核技术

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主编：马余刚

ISSN:0253-3219

CN:31-1342/TL

主管单位：中国科学院

主办单位：中国科学院上海应用
物理研究所；中国核学会

出版周期：月刊

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应用正电子湮没谱学研究CaO添加对Al₂O₃纳米陶瓷烧结过程的影响

利用对原子尺度缺陷特别灵敏的正电子湮没谱学技术，并结合X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）等表征手段，研究了少量氧化钙添加量对氧化铝纳米陶瓷烧结过程中的微观缺陷、物相和显微形貌的影响。XRD及SEM实验结果表明， $C a O / A l_{2} O_{3}$ 纳米陶瓷的烧结过程可以分为两个阶段：室温至900 ℃未发生相变，而900~1 100 ℃发生明显相变。少量 $C a O$ 的添加（如1%质量分数）起初均匀地分布在 $A l_{2} O_{3}$ 中，随着烧结温度升高将与Al₂O₃反应形成第二相并在高温下转变为液相，传质机理由固相扩散变成液相流动，可以降低烧结温度，延缓 $γ - A l_{2} O_{3}$ 纳米陶瓷转变为 $α - A l_{2} O_{3}$ 过程，在1 100 ℃烧结后出现不同网状结构的板片状结构。正电子湮没寿命谱分析表明，相变前后 $C a O / A l_{2} O_{3}$ 纳米陶瓷中的空位团和微孔洞的大小及数量随烧结温度的变化规律与 $A l_{2} O_{3}$ 纳米陶瓷不同，由于第二相的形成并在高温下转变为液相，导致 $C a O / A l_{2} O_{3}$ 纳米陶瓷中更容易产生空位团及微孔洞，并且一部分微孔洞相变前会逐渐合并形成宏观孔洞，而 $A l_{2} O_{3}$ 纳米陶瓷内的微孔洞则会随着相转变及晶粒生长而消失，仅在样品表面还存留微量的微孔洞。

> 加速器技术、射线技术及应用

杨炫烨, 赵文增, 张思敏, 文海懿, 吴奕初

应用正电子湮没谱学研究CaO添加对Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>纳米陶瓷烧结过程的影响

> 核能科学与工程

基于物理信息机器学习算法的核反应堆换热系数预测

孔德祥, 马翊超, 章静, 王明军, 巫英伟, 贺亚男, 郭凯伦, 田文喜, 苏光辉, 秋穗正
> 核物理、交叉学科研究

含钆有机透明材料的制备及其中子/伽马防护性能

廖义相, 严嘉庆, 毛楚元, 周小二, 陈文彦, 李崇伟, 吴正新, 颜强, 刘国卿
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基于碎片云运动模型的缓发γ射线电离大气蒙特卡罗模拟

刘利, 牛胜利, 左应红, 朱金辉, 卓俊, 李夏至

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2025年48卷第2期

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综述
原位同步辐射技术在超级电容器中的应用进展 AI导读

“超级电容器研究取得新进展，原位同步辐射技术助力构建高性能储能器件。”

文青草, 许子健, 陈爱英, 邰仁忠

DOI：10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.230032

摘要：超级电容器是一种通过在电极-电解液界面上吸附离子或快速法拉第反应存储电荷的储能器件，是极具潜力的高效率能源储存方式。由于缺少对超级电容器储能机理的深入理解，这种新型储能技术的发展受到了限制。同步辐射光源由于其高亮度、高相干、能量可调以及宽裕的设备集成空间等优点，发展出了多种类型的同步辐射表征技术，不仅能够获得材料的形貌结构、粒子尺寸、晶格结构、电子结构、特定元素的局域配位环境等，且为原位、工况下的材料研究提供了强大的技术支持。本篇综述介绍了近年来国际上原位同步辐射表征方法在超级电容器研究中的应用进展，其中包括：原位X射线吸收谱（In situ XAS）、原位X射线衍射（In situ XRD）、原位小角X射线散射（In situ SAXS）等方法及其应用；展望了原位X射线成像和原位对分布函数（Pair Distribution Function，PDF）方法在超级电容器研究中的未来应用，并探讨了原位同步辐射技术在构建高性能超级电容器方面的关键作用及前景。
关键词：超级电容器;原位表征;同步辐射;电荷储存机理

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更新时间：2025-02-24
同步辐射技术及应用
二维X射线衍射数据校正的实现 AI导读

“在材料结构分析领域，同步辐射XRD技术面临数据采集误差问题。Corona软件基于PyFAI库开发，有效校正二维XRD图像，提升数据处理准确性。”

