- 翁杨慧;吴权;贾斯翔;丁斌;史元清;李志峰;韦应靖;李胤;李宏;郭艳玲;陈熙萌;邵剑雄;陈林;
为实现脉冲X射线探测，本文研制了一套微通道板（Microchannel Plate, MCP）探测器。基于Geant4软件开展模拟，获得X射线与不锈钢转换屏作用产生电子计数随厚度、X射线能量的依赖关系，以及电子角分布等信息。在装配50μm厚不锈钢膜转换屏的刀口法兰的真空管道里，正对转换屏安装了由两片直径16 mm的微通道板呈“V”型组成的微通道板探测器，并在脉冲X射线辐射场中对其进行测试。测试结果表明，探测器输出信号计数随65 keV X射线管电流（32～630 mA）增加而线性增大，呈现高度线性关系（R~2> 0.999）；能实现对118 keV X射线的单次脉冲5 ms波形的完整记录与清晰分辨，验证了其优异的快响应能力。该探测器可为惯性约束聚变诊断、瞬态X射线辐射场监测等应用提供高可靠性的技术手段。
2025年12期 v.45;No.319 1775-1782页 [查看摘要][在线阅读][下载 1070K] [下载次数：70 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 宋思宇;李亮亮;张新军;刘鲁南;杨桦;张伟;王磊;秦成明;毛玉周;袁帅;朱光辉;
针对螺旋波等离子体源天线与射频电源间的阻抗失配问题，本文设计了一套基于现场可编程门阵列（FPGA）的数字化自动阻抗匹配系统，以提升系统效率与运行稳定性。该系统采用L型集总式元器件匹配网络作为拓扑结构，利用FPGA实现快速控制逻辑，阻抗匹配范围通过MATLAB程序仿真确定，同时搭建可调阻抗负载测试装置进行实验验证。实验结果表明，数字化自动阻抗匹配器不仅能够在3.5 s内完成螺旋波等离子体源天线的宽范围阻抗匹配，并且驻波比稳定控制在1.06以下，显著提高了实验的精准度和螺旋波等离子体的激发效率。
2025年12期 v.45;No.319 1783-1788页 [查看摘要][在线阅读][下载 886K] [下载次数：135 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张力文;汪传高;郭庐阵;单健;
金属有机框架（MOFs）材料在Xe/Kr吸附分离方面展现出良好应用前景。为探究MOFs材料在不同气压下对Xe/Kr的吸附分离机理，本文采用巨正则蒙特卡洛（Grand Canonical Monte Carlo,GCMC）模拟方法，研究惰性气体Xe和Kr在HKUST-1、ZIF-8、IRMOF-1及UiO-66四种MOFs材料上的吸附性能与机理。结果表明：低压情况下，HKUST-1因含有开放金属位点与侧腔结构，对Xe、Kr的吸附量最高；中压范围内，不同MOFs材料对Xe/Kr的吸附符合Langmuir-Freundlich吸附等温线模型，吸附量大小顺序为IRMOF-1>HKUST-1>ZIF-8>UiO-66，且该顺序与MOFs材料的Langmuir比表面积大小顺序一致，近似呈线性关系，选用比表面积大的材料可以提高Xe/Kr吸附量；常压下二元混合组分Xe/Kr的IAST选择性排序为UiO-66>HKUST-1>ZIF-8>IRMOF-1，其中，UiO-66（选择性：8.69）与HKUST-1（选择性：7.74）是常压下理想的Xe/Kr分离材料。GCMC模拟结果表明HKUST-1材料对于Xe/Kr的吸附分离效果最好。此结果为MOFs材料吸附分离Xe/Kr提供了理论依据和实验指导。
2025年12期 v.45;No.319 1789-1801页 [查看摘要][在线阅读][下载 1639K] [下载次数：153 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 陶泓宇;刘世龙;张隆;
在核素识别中，为提高核素定量分析的准确性，针对γ能谱的重叠峰问题，本文提出一种基于能量分辨率统计涨落特性的重叠峰检测方法。在建立半高宽（FWHM）与能量平方根正相关模型的基础上，引入残差分析量化实测FWHM与理论值的偏离程度，并以标准化残差是否超过2σ为判据识别重叠峰。模拟不同重叠程度的高斯峰叠加泊松噪声，当重叠程度超过30%时，半高宽展宽比显著增大（可达6.7%以上）。实测~(152)Eu的γ能谱数据，对366 keV、564 keV、1 528 keV三组重叠峰进行验证，其标准化残差分别为2.35、4.39、0.94，均远大于2σ。仿真与实测结果表明，利用能量分辨率统计涨落特性可以识别γ能谱重叠峰，该方法无需复杂迭代或高计算资源，对在线谱分析具有实用价值。
