pmax、15.36μW/cm2的短路电流密度Jsc、3.2 V的开路电压Voc和2.6%的能量转换效率ηT。2)实验制备了基于147Pm源、六种材质的荧光层和Ga As光伏组件的β辐致光伏效应同位素电池。采用物理沉降法制备了不同厚度的荧光层并测量其光学性能,同时在荧光层加载条件下测试了β辐致光伏效应同位素电池的输出性能。研究结果表明:Zn S:Cu荧光层的辐致发光光谱与Ga As光伏组件的光电匹配最佳;在活度密度为2.9 m Ci/cm2的147Pm源激发下,厚度为11mg/cm2左右的Zn S:Cu荧光层的辐致发光光强最大,从而使得该同位素电池具有较高的能量转换效率。3)研究了环境温度对147Pm/Zn S:Cu/Ga Asβ辐致光伏效应同位素电池输出性能的影响规律。实验结果表明:随温度增加,Jsc稍微减小,Voc和Pmax迅速下降。同时,根据肖克莱等式对该电池输出性能的温度影响进行了计算,理论上得到了与实验相似的结论。本文的研究工作为新型辐致光伏效应同位素电池的优化设计、制备研发提供了重要依据,将有力推动同位素电池作为MEMS器件微动力源的应用,也为下一步研发适用于空间环境的微型同位素电池奠定了技术基础。

关键词：辐致光伏效应同位素电池蒙特卡罗计算 Kubelka-Munk理论肖克莱等式参数优化环境温度

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混浊介质光学参数多光谱测量研究

混浊介质光学参数多光谱测量研究

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作者：郑帅湖南理工学院

学位级别：硕士

吸收和散射是光与物质相互作用的主要形式。在细胞悬浮液、生物组织、血液、食品、农作物、土壤、环境污水等混浊材料中,材料对光具有较强的光散射特性;同时材料的分子结构差异表现出较大的吸收特性差异。通过对吸收和散射的分析,获取... 详细信息

吸收和散射是光与物质相互作用的主要形式。在细胞悬浮液、生物组织、血液、食品、农作物、土壤、环境污水等混浊材料中,材料对光具有较强的光散射特性;同时材料的分子结构差异表现出较大的吸收特性差异。通过对吸收和散射的分析,获取材料特性已在分析化学、材料研究、食品医药检验、环境监测与临床诊断等领域得到广泛应用。混浊介质光学参数可以准确描述光在介质中的传播、分布及光与介质的相互作用,是辐射传输模型的基本物理量。准确测量材料的光学参数具有重要意义。本文提出一种基于辐射传输理论的混浊介质光学参数多光谱测量方法,设计并搭建了实验测量系统,并对聚苯乙烯微球的光学参数进行了测量。主要研究内容包括以下方面:第一,基于辐射传输模型,设计并编写单光子追踪蒙特卡罗方法,建立三信号光散射正问题求解模型,在给定混浊介质的吸收系数μa、散射系数μs和各向异性参数g下,仿真得到三个探测信号的计算值;第二,搭建了多光谱散射光信号测量实验系统,系统由光谱光栅光源、微弱信号测量与样品测量三部分组成,对系统进行了校准,利用此系统获取了微球悬浮液的三探测器实验值;第三,利用测量的散射信号,通过仿真模型逆计算,获取了微球光学参数,并将获得的结果与Mie理论结果进行比较,发现反演得到的μs和g与根据Mie理论计算的μsm和gm基本一致,但对于μa两者存在误差,这是由于Mie理论采用的材料折射率虚部参数所致;第四,使用不同的散射相函数对获取混浊介质的光学参数进行对比研究,进一步探究了相函数对光学参数提取的影响。此测量方法不需要积分球装置,不需要测量混浊介质的衰减函数,只需一个样品,具有测量简单特点。光学参数多光谱测量的不断完善,可为生物组织、药品、食品等混浊介质的定性和定量分析提供帮助。

关键词：混浊介质光学参数蒙特卡罗计算光学系统

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Effects of boron number per unit volume on the shielding properties of composites made with boron ores from China

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Nuclear Science and Techniques 2012年第6期23卷 344-348页

作者： LI Zhefu XUE Xiangxin LIU Sulan LI Yong DUAN Peining School of Materials & Metallurgy Northeastern University Liaoning Key Laboratory for Ecologically Comprehensive Utilization of Boron Resources and Materials

The total macroscopic removal cross sections,deposited energies and the absorbed doses of three new shielding composites loaded with specific boron-rich slag,boron concentrate ore and boron mud of China for 252Cf neutron source were investigated by experimental and Monte Carlo *** results were evaluated by boron mole numbers per unit volume in *** half value layers of the composites were calculated and compared with that of Portland concrete,indicating that ascending boron mole numbers per unit volume in the composites can enhance the shielding properties of the composites for 252Cf neutron source.

关键词：复合材料屏蔽性能硼矿石体积单位蒙特卡罗计算中国吸收剂量

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