为研究兆瓦级高效紧凑型核动力系统的运行特性,使用自主开发的热管堆瞬态分析程序TAPIRS(Transient Analysis code for heat Pipe and AMTEC power conversion space Reactor power System)和超临界二氧化碳布雷顿循环的瞬态分析程序SCTRAN/CO2(Super Critical reactors Transient Analysis code/Carbon Dioxide)的耦合程序对其反应性、负荷、冷却水温度和流量等扰动进行了开环动态响应分析,并据此进行了控制系统设计。在此基础上,对线性变负荷、阶梯式变负荷以及甩负荷这三种变负荷运行工况进行了计算分析。结果表明:该核动力系统的转速对扰动的变化较为敏感,需要加以控制;低负荷下旁通会使压缩机流量上升,需对压缩机流量加以控制;系统在控制方案下能以6% FP(Full Power)·min-1的速度实现0%?100%的负荷变动,且可以在任意负荷水平下运行;甩负荷下系统的波动时间变长,但是仍可达到新的稳态进行工作,且各参数处于安全范围内。本研究可为新型核动力系统的概念设计提供参考。
兆瓦级高效紧凑新型核动力系统 开环动态响应 控制系统设计 变负荷运行 New megawatt nuclear power system with high efficiency and compactness Open-loop dynamic characteristics Design of control system Load variation operation
Author Affiliations
Abstract
University of Kassel, Faculty of Electrical Engineering and Computer Science, Measurement Technology Group, Kassel, Germany
We present a unified electromagnetic modeling of coherence scanning interferometry, confocal microscopy, and focus variation microscopy as the most common techniques for surface topography inspection with micro- and nanometer resolution. The model aims at analyzing the instrument response and predicting systematic deviations. Since the main focus lies on the modeling of the microscopes, the light–surface interaction is considered, based on the Kirchhoff approximation extended to vectorial imaging theory. However, it can be replaced by rigorous methods without changing the microscope model. We demonstrate that all of the measuring instruments mentioned above can be modeled using the same theory with some adaption to the respective instrument. For validation, simulated results are confirmed by comparison with measurement results.
interference microscopy coherence scanning interferometry confocal microscopy focus variation microscopy electromagnetic modeling surface topography measurement Advanced Photonics Nexus
2024, 3(1): 016013
1 华中科技大学人工智能与自动化学院,湖北 武汉 430074
2 多谱信息智能处理技术全国重点实验室,湖北 武汉 430074
3 华中光电技术研究所武汉光电国家研究中心,湖北 武汉 430223