2025年12期 v.45;No.319 1802-1807页 [查看摘要][在线阅读][下载 878K] [下载次数：50 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 上官李逸;陈锐;
复杂多金属矿石中Fe、Cu、Ni、S等元素的γ射线特征峰存在严重重叠，导致传统瞬发伽马中子活化分析（Prompt Gamma Neutron Activation Analysis,PGNAA）的单峰定量方法在复杂基体中精度过低。针对这一问题，本文提出一种基于全谱信息的多元素同时定量方法，将Fisher判别分析与极端梯度提升（Extreme Gradient Boosting,XGBoost）算法相结合。通过MCNP蒙特卡洛建模构建，构建皮带式PGNAA分析仪的物理模型，系统评估峰面积比值法、多元素标准法及k_0法等传统方法的定量局限性，这些方法的测量不确定度为4.85%～7.94%。针对1024维高维能谱数据的维数过高和冗余信息问题，采用Fisher线性判别分析筛选出448个最优判别特征（降维比例56.25%），显著降低了计算复杂度并提升了信噪比。基于300个矿石标准样品构建的XGBoost集成学习模型，通过梯度提升决策树捕获全谱-元素含量间的复杂非线性关系。结果表明，Fe、Cu、Ni、S四元素均实现了决定系数超过0.90，预测均方根误差平均相比传统基准模型降低约27%。沙普利加性解释（SHapley Additive exPlanations,SHAP）分析证实，模型特征权重分配与中子俘获截面、γ射线发射概率等核物理参数的内在一致性，验证了算法的物理合理性。
2025年12期 v.45;No.319 1808-1818页 [查看摘要][在线阅读][下载 1096K] [下载次数：100 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王峥辉;马毅超;曾莉欣;
本文基于中国散裂中子源（China Spallation Neutron Source ,CSNS）气体电子倍增器（Gas Electron Multiplier, GEM）中子探测器的应用需求，采用自主研发的高计数率GEM读出芯片，成功研制了一套高性能前端读出电子学系统。该系统通过双GEM读出芯片结构，实现64通道信号的并行放大、成形与滤波处理，同时集成高精度数模转换器（Digital-to-Analog Converter,DAC）与高速比较器阵列，完成芯片输出信号的数字化转换。为进一步提升系统的抗干扰能力与灵活性，在现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array,FPGA）中创新性实现基线阈值自动扫描功能，可根据环境噪声优化配置DAC阈值电压。该前端电子学应用于CSNS GEM探测器读出电子学系统的束流实验：整体电子学瞬时计数率可达1.9 MHz，二维位置分辨率为2.54 mm×2.33 mm。
2025年12期 v.45;No.319 1819-1827页 [查看摘要][在线阅读][下载 1282K] [下载次数：74 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 汤斌;陈步龙;岳佳;杨华;闫新;薛晨;瞿金辉;袁恺鸣;宋涛;
在核脉冲信号处理中，梯形成形算法发挥着至关重要的作用，传统梯形成形算法常面临手动参数调节复杂、噪声敏感及实时性不足等问题。针对上述问题，设计了一种基于最小均方（Least Mean Squares,LMS）的双通道自适应梯形成形滤波算法，通过自适应调整梯形参数实时修正成形过程中的偏差，避免了手动调节的复杂性。首先，使用MATLAB进行算法仿真验证，随后通过Verilog语言实现并部署至FPGA平台进行实测，实现了算法的高效验证和落地。该算法不仅解决了现有方法的不足，优化了梯形成形滤波算法，还对双指数脉冲信号进行了探讨，实现了复杂信号的梯形成形参数自适应调节。实验结果表明，经LMS自适应算法控制的梯形成形滤波算法，收敛时间缩减到15～25μs，动态适应范围τ提升到0.3～50μs，具有良好的噪声抑制效果以及滤波成形能力。本文研究为核脉冲信号探测提供了一种有效的方法，对相关应用具有重要的参考价值。
2025年12期 v.45;No.319 1828-1836页 [查看摘要][在线阅读][下载 1122K] [下载次数：216 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 黄世勇;蒋杰;谷明非;付勋如;江山;
