一、BaF_2晶体质子辐射效应研究(论文文献综述)
张炜楠[1](2021)在《高效多结GaAs太阳电池电子辐射损伤效应与优化设计》文中提出晶格匹配三结太阳电池因其具有转换效率高、抗辐照性能强、热稳定性好等优势,已经全面替代硅太阳电池成为商用范围最广泛的空间太阳电池。但对于该种太阳电池来说,初始效率和末期效率的提升是目前需要解决的主要问题之一。本文通过使用有限元仿真软件,并结合相关光学性能优化软件和辐射效应仿真软件,对晶格匹配三结太阳电池进行了设计和优化。基于优化结果,使用MOCVD设备制备了太阳电池样品,使用电子束蒸发系统制备了减反射涂层,并对所有样品进行了1 Me V电子辐照试验,并选取四个不同的注量作为对比,以探究太阳电池及减反射涂层的辐射损伤效应和辐射损伤机理。通过分析航天器在轨环境,提出晶格匹配三结太阳电池的抗辐照加固途径,提供了一定的理论支持和优化方向。本文研究结果表明,使用APSYS半导体有限元仿真软件设计的晶格匹配三结太阳电池模型与实际生长的太阳电池样品在电学性能方面具有良好的拟合性。使用Essential Macleod光学仿真软件设计的太阳电池减反射涂层与实际沉积的减反射涂层在光学性能方面具有较好的一致性。对太阳电池进行了1 Me V电子辐照试验,对辐照后电池样品进行了光特性、暗特性和光谱响应等测试后表明,In Ga As中电池的退化最为严重,在辐照后成为了晶格匹配三结太阳电池的电流限制结。基于以上测试结果,使用APSYS软件建立了多结太阳电池高能电子辐照退化模型,并对辐照后器件内部的能带、电场、少数载流子寿命等参数的变化进行了分析,并揭示其辐照退化机理。基于多结太阳电池高能电子辐照退化模型,发现辐照会引起太阳电池异质界面的损伤,该损伤会进一步降低太阳电池少数载流子寿命,导致太阳电池的短路电流密度降低。此外,还计算了Ga In P顶电池和In Ga As中电池发射区和基区少数载流子寿命的损伤系数,结果分别为2.0×10-6cm2/s、1.3×10-6cm2/s、8.4×10-7cm2/s和1.6×10-7cm2/s,定量表明了在晶格匹配三结太阳电池中,In Ga As中电池的退化大于Ga In P顶电池。对减反射涂层进行了1 Me V电子辐照试验,对辐照后所有样品进行了折射率、反射率和消光系数等测试后表明,对于不同材料,辐照引起的损伤不尽相同。对于Ti O2和Al2O3材料,其折射率随辐照注量的增大而降低,但对于Mg F2材料,其折射率随辐照注量的增大而增大。三层减反射涂层在辐照后,其在短波区域平均反射率增大,在中长波区域平均反射率减小,且涂层的中心波长发生了红移。最后,分别介绍了地球同步轨道和低地球轨道环境,并对在轨工作的航天器所受的辐照环境进行了总结。结合1 Me V电子辐照后太阳电池和减反射涂层的退化结果,提出了两种抗辐照途径:对于在低地球轨道服役的太阳电池,提升其初始寿命可以有效地增加太阳电池阵的输出功率,因此可以通过对太阳电池的减反射涂层设计和优化以实现太阳电池初始寿命的提升;对于在地球同步轨道服役的太阳电池,通过优化In Ga As中电池的有源层厚度,可以使太阳电池的末期寿命增加。通过APSYS仿真软件计算,末期寿命从未优化的26.38%提升至27.91%。
姜昊[2](2021)在《HfO2基MIS电容器辐射损伤效应研究》文中指出由于HfO2材料具有较高的介电常数、较低的泄漏电流,以及与Si材料较好的热匹配性,成为电子器件理想的栅氧介质材料,被广泛应用于航天电子元器件中。电子元器件在轨服役过程中,对空间辐照环境异常敏感,影响其在轨使用可靠性和寿命。迄今,有关HfO2栅介质材料辐射损伤机制尚不清楚。因此,开展HfO2栅介质材料辐射损伤效应研究具有重要的工程实际意义和学术价值。本文以不同厚度(10 nm与30 nm)HfO2基MIS电容器为研究对象,基于不同能量带电粒子及不同剂量率的60Co源辐照试验,采用平带和中带电压法、深能级瞬态谱及透射电镜等表征技术,并结合模拟仿真技术,研究了辐射诱导微观缺陷与宏观性能退化的内在联系。研究结果表明,带电粒子辐照导致电容器C-V曲线负向漂移以及泄漏电流增加,VO30氧空位缺陷导致150 ke V低能电子辐照后C-V曲线出现双向漂移现象。电子和低能质子辐照时HfO2氧化层遂穿机制分别为电场协助隧穿(FN)和直接遂穿(DT)。在150 ke V低能电子与质子辐照条件下,氧化层越厚越易产生氧化物俘获电荷,越薄越易产生界面陷阱电荷,1 Me V高能电子反之。150 ke V质子辐照在HfO2氧化层产生位移损伤VO3-1氧空位,1 Me V电子辐照导致电容器介电常数变大。通过对比电离和位移损伤效应可知,无论是等电离吸收剂量还是位移吸收剂量下,150 ke V电子对HfO2基MIS电容器电性能退化以及陷阱电荷密度影响最大,1 Me V次之,150 ke V质子最小。三种辐照源都不存在等效关系。高、低剂量率γ射线辐照导致C-V曲线都沿电压轴负向的漂移,氧化层越薄泄漏电流密度变化越敏感,HfO2氧化层隧穿机制为(FN)电场协助隧穿。γ射线辐照射诱导陷阱电荷产生与电容器的本征缺陷相关,导致氧化层越厚越易产生界面陷阱电荷。在低剂量率增强效应下,与100 rad(Si)/s高剂量率相比,在27 mrad(Si)/s的低剂量率辐照条件下,氧化物俘获正电荷密度升高1.2倍,界面态电荷密度升高7.7倍。通过电离损伤对比,发现辐照相同电离吸收剂量下,150 ke V电子对HfO2基MIS电容器电性能退化以及陷阱电荷密度影响远大于高、低剂量率γ射线,且两种辐照源不存在等效关系。
梅法[3](2021)在《空间辐照下激光通信终端掺铒光纤辐射衰减研究》文中研究指明随着卫星光通信的迅速发展,以掺铒光纤激光器(EDFL)、掺铒光纤放大器(EDFA)为代表的掺铒光纤器件在太空中的应用也越来越多。由于太空环境十分恶劣且复杂多变,会对星上终端的器件造成很严重的影响。太空各种恶劣环境中,对掺铒光纤器件影响最大的是空间辐射环境,而空间辐射环境对掺铒光纤器件中的掺铒光纤(EDF)影响最大。空间辐射会造成掺铒光纤的辐射损耗,使光纤器件的性能变差,甚至可能对其造成永久性的损坏,使终端的工作受到非常严重的影响。因此,研究空间辐照下星上终端掺铒光纤的辐射衰减是很有必要的。本论文首先讨论了掺铒光纤辐射衰减的背景和研究意义,然后介绍了空间的辐射环境,并简单介绍了国内关于光纤辐照衰减的研究现状。之后从掺铒光纤的放大机理出发,分析了目前最常用的光纤抗辐照方法,并分析了不同的辐射粒子对光纤器件的辐射效应,再简单介绍分析了常见的光纤辐射衰减模型。然后通过对不同因素(辐照条件、温度、工作波长、光功率、光纤长度和掺杂浓度等)下的掺铒光纤辐射衰减损耗进行具体的机理分析,并得到合理的实验条件,通过对模型进行仿真,分析不同因素下的光纤在低轨、中轨和高轨剂量下的辐射衰减的关系;通过对现有的模型进行推导和分析,得到整合后的半经验模型。最后通过60Co辐射源对三种不同浓度的掺铒光纤和铒镱共掺光纤(EYDF)进行不同轨道剂量下辐照实验,对实验结果进行分析,通过幂律模型和整合的半经验模型进行实验数据的拟合,分析和比较这两种模型的拟合度。并通过半经验模型对光纤在低轨、中轨和高轨的实际空间环境下的寿命进行预测和评估。本文较为全面深入的分析了不同因素对光纤辐照衰减的影响,从模型的整合和机理的分析出发,得到不同因素对光纤辐射衰减的变化规律,并通过实验分析其衰减规律,为预测星上终端掺铒光纤的使用寿命提供了参考和理论基础。
唐靖宇[4](2020)在《白光中子源及其多学科应用》文中指出宽能谱范围和高注量率的脉冲型白光中子源是一个可服务于多个不同领域的重要实施平台,包括核数据测量、中子辐射效应、中子成像和核素成分分析、探测器标定等。本文对基于白光中子源的主要科学研究和技术应用、白光中子源的历史发展和现状、我国第一台高性能白光中子源——中国散裂中子源反角白光中子源(Back-n)的性能和科学研究作一个全面的介绍。Back-n是国际上综合性能最好的白光中子源之一,能区范围覆盖meV-百MeV,飞行时间测量分辨率可在全能区达到1%以内,中子注量率国际领先,正在为我国多领域的科学研究和应用研究发挥重要的作用。
