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物理学科分会场报告

来源:院科技委  访问: 时间:2015/1/6 [ ] [ 打印 ] [ 关闭 ] [ 收藏 ]

  【特邀报告】 中子散射技术在解决武器科学问题中的应用

  龚建(中国工程物理研究院核物理与化学研究所)

  本报告将结合中子的穿透能力强、同位素分辨、能量动量匹配等特点,具体阐述中子散射在解决武器科学问题中已发挥或可能发挥的作用。美国洛斯?阿拉莫斯国家实验室(LANL)的中子散射(Lujan)中心在美国核武器科学问题中发挥了重要作用,对以科学为基础的预测能力提供了技术支撑。报告将简要介绍美国LANL利用中子散射在钚镓合金、铀铌合金和高能炸药等方面取得的主要进展和成果,特别是钚反常熔点的认识、Grüneison系数的获取、铀铌合金拉伸曲线双屈服机理、高能炸药微缺陷分类表征等。基于此,报告将主要结合我院新建中子散射科研平台提出一些解决武器科学问题的应用设想,包括:中子非弹性散射实验如何获取钚物性参数,中子衍射用于预测钚的高压熔点和建立铀铌合金本构模型,中子小角散射表征高能炸药的微缺陷如何与宏观性能关联等。

 

  【特邀报告】 金属超弹性新机制研究进展及其在重要核材料设计中的潜在应用

  王沿东(北京科技大学)

    The shape-memory effect (SME) and the accompanied rubber-like behavior (superelasticity) are traditionally associated with a diffusionless martensitic transformation as a kind of collective transformation scenario in some shape memory alloys. This presentation will review our in-situ experimental investigations of a new mechanism on superelastic behavior and related shape memory effect in some interesting alloy systems, such as Ni-Fe-Ga-Co, Ni-Mn-Ga, and Ti-Nb-based alloys, under uniaxial stress at both room and low temperatures using the neutron diffraction technique and high-energy x-ray scattering method. The above-mentioned new alloy systems exhibit particular functional properties showing the potential applications in various fields as magnetic-field-driven sensors/actuators or biomedical devices. This novel mechanism is closely related to a kind of finite-avalanche martensitic transformation (FAMT). Our experiments reveal for the first time the detailed change in crystallographic structures and microstructures for single crystals and polycrystalline materials during in-situ loading, which provides the direct experimental evidence on the physical origins of the FAMT. The on-going progresses on the new understanding of specified FAMT kinetics, crystallography and intrinsic physical origins that could bring new functional properties will be outlined in this lecture. Moreover, a general perspective on the potential applications of this new superelastic mechanism to designing some important engineering components in nuclear and aerospace industries will be presented too.   

  【作者简介】

  王沿东,北京科技大学新金属国家重点实验室教授、博导,教育部长江学者特聘教授,国家杰出青年基金获得者,人事部“新世纪百千万人才工程国家级人选”。兼任全国X射线粉末委员会委员、全国残余应力委员会委员、美国TMS材料力学行为委员会委员等职。1986、1989年分别毕业于东北大学材料专业,获工学学士、硕士学位;1993年毕业于北京科技大学获得工学博士学位。2004-2008年担任东北大学教授、博士生导师,2009-2012北京理工大学教育部长江学者特聘教授。有十年的国外大学与国家实验室工作经历,曾在瑞典中子研究中心与美国橡树岭国家实验室从事中子散射研究,1993至1997年曾数次赴法国在梅斯大学任客座教授,2005至2008年在美国田纳西大学任客座教授。长期从事X射线与中子衍射应用于金属材料形变与相变过程微结构表征的研究,率先开展应用同步辐射高能X射线衍射原位表征材料微结构单元(应力与织构)的研究方向,在该领域作了大量开创性研究工作。先后主持国家“973”、“863”、自然科学基金重点、面上及部委基金课题20余项,研究成果曾受《Science》、《MaterialsToday》的关注与报道,获省部级科技奖励4项,在TMS年会上组织专题研讨会或国际会议作特邀报告30余次。在Science、NatureMater、AdvMater、PhysRevLett、ActaMater等SCI收录期刊上发表研究论文150余篇。

