彭民雨 1,2刘亚芬 1,2,*邹杨 1,2,**戴叶 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
2 中国科学院大学北京 100049
氯盐快堆具有重金属溶解度高和能谱较硬等特性,是嬗变超铀核素(Transuranic elements,TRU)的理想堆型。本文提出了一种50 MW小型模块化氯盐快堆(small-Modular Chlorine salt Fast Reactor,sm-MCFR)方案,对其焚烧TRU特性进行了初步研究。采用了基于SCALE(Standardized Computer Analyses for Licensing Evaluation)和MODEC(MOlten Salt Reactor Specific DEpletion Code)开发的耦合程序TMCBurnup(TRITON MODEC Coupled Burnup Code),计算并分析了sm-MCFR在TRU+232Th和TRU+DU(Depleted Uranium)两种燃料方案下的临界、燃耗、核素演化和嬗变TRU等物理性能。结果表明:在sm-MCFR运行期间,为维持临界状态,需在线添加TRU,以确保有效增殖系数keff>1;满功率运行40 a时,采用TRU+Th燃料方案下堆芯剩余TRU量为657 kg,而采用TRU+DU燃料方案下剩余TRU量为725 kg,皆大于寿期初;采用TRU+Th和TRU+DU作为燃料盐时,嬗变率分别可达49%和41%,为实现乏燃料最小化提供了可行方案。
氯盐快堆 sm-MCFR TRU焚烧 嬗变 Chlorine salt fast reactor sm-MCFR TRU incineration Transmutation 
核技术
2024, 47(2): 020606
作者单位
摘要
1 上海大学 物理系,上海 200444
2 江苏大学 材料科学与工程学院,镇江 212013
以晶面<100>的硅片为研究对象,使用重复频率1 kHz的超快复合双脉冲作为激发工具,通过研究双脉冲之间的偏振夹角、延迟时间和脉冲数对周期性结构面积的影响,探究引起周期性结构演化的非线性电离动力学。实验结果表明,在激光能量密度为0.23 J/cm2、脉冲组合为100个的复合脉冲辐照条件下,正交偏振诱导的结构面积最小,相比于其他入射形式下诱导的最大面积减小率约为45%,这是因为局域场的反复调制抑制了周期性结构边缘烧蚀阈值的降低。在正交偏振时,随着两束脉冲之间延迟时间的改变,通过观察诱导结构面积变化可以分析从电子电离到物质喷发的连续过程。该复合脉冲调控技术可为研究超快激光诱导半导体表面周期性结构的偏振依赖性与电子电离效率提供参考,进一步的改进有望实现超衍射极限结构的快速诱导。
超快光学 超快复合脉冲 偏振依赖性 局域场调控  电离过程 Ultrafast optics Ultrafast combination pulses Polarization dependence Local field modulation Silicon Ionization processes 
光子学报
2023, 52(7): 0752304
张磊 1,2陈兴伟 1戴叶 1,2邹杨 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
2 中国科学院大学北京 100049
熔盐堆作为第四代先进反应堆的重要堆型之一,以高沸点熔盐为核燃料熔融载体,具有高温输出、常压操作等特点。而基于温差发电的热管熔盐堆,兼具了熔盐堆、热管和温差发电的优势,具有输出温度高、热电转换效率高、结构简单及安全可靠等优点,在能源系统领域具有极大的优势,是外太空及深海探测任务的理想能源。但因堆芯熔盐低热导率而形成的热管密集排布给热管冷凝段的温差发电传热设计带来了难题。针对该堆型设计需求,本文提出适于熔盐堆的热管-温差发电耦合系统结构并进行了传热分析。堆芯热管冷凝段采用塔式温差发电系统结构设计,整体热端座与堆芯热管冷凝端相配合,形成从下至上的第1层至第N层热段套;冷端座套置于热端座外,内设冷端热管通道;热端座的外侧壁与冷端座的内侧壁之间贴有温差发电片,发电片间隙采用保温棉减少漏热。采用Ansys Workbench开展了适于热管熔盐堆的4层塔式温差发电系统传热仿真模拟,分析表明:系统运行的高温热管最高温度为696 ℃时,整体塔座温度分布均匀,热量有效利用率大于96%,系统漏热量小于4%,发电片两侧温差大于490 ℃,利于提高热电转换效率,设计具有可行性,有利于推动温差发电在热管熔盐堆中的应用。
熔盐堆 热管 温差发电 传热模拟 能源 Molten salt reactor Heat pipe Thermoelectric power generation Heat transfer simulation Energy 
核技术
2023, 46(7): 070601
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Physics, Shanghai University, Shanghai 200444, China
2 School of Material Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China
We designed a femtosecond (fs) + picosecond (ps) double-pulse sequence by using a Mach–Zehnder-like apparatus to split a single 120 fs pulse into two sub-pulses, and one of them was stretched to a width of 2 ps by a four-pass grating system. Through observing the ripples induced on the ZnO surface, we found the ionization rate appeared to be higher for the sequence in which the fs pulse arrived first. The electron rate equation was used to calculate changes of electron density distribution for the sequences with different delay times. We suggest that using a temporally shaped fs+ps pulse sequence can achieve nonlinear ionization control and influence the induced ripples.