杨凯鑫[5](2019)在《甲胺-甲脒-铯三元阳离子钙钛矿太阳能电池的耐辐照性能研究》文中认为有机无机杂化钙钛矿太阳能电池因其卓越的光伏性能仅在近几年吸引了众多研究者的广泛关注。钙钛矿太阳能电池器件的光电转换效率发展十分迅猛,目前已经高达25.2%,但是钙钛矿太阳能电池器件在稳定性方面还有待进一步的探索和提高。钙钛矿太阳能电池器件作为新一代最具潜力的太阳能电池,为了它在航天方面的广泛应用,需要进行更加详细的探索。航天器运行的太空环境非常复杂,各种高能粒子和射线会对运行在其中的器件造成辐照损伤,出现性能的下降,甚至发生器件的损毁。由于太阳能电池在航天应用时直接暴露于太空环境中,会受到来自太空辐照环境的影响,出现一系列的辐照损伤,进而破坏航天器的正常在轨运行。因此,针对钙钛矿太阳能电池器件的辐照耐受性研究是十分必要的。主要研究内容如下:(1)采用两步法制备出甲胺-甲脒-铯(MA/FA/Cs)三元阳离子的钙钛矿薄膜,利用XRD、SEM、UV-vis等手段研究分析了钙钛矿薄膜的结构和光学性能。进一步制备出的MA/FA/Cs三元阳离子钙钛矿太阳能电池器件表明,器件的光电转换效率PCE达到19.03%,短路电流密度Jsc为24.04 mA·cm-2。之后测试器件的外量子效率大部分处于80%~90%,积分得到的电流密度与测试器件的短路电流密度十分接近,说明器件性能良好。(2)利用60Co-γ射线对玻璃基MA/FA/Cs三元阳离子钙钛矿太阳能电池器件进行辐照耐受性实验,最高剂量达到500 krad(Si),辐照后的器件出现短路电流密度和光电转换效率下降的现象。为了分析出现损伤的具体原因,对电池器件进行逐层分析研究。结果显示,钙钛矿薄膜在辐照后出现了相变现象,并且进一步在钙钛矿吸收强度的测试中发现吸收性能的降低,这一现象说明钙钛矿层受辐照发生损伤。玻璃衬底在辐照后出现着色现象,随着剂量的增加颜色逐渐加深,并且伴随着透射率的降低。因此,造成钙钛矿太阳能电池器件出现辐照损伤的原因主要是钙钛矿层的相变和玻璃衬底的着色。(3)针对玻璃基钙钛矿太阳能电池器件在60Co-γ射线下的辐照损伤现象,对辐照敏感位置提出有效的改善措施,因此探讨了新的电池器件柔性钙钛矿太阳能电池在60Co-γ射线下的辐照效应。柔性钙钛矿薄膜在制备过程中加入一定比例的DMSO溶剂,为了使薄膜更加平整稳定。电池器件的衬底使用柔性PEN衬底替换原来的玻璃衬底,一方面为了减小电池尺寸,另一方面为了避免玻璃辐照后出现的着色现象。柔性钙钛矿太阳能电池在60Co-γ射线辐照下依旧发生了短路电流密度和光电转换效率降低的现象,但是相比于玻璃基钙钛矿太阳能电池,却具有更高的辐照耐受性。
刘欣[6](2019)在《中国物理学院士群体计量研究》文中研究表明有关科技精英的研究是科学技术史和科学社会学交叉研究的议题之一,随着中国近现代科技的发展,中国科技精英的规模逐渐扩大,有关中国科技精英的研究也随之增多,但从学科角度进行科技精英的研究相对偏少;物理学是推动自然科学和现代技术发展的重要力量,在整个自然科学学科体系中占有较高地位,同时与国民经济发展和国防建设密切关联,是20世纪以来对中国影响较大的学科之一;中国物理学院士是物理学精英的代表,探讨中国物理学院士成长路径的问题,不仅有助于丰富对中国物理学院士群体结构和发展趋势的认识,而且有助于为中国科技精英的成长和培养提供相关借鉴;基于此,本文围绕“中国物理学院士的成长路径”这一问题,按照“变量——特征——要素——路径”的研究思路,引入计量分析的研究方法,对中国物理学院士这一群体进行了多角度的计量研究,文章主体由以下四部分组成。第一部分(第一章)以“院士制度”在中国的发展史为线索,通过对1948年国民政府中央研究院和国立北平研究院推选产生中国第一届物理学院士,1955年和1957年遴选出新中国成立后的前两届物理学学部委员、1980年和1991年增补的物理学学部委员、1993年后推选产生的中国科学院物理学院士、1994年后的中国科学院外籍物理学院士和中国工程院物理学院士,及其他国家和国际组织的华裔物理学院士的搜集整理,筛选出319位中国物理学院士,构成本次计量研究的样本来源。第二部分(第二至九章)对中国物理学院士群体进行计量研究。首先,以基本情况、教育经历、归国工作,学科分布、获得国内外重大科技奖励等情况为变量,对中国物理学院士群体的总体特征进行了计量分析;其次,按照物理学的分支交叉学科分类,主要对中国理论物理学、凝聚态物理学、光学、高能物理学、原子核物理学这五个分支学科的院士群体特征分别进行了深入的计量分析,对其他一些分支交叉学科,诸如天体物理学、生物物理学、工程热物理、地球物理学、电子物理学、声学、物理力学和量子信息科技等领域的院士群体的典型特征进行了计量分析,分析内容主要包括不同学科物理学院士的年龄结构、学位结构、性别比例,在各研究领域的分布、发展趋势和师承关系等;再次,在对各分支交叉学科物理学院士的基本情况和研究领域计量分析的基础上,对不同学科间物理学院士的基本情况进行比较研究,对中国物理学院士研究领域和代际演化进行趋势分析。第三部分(第十章)在第二部分计量分析的基础上,总结归纳出中国物理学院士的群体结构特征、研究领域和代际演化的趋势特征。中国物理学院士的群体结构呈现整体老龄化问题严重,但近些年年轻化趋向较为明显,整体学历水平较高,同时本土培养物理学精英的能力增强,女性物理学院士占比较低但他们科技贡献突出,空间结构“集聚性”较强,但近些年这种“集聚性”逐渐被打破等特征;中国物理学院士的研究领域呈现出,物理学科中交叉性较强的研究领域具有极大的发展潜力,应用性较强的研究领域产业化趋势明显,当代物理学的发展与科研实验设施的关系越发紧密等趋势特征;中国物理学院士的代际演化呈现出,新中国成立初期国家需求导向下的相关物理学科迅猛发展,20世纪80年代以来物理学院士研究兴趣与国家政策支持相得益彰,21世纪以来物理学院士个体对从事学科发展的主导作用越来越大等趋势特征。第四部分(第十一章)通过分析中国物理学院士群体的计量特征得出中国物理学院士的成长路径。宏观层面,社会时代发展大背景的影响一直存在,国家发展战略需求导向要素有所减弱,国家科技管理制度的要素影响有所增强,中国传统文化对物理学院士成长潜移默化的影响;中观层面,物理学学科前沿发展需求的导向要素显着增强,空间结构“集聚性”的影响逐渐在减弱,师承关系的影响主要体现于学科延承方面;微观层面,性别差异对物理学家社会分层的影响很弱,年龄要素对物理学院士成长具有一定的影响,个人研究兴趣对物理学院士的成长影响增强;可见中国物理学院士受社会时代背景、中国传统文化的影响一直存在,受国家发展战略需求的导向影响有所减弱,而受物理学学科前沿发展和物理学家个人研究兴趣的导向逐渐增强,进而得出中国物理学院士的社会分层总体符合科学“普遍主义”原则的结论。最后,在中国物理学院士的群体发展展望中,提出须优化中国物理学院士年龄结构和培养跨学科物理科技人才,辩证看待中国物理学院士空间结构的“集聚性”和师承效应,发挥中国物理学院士的研究优势弥补研究领域的不足,增加科研经费投入和完善科技奖励机制,不断加强国家对物理学的支持力度等建议,以促进中国物理学院士群体的良性发展和推动我国从物理学大国发展为物理学强国。
