钚是核能发展和放射性废物处理处置中的一种重要元素,其在天然水体中的种态分布对于研究其迁移行为至关重要。随着研究的深入,一些新的钚种态不断被发现和确认,原先诸多类似研究工作已经不能准确反映钚在溶液介质中的真实种态占比。结合最新热力学数据,本文通过地球化学计算软件PHREEQC系统研究了钚的种态分布随pH值和共存离子种类及浓度改变的变化规律,并得到了钚在不同水体中的物种形态占比。研究结果表明:在氧化性的地下水中,当水硬度比较低时,六价钚在酸性条件下主要以PuO22+或PuO2CO3的形态存在,在中碱性条件下主要以PuO2(CO3)22-或PuO2(CO3)34-形态存在;然而,当水硬度比较高,尤其是钙离子浓度比较高时,六价钚虽然在酸性条件下仍主要以PuO22+或PuO2CO3存在,在中碱性条件下却以CaPuO2(CO3)32-的形式占据主导地位。可见,水的硬度尤其是钙离子浓度是影响钚形态的重要因素之一,因而在钚的地质处置时应予以重点考虑。
钚 化学种态 PHREEQC 地下水成分 Plutonium Species PHREEQC Underground water composition
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Nanodevices and Applications, Suzhou Institute of Nano-tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215123, China
2 School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210, China
3 Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201210, China
4 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A new kind of step-flow growth mode is proposed, which adopts sidewall as step source on patterned GaN substrate. The terrace width of steps originated from the sidewall was found to change with the growth temperature and ammonia flux. The growth mechanism is explained and simulated based on step motion model. This work helps better understand the behaviors of step advancement and puts forward a method of precisely modulating atomic steps.
step-flow growth GaN terrace width step motion Journal of Semiconductors
2024, 45(2): 022501
1 中国科学技术大学生物医学工程学院,安徽 合肥 230026
2 中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)整形外科,安徽 合肥 230001
3 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系,安徽 合肥 230027
4 中国科学技术大学苏州高等研究院,江苏 苏州 215123
5 中国科学技术大学电子科学与技术系,安徽 合肥 230026
远程皮肤病学是缓解偏远地区皮肤专科医生缺乏问题的有效手段,但目前的方法存在适用范围有限、严重依赖远程医学专家及显示不够直观等缺陷。为弥补当前研究不足,设计并搭建了一套皮肤肿瘤智能远程会诊系统,该系统兼具无网络环境下的皮肤肿瘤自动筛查和有网络环境下的远程会诊及术前规划功能。性能量化实验结果表明,系统可将虚拟的标注高精度原位投射到成像区域。实验对照结果显示,部署于该系统的深度学习模型在诊断能力上与皮肤科专家相当,并且能够辅助专家更迅速、更精确地做出医疗决策。临床试验进一步证实了该系统的实用性。该系统旨在为医疗资源有限的地区提供帮助,使得当地患者能够进行皮肤肿瘤等多种疾病的早期筛查及治疗。
医用光学 生物技术 远程皮肤病学 人工智能 增强现实 原位投影成像
Author Affiliations
Abstract
1 School of Nano-Tech and Nano-Bionics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215123, China
The InGaN films and GaN/InGaN/GaN tunnel junctions (TJs) were grown on GaN templates with plasma-assisted molecular beam epitaxy. As the In content increases, the quality of InGaN films grown on GaN templates decreases and the surface roughness of the samples increases. V-pits and trench defects were not found in the AFM images. p++-GaN/InGaN/n++-GaN TJs were investigated for various In content, InGaN thicknesses and doping concentration in the InGaN insert layer. The InGaN insert layer can promote good interband tunneling in GaN/InGaN/GaN TJ and significantly reduce operating voltage when doping is sufficiently high. The current density increases with increasing In content for the 3 nm InGaN insert layer, which is achieved by reducing the depletion zone width and the height of the potential barrier. At a forward current density of 500 A/cm2, the measured voltage was 4.31 V and the differential resistance was measured to be 3.75 × 10?3 Ω·cm2 for the device with a 3 nm p++-In0.35Ga0.65N insert layer. When the thickness of the In0.35Ga0.65N layer is closer to the “balanced” thickness, the TJ current density is higher. If the thickness is too high or too low, the width of the depletion zone will increase and the current density will decrease. The undoped InGaN layer has a better performance than n-type doping in the TJ. Polarization-engineered tunnel junctions can enhance the functionality and performance of electronic and optoelectronic devices.