通过对光纤陀螺温度漂移的剖析推导,分析了温度扰动引起陀螺漂移误差的深层次原因,并结合过程相关性理论,对各个温度项影响因子与光纤陀螺实际输出相关性进行验证分析,提出一种同时考虑温度、温变速率、温度梯度以及三者乘积耦合项的算法补偿模型。对该模型的补偿效果进行离线补偿验证,结果表明,采用该算法补偿模型能明显抑制光纤陀螺的变温零漂。为了进一步验证该模型的有效性,把离线获得的补偿参数载入陀螺存储器,经过多样本实验测试,补偿后可有效提高光纤陀螺的全变温零偏稳定性,验证了该补偿算法在工程上的可实施性和推广价值。
光纤光学 光纤陀螺 Shupe 效应 光纤环圈 温变速率 补偿算法
1 中南大学湘雅医院感染控制中心, 长沙 410083
2 长沙医学院基础医学院, 长沙 410200
3 湖南省重点实验室, 湖南大学生物学院, 长沙 410082
冠状病毒(CoV)属于套式病毒目冠状病毒科, 为有包膜的单股正链RNA病毒, 基因组约27~32 kb。近年来, 冠状病毒对人类的生命健康造成了巨大的威胁, 如2002年出现的严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)以及2012年出现的中东呼吸系统综合征冠状病毒(MERS-CoV), 特别是2019年出现并流行至今的严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2), 其在全世界范围内暴发, 严重危害了人类健康和社会秩序, 引发了人们的高度关注。迄今为止, SARS-CoV-2已经演化出了多个变体, 且仍处于不断变异中。目前流行株型以Omicron为主, 同时伴有其他多个变异型。当前我国新冠疫情防控已进入“乙类乙管”常态化防控阶段, SARS-CoV-2依然是未来一段时间内重要的公共卫生问题之一。本综述总结了SARS-CoV-2 Omicron主要株型的关键突变以及其与病毒传染致病、免疫逃逸等特性的关系, 为了解SARS-CoV-2演化传播、流行现状等提供了参考。
S蛋白 变异 感染致病 免疫逃逸 SARS-CoV-2 SARS-CoV-2 S protein variation infection and disease immune escape
1 中国农业大学烟台研究院, 山东 烟台 264003中国农业大学智慧农业系统集成研究教育部重点实验室, 北京 100083
2 中国农业大学智慧农业系统集成研究教育部重点实验室, 北京 100083中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室, 北京 100083
3 中国农业大学烟台研究院, 山东 烟台 264003中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室, 北京 100083
土壤磷素是植物最重要养分之一。 磷素在土壤中动态性强, 检测困难, 在可见-近红外光谱范围没有明显吸收波段, 因此研究基于其他光谱手段的磷素快速检测方法对于发展精细农业和智慧农业具有重要意义。 拉曼光谱具有受水分干扰小, 样本预处理小、 与红外光谱信息互补等特点, 国内外很多学者尝试了应用拉曼光谱对土壤磷素的检测。 但是, 拉曼信号弱, 稳定性差, 制约了拉曼光谱在土壤检测方面的应用。 为进一步弄清拉曼光谱与磷素的定量关系, 采用水溶性磷(KH2PO4)为研究对象, 研究了不同磷浓度的KH2PO4溶液对拉曼光谱产生的影响。 采用移动平均(MA)、 MA+基线校正(BL)、 MA+标准正态变量(SNV)、 MA+多元散射校正(MSC)对原始光谱(RS)进行预处理, 分析了低浓度(0.02~5 g·L-1)与高浓度(5.21~93.87 g·L-1)区间KH2PO4拉曼光谱的变异特性及其与磷浓度之间的关系, 建立了磷浓度含量的预测模型。 结果表明: (1)低浓度区间与高浓度区间光谱的变异系数具有显著差异, 高浓度区间光谱的离散程度较大; (2)低浓度区间的拉曼光谱未检测到明显的拉曼波峰, 浓度变化展现了明显的基线变化。 偏最小二乘(PLSR)模型决定系数R2=0.28~0.36; (3)高浓度区间的拉曼光谱在863与1 070 cm-1处检测到明显的拉曼波峰, PLSR建模结果为R2=0.65~0.7。 MA+SNV、 MA+MSC处理比MA单独处理模型预测精度高, 说明磷酸根的拉曼特征峰为模型主要贡献因子; (4)使用全浓度区间PLSR建模可增加PLSR模型精度(R2=0.73~0.89)。 使用RS建模的精度最高, 说明基线漂移对PLSR结果具有积极作用; (5)通过PLSR回归系数, 选取645、 863、 1 070和1 412 cm-1四点波段建立多元线性回归(MLR)模型, 决定系数R2接近1。 说明特征峰选取可以滤除背景光干扰, 抽取有效磷酸根浓度信号。 (6)由以上结果可知, 利用拉曼光谱定量检测水溶性磷的含量是可行的, 降低背景光干扰、 提高拉曼信号的稳定性的同时, 开发特征波段选择方法、 提高模型可重复性及抗干扰能力是高分辨率拉曼光谱检测技术的关键。