刘军[7](2018)在《新型脉冲伽马时间谱探测方法关键技术研究》文中研究表明脉冲伽马射线时间谱测量是脉冲辐射场诊断的重要组成部分,也是分析和研究脉冲辐射源时间特性和动态物理过程的核心数据。对于激光惯性约束核聚变(ICF)装置、自由电子激光、同步辐射光源、逆康普顿散射伽马源以及激光等离子体射线源等超快脉冲伽马射线源及其辐射场,要求时间谱探测系统具备100ps甚至ps量级的时间分辨。受限于空间电荷效应和同轴电缆的低传输带宽,传统的电流型探测系统难以实现100ps以下的时间响应,因此,将脉冲伽马射线转换为光信号,是探索和发展新型超快脉冲伽马射线探测方法的重要途径。本课题立足超快脉冲辐射场诊断需求,探索并开展了有关脉冲伽马射线时间谱探测的新方法研究,系统地研究了新方法建立、可行性论证、技术路线的设计与实现、探测系统主要物理量评估、方法的创新应用等五个关键问题。论文详细研究了 CH3NH3PbC13晶体及其不同卤素离子掺杂的新型钙钛矿晶体的闪烁发光特性,并首先将其应用到超快脉冲伽马射线时间谱诊断中。通过改进晶体制备工艺,获得了大尺寸、高透明度的CH3NH3PbC13及其掺杂晶体,表征了实验样品的主要材料特性;分析研究了钙钛矿晶体在激光和X射线激发下的常温与低温不同光谱特性,据此发现了不同发光成分的物理规律及其对发光衰减时间的影响;采用单光子计数方法在常温和低温下研究了样品的闪烁发光时间波形,得到了不同样品的发光时间参数,所有样品闪烁发光上升时间均小于100ps;利用像传递原理建立了一套具备荧光延迟功能的闪烁探测系统,分别利用ps级激光和脉冲伽马作为δ脉冲研究了系统的时间响应特性,得到波形上升沿为458.7ps,波形脉宽710ps,若利用条纹相机记录光脉冲则系统有望实现100ps以下的时间分辨。首次提出并研究了一种基于半导体激光器的超快脉冲伽马射线探测方法,实现了脉冲伽马射线向激光信号的保真转换。理论上,采用蒙特卡洛方法数值模拟了伽马射线在半导体激光器有源区产生的过剩载流子数密度,借助载流子速率方程,建立了过剩载流子数密度与激光输出功率之间的函数关系及系统灵敏度的表达式,分析评估了原理型系统的时间响应(<10ps)和伽马探测本征灵敏度(6.72×10-21C·cm2);建立了一套基于AlGaInP/GaInP多量子阱激光器的原理型探测系统,实验证明了该方法测量脉冲伽马射线时间谱的可行性,利用“强光一号”加速器研究了系统对MeV级强流伽马射线的脉冲响应特性,并配合标准探测器完成了系统脉冲伽马射线探测灵敏度的实验估计,实验结论及灵敏度数值(本征灵敏度约1.27×10-22C·cm2)与理论预测结果符合良好;采用ps级脉冲伽马射线源开展了系统时间响应能力评估的初步实验,受限于光电转换器件测量带宽实验结果无法反映系统的实际时间响应能力。利用半导体折射率瞬态辐射效应与激光菲涅尔原理,首次提出并证明了一种基于激光偏振调制的脉冲伽马射线时间谱探测方法。根据脉冲伽马射线与半导体相互作用机制,依次研究了脉冲伽马射线与自由载流子、载流子浓度与晶体折射率之间的制约关系,利用菲涅尔公式建立了半导体折射率改变量与激光各偏振分量的函数关系,给出了系统灵敏度一般表达式;以He-Ne激光为探针光设计建立了一套原理型探测系统,分别将透射光垂直偏振分量和反射光水平偏振分量作为待调制量实现了方法可行性的验证目标;设计建立了一套基于Nd:YAG固体激光器的腔内调制系统,研究探索了腔内调制方式用于测量脉冲伽马射线时间谱的可行性及其特殊性,实验估计的系统灵敏度约为5.34×10-17C.cm2,说明该方法可以满足低强度脉冲伽马射线时间谱的测量需求。最后,作为本文新型“辐射-光”探测方法在其他领域的应用探索,我们首先提出并研究了一种全新的激光-X射线联袂通讯技术。分析讨论了联袂通信系统的工作原理、系统构成及关键技术环节,并针对各个关键问题分步开展了实验研究;设计研制了一套基于光阴极直流电子枪的高重频脉冲X射线源,其中电子枪实现了 2MHz重频、50pC脉冲电荷量、2mm束斑直径的电子束流输出,利用W靶实现了 100keV以下的低能X射线输出;建立了一套激光-X射线联袂通信原理型系统,利用钙钛矿晶体构成的闪烁探测系统完成了该通信技术的原理性实验,展示了该通讯技术实现信号通信的一般方式。本文兼顾“辐射→荧光”与“辐射→激光”两种信号转换思路,首次提出并分别研究了三种新型脉冲伽马射线时间谱探测方法,理论和实验均证明了方法的可行性,利用光学条纹相机测量和记录光脉冲信号,则有望实现ICF聚变装置与逆康普顿散射源等超快伽马射线时间谱的测量目标,而激光-X射线联袂通讯技术的提出为实现空间联合保密通信等应用需求提供了技术支撑,也为无线通信领域实现了有益的技术补充。
李东[8](2016)在《高能带电粒子的探测及其在人体组织中辐射效应的蒙特卡洛模拟》文中指出随着航天事业的发展,载人飞船已逐步脱离地球轨道进入深层空间。研究数据表明,高能带电粒子是造成航天仪器失灵及宇航员辐射危险的主要原因之一。为了更好地探究空间辐射环境的组成及特性,对航天仪器的辐射加固、辐射损伤以及对航天员的辐射生物效应开展相关的实验活动,对高能带电粒子的探测及其在人体组织材料中辐射效应的蒙特卡洛模拟研究就显得尤为重要。本文基于苏州大学辐射应用技术团队研发的某型反符合△E-E粒子望远镜系统,利用蒙特卡洛程序包GEANT4对高能带电粒子在半导体、晶体探测器中的能量损失、射程径迹及在不同材料中的LET(Linear Energy Transfer)值进行了模拟研究,对不同能量、不同类型的高能粒子与探测器的能量沉积响应进行了对比分析。利用GEANT4提供的人体组织材料库类,对高能带电粒子在不同的人体组织材料中能量传输特性进行了模拟研究,计算了医用重离子在不同人体组织内的百分剂量分布。以Snyder头部模型为依据,构建了颅内肿瘤放疗模拟的人体头部模型,并对颅内肿瘤质子、重离子治疗的过程进行了相关模拟研究,利用研发的△E-E望远镜系统对重离子治疗过程中的碎裂反应产物进行了探测分析。研究结果显示,本文所研究的由固定厚度半导体与晶体探测器组成的△E-E望远镜系统,能够对8-175 MeV能量范围内的高能质子具有较好的能量响应关系,同时具有一定的粒子鉴别功能。增加晶体探测器的厚度可以提高探测器的能量测量范围,增大晶体探测器的宽度可以提高探测器的角度测量范围。同时此探测器能够对250 MeV/u的12C粒子轰击水靶过程中产生的次级带电粒子实现探测与鉴别功能,表明△E-E粒子望远镜可以用于碳离子治疗过程中的碎裂反应产物探测及剂量验证过程。
赵健[9](2013)在《GTAF装置数字化数据获取系统的研究》文中指出中子辐射俘获(n,γ)反应截面数据是核天体物理、核能开发、核装置设计、核废料处理等理论研究和应用研究领域需要的重要数据。高精度的(n,γ)反应截面数据是人们不懈追求的方向,这就对测量方法和仪器、设备提出了更高的要求。为此,中国原子能科学研究院研制了一套4π BaF2探测装置(GTAF),专用于(n,γ)反应截面的高精确测量。该探测器的主体是一个BaF2球壳,内径10cm、外径25cm,由40块BaF2晶体组成。BaF2闪烁体是目前时间响应最快的无机闪烁体,有利于应用中子飞行时间方法准确测量中子能量。BaF2晶体具有较低的中子灵敏度,散射中子进入BaF2晶体被俘获的几率较小,降低了测量中的中子本底。4πBaF2探测器在(n,γ)截面测量中可以不受γ射线多重性的影响,理论上具有接近100%的探测效率。在应用4π BaF2探测器进行(n,γ)反应截面测量时,需要用它的40个探测器单元(40路信号),对级联γ射线的加和能量谱、级联γ射线多重数分布、中子飞行时间谱等多个参数进行测量,数据获取系统若采用传统电子学方法,需要用到很多电子学插件、搭建很庞大的数据获取系统。GTAF的数据获取系统采用了基于高速数据采集卡(Flash ADC)的数字化全脉冲波形获取技术,不但简化了数据获取电子学系统,还实现了核事件的全信息采集,便于数据的离线分析。经实验研究,确定了Flash ADC最佳采集参数和数据分析方法,基于全脉冲波形数据获取方法成功构建了137Cs和60Co等放射源的γ能谱、60Co两条级联γ射线的加和能谱、以及系统的时间分布谱等;针对于BaF2闪烁体探测器,应用脉冲波形甄别的方法成功将γ射线和α粒子鉴别开来,为剔除探测器固有α粒子本底奠定了基础;基于Flash ADC数字化数据获取方法和ROOT软件框架,在Linux环境下采用C++语言编程建立了GTAF的数据获取和在线监视系统。本工作为GTAF的研制以及性能的提升积累了经验。