 

  【特邀报告】 小角中子散射及其在软物质研究中的应用

  程贺(中国科学院化学研究所)

  一台30m小角中子散射谱仪(SmallAngleNeutronScatteringInstrument)在中国原子能科学研究院中国先进研究堆(CARR)导管大厅建成。该小角中子散射谱仪完全自主研发,具备国际先进水平,装备有机械速度选择器、小孔准直系统(包括多孔聚焦)、二维位置敏感探测器。通过改变入射中子束波长、样品-检测器距离,散射矢量q可以在0.003到0.5?-1之间变化。小角中子散射谱仪可以广泛应用于软物质研究当中。本文将侧重介绍近期我们研究小组使用小角中子散射,研究了混合溶剂结构对聚合物溶解、加工性能的影响。首先,在水-四氢呋喃混合溶剂体系中,通过小角中子散射确定了混合溶剂的相图,证实了浓度涨落是聚合物共混不互溶现象的起因;接着,我们使用小角中子散射研究了水-尿素混合溶剂结构对DNA变性过程的影响,证实了水-尿素混合溶剂结构对DNA变性过程的贡献;最后,在水-尿素-氢氧化钠混合溶剂体系中,我们研究了混合溶剂结构对纤维素溶解行为的影响,证明纤维素在混合溶剂中具有最低临界共溶温度的相图,阐述了不同温度加工区间对纤维素材料加工性能的影响。

  【作者简介】

  程贺,2000年毕业于中国科学技术大学高分子科学与工程系,学士。2002年化学物理系硕士毕业,2005年高分子科学与工程系博士毕业,师从吴奇院士。

  2006年中国科学院化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室助理研究员,研究小角散射新方法与新技术方面的研究。2007年美国国家标准与技术研究院中子散射研究中心,访问学者(GuestResearcher);2008年成为Ng3小角中子散射谱仪仪器科学家专家(LocalContact)同年加入美国中子散射学会(theNeutronScatteringSocietyofAmerica)。

  现为中国科学院化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室副研究员,使用准弹性散射方法研究软物质中的动力学和动态学机理。美国物理学会会员(APSMember)

  作为子课题负责人,参与建设我国第一台基于反应堆的小角中子散射谱仪,填补国内空白;使用散射方法,研究软物质——聚合物溶液和聚合物共混物中多相多尺度结构的动力学和动态学行为。作为第一作者或者通讯联系人在Macromoleclues、J.Phys.Chem.B、J.Chem.Phys.、Polymer、J.Polym.Sci.PartA:Polym.Chem.、J.Polym.Sci.PartB:Polym.Phys.上发表SCI论文15篇,SCI他引169次,共发表SCI论文25篇,SCI摘引348次,其中他引294次;作为第一作者,在Wiley发表论著一篇。2013年第7届冯新德高分子奖提名奖。

 

  【特邀报告】 低活化铁素体/马氏体钢(RAFM)的制备工艺、力学性能及辐照损伤研究

  巨新(北京科技大学)

  在ITER国际合作的大背景下,北京科技大学研究团队在“973”的支持下,针对中国低活化钢若干关键科学问题进行了研究,完成了吨级钢的冶炼、轧制和焊接工艺及力学性能研究。本文重点介绍了团队关于吨级低活化铁素体/马氏体钢(RAFM)、ODS及其它材料的辐照损伤理论和实验研究成果,其中,利用质子、氦离子、电子束及混合束对材料进行不同剂量和温度下辐照,采用电镜(包括离压电镜)、正电子技术、纳米压痕技术等进行研究,获得了一些重要结果。最后,将对中子技术在我们的核材料辐照损伤研究中的应用进行展望。

  【作者简介】

  1982年毕业于国防科技大学应用物理系,1993年毕业于中国科技大学近代物理系,获得理学博士学位,其后曾在中国科学院高能物理研究所工作,现为北京科技大学物理系教授、博士生导师。曾在美国阿贡国家实验室APS(AdvancedPhotonSource)和日本物质材料研究机构长期工作。