GaN/InGaN/GaN tunnel junctions polarization-engineering molecular beam epitaxy Journal of Semiconductors
2024, 45(1): 012503
1 南京市产品质量监督检验院(南京市质量发展与先进技术应用研究院), 江苏 南京 210019国家金银制品质量检验检测中心(南京), 江苏 南京 210019
2 江苏 南京 210019国家金银制品质量检验检测中心(南京), 江苏 南京 210019
电铸工艺黄金饰品金含量及其杂质元素含量测定主要采用火试金法和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)法, 然而这两种方法对于该类产品金含量的测试结果存在明显差异, 尤其是无氰电铸和有氰电铸两种不同工艺制备的黄金饰品。 研究了辉光放电质谱(GDMS)技术测定金样品26种杂质元素的含量, 显示GDMS仪器相对灵敏度因子(RSF)测试的杂质元素含量总体偏高, 其中16种元素的仪器RSF与校正RSF比值为0.96~1.90, 铜和铬元素仪器RSF与校正RSF比值差距较大分别是3.01和3.91, 能够满足金制品中杂质元素的含量测定。 通过对比GDMS法和国家标准火试金法和ICP-AES法对金含量测定结果, 发现GDMS法测定无氰电铸金饰品的金含量与火试金法和ICP-AES法测试的金含量结果相当; 而对于有氰电铸工艺制备的金饰品, GDMS法测定的金含量结果与火试金法测定结果一致, 却明显小于ICP-AES法测试的结果。 这表明GDMS法和火试金法适用于不同类型电铸工艺金饰品金含量的准确测定, 而ICP-AES法仅适用于无氰工艺电铸金饰品金含量的测定。 此外, 相比于现行国家标准ICP-AES法, GDMS法能够测试碳和氮元素。 研究发现采用GDMS测试有氰电铸工艺金饰品中碳、 氮、 钠、 钾元素的含量明显高于无氰电铸工艺金饰品, 进而能够推断黄金饰品的电铸工艺类型是否为有(无)氰工艺。
辉光放电质谱 非金属元素 轻金属 无氰电铸工艺 有氰电铸工艺 Glow discharge mass spectrometry Non-metallic elements Light metal Cyanide-free electroformed process Electroformed process with cyanide 光谱学与光谱分析
2023, 43(9): 2755
1 河北农业大学食品科技学院, 河北 保定 071000
2 河北农业大学园艺学院, 河北 保定 071000
鸭梨黑斑病在感染早期阶段引起感染区域外观的变化很微小, 肉眼难以观察, 因此对其早期识别仍然是困难的。 结合高光谱成像技术和Stacking集成学习算法, 实现了鸭梨黑斑病的潜育期识别检测。 首先, 获取健康和不同腐败程度黑斑病鸭梨样品的原始高光谱图像, 基于图像选取感兴趣区域(ROI), 然后对提取的平均光谱数据进行一阶导数(FD)、 二阶导数(SD)、 标准正态变量变换(SNVT)及组合SNV-FD和SNV-SD预处理后, 采用竞争性自适应权重取样法(CARS)提取特征波长的光谱信息。 最后基于筛选出的特征信息分别建立最小二乘支持向量机(LS-SVM)、 K最邻近法(KNN)、 随机森林(RF)和线性判别分析(LDA)分类模型。 其中, 预测效果最好的组合为SNV-FD-LSSVM, SNV-KNN和SNV-FD-RF, 准确率分别达到94%, 88%和88%。 四种算法建立的模型中, 测试集准确率不低于85.00%的个数分别为5、 3、 2和0, 因此优选出LS-SVM、 KNN和RF三个分类器用于后续的集成学习。 为提高模型准确率, 以优选出的LS-SVM、 KNN和RF三种模型作为基分类器构建Stacking学习框架, 并与单一分类器建模结果进行对比分析。 结果表明, 集成学习模型的总体识别正确率达到了98.68%, 较单一分类器模型提高了4.64%, 且对潜育期样品的识别率提高了11%。 证实了高光谱成像结合集成学习方法识别潜育期黑斑病鸭梨样品可行; 集成模型显著提高了单一模型的准确性; 为鸭梨黑斑病早期检测和病害分级提供一种新的方法, 同时为深入研究集成学习算法在光谱定性中的应用奠定了一定基础。
高光谱成像技术 鸭梨黑斑病 Stacking集成模型 潜育期 基模型 Hyperspectral imaging technology Black spot of pear Stacking integrated model Gley period The base model 光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1541
1 上海理工大学上海 200093
2 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
3 上海科技大学上海 200031
以衣康酸(IA)作为第二单体,采用水相沉淀聚合法制备出IA含量不同的聚丙烯腈(PAN)粉末,在室温及空气气氛中对衣康酸丙烯腈共聚物(P(AN-co-IA))粉末进行电子束辐照(EB)处理,吸收剂量为25~200 kGy。通过傅里叶红外光谱仪对P(AN-co-IA)进行化学结构表征,通过差示扫描量热仪及热失重分析仪研究IA含量对PAN环化的影响,及辐照对P(AN-co-IA)粉末热性能的影响。结果表明,EB改性通过自由基机制促进了PAN的环化反应,使其在较低温度下发生;引入IA改性PAN则通过离子机制引发环化反应。两种改性方法对环化的促进作用可以叠加,有协同作用,但随着吸收剂量和IA含量的增加,这种协同作用效果逐渐减小。定义吸收剂量每增加10 kGy,P(AN-co-IA)放热焓的减少量为影响系数,吸收剂量小于100 kGy时,电子束辐照对P(AN-co-IA)放热焓的减少有显著影响,但其影响随着吸收剂量的增加而快速减小,超过100 kGy后,影响系数的减小趋势开始变缓和。
聚丙烯腈 电子束辐照 衣康酸 环化反应 协同作用 Polyacrylonitrile Electron beam irradiation Itaconic acid Cyclization reaction Synergism 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(5): 050203
强激光与粒子束
2023, 35(11): 111001