许文贞[10](2013)在《基于散裂中子源的表面muon源设计及相关模拟技术研究》文中研究指明自1936年从宇宙射线中发现muon后,作为基本粒子的它在粒子物理和应用物理中成为广泛研究的对象,特别是利用高能质子束流轰击固体靶得到的高强度μ源,在粒子物理、材料科学、生命医学和地球物理等诸多学科中发挥重要的作用。表面muon作为μ源类型中最基本的一种,它是利用束线系统将μ靶表面逸出动能仅为4.1MeV的μ+进行收集、输运而得到的,其极化率极高(-100%)。将表面muon注入物质材料中,利用自旋极化的muon与物质材料及磁场环境相互作用的物理机制,通过探测静止衰变产生的正电子便能研究材料内部微观结构信息,这便是凝聚态物理、材料物理等领域中常用的μSR谱学技术(Muon Spin Rotation, Relaxation, Resonance and related Research)的基本原理。本文主要研究基于散裂中子源的表面muon源的物理设计,通过大量模拟计算对表面muon源的三大组成系统进行研究,主要包括:μ靶Monte Carlo模拟计算、表面muon束流光学计算以及μSR谱仪中探测器系统的Geant4模拟研究。具体研究对象包含建设中的日本muon源装置(J-PARC MUSE)和设计中的国内首个试验型muon源装置(CSNS EMuS)。另外本文对相关模拟分析方法、模拟程序使用等方面也开展了广泛的研究,特别是利用G4Beamline对脉冲慢正电子束流的空间和时间聚焦做了初步模拟探究。本博士论文取得的主要研究成果如下:(1) MUSE上S-Line和D-Line两条束线的表面muon源物理设计及模拟研究。利用Geant4和Fluka等工具对μ靶的次级粒子产率进行计算:验证了表面muon源的产生机制;μ靶上下表面次级粒子产率值的差异性也解释了MUSE束线的特定布局;比较研究表明靶区高达0.1T的边缘场对表面(?)nuon收集效率影响较小(损失率<10%)。利用多种束流光学计算程序对元件参数、束线布局、束流光学以及寻优模拟等问题进行研究:利用相空间区域划分的方法计算束核区域的发射度(εRMSCore)及其相空间参数,再用εRMSCore内外推演方法得到束流收集处的相关参数,并综合考虑它们与收集系统的关系优化得到合理初始源;计算得到S-Line和D-Line表面muon束流强度能够分别达8×106μ+/s和1.5×107μ+/s,束斑和角散分别在4cm和50mrad之内,结果完全符合最初设计预期值。通过比较D-Line的模拟结果和实验调束结果,发现模拟得到衰变螺线管的最佳电流值和实测值较为接近,调束测量得到的束流强度和束斑特征与模拟结果也有较好的吻合,由此表明本文所采用的表面muon束流模拟分析方法的正确性和可靠性,S-Line的模拟结果也是准确可信的。(2)对EMuS的μ靶和表面muon束线进行初步设计。从材料、厚度、长度以及收集位置和角度等方面分析EMuS μ靶的设计思路,结论表明:次级粒子束线中心轴与质子束流成90°更有利于长靶表面muon的收集;石墨、铍、钽和钨等四种材料长度可选定为80mm,厚度分别为17mm、15mm、7mm和5mm,靶表面muon的最佳产率达10-5μ+/(p·GeV)量级。采用MUSE模拟中同样的相空间分析和束流寻优模拟方法,分析表明:长靶以及侧端收集方案能够获得的束流性能优比J-PARC muon源装置布局设计(一个量级),最终能够获得表面muon束流强度达5×105μ+/s,束斑和角散分别在4cm和100mrad之内,性能满足常规μSR谱学研究,达到预期设计目标。(3)利用Geant4来模拟研究适用于EMuS表面(?)muon源的μSR谱仪探测器系统。首次提出单路探测单元的模拟设计方案,模拟得到相关结论:正电子在晶体中的能损比与入射能量的非线性关系较好解释了正电子与物质相互作用机理;低能正电子光产额与能量满足线性关系、高能正电子则只与晶体条厚度成正比关系,μSR谱学中将选择性探测较高能量的正电子;长晶体条虽然带来大的探测面积,但是对打在晶体条上不同位置正电子的能量探测分辨率差(高达40%),进而影响电子学信号阈值甑别和能谱选取,合理长度的选取对实验谱学的测量尤为重要;对于脉冲型μSR谱仪,束流强度决定了晶体条的长度和宽度的选择,在设计上必须保证无信号堆积的高计数率探测。综合分析,晶体尺寸选定为长50~60mm、宽10~12mm以及高为5mm,该尺寸的晶体条有较高的传输效率,满足μSR谱的甑别及测量。对于预期105μ+/s量级的表面(?)nuon源,采用总共100~120路前后环阵列对称布局的探测器框架,谱仪计数率达104量级,满足常规μSR谱学的研究。(4)利用G4Beamline对升级后脉冲慢正电子束线的空间聚焦和时间聚焦进行模拟分析。主要结论有:升级后系统工作磁场可达200G~300G,均匀性较好,消除了诸多因素带来的束流损失;束线系统具有较好的磁约束和输运能力,束斑可控制在直径5mm以内,输运效率100%;寻优模拟得到脉冲束流时间分辨率小于200ps,分析发现加速电压对时间聚焦有显着影响,给出了高加速电压及低加速电压工作模式时的不同参数设置组合;分析表明低引出电压将导致较低的斩波效率、而且拉宽了束流从斩波器出来后的时间宽度,对后端的集束提出了更高的要求。本文较好地验证了G4Beamline非常适用于脉冲慢正电子的设计,相比于其他模拟程序或者算法有较大的优势,可以为束流调束提供可靠的理论分析。
二、BaF_2晶体质子辐射效应研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、BaF_2晶体质子辐射效应研究(论文提纲范文)
(1)高效多结GaAs太阳电池电子辐射损伤效应与优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的及意义 |
1.2 空间太阳电池的发展概况 |
1.2.1 多结太阳电池的工作原理 |
1.2.2 空间太阳电池的发展简介 |
1.3 高效多结太阳电池的研究现状 |
1.3.1 晶格匹配多结太阳电池 |
1.3.2 晶格失配多结太阳电池 |
1.3.3 键合多结太阳电池 |
1.4 空间辐射环境及其对半导体器件的影响 |
1.4.1 空间辐射环境 |
1.4.2 空间辐射环境对半导体器件的影响 |
1.5 太阳电池在轨性能评价方法 |
1.5.1 等效注量法 |
1.5.2 位移损伤剂量法 |
1.6 本文主要研究内容 |
第二章 试验材料、设备及表征方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设备和实验方案 |
2.2.1 空间辐射环境模拟设备 |
2.2.2 太阳电池电学性能测试设备 |
2.2.3 太阳电池减反射涂层光学测试设备 |
2.2.4 太阳电池电子辐照方案 |
2.2.5 APSYS半导体器件有限元仿真软件 |
2.2.6 Essential Macleod光学仿真软件 |
2.2.7 CASINO电子束仿真软件 |
2.3 太阳电池电学性能测试及分析方法 |
2.3.1 太阳电池I-V性能测试 |
2.3.2 太阳电池光谱响应测试 |
2.3.3 太阳电池深能级瞬态谱测试 |
第三章 多结太阳电池模型设计 |
3.1 引言 |
3.2 多结太阳电池的模型设计 |
3.2.1 太阳电池减反射涂层的结构设计 |
3.2.2 GaInP顶电池的结构设计 |
3.2.3 InGaAs中电池的结构设计 |
3.3 布拉格反射器的模型设计 |
3.3.1 分布式布拉格反射器的工作原理 |
3.3.2 布拉格反射器的结构设计 |
3.4 多结太阳电池模型与样品的性能拟合分析 |
3.4.1 多结太阳电池光学性能拟合分析 |
3.4.2 多结太阳电池电学性能拟合分析 |
3.5 小结 |
第四章 多结太阳电池减反射涂层制备及电子辐照效应 |
4.1 引言 |
4.2 单层减反射涂层的制备及电子辐射效应 |
4.2.1 单层减反射涂层的制备及性能分析 |
4.2.2 单层减反射涂层的高能电子辐射效应 |
4.2.3 单层减反射涂层的高能电子辐射效应机理分析 |
4.3 多层减反射涂层的制备及电子辐射效应 |
4.3.1 TiO_2/Al_2O_3/MgF_2三层减反射涂层的制备及性能分析 |
4.3.2 TiO_2/Al_2O_3/MgF_2三层减反射涂层高能电子辐射损伤效应 |
4.3.3 TiO_2/Al_2O_3/MgF_2三层减反射涂层高能电子辐射损伤效应机理分析 |
4.4 小结 |
第五章 多结太阳电池高能电子辐照退化模型 |
5.1 引言 |
5.2 多结太阳电池高能电子辐照损伤效应 |
5.2.1 载流子辐照损伤退化模型 |
5.2.2 Casino模拟结果 |
5.2.3 J-V性能退化规律 |
5.2.4 光谱响应退化规律 |
5.2.5 暗电流退化规律 |
5.2.6 太阳电池辐照缺陷分析 |
5.3 多结太阳电池高能电子辐照退化模型 |
5.3.1 多结太阳电池少数载流子寿命辐照损伤分析 |
5.3.2 多结太阳电池能带辐照损伤分析 |
5.3.3 多结太阳电池电场辐照损伤分析 |