为更准确详实地监测、分析核燃料组件运输及装卸过程中的冲击和振动，设计了核燃料运输冲击振动监测系统。该系统采用基于微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS）加速度传感器技术的超薄、持久工作的冲击振动加速度记录仪产品，实现运输过程中冲击和振动的测量、记录。实验结果表明，该系统可按照PC应用软件下发的指令，实时记录并存储运输过程的三轴加速度、温度、湿度、压力、时间等参数，完成核燃料组件运输状态的初步评估，为后续运输采取安全预防和处理措施提供科学依据。
2025年12期 v.45;No.319 1837-1844页 [查看摘要][在线阅读][下载 1152K] [下载次数：97 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 魏雄;黄河;
为满足核能谱测量中核脉冲梯形成形的需求，设计了一种结构独特的梯形成形系统。MATLAB仿真结果表明，该算法可将双指数核脉冲与单指数核脉冲成形为梯形；对高频白噪声具有一定的抑制作用，但无法完全消除；梯形脉冲参数可调，其幅度与输入核信号能量成正比，具备一定的堆积脉冲分离能力。该结构的核脉冲梯形成形系统，易于移植至现场可编程逻辑器件的硬件描述语言系统中。
2025年12期 v.45;No.319 1845-1850页 [查看摘要][在线阅读][下载 839K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 刘枫飞;刘薇;
针对核设施不锈钢表面铀污染无损测量中存在的几何衰减效应、基体吸收等难题，本研究提出了一种基于蒙特卡洛模拟的伽马能谱定量分析方法。通过构建集成化伽马能谱测量平台（含高纯锗探测器、低本底屏蔽装置及旋转上升平台），建立不同几何条件下的探测效率模型。实验结果表明：该方法在单一面源（12 cm×11 cm）、组合面源（24 cm×11 cm）及扩展面源（24 cm×22 cm）三种典型污染场景下均表现出良好的适应性。外表面污染测量的最大相对误差为7.42%，内表面遮蔽污染的最大相对误差为7.27%，内外复合污染的最大相对误差为11.85%。蒙特卡洛模拟精确表征了大尺寸面源的几何衰减特性（探测效率降幅1.1%）和遮蔽效应（2 mm不锈钢板导致效率降低20.1%），实现了铀污染活度在±12%误差范围内的无损定量评估。
2025年12期 v.45;No.319 1851-1858页 [查看摘要][在线阅读][下载 804K] [下载次数：66 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王顺冰;陈钊;文景;汪达;王枨宇;万子源;
主蒸汽大气排放功能是核电厂应对一回路超压、超温事故的重要安全屏障，其控制室手操器作为安全级关键操作设备，直接影响大气排放阀的调节功能。秦山第二核电厂为国内早期建设机组，其保护系统和控制系统采用模拟技术搭建，截止目前已运行二十多年，面临备件断供、硬件老化、服务缺失等问题，因此计划在217大修期间对过程仪表保护测量机柜系统（KRG-P）和控制室安全级手操器进行数字化改造。其中，一层KRG-P的模拟控制系统采用中核集团“龙鳞平台”进行数字化控制系统改造替代，二层的模拟手操器通过研制数字化手操器进行替代。通过安全级手操器国产化改造替代研究，提出一种基于数字化手操器替代方案，在实现原功能基础上，优化新增了故障安全值、自诊断、GCT-a严重故障切换、失电模式切换等功能，显著提升了系统可靠性和人机交互友好性。工程验证表明，改造后的数字化手操器在控制精度和模式切换性能上均优于原模拟系统，各项指标满足核安全法规及标准要求，为同类机组改造提供了重要参考。
2025年12期 v.45;No.319 1859-1865页 [查看摘要][在线阅读][下载 891K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 刘顺;孙健;罗杰;陈志贤;刘伟;林世昌;徐华悦;张庆宇;
针对重型燃气轮机静叶片缺陷检测需求，对某型号重型燃机一级静叶片进行逆向建模后导入CIVA仿真平台并构建γ射线检测模型，研究曝光时间、焦点尺寸、焦距及像元尺寸检测参数对成像质量的影响。在静叶片敏感区域预置类裂纹缺陷，模拟分析缺陷长度、宽度、高度及检测角度对缺陷检出的影响规律，并进行了部分实验验证。结果表明，最佳检测参数为：曝光时间60 s、焦距350 mm、像元尺寸0.09 mm。在类裂纹缺陷检测方面，当缺陷长度、宽度和高度均大于0.1 mm时，方可有效检出，且检测角度需小于40°。