ZnO ultrafast double-pulse sequence ripple temporal shaping nonlinear ionization 
Chinese Optics Letters
2023, 21(2): 021602
作者单位
摘要
1 上海大学物理系, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
3 西安航天复合材料研究所, 陕西 西安 710025
一次性整体成型或传统的加工方式已不能满足聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维增强复合材料精密加工和装配的要求。首先分别采用波长为355 nm的紫外皮秒激光和波长为1030 nm的红外皮秒激光对PBO纤维增强复合材料进行切割加工,加工过程中采用渐进式焦点下移和多道扫描策略;然后采用扫描电子显微镜观察了复合材料的切割截面形貌,分析了材料的物理去除机制和加工热损伤;最后研究了激光功率、扫描速度和方向、脉冲重复频率等激光参数与切割质量、切割效率之间的关系。实验结果表明:紫外皮秒激光可以实现“冷加工”和光化学效应,得到了较高的切割质量;激光焦点随加工进程下移可以有效提高加工质量并改善材料切割表面的一致性。研究结果表明,采用8 W、400 kHz、1000 mm/s的激光参数可以进行高质、高效的材料加工。
激光技术 激光与物质相互作用 皮秒激光 聚对苯撑苯并双噁唑纤维增强复合材料 表面质量 热损伤 加工效率 
中国激光
2020, 47(10): 1002004
作者单位
摘要
上海大学物理系, 上海 200444
超短脉冲的时空特性已经展示了对材料改性的重要影响,在过去十几年迅速成为飞秒激光微加工领域的研究热点。为此,简要从飞秒脉冲时空耦合的基本概念出发,回顾了实验中观察到的时空耦合效应及基于时空耦合的时空聚焦技术,介绍了时空聚焦技术在加工领域的应用,重点讨论了时空耦合对透明材料内部的非互逆性直写及不对称纳米光栅结构的影响。
激光光学 飞秒激光 时空耦合 纳米光栅 脉冲前沿倾斜 非互逆性直写 
激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111403
作者单位
摘要
1 上海大学理学院物理系, 上海 200444
2 上海科技大学-上海光学精密机械研究所超强超快联合实验室, 上海 201210
3 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300110
回顾了近年来利用超快自旋动力学过程产生太赫兹(THz)辐射的研究进展。介绍了基于逆自旋霍尔效应和逆Rashba-Edelstein效应的瞬态自旋流-电荷流转换,指出铁磁/非磁性异质结构已被用于设计低成本、高效率的THz辐射源。通过优化膜厚、生长条件、衬底和结构,可进一步提高基于自旋电子学的THz发射器的效率和带宽。简述了THz发射光谱在研究超快自旋泽贝克效应形成动力学中的应用。
非线性光学 太赫兹辐射 超快光谱 自旋流 逆自旋霍尔效应 自旋泽贝克效应 
中国激光
2019, 46(5): 0508005
Author Affiliations
Abstract
Physics Department of Science College, Shanghai University, Shanghai 200444, China
Based on Kogelnik’s coupled-wave theory, it is found that when a femtosecond pulse is incident on a transmitted volume holographic grating, two transverse standing waves along the grating vector direction will be generated inside the volume holographic grating (VHG). Due to field localization of two standing waves, they have two different velocities along the propagation depth. On the output plane of the VHG, femtosecond dual pulses are generated in both the diffracted and transmitted directions. Results show that the pulse interval is determined by the refractive index modulation and thickness of the grating, while the waveform of the dual pulses is independent of the grating parameters.
320.5540 Pulse shaping 050.7330 Volume gratings 050.1940 Diffraction 
Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 113201
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Physics, Shanghai University, Shanghai 200444, China
2 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
Spatio-temporal coupling characteristics of ultrafast laser pulses are quantitatively tailored. An asymmetric microstructure is induced in the focal volume when the laser scans perpendicularly to the direction of the spatial chirp in fused silica. The tilted direction reverses when adding a Dove prism into the light path. The sign of the pulse front tilt can be turned from positive to negative by changing the group delay dispersion by steps. We reveal that the tilted direction of a microstructure depends on spatial chirp, and the interplay between spatio-temporal chirp leads to the change of tilted angles.
140.3390 Laser materials processing 220.4000 Microstructure fabrication 320.5540 Pulse shaping 
Chinese Optics Letters
2019, 17(8): 081402
作者单位
摘要
1 上海大学理学院, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
采用长焦距透镜与连续介质气体靶是目前高亮度高次谐波产生实验中谐波产率较高的方案, 在长焦距透镜方案中进一步探索使用准相位匹配技术, 有望在连续介质靶的基础上进一步提高高次谐波信号的强度。根据准相位匹配技术, 设计了一种多喷嘴阵列气体靶, 通过模拟计算的方法, 对比传统连续介质气体靶与多喷嘴气体靶这两种方案, 从理论上证实多喷嘴气体靶可以实现谐波信号强度的进一步提升。
超快光学 高次谐波 准相位匹配 多喷嘴阵列 
中国激光
2017, 44(10): 1001002

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