5.4 多结太阳电池辐照前后电学性能拟合分析 |
5.5 小结 |
第六章 多结太阳电池抗辐照加固设计 |
6.1 引言 |
6.2 仿真优化流程 |
6.2.1 优化原则 |
6.2.2 优化过程 |
6.3 航天器运行轨道环境分析及电池结构优化 |
6.3.1 地球同步轨道环境 |
6.3.2 低地球轨道环境 |
6.3.3 低地球轨道太阳电池减反射涂层结构优化 |
6.3.4 地球同步轨道太阳电池结构优化 |
6.4 小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 论文的创新点 |
7.3 存在的问题和展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间的科研成果 |
致谢 |
(2)HfO2基MIS电容器辐射损伤效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1 章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 HfO_2基MIS电容器及应用 |
1.2.1 HfO_2材料特性 |
1.2.2 MIS电容器结构 |
1.3 HfO_2基MIS电容器辐射损伤效应 |
1.3.1 γ射线辐射效应 |
1.3.2 电子辐射效应 |
1.3.3 质子辐射效应 |
1.4 HfO_2基MIS电容器辐射损伤机理 |
1.4.1 电子—空穴对的产生 |
1.4.2 空穴传输过程 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第2 章 试验器件及方法 |
2.1 试验器件 |
2.2 辐射效应模拟仿真 |
2.2.1 Geant4 仿真 |
2.2.2 Silvaco TCAD仿真 |
2.2.3 VASP仿真 |
2.3 研究方案 |
2.3.1 辐照试验方案 |
2.3.2 电性能以及缺陷测试方案 |
2.4 辐射损伤分析方法 |
2.4.1 中带/平带电压法 |
2.4.2 深能级瞬态谱 |
第3章 HfO_2基MIS电容器带电粒子辐射效应 |
3.1 数据模拟 |
3.1.1 Geant4 模拟数据 |
3.1.2 ATLAS模拟数据 |
3.1.3 VASP模拟数据 |
3.2 低能质子辐射效应研究 |
3.2.1 电性能演化规律 |
3.2.2 辐射缺陷分析 |
3.3 低能电子辐射效应研究 |
3.3.1 电性能演化规律 |
3.3.2 辐射缺陷分析 |
3.4 高能电子辐射效应研究 |
3.4.1 电性能演化规律 |
3.4.2 辐射缺陷分析 |
3.5 带电粒子损伤对比 |
3.5.1 电离损伤对比 |
3.5.2 位移损伤对比 |
3.6 本章小结 |
第4章 HfO_2基MIS电容器γ射线辐射效应 |
4.1 低剂量率辐照增强效应研究 |
4.1.1 电性能演化规律 |
4.1.2 辐射缺陷分析 |
4.2 高剂量率辐照加速效应研究 |
4.2.1 电性能演化规律 |
4.2.2 辐射缺陷分析 |
4.3 γ射线辐射损伤剂量率效应机制 |
4.4 低能电子与γ射线电离损伤对比 |
4.4.1 电性能损伤对比 |
4.4.2 电离损伤对比 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(3)空间辐照下激光通信终端掺铒光纤辐射衰减研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的背景及研究意义 |
1.2 空间辐射环境介绍 |
1.2.1 空间辐射源 |
1.2.2 空间轨道辐射环境 |
1.3 国内外对光纤抗辐照的研究进展 |
1.3.1 国外光纤抗辐照的研究进展 |
1.3.2 国内光纤抗辐照的研究进展 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 辐射环境下掺铒光纤辐照衰减模型分析 |
2.1 掺铒光纤的介绍 |
2.1.1 掺铒光纤的放大机理分析 |
2.1.2 掺铒光纤的抗辐照方法分析 |
2.2 光纤器件的辐射效应 |
2.3 常见的光纤辐照衰减模型 |
2.3.1 幂律模型 |
2.3.2 多成分饱和指数模型 |
2.3.3 拓展多成分饱和指数模型 |
2.4 本章小结 |
第3章 不同因素下的光纤辐照衰减分析 |
3.1 辐照条件 |
3.2 工作温度 |
3.3 工作波长与光功率 |
3.4 光纤长度和掺杂浓度 |
3.5 其他因素 |
3.6 本章小结 |
第4章 掺铒光纤辐射衰减实验研究 |
4.1 实验条件 |
4.2 实验方案 |
4.3 实验结果及分析 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(4)白光中子源及其多学科应用(论文提纲范文)
引 言 |
1 白光中子源的主要应用领域 |
1.1 核反应截面测量 |
(1) 裂变反应测量 |
(2) 辐射俘获截面测量 |
(3) 轻带电粒子出射测量 |
(4) 全截面测量 |
1.2 中子辐射效应 |
1.3 探测器标定 |
1.4 中子成像和材料成份分析 |
2 国际上白光中子源的历史发展和现状 |
2.1 白光中子源的历史发展 |
2.2 国际上主要白光中子源介绍 |
(1) 欧盟JRC/GELINA |
(2) 美国ORNL/LANSCE |
(3) 欧洲CERN/n_TOF |
3 中国散裂中子源Back-n白光中子源 |
3.1 Back-n白光中子束线 |
3.2 开展核数据测量研究的实验谱仪 |
(1) C6D6谱仪 |
(2) GTAF-II谱仪 |
(3) FIXM谱仪 |
(4) NTOX谱仪 |
(5) LPDA谱仪 |
(6) 共用电子学和数据获取系统 |
3.3 Back-n上正在开展的科学研究 |
4 总结和展望 |
(5)甲胺-甲脒-铯三元阳离子钙钛矿太阳能电池的耐辐照性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 空间辐射 |
1.2.1 空间辐射环境 |
1.2.2 辐射源种类 |
1.2.3 空间辐射环境 |
1.3 钙钛矿太阳能电池简述 |
1.3.1 钙钛矿光伏材料 |
1.3.2 钙钛矿太阳能电池的结构 |
1.3.3 钙钛矿太阳能电池的发展历程 |
1.3.4 钙钛矿太阳能电池辐照效应研究现状 |
1.4 本论文的选题依据和主要研究内容 |
第2章 MA/FA/Cs三元阳离子钙钛矿太阳能电池的制备与测试表征 |
2.1 引言 |
2.2 MA/FA/Cs三元阳离子钙钛矿制备 |
2.2.1 实验材料和仪器 |
2.2.2 MA/FA/Cs三元阳离子钙钛矿薄膜制备 |
2.2.3 MA/FA/Cs三元阳离子钙钛矿材料的结构和性能 |
2.3 MA/FA/Cs三元阳离子钙钛矿太阳能电池的制备与表征 |
2.3.1 MA/FA/Cs三元阳离子钙钛矿太阳能电池的制备 |
2.3.2 MA/FA/Cs三元阳离子钙钛矿太阳能电池光伏特性 |
2.4 小结 |
第3章 玻璃基钙钛矿太阳能电池的~(60)Co-γ射线辐照效应及其性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 辐照实验条件与方案 |
3.3 ~(60)Co-γ射线辐照对钙钛矿太阳能电池光伏性能的影响 |
3.4 ~(60)Co-γ射线辐照对钙钛矿太阳能电池各功能层的影响 |
3.4.1 ~(60)Co-γ射线辐照对钙钛矿层的影响 |
3.4.2 ~(60)Co-γ射线辐照对玻璃衬底的影响 |
3.5 小结 |
第4章 柔性钙钛矿太阳能电池的~(60)Co-γ射线辐照效应及其性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 辐照实验条件与方案 |
4.3 ~(60)Co-γ射线辐照对柔性钙钛矿太阳能电池光伏性能的影响 |
4.4 ~(60)Co-γ射线辐照对柔性钙钛矿太阳能电池各功能层的影响 |
4.4.1 ~(60)Co-γ射线辐照对柔性钙钛矿层的影响 |
4.4.2 ~(60)Co-γ射线辐照对柔性PEN衬底的影响 |