郭冰, 何上明, 马建波, 吴小玲, 边风刚

DOI：10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.230498

摘要：同步辐射X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）常用于材料的结构分析、物相鉴定等，是物质结构分析的强有力工具。目前在同步辐射X射线衍射实验中，数据采集多采用二维探测器，采集到的衍射数据通常以二维图像的形式给出。由于实验系统无法确保X射线与探测面的垂直几何关系，导致了实验数据的系统误差。若将采集的二维XRD图像直接进行数据积分（二维到一维转换），得到的峰位数值就会产生偏差，严重影响后续的数据处理和分析。虽然现有的国内外软件如FIT2D、pyFAI-calib2、Dioptas、SGTools等提供了校正功能，但在操作性、易使用性上还存在一些不足；为进一步提升和推进国产化软件，本文在深入分析了现有软件的基础上阐述了使用标准粉末样品衍射图像的Debye-Scherrer环进行校正的原理，并基于PyFAI库自主开发了Corona软件。通过与现有的国外软件测试比较，验证了Corona校正参数和数据积分的准确性和可用性，并对软件的进一步改进进行了讨论。
关键词：X射线衍射;校正;数据积分

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更新时间：2025-02-24
钙钛矿氧化物氧八面体旋转导致的超晶格半指数峰的模拟分析 AI导读

“科技媒体新闻记者播报：钙钛矿氧化物氧八面体旋转与物性关系研究取得新进展，专家推导出定量计算公式，为同步辐射衍射表征提供新方法。”

陶亚军, 董永齐, 孙喆, 罗震林

DOI：10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.240120

摘要：钙钛矿氧化物中的氧八面体旋转（Oxygen Octahedral Rotation，OOR）与其物性密切相关，近期同步辐射三维衍射技术的发展为高效表征氧八面体旋转对应的超晶格半指数峰提供了可能，但在定量分析方面仍有困难。理论上的计算模拟可以为半指数峰测量提供指引，并为其定量分析奠定基础。基于晶体衍射运动学基本理论，推导出比较普适的氧八面体旋转对应的半指数峰强度的定量计算公式；通过编写程序，模拟了27种旋转模式下的强度分布，并总结出对应的半指数峰出现规律；基于这些规律，可以预测或判定实验中半指数峰的来源；两种典型示例验证了模拟结果与实测结果相符。该工作将促进同步辐射衍射在钙钛矿氧八面体旋转表征中的应用。
关键词：钙钛矿氧化物;氧八面体旋转;半指数峰;同步辐射;三维衍射

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更新时间：2025-02-24
加速器技术、射线技术及应用
应用正电子湮没谱学研究CaO添加对Al₂O₃纳米陶瓷烧结过程的影响封面论文 AI导读

“最新研究发现，少量氧化钙添加可降低氧化铝纳米陶瓷烧结温度，延缓相变过程，影响微观缺陷和显微结构。”

杨炫烨, 赵文增, 张思敏, 文海懿, 吴奕初

DOI：10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.240144

摘要：利用对原子尺度缺陷特别灵敏的正电子湮没谱学技术，并结合X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）等表征手段，研究了少量氧化钙添加量对氧化铝纳米陶瓷烧结过程中的微观缺陷、物相和显微形貌的影响。XRD及SEM实验结果表明， $C a O / A l_{2} O_{3}$ 纳米陶瓷的烧结过程可以分为两个阶段：室温至900 ℃未发生相变，而900~1 100 ℃发生明显相变。少量 $C a O$ 的添加（如1%质量分数）起初均匀地分布在 $A l_{2} O_{3}$ 中，随着烧结温度升高将与Al₂O₃反应形成第二相并在高温下转变为液相，传质机理由固相扩散变成液相流动，可以降低烧结温度，延缓 $γ - A l_{2} O_{3}$ 纳米陶瓷转变为 $α - A l_{2} O_{3}$ 过程，在1 100 ℃烧结后出现不同网状结构的板片状结构。正电子湮没寿命谱分析表明，相变前后 $C a O / A l_{2} O_{3}$ 纳米陶瓷中的空位团和微孔洞的大小及数量随烧结温度的变化规律与 $A l_{2} O_{3}$ 纳米陶瓷不同，由于第二相的形成并在高温下转变为液相，导致 $C a O / A l_{2} O_{3}$ 纳米陶瓷中更容易产生空位团及微孔洞，并且一部分微孔洞相变前会逐渐合并形成宏观孔洞，而 $A l_{2} O_{3}$ 纳米陶瓷内的微孔洞则会随着相转变及晶粒生长而消失，仅在样品表面还存留微量的微孔洞。
关键词：正电子湮没;氧化铝/氧化钙;相变;缺陷

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更新时间：2025-02-24

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