2025年12期 v.45;No.319 1866-1872页 [查看摘要][在线阅读][下载 1021K] [下载次数：83 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 林珍珠;林伟;
针对金属管材焊接质量X射线检测中出现的不同程度的X光图像运动模糊问题，提出一种多参数融合引导的深度学习去模糊方法。该方法首先通过物理参数编码器对X光图像的成像参数进行特征提取；然后在端到端网络的各级特征图中，以特征级线性调制（Feature-wise Linear Modulation,FiLM）方式融合多成像参数，并在瓶颈层增加自注意力机制以抑制振铃伪影。实验结果表明：相比传统去模糊方法及纯数据驱动网络，本方法在峰值信噪比（Peak Signal-to-Noise Ratio,PSNR）上提升4～5 dB，在结构相似性指数（Structural Similarity Index,SSIM）上提升0.1～0.12，在X光图像运动模糊去除效果上表现更优。
2025年12期 v.45;No.319 1873-1877页 [查看摘要][在线阅读][下载 887K] [下载次数：110 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杨志佳;张少东;邓森;张言滨;
为提高钴自给能中子探测器的耐腐蚀性能，将探测器的外壳材料由因科镍600替换为因科镍690。为进一步评估材料变更后探测器更换过程的辐照强度变化，本文采用Geant4程序对钴自给能中子探测器建模，计算中子辐照过程中可衰变核素的生成速率，随后建立动力学模型分析核素累积及衰变过程，最终计算得到停止中子辐照后不同材料衰变核素的累积数量以及其随时间的衰变情况。结果表明，在停止中子辐照的前20 h内，~(56)Mn迅速衰变，因科镍690与600的衰变强度均明显降低，且因科镍690的衰变强度约为因科镍600的1.8倍，20 h后，因科镍690中~(51)Cr的衰变占总的衰变强度的86%左右。根据以上计算结果，变更外壳材料后现场辐照水平略有升高，为尽量降低因科镍690的放射性活度，选用因科镍690时Cr的含量要控制在最低限值，同时，在更换钴自给能中子探测器前最少要静置20 h并做好X射线的辐射防护。
2025年12期 v.45;No.319 1878-1883页 [查看摘要][在线阅读][下载 809K] [下载次数：34 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 黄强;何大志;吴垠鹏;武文博;黄宽明;谢学涛;张志雄;
为满足后处理厂中子辐射监测的迫切需求，设计了一种基于双BF_3正比计数器组合探测方式的固定式宽量程中子剂量率仪。该设备可有效监测特定场所的中子剂量率，及时发现中子场异常变化，在发生超阈值时能发出报警信息，提醒工作人员撤离。核性能测试结果表明，该固定式宽量程中子剂量率仪可对0.1μSv/h～1 Sv/h范围的中子周围剂量当量率进行准确测量，具有动态测量范围广、灵敏度高、测量偏差小、能量响应好等优点。该固定式宽量程中子剂量率仪满足设计要求，可用于在线监测辐射场所的中子辐射水平。
2025年12期 v.45;No.319 1884-1890页 [查看摘要][在线阅读][下载 1014K] [下载次数：43 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 钟华强;付逸冬;于万瑭;李玉兰;张智;何力;
本研究对40台采用超高真空台式电制冷技术的高纯锗（HPGe）探测器进行了性能表征，包括探测器漏电流、能量分辨率及相对探测效率等关键性能指标。在此基础上，通过对比液氮制冷与超高真空台式电制冷两种方式下的探测器性能表征结果，进一步探讨了后者对HPGe探测器关键性能指标的影响。表征结果表明，本研究中的HPGe探测器关键性能指标已达到或优于国外主流商用探测器水平，使用Co-60放射源1 332.5 keV伽马射线进行表征，其能量分辨率分别达到1.65～1.84 keV（超高真空台式电制冷）与1.63～1.81 keV（液氮制冷），表明超高真空台式电制冷技术没有引起该指标的显著劣化。本研究为台式电制冷HPGe探测器的批量研制提供了系统性能验证依据，表明其在保持优异性能的同时具备结构紧凑、免维护等优势，在环境监测、核应急、工业检测等领域具有广泛的应用潜力。
