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。
蛇纹石骨料 防辐射混凝土 结晶水 中子辐射 微观结构 高温稳定性 serpentine aggregate radiation shield concrete crystal water neutron radiation microstructure high temperature stability
1 同济大学土木工程学院建筑工程系，上海 200092
2 同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点试验室，上海 200092
3 苏州热工研究院有限公司，江苏 苏州 215004
长期辐射环境作用下，混凝土力学性能会发生退化影响堆坑混凝土结构乃至核电站的长寿期运行。以核辐射环境下混凝土及其组分的体积和力学性能的多尺度演化为主线，回顾分析相关研究成果。现有研究对核辐射诱导矿物组分、骨料、硬化水泥浆及混凝土的体积变化和力学性能演化机理和规律有了基本的认识，建立了混凝土体积膨胀和力学性能多尺度演化的基本数值模型。为可靠预测辐照混凝土力学性能，需要充分关注骨料的随机分布和不同组分的辐照效应差异，建立基于矿物组成的辐照混凝土力学性能退化的多尺度模型。
混凝土 中子辐射 γ辐射 体积膨胀 性能退化 多尺度模型 concrete neutron radiation γ radiation swelling performance degradation multi-scale model
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。
骨料粒径 蛇纹石骨料 结晶水 热爆裂行为 热重损失 防中子辐射混凝土 aggregate size serpentine aggregate crystal water thermal cracking behavior thermogravimetric loss anti-neutron radiation concrete
1 西安电子科技大学 a.机电工程学院
2 b.宽带隙半导体技术国家重点学科实验室，陕西西安 710071
3 西安电子科技大学 b.宽带隙半导体技术国家重点学科实验室，陕西西安 710071
在高频、大功率、高温、高压等领域，氮化镓高电子迁移率晶体管(HEMT)器件因其优异的耐辐射性能而被广泛地应用于卫星、太空探测、核反应堆等领域。尽管从理论和一些试验研究中可以得知，氮化镓材料具有良好的耐辐射特性，但在实际应用中，因其制作工艺及结构等因素的影响，氮化镓 HEMT器件的耐辐射特性受到了很大的影响和挑战。本文介绍了氮化镓 HEMT器件几种辐射效应，并对氮化镓 HEMT器件辐射的研究进行了综述。
氮化镓 HEMT器件 γ射线辐射 质子辐射 中子辐射 电子辐射 GaN HEMT devices Gamma irradiation proton irradiation neutron irradiation electron irradiation 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(6): 535
1 北京玻璃研究院有限公司, 北京 101111
2 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 200050
Cs2LiYCl6∶Ce(CLYC)晶体是一种具有n/γ双探测能力的新型闪烁晶体。采用坩埚垂直下降法生长出富6Li的CLYC晶体毛坯, 经加工、封装得到50 mm×50 mm的CLYC闪烁晶体封装件, 其对137Cs 662 keV γ射线的能量分辨率为4.22%; 测量252Cf中子源的脉冲波形甄别(PSD)品质因子(FOM)为3.45。凭借其优异的性能, CLYC闪烁晶体有望在中子探测领域替代3He正比计数管, 并可作为n/γ双探测的优选材料, 应用于中子辐射探测器、放射性同位素识别仪、个人辐射剂量仪, 以及其他中子、伽马射线的探测。
闪烁晶体 中子/伽马甄别 中子辐射探测 坩埚下降法 脉冲波形甄别 能量分辨率 scintillation crystal Cs2LiYCl6∶Ce Cs2LiYCl6∶Ce n/γ discrimination neutron radiation detection Bridgman method pulse shape discrimination energy resolution
中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川绵阳 621999
研究了几种典型电源类电子器件的中子和总剂量辐射效应, 包括单总剂量效应、单中子辐射效应、总剂量和中子分时序贯辐照效应以及中子和总剂量同时辐照效应, 分析了不同辐照条件下电子器件的失效中子注量 (总剂量 )阈值。试验结果显示, 分时序贯、同时辐照试验给出的电子器件辐照失效阈值低, 而单项辐射效应试验给出的失效阈值偏高。对于该类双极工艺器件存在协同增强损伤的机理进行了分析, 其主要原因在于同时辐照时, 电离损伤在晶体管氧化层产生氧化物正电荷, 使基区表面势增加, 与此同时界面态数量增多, 减少 Si体内次表面载流子浓度的差异, 从而使电流增益的退化加剧, 增强晶体管的中子位移损伤。按照同时辐照进行试验考核, 更能真实评估器件的综合抗辐射性能, 研究结果对于器件抗辐射性能评估具有重要意义。
中子辐射效应 总剂量效应 协同效应 neutron radiationeffect total ionizing dose effect synergic effect 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(4): 728
西安微电子技术研究所 集成电路设计事业部，陕西 西安 710065
介绍了一种抗辐射加固型低压差线性稳压器(LDO)的电路设计，内部集成了精密基准源、误差放大器、输出调整管和上电复位时间控制等模块电路。重点介绍了采用总剂量、中子效应的器件参数变化预估方法进行仿真验证。芯片采用0.6 μm BiCMOS 工艺制造，测试验证结果表明，产品在满足使用要求的同时，具备抗电离总剂量3×103 Gy(Si)、抗中子注量0.6×1014 n·cm-2的性能，适用于核辐射环境。辐射测试结果证明了设计的正确性。
低压差线性稳压器 总剂量辐射 中子辐射 Low Dropout Regulators(LDO) total ionizing dose radiation neutron radiation 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(1): 134
1 宁波大学,信息科学与工程学院,浙江,宁波,315211
2 重庆大学,光电技术及系统教育部重点实验室,重庆,400044
3 中国工程物理研究院二所,四川,绵阳,621900
根据实时中子辐照图像"斑状" 噪声的成因和特点,提出一种有效的迭代滤波算法.设计十字形噪声检测窗口,通过计算邻域一致性测度(NHM),将像素分为噪声和信号.对噪声进行迭代滤波,而对信号则不做任何处理.滤波是一个中值计算过程,同时窗宽可自适应调整.这种方案不仅避免了噪声在邻域的传播,且有较高的计算效率.实验结果表明,对于峰值信噪比(PSNR)为24.51dB的噪声污染图像,3×3中值滤波后PSNR只有26.81dB,而本文算法能将其提高到31.54dB,同时图像的视觉效果更好.
中子辐射照相 斑状噪声 噪声图像 噪声检测 噪声滤波