4.5 小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 论文总结 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(6)中国物理学院士群体计量研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
绪论 |
一、文献综述 |
二、论文选题和研究内容 |
三、研究的创新与不足 |
第一章 中国物理学院士的产生与本土化 |
1.1 民国时期中国物理学院士的产生 |
1.1.1 国民政府中央研究院推选产生中国第一届物理学院士 |
1.1.2 国立北平研究院推选出与“院士”资格相当的物理学会员 |
1.2 当代中国物理学院士的本土化 |
1.2.1 中国科学院推选产生物理学学部委员 |
1.2.2 中国科学院物理学院士与中国工程院物理学院士的发展 |
1.3 其他国家和国际组织的华裔物理学院士 |
1.4 中国物理学院士名单与增选趋势分析 |
1.4.1 中国物理学院士的名单汇总 |
1.4.2 中国本土物理学院士总体增选趋势 |
第二章 中国物理学院士总体特征的计量分析 |
2.1 中国物理学院士基本情况的计量分析 |
2.1.1 女性物理学院士占比较低 |
2.1.2 院士整体老龄化问题严重 |
2.1.3 出生地域集中于东南沿海地区 |
2.2 中国物理学院士教育经历的计量分析 |
2.2.1 学士学位结构 |
2.2.2 硕士学位结构 |
2.2.3 博士学位结构 |
2.3 中国物理学院士归国工作情况的计量分析 |
2.3.1 留学物理学院士的归国年代趋势 |
2.3.2 国内工作单位的“集聚性”较强 |
2.3.3 物理学院士的国外工作单位 |
2.4 中国物理学院士从事物理学分支交叉学科的计量分析 |
2.4.1 物理学院士从事分支交叉学科的归类统计 |
2.4.2 物理学院士获得国际科技奖励的计量分析 |
2.4.3 物理学院士获得国内科技奖励的计量分析 |
第三章 中国理论物理学院士群体的计量分析 |
3.1 中国理论物理学院士基本情况的计量分析 |
3.1.1 存在老龄化问题,当选年龄集中于“51-60 岁” |
3.1.2 博士占比52.83%,地方高校理论物理教育水平有所提高 |
3.2 中国理论物理学院士研究领域的计量分析 |
3.2.1 主要分布于凝聚态理论和纯理论物理等领域 |
3.2.2 20 世纪后半叶当选的理论物理学院士内师承关系显着 |
3.3 中国理论物理学院士的发展趋势分析 |
3.3.1 理论物理学院士的增选总体呈上升趋势 |
3.3.2 理论物理学院士研究领域的发展趋势 |
3.4 小结 |
第四章 中国凝聚态物理学院士群体的计量分析 |
4.1 中国凝聚态物理学院士基本情况的计量分析 |
4.1.1 存在老龄化问题,当选年龄集中于“51—60 岁” |
4.1.2 博士占比57.83%,国外博士学位占比将近80% |
4.1.3 女性物理学院士在凝聚态物理领域崭露头角 |
4.2 中国凝聚态物理学院士研究领域的计量分析 |
4.2.1 主要分布于半导体物理学、晶体学和超导物理学等领域 |
4.2.2 凝聚态物理学的一些传统研究领域内师承关系显着 |
4.2.3 凝聚态物理学院士集聚于若干研究中心 |
4.3 中国凝聚态物理学院士的发展趋势分析 |
4.3.1 凝聚态物理学院士的增选总体呈上升趋势 |
4.3.2 凝聚态物理学院士研究领域的发展趋势 |
4.4 小结 |
第五章 中国光学院士群体的计量分析 |
5.1 中国光学院士基本情况的计量分析 |
5.1.1 存在老龄化问题,当选年龄集中于“61—70 岁” |
5.1.2 博士占比54.84%,本土培养的光学博士逐渐增多 |
5.2 中国光学院士研究领域的计量分析 |
5.2.1 研究领域集中分布于应用物理学和激光物理学 |
5.2.2 光学院士工作单位的“集聚性”较强 |
5.3 光学院士的发展趋势分析 |
5.3.1 光学院士的增选总体呈上升趋势 |
5.3.2 光学院士研究领域的发展趋势 |
5.4 小结 |
第六章 中国高能物理学院士群体的计量分析 |
6.1 中国高能物理学院士基本情况的计量分析 |
6.1.1 老龄化问题严重,当选年龄集中于“51—60 岁” |
6.1.2 博士占比53.85%,国外博士学位占比超过85% |
6.2 中国高能物理学院士研究领域的计量分析 |
6.2.1 高能物理实验与基本粒子物理学分布较均衡 |
6.2.2 高能物理学院士的工作单位集聚性与分散性并存 |
6.3 中国高能物理学院士的发展趋势分析 |
6.3.1 高能物理学院士的增选总体呈平稳趋势 |
6.3.2 高能物理学院士研究领域的发展趋势 |
6.4 小结 |
第七章 中国原子核物理学院士群体的计量分析 |
7.1 中国原子核物理学学院士基本情况的计量分析 |
7.1.1 老龄化问题严重,80 岁以下院士仅有3 人 |
7.1.2 博士占比48.84%,国外博士学位占比超过95% |
7.1.3 女性院士在原子核物理学领域的杰出贡献 |
7.2 中国原子核物理学院士研究领域的计量分析 |
7.2.1 原子核物理学院士在各研究领域的分布情况 |
7.2.2 参与“两弹”研制的院士内部师承关系显着 |
7.3 中国原子核物理学院士的发展趋势分析 |
7.3.1 原子核物理学院士的增选总体呈下降趋势 |
7.3.2 原子核物理学院士研究领域的发展趋势 |
7.4 小结 |
第八章 其他物理学分支和部分交叉学科院士群体的计量分析 |
8.1 中国天体物理学院士群体的计量分析 |
8.1.1 天体物理学院士本土培养特征明显 |
8.1.2 天体物理学院士的增选总体呈平稳上升趋势 |
8.1.3 天体物理学院士研究领域的发展趋势 |
8.2 中国生物物理学院士群体的计量分析 |
8.2.1 群体年龄较小,当选年龄集中于“41—50 岁” |
8.2.2 生物物理学院士研究领域的发展趋势 |
8.3 中国工程热物理院士群体的计量分析 |
8.3.1 工程热物理院士内部师承关系十分显着 |
8.3.2 工程热物理院士研究领域的发展趋势 |
8.4 中国地球物理学院士群体的计量分析 |
8.4.1 主要分布于固体地球物理学和空间物理学研究领域 |
8.4.2 地球物理学院士研究领域的发展趋势 |
8.5 部分分支交叉学科院士群体的计量分析 |
8.5.1 电子物理学和声学院士的增选呈下降趋势 |
8.5.2 中国物理力学由应用走向理论 |
8.5.3 中国量子信息科技呈迅速崛起之势 |
第九章 中国物理学院士计量分析的比较研究和趋势分析 |
9.1 各分支交叉学科间物理学院士基本情况的比较研究 |
9.1.1 一些新兴研究领域物理学院士年轻化趋势明显 |
9.1.2 21世纪以来本土培养的物理学院士占比一半以上 |
9.1.3 女性物理学院士在实验物理领域分布较多 |
9.2 中国物理学院士研究领域的发展趋势分析 |
9.2.1 各分支交叉学科内的横向发展趋势分析 |
9.2.2 各分支交叉学科的纵向年代发展趋势分析 |
9.3 中国物理学院士代际演化的趋势分析 |
9.3.1 第一代物理学院士初步完成了中国物理学的建制 |
9.3.2 第二代物理学院士完成了中国物理学主要分支学科的奠基 |
9.3.3 第三代物理学院士在国防科技和物理学科拓展中有着突出贡献 |
9.3.4 第四代物理学院士在推进物理学深入发展方面贡献较大 |
9.3.5 新一代物理学院士科技成果的国际影响力显着增强 |
第十章 中国物理学院士的群体结构特征和发展趋势特征 |
10.1 中国物理学院士的群体结构特征 |
10.1.1 整体老龄化问题严重,但年轻化趋向较为明显 |
10.1.2 整体学历水平较高,本土培养物理学精英的能力增强 |
10.1.3 女性物理学院士占比较低,但科技贡献突出 |
10.1.4 空间结构“集聚性”较强,但近些年“集聚性”逐渐被打破 |
10.2 中国物理学院士研究领域发展的趋势特征 |
10.2.1 物理学科中交叉性较强的研究领域具有极大的发展潜力 |
10.2.2 物理学科中应用性较强的研究领域产业化趋势明显 |
