蛇纹石混凝土具有优异的中子屏蔽性, 国外已将其广泛用于核工业及医疗行业屏蔽中子辐射。我国核事业发展迅速、蛇纹石矿产丰富, 本应对蛇纹石混凝土有大量研究及应用, 但事实上, 蛇纹石混凝土在我国不仅研究较少, 其应用更是远不及国外。基于此, 本文归纳了蛇纹石骨料特性, 对比了三种蛇纹石亚类骨料的物理性质、粒形特征和化学成分, 详细阐述了蛇纹石骨料对混凝土性能的影响, 并分析了当前蛇纹石混凝土研究存在的不足之处, 梳理了蛇纹石混凝土应用现状。最后, 为促进蛇纹石混凝土在我国的进一步研究与应用, 对该领域未来发展进行展望。

选取湖北蕲春、江西弋阳、陕西汉中三个产地蛇纹石骨料(以下简称湖北、江西、陕西蛇纹石骨料), 通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG)对蛇纹石骨料防中子辐射性能和在高温下的结构稳定性进行了研究。结果表明: 湖北、江西、陕西蛇纹石骨料结晶水含量分别为6.89%、12.55%、12.50%(质量分数), 其中江西和陕西蛇纹石骨料结晶水含量高, 对防中子辐射更有利; 粒径为(10, 16］和(16, 20］ mm的湖北蛇纹石骨料在500 ℃时出现热爆裂行为, 其热重损失值分别为12.62%、24.72%。由于陕西蛇纹石骨料含有水镁石, 在温度为300~500 ℃时水镁石热分解脱水, 使骨料在500 ℃热重损失值达到2.75%~4.04%; 江西蛇纹石骨料在500 ℃时热重损失值最大为2.26%, 且无热爆裂行为和无水镁石的影响, 其高温结构稳定性较好, 是三个产地中性能最佳的蛇纹石骨料。本文提出的不同粒径蛇纹石骨料高温下结构稳定性的测试方法, 对推进国产蛇纹石骨料在核电反应堆、散裂中子源、核聚变材料辐照设施中的可维护测试单元等防中子辐射混凝土工程应用中具有一定指导意义。

室温, 常压下, 利用Nd∶YAG脉冲激光器产生的波长为1 064 nm, 脉宽12 ns, 能量分别180, 230和280 mJ的脉冲激光冲击Ti靶, 使用中阶梯光栅光谱仪检测了三种激光能量下对应的光谱。 调节延时器DG645的延迟时间, 检测了延迟0～500 ns时间范围内Ti等离子体对应激光能量下的发射光谱, 分析光谱, 可以得到了九条不同的的TiⅠ 和TiⅡ等离子体谱线, 证明在该实验条件下, Ti靶能够充分吸收能量电离且离子谱线具有不同的演化速率, 利用Saha-Boltzmann法计算并分析Ti等离子体电子温度, 实验结果表明: 相同的延迟时间, 激光能量越大, 谱线相对强度越大, 电子温度越高, 谱线相对强度的变化量随激光能量的变化量增大而增大; 在延时0～150 ns内, 三种激光能量下的等离子体电子温度和谱线的相对强度都随延迟时间的增加而快速下降, 其中280 mJ激光能量下的等离子体电子温度和谱线强度下降速率较快; 在150～250 ns范围内, 电子温度和谱线强度均随延迟时间的增加有一个缓慢的上升, 180 mJ激光能量下的等离子体电子温度和谱线强度的上升速率较快。 250～500 ns范围内, 三种激光能量下的电子温度和谱线强度均随延迟时间的增加而缓慢下降。

