Strong-field quantum electrodynamics (SF-QED) plays a crucial role in ultraintense laser–matter interactions and demands sophisticated techniques to understand the related physics with new degrees of freedom, including spin angular momentum. To investigate the impact of SF-QED processes, we have introduced spin/polarization-resolved nonlinear Compton scattering, nonlinear Breit–Wheeler, and vacuum birefringence processes into our particle-in-cell (PIC) code. In this article, we provide details of the implementation of these SF-QED modules and share known results that demonstrate exact agreement with existing single-particle codes. By coupling normal PIC simulations with spin/polarization-resolved SF-QED processes, we create a new theoretical platform to study strong-field physics in currently running or planned petawatt or multi-petawatt laser facilities.

常规的尺度不变特征变换（SIFT)图像特征提取方法难以提取多聚焦图像离焦模糊区域的特征，使得图像间存在局部、少量的公共特征，导致多聚焦图像配准精度差，严重影响后续图像融合和三维重建质量。在分析图像离焦模糊区域特征提取不确定性的基础上，提出了一种多聚焦图像离焦模糊区域的SIFT特征提取方法。首先提取多聚焦图像聚焦清晰区域的SIFT特征，再利用光流跟踪提取对应离焦模糊区域的SIFT特征，避免了在离焦模糊区域直接提取SIFT特征的不确定性。实验结果表明：提出的方法在离焦模糊区域具有良好的SIFT特征提取能力和提取精度，能实现多聚焦图像SIFT特征匹配数量显著增长，SIFT特征提取的误差为0.03~0.39 pixels，优于现有方法的0.21~1.71 pixels。降低了离焦模糊区域SIFT特征提取的不确定性，为多聚焦图像精确配准奠定了基础。

相较于传统固相烧结方法, 熔盐在较低的温度下提供了快速的传质和成核过程, 可合成用于固化高放废物(HLW)的陶瓷固化体。本工作采用熔盐法(MSS)在不同烧结温度(1100、1200、1300、1400、1500 ℃)和不同烧结时间(3、6、9、12、15 h)下制备了掺Nd的锆石(ZrSiO₄)陶瓷(Zr_1-xNd_xSiO_4-x/2 (0≤x≤0.1)), 并采用静态浸出试验(PCT)研究掺Nd的ZrSiO₄陶瓷在模拟地质处置环境下的化学稳定性。在熔盐与氧化物最佳摩尔比为10 : 1、烧结温度为1200 ℃、烧结时间为6 h的较温和条件下, 利用熔盐法成功合成了Zr_1-xNd_xSiO_4-x/2, 可将Nd在ZrSiO₄中的固溶摩尔分数提高到8%, 结果显示MSS法能够降低陶瓷合成温度, 缩短合成时间, 提高固溶量。ZrSiO₄陶瓷对三价锕系核素的固化机理为晶格固化。浸出实验结果显示, Nd的归一化浸出率（LR_Nd）低至~10^-5 g·m^-2·d^-1。浸出前后ZrSiO₄陶瓷未发生物相演变, 展现出较好的结构稳定性。浸出模型显示Nd浸出归因于陶瓷表面层发生溶解。研究结果表明, MSS法是一种高效的合成陶瓷固化体的手段。

放射性碘是典型的核裂变产物之一, 吸附-分离-固化放射性碘(¹²⁹I、¹³¹I等)对于核电运营、乏燃料后处理具有重要意义。本研究采用静电纺丝技术和热还原方法, 以一种聚甲基倍半硅氧烷树脂(MK树脂)为原料, 成功制备出一种新型铋基复合纳米纤维膜(Bi@SiOCNF)。该材料以SiOC纤维为基体, 金属单质铋负载在SiOCNF表面与三维网络空间, 对气体碘表现出良好的捕获与固定能力。吸附实验结果表明, 该材料在2 h内可达到最大饱和吸附容量(515.2 mg/g)。XRD、XPS等测试结果表明, 铋基SiOCNF复合纳米纤维膜通过化学吸附与物理吸附机制共同吸附气态碘。热分析表明, Bi@SiOCNF具有良好的热稳定性。该材料在核电站、乏燃料后处理厂对放射性气态碘的捕获、固定和储存等方面具有潜在的应用前景。

石榴石具有较大的锕系包容量及化学灵活性, 被认为是潜在的锕系核素固化基材。本工作以Nd³⁺模拟三价锕系核素, 通过高温固相法成功合成了Y_3-xNd_xFe₅O₁₂(0≤x≤2)系列钇铁石榴石(YIG)固化体。研究了Nd在YIG固化体中的固溶极限和Nd掺杂量对固化体的物相和微观结构的影响规律, 以及不同pH条件下Nd掺杂钇铁石榴石固化体的化学耐久性。研究结果表明, 当x≤1.7时, YIG基固化体为纯相YIG; 当x≥1.8时, YIG基固化体中YIG、NdFeO₃和Fe₂O₃三相共存。纯相YIG基固化体对Nd³⁺的固溶极限约为29.5%(质量分数)。随着Nd掺杂量增加, 固化体的密度增大, 体积减小, 孔隙率减小。浸出实验结果显示, 28 d后元素归一化浸出率(LR_i)逐渐趋于平衡, 42 d后, 其元素的LR_i为10^-6~10^-5 g·m^-2·d^-1。LR_Y小于LR_Nd, 且酸性溶液中元素归一化浸出率也略高于中性和碱性溶液。这些结果表明, YIG陶瓷是理想的三价锕系核素候选固化基材。

针对相机抖动、拍摄物体快速运动以及低快门速度等因素造成的图像非均匀模糊，提出一种结合多尺度特征融合和多输入多输出编-解码器的去模糊算法。首先使用多尺度特征提取模块来提取较小尺度模糊图像的初始特征，该模块使用扩张卷积来以较少的参数量获得更大的感受野。其次，通过特征注意力模块来自适应地学习不同尺度特征中的有效信息，该模块利用小尺度图像的特征来生成注意图，能够有效地减少冗余特征。最后，使用多尺度特征渐进融合模块逐步融合不同尺度的特征，使得不同尺度特征信息能够进行互补。相比以往的使用多个子网堆叠的多尺度方法，文中使用单个网络就能提取多尺度特征，从而降低了训练难度。为了评估网络的去模糊效果和泛化性能，提出的算法在基准数据集GoPro、HIDE和真实数据集RealBlur上均进行了测试。在GoPro和HIDE数据集上的峰值信噪比值分别为31.73 dB和29.39 dB，结构相似度值分别为0.951和0.923，其结果均高于目前先进的去模糊算法，并且在真实数据集RealBlur上也取得了最佳效果。实验结果表明，提出的去模糊算法相比现有算法去模糊更为彻底，能有效地复原图像的边缘轮廓和纹理细节信息，并且能够提升后续高级计算机视觉任务的鲁棒性。