2025年12期 v.45;No.319 1891-1902页 [查看摘要][在线阅读][下载 1101K] [下载次数：38 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 刘琛;李雪;申亚东;
调配缓冲槽作为核燃料含铀含硝酸废液回收处理的重要设备，其液位控制稳定性直接影响整个含铀含硝酸废液处理系统的安全稳定运行。若缓冲槽液位控制稳定性差，可能会导致含放射性与有毒物质的核燃料废液溢流、上游工艺系统非计划停车等安全生产事故，不仅造成控制系统无法连续稳定运行，还会影响下游蒸发浓缩系统、膜过滤系统的运行状态及处理效率。针对含铀含硝酸废液处理系统中缓冲槽液位控制稳定性差的问题，本文提出一种基于模型辨识的多输入单输出液位控制系统方法。首先，利用现场调试数据，采用模型辨识方法建立多输入单输出缓冲槽液位控制系统数学模型。其次，在已建模型基础上改进相关控制方式，提出三回路串级控制方式，经仿真验证得到了一种自适应规则整定比例-积分-微分（Proportional-Integral-Derivative,PID）参数。最后，在工程实际中通过集散控制系统（Distributed Control System,DCS）组态和控制器自适应整定规则的写入，对所提的方法进行了验证。结果表明，该方法具备较强自适应能力，可有效提升系统的稳定性，缩短调节时间，成功解决调配缓冲槽液位控制效果不佳的问题，保证整个工艺生产平稳运行。
2025年12期 v.45;No.319 1903-1909页 [查看摘要][在线阅读][下载 957K] [下载次数：33 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 柳炳琦;任米鑫;唐辉;郑瑞;杨剑;
为适应核辐射物的智能化安全处理与管理需求，本文综述了机器人及机器视觉技术在核辐射物分拣中的研究进展，重点分析了图像识别、定位与分拣控制中的应用原理，探讨了当前面临的技术挑战，并对未来发展趋势进行了展望，以期为相关领域的研究与实践提供参考。
2025年12期 v.45;No.319 1910-1917页 [查看摘要][在线阅读][下载 1009K] [下载次数：109 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张伟;狄聚青;史新鹏;汪代东;刘渊哲;郭雅莉;牛晓东;赵青松;顾晓英;罗恺;肖溢;
高纯锗探测器（High Purity Germanium Detectors,HPGe）因其能量分辨率高、探测效率高，广泛应用于核电站、环保、核化学分析等领域。本文基于国产高纯锗晶体，通过离子注入、锂扩散方式制备了探测器电极，利用氮化硅（SiN）作为钝化保护层，同时设计电荷灵敏前放电路作为读出电路，制备了探测器封装和低温恒温器，并将探测器封装、制备成高纯锗探头。将探头冷指放置在液氮罐中，制冷到约-175℃，漏电流水平约为28 pA@1 500 V，测量探头能量分辨率达到1.78 keV@1.33 MeV，这些关键性能达到商用水平。
2025年12期 v.45;No.319 1918-1923页 [查看摘要][在线阅读][下载 906K] [下载次数：78 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 李静;胡婷婷;张洁;陈亮;赵雪洁;肖亮;
通过选取准噶尔盆地沙湾凹陷二叠系乌尔禾组10块代表性岩心，开展完全饱含水、油基泥浆驱水及油驱水（饱含油）状态下的核磁共振实验，明确了油基泥浆钻进过程中岩石孔隙饱含油（气）与水时的核磁共振响应差异。提出以3 ms和100 ms作为T_2截止值，将核磁共振T_2谱划分为弛豫时间小于3 ms、3～100 ms及大于100 ms三个部分，分别计算出每一部分核磁共振T_2谱包络面积占整个核磁共振T_2谱包络面积的百分比（记为S_1、S_2、S_3_），并利用其构建了砂砾岩储层流体指示因子ifluid。结合核磁共振T_2几何均值（T_(2lm)）与ifluid，建立砂砾岩储层流体识别标准，提高了准噶尔盆地沙湾凹陷二叠系致密砂砾岩储层流体识别精度。
2025年12期 v.45;No.319 1924-1930页 [查看摘要][在线阅读][下载 1095K] [下载次数：209 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] 下载本期数据