利用波长为1 064 nm, 最大能量为500 mJ的Nd∶YAG脉冲激光器在室温, 一个标准大气压下对Mg合金冲击, 改变激光能量, 得到相应的Mg等离子体特征谱线。 分析谱线, 发现谱线有不同的演化速率, 同时得到了MgⅠ, MgⅡ离子谱线, 证明此实验条件下, 激光能量足够Mg合金靶材充分电离。 选择了相对强度较大的MgⅠ 383.2 nm, MgⅠ 470.3 nm, MgⅠ 518.4 nm三条激发谱线, 利用这些发射谱线的相对强度计算了等离子体的电子温度, 激光能量为500 mJ时, 等离子体温度为1.63×104 K。 实验结果表明: 在本实验条件下, Mg原子可以得到充分激发； 在200～500 mJ激光能量范围内, 等离子体温度随着激光能量的降低而衰减, 在350～500 mJ激光能量范围内的等离子体温度随激光能量的变化速度十分明显, 200～350 mJ时等离子体温度变化速度迅速减缓； 激光能量为300 mJ时, 谱线相对强度明显减弱, 低于350和250 mJ的谱线相对强度, 不符合谱线相对强度会随着激光能量提高而上升的变化趋势, 证明发生了等离子体屏蔽现象, 高功率激光产生的等离子体隔断了激光与材料之间的耦合。 此时的等离子体温度明显升高, 不符合变化趋势, 这是由于在发生等离子体屏蔽现象时, 激光能量被等离子体吸收, 导致等离子体温度上升。

采用有限元分析法对飞秒激光冲击AZ31B镁合金进行数值模拟, 研究了激光冲击处理对镁合金变形过程的影响, 分析了单脉冲激光冲击下材料内部的位移、动能、应力和应变的分布情况, 得到了材料的瞬态速度和应变率变化过程.仿真结果表明, 单脉冲飞秒激光冲击镁合金产生的塑性变形, 可在材料表面形成微米级凹坑, 中心点处最大位移为34 μm, 最大变形速度390 m/s; 在冲击初期, 材料表面的应力和应变主要分布在冲击区域中心节点和边缘附近, 并且得到镁合金的最大应力和最大应变率分别为955 MPa和1.8×106 s－1.研究结果能够为深入分析飞秒激光与镁合金作用时材料变形参量的变化规律提供数值理论依据.

为了研究大气米散射激光雷达系统的光学结构参数对探测结果的影响，采用模拟计算方法得到各种参数条件下相对接收信号强度随距离的分布图，并对相应的校准与调试方法做出探讨。结果表明，为达到设计要求，100m处激光束的光斑须调整到不超过25mm；对1000m处的硬目标校准时，发射与接收轴间夹角误差为2．2μrad，此时激光束发散角包含于望远镜的接收视场范围内。

基于电压敏感染料膜电位光学标测的原理,建立了一套光标测系统,主要包括LED激发光源、以及由滤光片、CCD、A/D采集卡及计算机构成的荧光信号采集、处理部分.目前,整套系统已可自动完成图像采集、实时显示,以及部分后处理等工作,已获得兔心室组织细胞膜动作电位.另外,在建立系统的同时,研究了光学标测实验方法,对离体兔心脏急性缺血的主要电生理特征进行了标测实验,并结合仿真研究的结论说明了缺血后有效不应期时空异质性的存在以及组织中电兴奋传导速度的减慢是缺血导致折返性心律失常的主要机制.

介绍了一台自行研制的1064nm微脉冲米散射激光雷达的总体结构、技术参数及其工作原理。给出了具体探测的实验结果，推算出系统的几何重叠因子，根据激光雷达方程的反演方法，得出了大气气溶胶消光系数随高度变化的垂直分布廓线图。该激光雷达系统在夜晚的探测高度可达5km左右。通过激光雷达系统的日夜连续监测，可得到消光系数随高度及时间变化的三维分布图，对于进一步研究大气气溶胶的浓度、分布、散射及吸收特性都具有重要的意义。

针对成像激光雷达的应用背景,利用Klett迭代方法求解水平路程激光大气传播的消光系数,并采用Monte-Carlo方法对典型应用背景下的接收信号进行了模拟,结果表明:采用该方法求解的消光系数的理论误差小于6%;在考虑大气湍流起伏的情况下,消光系数的起伏变化明显,但是与理论模型的变化趋势吻合.

设计和讨论了一种利用Fizeau干涉仪进行激光风速测量的原理。该系统采用Fizeau干涉仪进行信号频谱分析，形成的梳状干涉图案强度分布可以通过线列CCD探测器测定，其重心位置决定信号的多普勒频移量或径向风速。利用Monte Carlo方法模拟计算了该系统的测量精度，结果表明，在90%的光子数探测几率下，多普勒测量精度约是单个CCD探测通道谱宽的10%；激光雷达系统风速测量的精度在垂直高度2 km内优于2 m/s。