拉曼光谱 土壤磷素 光谱分析 变异系数 回归系数 Raman spectroscopy Soil phosphorus Spectral analysis Coefficient of variation Regression coefficient 光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3871
1 长沙理工大学交通运输工程学院, 湖南 长沙 410114
2 浙江大学公共管理学院, 浙江 杭州 310058
3 中工国际工程股份有限公司, 北京 100080
潮间带潮滩由于受到潮汐周期性淹没的影响导致难以精准确定其空间分布, 因此, 迫切需要利用遥感技术了解潮滩受潮汐淹没的光谱变化特征, 构建潮滩提取指数, 对潮滩的精准解译提供方法及基础数据支持。 基于多时相Sentinel-2多光谱影像, 通过分析高、 低潮影像上不同地物的光谱反射率特征差异, 优选出能反映潮滩特征的波段, 构建一种海岸带潮滩提取指数。 在此基础上, 从三方面对已构建潮滩指数的可行性进行论证: (1)将潮滩提取指数应用到3个不同潮滩类型的研究区, 研究了潮滩指数的可分离性及对不同潮滩类型区域的适用性, 研究结果表明: 与其他地类相比, 构建的潮滩提取指数对潮滩具有较好的可分离性, 并且适用于砂质、 泥质不同种类的潮滩; (2)研究了潮滩提取指数对不同分类方法(包括最小距离法、 极大似然法、 支持向量机)的适用性, 研究表明: 采用所选取的三种分类方法进行潮滩解译时, 其总体精度均大于93%, Kappa系数均大于0.85, 潮滩提取指数对不同的分类方法均具有普适性, 且可有效提高潮滩的解译精准度; (3)研究了潮滩提取指数对不同数据源的适宜性, 采用“珠海一号”数据与本文Sentinel-2多光谱数据解译潮滩并对比结果, 研究显示: 构建的潮滩提取指数适用于不同数据源, 且取得了较好的潮滩分类精度。 该方法提高了海岸带潮滩遥感提取的准确度, 丰富了潮滩遥感解译理论, 对海岸带潮滩生态系统的科学管理与保护提供了理论指导与意义。
Sentinel-2多光谱影像 潮滩光谱反射率 光谱变化特征 潮滩提取指数 珠海一号 Sentinel-2 multispectral images Tidal flat spectral signatures Spectral variation characteristics Tidal flat recognition index Zhuhai No.1 Orbita Hyperspectral Satellite (OHS) 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1888
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(5): 050702
空军工程大学 航空机务士官学校, 河南 信阳 464000
工艺差异引起的Fin结构变化会造成纳米FinFET器件呈现不同的电学特性,使器件的单粒子瞬态效应(SET)复杂化。基于电学特性校准的14 nm SOI 标准型FinFET器件,构建了弹头型、三角型、阶梯型、半圆型及底部椭圆型等5种结构,分析了SET的表征量与Fin结构参数间的相关性,并利用灰色理论,研究了它们之间的内在关联性。结果表明,器件的收集电荷量、沉积电荷量与Fin的截面积显著相关;SET电流峰值、电子-空穴对产生率峰值及双极放大系数同时依赖于Fin的截面积和等效沟道宽度,且对等效沟道宽度的依赖性更强。
单粒子瞬态 Fin结构 相关性 工艺差异 FinFET FinFET single event transient fin structure correlation process variation
大气与环境光学学报
2023, 18(5): 445
Ⅳ类石英玻璃是一种重要的特种玻璃材料,在光学探测、惯性导航等领域内具有重要作用。光学均匀性是表征光学玻璃结构均匀性的一种重要方法,Ⅳ类石英玻璃的光学均匀性与硅氧网络结构分布一致性密切相关。本文通过四步法光学均匀性测试、紫外-可见-近红外光谱、红外反射光谱等方法,研究了羟基、金属杂质及氧缺陷的径向分布特点和硅氧键键角的径向变化,采用相关性分析研究了各影响因素对样品光学均匀性的影响。结果表明:表示玻璃光学均匀性的波前畸变t0Δn沿玻璃半径先降低后升高;羟基的径向分布整体上与t0Δn的径向变化相反,200 nm处透过率径向变化、硅氧键键角径向变化与t0Δn的径向变化相近;羟基对Ⅳ类石英玻璃光学均匀性的影响较小,金属杂质、氧缺陷及硅氧键键角的径向变化是影响Ⅳ类石英玻璃光学均匀性的主要因素。
Ⅳ类石英玻璃 光学均匀性 径向变化 相关性分析 羟基 氧缺陷 硅氧键键角 type Ⅳ silica glass optical homogeneity radial variation correlation analysis hydroxyl oxygen vacancy silicon-oxygen bond angle