核反应堆空间应用研究

对美国、俄罗斯等国家的核反应堆空间应用进行了研究。其中包括:美国最早研究的SNAP-8系列,可提供多种组合输出的SP-100布雷顿能量系统,应用于火星表面的核反应堆MSR系统等;俄罗斯和日本在月球表面或火星表面应用的核反应堆。重点对空间核反应堆的堆型、堆芯冷却方式、热电转换方式、废热排放方式、辐射屏蔽模式等进行比对分析。结合月球基地能源系统的应用背景,对实现核反应堆空间应用需要解决的关键技术进行了分析,如发射安全技术、无人自主管理技术、空间低重力环境适应性及辐射防护技术等,可为我国未来空间探测任务的能源系统研究提供借鉴和参考。     

支持向量机的B737飞机水平尾翼裂纹故障预测

为保障飞机的飞行安全,做到预防性维修,提升飞机的飞行安全及任务出勤率,需要对飞机结构出现的疲劳裂纹进行及时检测并修理。基于支持向量机理论,建立了支持向量机回归预测模型,并应用该模型对B737飞机水平尾翼健康信息的特征值(小波包分解系数提取的能量)进行了故障预测研究。为建立最佳支持向量机模型,选用了支持向量机四种常用的核函数分别对特征值进行了预测。同时还对支持向量机预测模型与神经网络预测模型(BP神经网络预测模型)的预测结果进行了比较与分析,研究表明,应用支持向量机所设计的预测模型准确率比较高,可以较好地对飞机水平尾翼的裂纹故障进行预测。     

金刚石13 C核子定位用参数可调动态解耦序列

针对金刚石内¹³C核自旋的逐个定位,提出了一种非均匀分布周期内对称的动态解耦序列--可调动态解耦（APDD）序列。针对该序列,进行了理论推导和仿真分析;并就¹³C核自旋定位精度指标,与目前金刚石内原子量子态操控使用最为广泛的CPMG （Carr-Purcell-Meiboom-Gill）脉冲序列和XY4序列进行了比较。结果表明,相比于CPMG序列与XY4序列,APDD序列可将单个¹³C核自旋的定位精度提高6.27倍。进一步研究表明,在单个周期内比值τ₁/τ介于0.51~0.58范围为APDD序列核子定位最优工作条件。因此,APDD序列能被用于控制毗邻金刚石中NV^-色心的核自旋,并且在量子信息和量子探测器领域有着重要的应用。     

空间核电推进系统比质量优化建模及其木星探测应用分析

空间核电推进(Nuclear Electric Propulsion,NEP)系统是一种将核热能转换成电能,并驱动大功率电推力器而产生推力的革命性空间推进技术。和传统推进技术相比,NEP具有高比冲、大功率、长寿命等技术优势,非常适合未来大规模深空探测任务。基于NEP系统组成和小推力轨道理论,建立了以有效载荷为目标的NEP系统比质量优化模型。该模型能够解析NEP航天器的轨道运行时间、比质量、功率与有效载荷比的复杂耦合关系,为任务优化提供了计算依据。最后,利用该模型对NEP系统完成NASA "Juno号"航天任务进行了技术指标评估分析。计算表明,当NEP系统比质量达到4.8 kg/kWe时,其能将"Juno号"航天任务的地木转移时间由2 266 d缩短至665 d,有效载荷由160 kg提高到1 179 kg,极大地提高了航天器的探测能力,为任务方案的可行性论证和后续设计提供参考。     

核能推进航天器新方法

随着人类深空探测活动的开展,核能的空间应用作为一种发展前景很好的航天能源方式而受到关注。核裂变能的利用在地面已获得普及,在航天领域中的应用也取得一些进展,但核聚变能因其可控性的制约尚未解决,使得其空间应用存在很大的技术障碍。文章提出一种新的核聚变能的空间利用方法,利用核裂变点火、核聚变放能来实现核推进。核聚变材料在高温、高密度条件下发生核聚变反应,并使其能量储存在热载体中。通过选择合适的调制介质来调制辐射场和压力场,设置边界条件,最终达到直接推进航天器的目的。此外文章对核聚变能空间应用中的辐射防护技术也进行了讨论。     

基于BP神经网络的核事故多核素源项反演方法

核事故发生后，为快速评估事故严重程度，需要对源项释放率进行估算。本文选取I-131，Cs-137，Xe-133和Kr-85四种核素的释放率为目标信号，利用Matlab建立基于BP神经网络的核事故四核素源项反演模型。计算结果表明，在单隐层节点数为5~60范围内，训练均方差 随节点数增加先减小后增大，在节点数为25时达到最小值41.1%。学习速率在0.01~0.2范围内时，增大学习率可减小训练均方差与各核素相对误差。对单隐层节点数为25，学习速率为0.2的训练结果进行测试，4种核素的源项估计相对误差分别为56.7%，49.1%，92.4%和92.0%。     

用~（11）B（p，α_0）~8Be核反应分析B~＋离子注入铜合金中的浓度分布

采用１１Ｂ（ｐ，α０）８Ｂｅ核反应分析了Ｂ＋注入锡青铜样品中的纵向浓度分布．该分布具有较宽的高浓度峰，表明样品表面可形成优良的改性层．讨论了提高核反应分析法深度分辨率的主要因素，指出减小入射质子束的能量分散度、提高探测系统的能量分辨率及增大Ｂ＋的能损因子，是提高深度分辨率的主要途径．     

What problems of the r process seem most actual now

The present status of our understanding of natural synthesis of heavy nuclei in an astrophysical process of rapid neutron capture is reviewed. Particular emphasis is placed on the discussion of r-process duration and the importance of the nuclear constants including beta-delayed fission probabilities.     

核推进的空间应用浅析

首先通过比较太阳系各天体探测所需速度增量与各种推力器能达到的喷射速度,阐明核推进对于太阳系探测的重要性;随后,在简要介绍几个典型的基于核推进的空间任务设计方案后,通过参数化宇航动力学分析,阐明在当前或近期可达到的技术水平下,基于各种核推力器的航天器所能实现的任务能力,并比较分析各自的优劣,指明改进方向.分析表明,化学推进的适用范围极其有限,要真正实现太阳系内广阔区域的大规模探索开发,必须依靠核推进;基于固堆核热推进的当前技术指标已经能够满足相当一部分雄心勃勃的航天任务需要,在不远的将来实现广泛应用是可以预期的;核电推进尽管在技术上已经可以实现,但要能够在近期的航天愿景任务中获得超越固堆核热推进的优势,尚须在技术上实现进一步突破,尤其需要大幅降低核电源质量.     

空间用液态金属传热式斯特林发电机换热结构研究

随着对太空的探索逐渐深入,核动力电源的优势日益凸显。针对空间核动力电源中的斯特林循环,本文设计1台10 kW的空间用液态钠钾传热式斯特林发电机组,发电机的高温端钠钾换热流道采用直肋式结构,并对换热结构进行优化研究。首先对斯特林发电机的热力学性能进行计算,在此基础上开展斯特林发电机组高温端换热器换热性能分析,得出72流道能较好满足换热要求;然后对换热结构进行应力应变分析,根据分析结果对换热结构的耐压壳体和钠钾流道管壁进行优化研究,使换热器各部件在工作状态下结构应力均低于材料屈服强度。