10.2.3 当代物理学的发展与科研实验设施的关系越发紧密 |
10.3 中国物理学院士代际演化的趋势特征 |
10.3.1 新中国成立初期国家需求导向下的相关物理学科迅猛发展 |
10.3.2 20世纪80 年代以来院士研究兴趣与国家支持政策相得益彰 |
10.3.3 21世纪以来院士个体对学科发展的主导作用越来越大 |
第十一章 中国物理学院士群体的成长路径 |
11.1 影响中国物理学院士成长的宏观要素 |
11.1.1 社会时代发展大背景的影响一直存在 |
11.1.2 国家发展战略需求导向要素有所减弱 |
11.1.3 国家科技管理制度的要素影响有所增强 |
11.1.4 中国传统文化对物理学院士潜移默化的影响 |
11.2 影响中国物理学院士成长的中观要素 |
11.2.1 物理学学科前沿发展需求的导向要素显着增强 |
11.2.2 空间结构“集聚性”的影响逐渐在减弱 |
11.2.3 师承关系的影响主要体现于学科延承方面 |
11.3 影响中国物理学院士成长的微观要素 |
11.3.1 性别差异对物理学家社会分层的影响很弱 |
11.3.2 年龄要素对物理学院士成长具有一定的影响 |
11.3.3 个人研究兴趣对物理学院士的成长影响增强 |
11.4 结语与展望 |
附录 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
个人简况及联系方式 |
(7)新型脉冲伽马时间谱探测方法关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 超快脉冲伽马射线探测技术现状 |
1.2.1 基于超快发光过程的超快脉冲辐射探测方法研究现状 |
1.2.2 基于激光探针的超快脉冲伽马射线探测方法研究现状 |
1.3 现有超快脉冲伽马射线探测方法的主要问题表现 |
1.4 论文研究内容与构成 |
第二章 脉冲伽马射线时间谱测量技术基础 |
2.1 超快脉冲射线源及其辐射场基本特征 |
2.1.1 激光惯性约束核聚变装置与X/γ辐射场特征 |
2.1.2 逆康普顿散射伽马光源 |
2.2 超快脉冲伽马射线时间谱探测系统的主要特征量 |
2.2.1 探测系统灵敏度与评价方法 |
2.2.2 探测系统时间响应特性与评估方法 |
2.2.3 探测系统环境适应性 |
2.3 信号传输与记录系统时间特征 |
2.3.1 测量信号传输介质 |
2.3.2 信号记录系统 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于新型钙钛矿单晶的超快闪烁探测方法研究 |
3.1 钙钛矿材料简介 |
3.1.1 材料结构与性质 |
3.1.2 制备与材料表征 |
3.2 钙钛矿超快发光现象与物理机制 |
3.2.1 伽马射线与闪烁体相互作用过程 |
3.2.2 钙钛矿单晶的基本闪烁特性表征 |
3.2.3 影响闪烁体发光时间的主要因素 |
3.3 闪烁体发光时间及探测系统时间响应实验研究 |
3.3.1 基于单光子计数方法的闪烁体发光时间特性研究 |
3.3.2 基于超快脉冲激光激发的闪烁系统时间响应特性研究 |
3.3.3 探测系统ps级脉冲伽马时间响应特性研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于半导体激光器的“辐射-光”探测方法研究 |
4.1 探测方法的物理基础与关键物理量 |
4.1.1 探测方法基本原理与原理型系统构成 |
4.1.2 伽马射线与半导体相互作用过程 |
4.1.3 激光输出功率与辐射场参数的函数关系 |
4.1.4 系统时间响应能力的主要影响因素 |
4.1.5 探测系统灵敏度的理论分析与伽马灵敏度 |
4.2 探测方法原理型系统实验研究 |
4.2.1 原理型探测系统建立 |
4.2.2 原理型系统实验结果与分析 |
4.3 基于MeV级强流脉冲伽马的探测灵敏度实验研究 |
4.3.1 实验方案与屏蔽设计 |
4.3.2 光电倍增管增益差异测试 |
4.3.3 “强光一号”脉冲伽马射线源监测结果 |
4.3.4 测量结果处理与分析 |
4.4 探测系统时间响应初步实验研究与存在的问题 |
4.4.1 时间响应实验的初步实验与存在问题 |
4.4.2 系统优化措施与后续实验考虑 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于激光偏振调制的“辐射-光”探测方法研究 |
5.1 探测方法物理基础与折射率瞬态辐射效应分析 |
5.1.1 半导体内产生的非平衡自由载流子主要物理过程 |
5.1.2 自由载流子致半导体折射率变化主要机制分析 |
5.1.3 半导体折射率瞬态辐射效应与激光偏振特性的关系建立 |
5.2 原理型探测系统设计与关键特征量理论分析 |
5.2.1 半导体材料与激光器的选取 |
5.2.2 半导体折射率对激光偏振的影响情况 |
5.2.3 影响系统探测灵敏度的主要因素 |
5.2.4 系统时间响应主要制约因素分析与评估 |
5.3 基于透射光垂直偏振调制的原理型系统实验研究 |
5.3.1 原理型探测系统建立 |
5.3.2 探测系统实验结果分析 |
5.4 基于反射光水平偏振调制的原理型系统实验研究 |
5.4.1 原理型探测系统实验设计 |
5.4.2 探测系统实验结果 |
5.5 基于腔内调制的原理型系统探索实验研究 |
5.5.1 原理型探测系统实验设计 |
5.5.2 系统初步实验结果 |
5.6 本章小结 |
第六章 应用探索:激光-X射线联袂通讯技术 |
6.1 激光-X射线联袂通讯技术原理与系统构成 |
6.1.1 激光-X射线联袂通信系统的基本原理 |
6.1.2 原理型实验系统构成 |
6.2 光阴极驱动激光系统 |
6.2.1 激光三倍频设计与实现 |
6.2.2 紫外激光纵向整形设计与测量 |
6.3 基于光阴极的高重频超快X射线源设计与研制 |
6.3.1 电子枪结构与参数设计 |
6.3.2 电子枪系统实现与电子束流基本参数测量 |
6.4 X射线靶室系统设计 |
6.4.1 韧致辐射靶与脉冲X射线特征分析 |
6.4.2 X射线源的束流产生与基本参数测量 |
6.4.3 原理型系统信号调制与测量初步实验研究 |
6.4.4 系统优化设计思路与应用展望 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论与创新点 |
7.2 存在问题与展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
(8)高能带电粒子的探测及其在人体组织中辐射效应的蒙特卡洛模拟(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
引言 |
第一章 高能带电粒子及其探测方法介绍 |
1.1 空间高能带电粒子 |
1.2 空间高能带电粒子的辐射危害 |
1.2.1 空间粒子对航天器的危害 |
1.2.2 空间粒子对航天员的危害 |
1.2.3 空间粒子对地面活动的危害 |
1.3 高能带电粒子的探测方法及研究现状 |
1.3.1 磁谱仪 |
1.3.2 △E-E望远镜 |
1.3.3 飞行时间法 |
1.4 蒙特卡洛方法在高能粒子研究方面的应用 |
1.4.1 常见蒙特卡洛程序包的简介 |
1.4.2 蒙特卡洛方法的研究现状 |
1.5 研究的目标和意义 |
1.5.1 蒙卡模拟的意义 |
1.5.2 本文研究的意义 |
第二章 △E-E望远镜的探测原理及GEANT4组成结构 |
2.1 带电粒子与物质的相互作用 |
2.2 △E-E望远镜的探测原理 |
2.2.1 △E-E粒子望远镜 |
2.2.2 反符合设计的原理 |
2.2.3 反符合△E-E粒子望远镜系统电路结构 |
2.3 GEANT4组成及内核结构 |
2.3.1 GEANT4软件开发的特点 |
2.3.2 GEANT4内核结构和功能 |
2.3.3 GEANT4中的常用的物理模型 |
第三章 高能带电粒子望远镜的GEANT4模拟 |
3.1 模拟过程 |
3.1.1 几何模型构建 |
3.1.2 物理模型 |
