检索结果-内蒙古大学图书馆

硝酸剥离-盐模板法制备介孔石墨相氮化碳材料及其光催化还原U(Ⅵ)性能研究

原子能科学技术 2025年第3期59卷 540-549页

作者：于明玥郝帅黄文珑蒋冬梅夏良树南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 南华大学创新创业学院湖南衡阳421001

在实现双碳目标的背景下,核能作为清洁能源的替代品,对铀资源的需求不断增加,而由此产生的含铀废水对环境和健康构成了巨大威胁。光催化技术因其高效去除重金属和有机污染物的能力而备受关注。石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4),CN)因其独特的... 详细信息

在实现双碳目标的背景下,核能作为清洁能源的替代品,对铀资源的需求不断增加,而由此产生的含铀废水对环境和健康构成了巨大威胁。光催化技术因其高效去除重金属和有机污染物的能力而备受关注。石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4),CN)因其独特的光催化性能在这一领域展现出广阔的应用前景。为了拓宽g-C_(3)N_(4)的光响应范围,使得更多活性位点具备利用价值,本文采用硝酸剥离-盐模板法制备介孔g-C_(3)N_(4)复合材料Na-HNO_(3)-CN,并采用SEM、BET、FT-IR、XRD等手段对其进行表征,进而研究其光催化还原U(Ⅵ)的性能。结果表明,Na-HNO_(3)-CN的结构呈三维立体多孔蜂窝状,与传统g-C_(3)N_(4)相比,Na-HNO_(3)-CN的表面积从5.38 cm^(3)/g增加至47.11 cm^(3)/g,孔容从0.12 cm^(3)/g增加到0.20 cm^(3)/g,可见光吸收范围从450 nm拓宽至550 nm,吸收边带发生红移,光电流响应远高于CN;其中CN与NaCl比例为3∶1的Na-HNO_(3)-CN对U(Ⅵ)的去除率达95.59%,约是块状CN的4.8倍;其还原反应速率常数(0.0198 min^(-1))是CN(0.0018 min^(-1))的11倍,具有优异的光催化还原U(Ⅵ)性能,表明介孔石墨氮化碳复合材料在环境修复特别是铀污染废水处理方面有较大的应用潜力。本文研究结果不仅揭示了Na-HNO_(3)-CN复合材料在光催化还原U(Ⅵ)方面优越的性能,也为未来开发高效光催化材料提供了新的思路。

关键词：石墨相氮化碳硝酸剥离-盐模板法铀光催化

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基于改进DMD和LSTM的铅铋快堆上腔室热分层降阶分析模型研究

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核技术 2025年第4期48卷 139-149页

作者：温从义邓俊杰刘紫静李卫赵鹏程南华大学核科学技术学院衡阳421000

事故紧急停堆后铅铋快堆上腔室发生的热分层现象对堆内结构完整性和自然循环余热排出能力具有显著影响。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法开展热分层现象研究,存在计算资源开销大、耗时长等问题,而现有的标准... 详细信息

事故紧急停堆后铅铋快堆上腔室发生的热分层现象对堆内结构完整性和自然循环余热排出能力具有显著影响。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法开展热分层现象研究,存在计算资源开销大、耗时长等问题,而现有的标准动态模态分解(Dynamic Mode Decomposition,DMD)方法对热分层现象的预测效果不佳。本文首先基于CFD程序FLUENT得到高精度全阶快照;然后在截断DMD的基础上,依据特征频率压缩时间步样本,并结合长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络构建热分层降阶模型。通过与CFD全阶热分层模拟对热分层现象进行对比分析,该热分层降阶模型能较好地模拟上腔室温度分布、实现对热分层现象的快速预测。

关键词：动态模态分解长短期记忆神经网络铅铋快堆上腔室热分层温度振荡

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基于组合神经网络模型的快堆堆芯瞬态热工水力参数预测方法研究

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核技术 2025年第4期48卷 99-111页

作者：赵梓炎赵鹏程刘紫静李卫于涛南华大学核科学技术学院衡阳421001

对于反应堆热工水力参数的预测,现有的研究多使用单一神经网络的预测方法,但在噪声较大的情况下,单一神经网络不能很好地剔除噪声的影响。本文使用基于经验模态分解法(Empirical Mode Decomposition,EMD)与奇异谱分析法(Singular Spectr... 详细信息