  在低活化钢等聚变堆材料研究方向有较深的造诣。多年来,承担多项国家及部门研究项目,获得多项国家及部门奖项。在国内外学术期刊上发表论文160多篇,SCI检索近百篇,他引300多次。曾担任包括核聚变工程国际会议(ISFNT)及国际核聚变材料会议(ICFRM)在内的多个国际学术会议学术委员会成员,受邀做大会报告。担任国内多个学术刊物编委及特约审稿人。

 

  【特邀报告】 随机中子动力学理论研究进展

  肖刚(北京应用物理与计算数学研究所)

  对于中子场的描述,可以分为输运理论、扩散近似、点堆动态学方程、随机中子动力学等不同的层面。输运理论、扩散近似和点堆动态学方程都把中子密度的时空分布作为连续变量来处理,都是对本来离散的随机物理过程的近似处理。随机中子动力学是对离散随机中子场时空演化过程的精确描述,其主要应用领域包括裂变增殖系统反应性噪声测量及其相关应用,临界反应堆启动过程研究,脉冲堆点火实验理论研究,核武器裂变点火过程研究等。

  本报告包括四部分内容:(1)随机中子场瞬态演化计算方法研究进展,重点介绍能量-空间相关三维随机中子场瞬态演化的广义半马尔科夫过程建模与模拟方法;(2)中子点火计算方法和程序研究进展;(3)脉冲堆点火实验理论研究进展;(4)反应性噪声测量模拟方法和程序进展。

 

  【特邀报告】 中子科学在国土安全技术中的应用

  杨祎罡(清华大学)

  在应用于国土安全的核技术种类中,基于高能(MeV)光子的探查技术是最为常见的一种。在高能光子与特异物质发生的光原子反应中,常见的反应类型是光电效应、康普顿散射和电子对效应,而对于MeV能量的光子来说,康普顿散射又是其中最主要的反应类型。因此在传统的高能X射线检查技术中,所能检测的特异物质信息主要是其质量厚度信息。虽然利用双能X射线法能够实现一定的物质区分,但仍然难以给出更为准确的物质特异性信息。

  相较而言,中子射线能够提供比X射线更多的物质信息。本文将对近年来中子相关技术用于特异物质检查的情况作一简要回顾——介绍它们的原理以及特点,然后重点阐述基于电子加速器的光中子特异物质分析方法。

  【作者简介】

  杨祎罡,男,1974年出生,1991-2002年于清华大学工程物理系学习,工学博士,清华大学工程物理系副教授,国家精品课《核辐射物理及探测学》主讲教师。

  主要研究兴趣为(I)射线所激发/携带信息的提取;(II)射线探测方法研究。承担国家自然基金委重点项目1、面上项目2项。曾经和正在开展的研究内容包括:(1)基于加速器光中子源的“X射线+光中子”融合特异物质检测技术研究;(2)光中子透射成像技术研究;(3)基于高能X射线散射能谱分析的核材料检测技术研究;(4)光致正电子分析技术研究;(5)中子敏感微通道板探测器的研制;(6)用于替代He-3正比计数器的涂硼探测器的研制;已发表20余篇论文,获18项授权专利。

 

  物理学科分会场交流报告

  向艳军:一种高效率快计数的BF3正比计数阵列设计

  吴洋:中子层析及相衬成像技术、中子全息成像研究

  储诚胜:中子质询技术在违禁品检测领域应用研究

  王佳:235U,239Pu中子核反应数据分析

  孙光爱:中子散射科学平台进展简介

  杨波:反照中子能谱的校验实验设计

  白云:DPF源测量次临界装置瞬发时间常数影响因素研究

  周浩军:临界装置反应性微扰实验设计

  胡泽华:keff计算对核数据的灵敏度分析与不确定度量化

  王冠博:离子输运与次级反应耦合蒙卡模拟方法研究及其应用

  佘若谷:复杂三维几何构型中点火概率的计算

  朱通华:次临界能源堆中子积分学实验校验

  张建华:快中子诊断中的若干问题

 

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