3.1.3 程序运行环境 |
3.1.4 模拟过程 |
3.2 模拟结果分析 |
3.2.1 垂直入射质子束模拟结果 |
3.2.2 模拟结果与实测结果的比较 |
3.2.3 角度入射质子束模拟结果 |
3.3 高能带电粒子望远镜的粒子鉴别功能的Geant4模拟 |
3.3.1 高能带电粒子望远镜的粒子鉴别的原理 |
3.3.2 GEANT4模拟过程 |
3.3.3 模拟结果分析 |
第四章 高能带电粒子在人体组织中辐射效应的GEANT4模拟 |
4.1 高能质子、重离子在肿瘤治疗领域的应用 |
4.1.1 带电粒子治疗的物理基础 |
4.1.2 质子、重离子治疗的生物学基础 |
4.2 高能带电粒子在人体组织中辐射效应的GEANT4模拟 |
4.2.1 碳离子在不同组织内百分深度剂量的模拟 |
4.2.2 模拟结果与分析 |
4.3 颅内肿瘤碳离子治疗的GEANT4模拟 |
4.3.1 颅内肿瘤模型的建立 |
4.3.2 模拟过程 |
4.3.3 模拟结果分析 |
4.4 重离子治疗中碎裂反应的探测模拟 |
4.4.1 模型构建与探测布局 |
4.4.2 模拟过程 |
4.4.3 模拟结果分析 |
第五章 总结与展望 |
5.1 论文工作总结 |
5.1.1 高能粒子探测器的GEANT4模拟结论 |
5.1.2 高能质子在人体组织中辐射效应的GEANT4模拟结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间出版或公开发表的论着、论文 |
致谢 |
(9)GTAF装置数字化数据获取系统的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 中子辐射俘获反应概述 |
1.2 (n,γ)反应截面测量的意义 |
1.3 (n,γ)反应截面测量方法 |
1.4 (n,γ)反应截面测量国内外研究现状 |
1.5 本章小结 |
第二章 GTAF |
2.1 闪烁体 |
2.2 光电倍增管 |
2.3 BaF_2晶体表面处理及探测器单元封装 |
2.4 4πBaF_2探测器 |
2.5 信号引出电子学系统 |
2.6 数据采集卡 |
2.7 GTAF 传统电子学构建方法 |
2.8 GTAF 数字化获取方案 |
2.9 本章小结 |
第三章 数字化全脉冲波形数据采集与分析 |
3.1 windows 环境下的数据采集 |
3.2 Acqiris DC271A 采集卡参数研究 |
3.3 离线数据分析概述 |
3.4 能谱 |
3.5 加和能谱 |
3.6 脉冲波形甄别 |
3.7 时间谱 |
3.8 基线 |
3.9 波形数据格式 |
3.10 本章小结 |
第四章 数据获取与在线监视系统 |
4.1 Acqiris DC271A 采集卡及其驱动接口函数 |
4.2 Linux 环境下的数据获取 |
4.3 在线监视系统 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文工作总结 |
5.2 展望 |
附录 A 数据获取程序部分代码 |
附录 B 最佳137Cs 能量分辨下探测器性能测试 |
附录 C 实验装置实物图 |
参考文献 |
在读期间参与的科研项目及成果 |
致谢 |
(10)基于散裂中子源的表面muon源设计及相关模拟技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 muon基本性质及muon源简介 |
1.1.1 muon基本性质 |
1.1.2 质子加速器发展现状 |
1.1.3 μ源产生模式 |
1.1.4 国际muon源装置发展现状 |
1.2 国际μSR谱学研究介绍 |
1.2.1 μSR谱学基本原理 |
1.2.2 μSR谱学基本类型 |
1.2.3 μSR谱学研究进展 |
1.3 脉冲慢正电子束装置研究进展 |
1.3.1 正电子湮没技术 |
1.3.2 脉冲慢正电子技术的发展 |
第2章 J-PARC表面muon源的模拟研究 |
2.1 J-PARC及其MUSE |
2.1.1 J-PARC简介 |
2.1.2 MUSE μ源建设 |
2.2 J-PARCμ靶的模拟研究 |
2.2.1 muon靶以及靶区强磁场 |
2.2.2 次级粒子产率 |
2.2.3 强边缘磁场对靶产率及初始质子束的影响 |
2.3 S-Line的模拟计算 |
2.3.1 S-Line的具体布局及模拟中考虑的方案 |
2.3.2 束流传输理论及模拟计算中的实际考虑 |
2.3.3 S-Line束流光学计算 |
2.3.4 本节小结 |
2.4 D-Line的模拟计算 |
2.4.1 具体束线布局及相关细节考虑 |
2.4.2 D-Line初始表面muon源相空间分布 |
2.4.3 D-Line束流光学模拟计算 |
2.4.4 D-Line表面muon束流探测并与模拟比较 |
2.5 本章小结 |
第3章 CSNS试验型表面muon源的模拟研究 |
3.1 CSNS及国内μ发展规划 |
3.1.1 CSNS规划 |
3.1.2 高能质子应用区以及试验型muon源规划 |
3.2 CSNS muon靶初步模拟研究 |
3.2.1 模拟条件 |
3.2.2 靶材料 |
3.2.3 靶长度 |
3.2.4 靶半径 |
3.2.5 本节小结 |
3.3 CSNS常规表面muon束线模拟设计 |
3.3.1 常规束线布局 |
3.3.2 初始源相空间分布 |
3.3.3 E-Line束流光学计算 |
3.4 本章小结 |
第4章 应用于μSR谱仪的塑料闪烁体的模拟研究 |
4.1 脉冲型μSR谱仪 |
4.1.1 脉冲型μSR谱仪探测器常规布局 |
4.1.2 脉冲型μSR谱仪电子学探测系统 |
4.1.3 EMuS脉冲型μSR谱仪发展机遇 |
4.2 Geant4的模拟设计方案 |
4.2.1 模拟框架设计 |
4.2.2 Geant4程序设计 |
4.3 元件参数与谱仪性能关系的模拟研究 |
4.3.1 光导中全反射光子的最大入射角计算 |
4.3.2 晶体条中正电子能损的计算 |
4.3.3 正电子在晶体条中光产额的计算 |
4.3.4 长晶体条输运效率对谱学测量的影响探究 |
4.3.5 晶体尺寸、最小探测时间和计数率之间关系 |
4.4 本章小结 |
第5章 脉冲慢正电子束空间和时间聚焦的G4Beamline模拟 |
5.1 脉冲慢正电子束装置升级 |
5.1.1 正电子源系统 |
5.1.2 磁场系统 |
5.1.3 脉冲斩波及集束系统 |
5.1.4 模拟介绍 |
5.2 正电子束流的空间聚焦模拟 |
5.2.1 磁场系统对束流输运的影响 |
5.2.2 加速电压对空间聚焦的影响 |
5.3 脉冲慢正电子束流的时间聚焦模拟 |
5.3.1 时间聚焦理论 |
5.3.2 斩波器、预集束和主集束参数设置对时间聚焦的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
四、BaF_2晶体质子辐射效应研究(论文参考文献)
- [1]高效多结GaAs太阳电池电子辐射损伤效应与优化设计[D]. 张炜楠. 云南师范大学, 2021
- [2]HfO2基MIS电容器辐射损伤效应研究[D]. 姜昊. 哈尔滨工业大学, 2021
- [3]空间辐照下激光通信终端掺铒光纤辐射衰减研究[D]. 梅法. 哈尔滨工业大学, 2021
- [4]白光中子源及其多学科应用[J]. 唐靖宇. 中国基础科学, 2020(04)
- [5]甲胺-甲脒-铯三元阳离子钙钛矿太阳能电池的耐辐照性能研究[D]. 杨凯鑫. 湘潭大学, 2019(12)
- [6]中国物理学院士群体计量研究[D]. 刘欣. 山西大学, 2019(01)
- [7]新型脉冲伽马时间谱探测方法关键技术研究[D]. 刘军. 国防科技大学, 2018(01)
- [8]高能带电粒子的探测及其在人体组织中辐射效应的蒙特卡洛模拟[D]. 李东. 苏州大学, 2016(02)
- [9]GTAF装置数字化数据获取系统的研究[D]. 赵健. 南华大学, 2013(02)
- [10]基于散裂中子源的表面muon源设计及相关模拟技术研究[D]. 许文贞. 中国科学技术大学, 2013(10)