对于反应堆热工水力参数的预测,现有的研究多使用单一神经网络的预测方法,但在噪声较大的情况下,单一神经网络不能很好地剔除噪声的影响。本文使用基于经验模态分解法(Empirical Mode Decomposition,EMD)与奇异谱分析法(Singular Spectrum Analysis,SSA)结合自适应径向基神经网络(Radial Basis Function Neural Network,RBF)的组合模型提高堆芯热工参数瞬态预测的精度。采用1/2中国实验快堆(China Experimental Fast Reactor,CEFR)为研究对象,使用快堆子通道程序SUBCHANFLOW生成瞬态堆芯热工水力参数的时间序列,并利用组合神经网络模型对堆芯质量流量和包壳表面最高温度时间序列进行单步预测和连续预测。结果表明:相对于单一RBF神经网络,EMD-RBF组合神经网络和EMD-SSA-RBF组合神经网络对质量流量的单步预测误差分别下降41.2%和86.7%,对包壳表面最高温度的单步预测误差分别下降44.7%和60.5%,明显地降低了连续预测误差,且计算时间较短。该方法相比于深度神经网络有一定的优势,对于提高反应堆在工程应用中的安全性有一定的参考价值。

关键词：经验模态分解奇异谱分析径向基神经网络热工参数预测快堆

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磁场位形对内交换模不稳定性影响的研究

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核聚变与等离子体物理 2025年第1期45卷 104-110页

作者：高正坤杨文军龚学余钟翊君南华大学核科学技术学院衡阳421001 南华大学电气工程学院衡阳421001

基于J-TEXT装置参数,采用VMEC程序,设计了4种等离子体电流分布与安全因子分布的磁场位形。使用Mercier判据来对不同磁场位形下的内交换模不稳定性进行判定,分析了4种磁剪切——正磁剪切、无磁剪切、反磁剪切和弱正剪切对Mercier判据的影... 详细信息

基于J-TEXT装置参数,采用VMEC程序,设计了4种等离子体电流分布与安全因子分布的磁场位形。使用Mercier判据来对不同磁场位形下的内交换模不稳定性进行判定,分析了4种磁剪切——正磁剪切、无磁剪切、反磁剪切和弱正剪切对Mercier判据的影响,发现正磁剪切抑制内交换模不稳定性的效果最好,而且正磁剪切越强烈,其对内交换模不稳定性的抑制作用越好。

关键词：内交换模磁场位形理想磁流体不稳定性

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基于MURA编码孔γ相机的编码板参数优化模拟研究

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核电子学与探测技术 2025年第4期45卷 511-518页

作者：林姿朱志超张水军罗文李鑫祥南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001

编码孔成像技术已成为射线探测和定位γ源的重要手段。为获得宽能量范围内MURA编码孔γ相机的编码板参数对成像性能的影响,采用Geant4软件模拟研究了几种能量的放射源照射不同编码板材料、编码阶数、编码板厚度及编码板基本单元像素尺... 详细信息

编码孔成像技术已成为射线探测和定位γ源的重要手段。为获得宽能量范围内MURA编码孔γ相机的编码板参数对成像性能的影响,采用Geant4软件模拟研究了几种能量的放射源照射不同编码板材料、编码阶数、编码板厚度及编码板基本单元像素尺寸下的相机成像质量,并对重建图像的位置分辨率和信噪比进行了分析。研究表明,要使成像质量最佳,需要系统优化编码板材料、编码阶数、编码板厚度及编码板基本单元像素尺寸。本研究可为宽能量范围的编码孔γ相机的优化设计提供理论依据。

关键词： γ相机 MURA 蒙特卡罗模拟编码板优化

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基于LSTM神经网络的核电厂瞬态参数预测与故障诊断研究

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核动力工程 2025年第2期46卷 230-238页

作者：刘涛谢金森南华大学资源环境与安全工程学院湖南衡阳421001 南华大学核能与核技术工程虚拟仿真实验教学中心湖南衡阳421001 南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001

为提高核电厂瞬态工况下参数预测和故障诊断的准确性和实时性,本研究采用长短期记忆(LSTM)神经网络模型进行预测和诊断。通过生成并随机化故障情景,减少预测模型对特定模式的依赖,提高其在未知故障情景下的泛化能力。研究结合沙普利加... 详细信息

为提高核电厂瞬态工况下参数预测和故障诊断的准确性和实时性,本研究采用长短期记忆(LSTM)神经网络模型进行预测和诊断。通过生成并随机化故障情景,减少预测模型对特定模式的依赖,提高其在未知故障情景下的泛化能力。研究结合沙普利加性解释性(SHAP)方法,对预测模型的参数预测结果进行解释性分析,评估不同输入特征对模型预测性能的影响,并验证该预测模型在传感器故障和数据传输错误情况下的预测准确性。此外,针对含有不同噪声水平的瞬态参数进行故障诊断,验证故障诊断模型的鲁棒性。结果表明,LSTM神经网络模型在预测和诊断方面具有较高的精度,即使在传感器故障、数据传输有误以及数据含有噪声情况下仍表现出色。本研究提出的方法能够提升核电厂运行安全和稳定性,为事故工况下的安全性提供有效技术支持。

关键词：核电厂瞬态参数预测故障诊断 LSTM神经网络沙普利加性解释性(SHAP)方法

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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

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基于LSTM回归算法的缪子定位模拟研究

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核技术 2025年第2期48卷 44-56页

作者：张海峰罗思远刘相满何列肖万成尹隆乡王克邹雨辰刘雨晨王晓冬南华大学核科学技术学院衡阳421001 先进核能技术设计与安全教育部重点实验室衡阳421001 中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学核科学与技术学院北京100049 兰州大学核科学与技术学院兰州730000

利用宇宙线缪子对物体成像需要确定缪子的径迹,而对缪子的击中点进行精确定位是缪子径迹重建的关键。当前主流的缪子径迹探测系统需要搭配多路电子学通道才能对缪子的击中点进行精确定位,此类探测系统的构造复杂且成本高昂。为实现简便... 详细信息

利用宇宙线缪子对物体成像需要确定缪子的径迹,而对缪子的击中点进行精确定位是缪子径迹重建的关键。当前主流的缪子径迹探测系统需要搭配多路电子学通道才能对缪子的击中点进行精确定位,此类探测系统的构造复杂且成本高昂。为实现简便、低成本且高精度的缪子径迹探测系统设计,本研究基于Geant4软件,对无切割式的方形和圆形塑料闪烁体耦合硅光电倍增器(Silicon Photonmultipliers,SiPMs)的探测器进行模拟研究,使用SiPM收集的光子数和触发SiPM响应的时间作为特征参数,采用人工智能回归算法作为缪子定位的方法。模拟结果表明:以光子数作为特征参数的回归算法中,长短时间记忆(Long Short Term Memory,LSTM)算法在三种回归算法中的精度最高;在LSTM算法下,探测器上表面耦合12个SiPM的位置分辨率可达到厘米级别;当使用光子数和触发时间作为特征参数时,在探测器侧边仅耦合6个SiPM的位置分辨率同样能达到厘米级别,且与大面积塑料闪烁体四角耦合光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)的探测器在实验中对缪子定位得到的结果吻合。本研究使用LSTM回归算法作为缪子定位算法,提出的在塑料闪烁体侧边耦合6个SiPM的探测器系统结构简便、制造成本低且定位精度达到厘米级别。

关键词：缪子探测器长短时间记忆算法硅光电倍增器缪子定位

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大面积SiPM阵列混合模式读出电子学设计

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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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HL-2A上H模脱靶与芯部约束兼容性的集成模拟与实验验证

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物理学报 2025年第9期74卷 228-240页

作者：舒宇坤王占辉徐欣亮吴雪科王卓吴婷周雨林付彩龙钟翊君余鑫李永高何小雪杨曾辰昆仑集成模拟设计组核工业西南物理研究院聚变科学所成都610041 南华大学核科学技术学院衡阳421001

托卡马克高约束H模条件下偏滤器脱靶和热流控制是当前磁约束核聚变研究中的关键物理问题.脱靶对H模边界输运物理尤其是对芯部约束兼容性的影响是研究偏滤器脱靶物理的关键问题.本文获得了HL-2A装置H模等离子体偏滤器脱靶与芯部约束兼容... 详细信息

托卡马克高约束H模条件下偏滤器脱靶和热流控制是当前磁约束核聚变研究中的关键物理问题.脱靶对H模边界输运物理尤其是对芯部约束兼容性的影响是研究偏滤器脱靶物理的关键问题.本文获得了HL-2A装置H模等离子体偏滤器脱靶与芯部约束兼容的实验结果,采用OMFIT集成模拟平台,新发展了偏滤器靶板区的神经网络快速集成模拟方法,率先采用该快速集成模拟方法开展HL-2A第39007炮高约束模式下,边界偏滤器脱靶与芯部约束兼容性的集成模拟研究,经验证集成模拟结果与实验结果相吻合.通过进一步分析发现:HL-2A装置H模脱靶情况下,在芯部0.1<ρ≤0.5的区域内高极向波数(κθρs>1)模式下的湍性输运以离子温度梯度(ITG)模主导,在芯部0.5<ρ≤0.7的区域内的湍性输运以电子湍流主导;而边界则是在归一化极向波数的情况下由电子湍流主导,κθρs>2的情况下则以ITG为主,并伴有少量的电子湍流.本文研究结果为托卡马克装置芯边耦合物理研究提供了一定的集成模拟与实验验证基础.

关键词：托卡马克脱靶 H 模集成模拟

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