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关键词： Geant4   缪致X射线   成像   μ子原子   三维重建  

摘要： 缪致X射线是负缪子被原子核俘获后形成缪子原子经高激发态退激产生的特征X射线。其能量大小与原子序数有关,可通过采集特征X射线以探测空间中散装材料成分信息与位置信息,在考古学与行星科学样品检测分析中具有广阔的应用前景。为验证使用加速器缪子源对散装材料进行毫米级分辨率成像的可行性,本研究使用Geant4模拟了负缪子束对不同尺寸外形和元素种类的物体的打靶,利用缪致X射线的位置及动量信息通过径迹密度算法对靶物体中缪子原子的产生位置进行重建,并使用结构相似度(SSIM)对靶物体三维成像效果进行评估。结果表明,当靶材料原子序数高时成像效果较差,在二维成像图中可分辨10 mm厚铁块中相隔1 mm的铝块间隙,钛制圆锥、铁制球及铜制圆台三维重建图成像质量SSIM均值分别为0.84、0.715及0.637,成像质量良好。在缪致X射线成像领域该径迹密度成像方法可实现毫米级分辨率成像并实现靶物体三维重建,在定位低原子序数物质方面具有广阔的发展前景。

关键词： 裂隙倾角   红外辐射温度场   力学性能   破坏模式   前兆  

摘要： 为探究单轴荷载作用下裂隙砂岩破裂引起的红外辐射效应,通过红外热成像技术实现试验全程温度场的非接触式观测,引入变异系数定量描述红外辐射温度场的演化规律以及前兆异常特征。结果表明:裂隙倾角控制着砂岩试件破坏模式和红外辐射特征;红外辐射温度场变异系数演化规律呈现出阶段性演化特征,与破坏模式密切相关;当试件发生剪破坏时,变异系数曲线表现为稳定型;当试件发生“H”型混合破坏时,变异系数曲线表现为下降型;变异系数加速上升分异阶段的起始点可视为试件破裂失稳前兆点。研究成果有助于深化对裂隙岩体破坏机制的认识,可为工程裂隙岩体灾变预测提供理论支撑。

关键词： 荧光激光雷达   生物气溶胶   荧光光谱   ICCD   MAPMT  

摘要： 生物气溶胶会在人员或动植物机体内繁殖并引起大规模疾病,因此,研究生物气溶胶远程预警和实时检测技术具有重要研究意义。基于紫外激光诱导生物荧光光谱技术,阐述增强型光电耦合探测器(ICCD)和多阳极光电倍增管探测器(MAPMT)在荧光光谱激光雷达遥测生物气溶胶中的应用,通过数值模拟方式研究了ICCD和MAPMT探测器构成的荧光光谱激光雷达测量生物气溶胶的系统信噪比、浓度分辨率和相对偏差。结果显示在白天、黄昏以及夜晚,激光工作脉冲为600时:(1)系统信噪比大于10的条件下,生物气溶胶浓度为10~8 bacteria·L^(-1)时,ICCD探测器构成的荧光光谱激光雷达系统探测距离分别为1.1、3.3和3.4 km;MAPMT探测器构成的荧光光谱激光雷达系统探测距离分别为1.3、8.5和11.2 km。(2)1.0 km范围内,ICCD探测器可实现的最小检测浓度为3081210、120223和66768 bacteria·L^(-1);MAPMT探测器可实现的最小检测浓度为1950637、71146和37723 bacteria·L^(-1)。(3)探测误差小于10%和1%的情况下,ICCD和MAPMT探测器构成的荧光光谱激光雷达测量生物气溶胶浓度的相对偏差分别为33.9%、37.8%、40.2%和37.2%、42.5%、46.5%。研究结果表明,利用MAPMT探测器构成的荧光光谱激光雷达探测性能优于ICCD探测器。

关键词： 船舶辐射噪声   噪声包络调制检测(DEMON)谱   相位特性   特征提取  

摘要： 研究了船舶螺旋桨噪声和轴系噪声的噪声包络调制检测(detection of envelope modulation on noise, DEMON)谱的轴频线谱相位特性,提出了一种新的船舶目标特征即船舶螺旋桨噪声与轴系噪声轴频线谱之间的相位差。通过对船舶辐射噪声中螺旋桨噪声和轴系噪声轴频线谱相位的分析,指出二者相位存在一个较稳定的相位差。通过建模和仿真验证了相位差提取的可行性,并据此提出一种船舶螺旋桨噪声与轴系噪声的轴频线谱相位差特征提取方法。利用文章提出的特征提取方法,对实验中获取的船舶辐射噪声数据进行相位差特征提取,研究了在不同航速和相同型号不同个体目标船舶两种条件下,相位差特征的稳定性和可分性。结果表明在一定的时间窗内,相位差特征在不同航速下具有较好的稳定性,在相同型号船舶间具有较好的可分性,可以为个体船舶目标识别提供参考。

关键词： 黏声波方程   变分数阶拉普拉斯算子   泰勒展开   帕德逼近  

摘要： 相比整数阶波动方程,分数阶黏声波方程能够更准确地表征常Q模型中地震波的传播特点,有效分离波的振幅衰减与相位频散效应,是模拟地震波的衰减特性以及发展稳定的衰减补偿逆时偏移方法的基础。传统黏声波方程采用的近似频散关系降低了方程的精度,笔者根据更为精确的频散关系推导了一个新的分数阶黏声波方程,分别与前人提出方程中的振幅衰减项与相位频散项对比,结果表明在小Q值介质中新方程更精确。该方程含有空间变分数阶拉普拉斯算子,在Q值剧烈变化的介质中需要正确处理该算子,避免在计算时产生周期性干扰。笔者提出了帕德逼近的方法将变分数阶算子近似为常分数阶算子。在层状模型与复杂模型中,对比了传统空间平均值法以及泰勒展开法,帕德逼近法提高了计算效率且保证了良好的近似效果。

关键词： 水浴消解   抗干扰试剂   原子荧光光谱法   高效   准确  

摘要： 采用王水(1+1)一次水浴消解土壤汞砷样品,分取消解液添加抗干扰试剂,采用氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)分别测定消解液中汞、砷的含量。通过优化样品前处理方法,达到同步消解汞砷试样,缩短样品前处理时间的目的。结果表明,该方法汞砷的检出限、精密度、准确度均满足标准要求。改进后方法能更加高效、准确地测定土壤中的汞、砷。

关键词： 阿拉莫戈多沙漠   原子弹   B-29轰炸机  

摘要： 从阿拉莫戈多沙漠里第一颗原子弹爆炸的试验场,到投放两颗实战原子弹的B-29轰炸机的展厅,再到广岛、长崎的原子弹爆炸纪念碑,让我们把与原子弹有关的纪念地全都走访一遍……在2007年前后,我就围绕着1945年原子弹实验成功以及其后的历史事件,从阿拉莫戈多沙漠里第一颗原子弹爆炸的试验场,到投放两颗实战原子弹的B-29轰炸机展厅,再到广岛、长崎的原子弹爆炸纪念碑,把纪念地全都走访了一遍,在此文中给有类似旅游兴趣的朋友做个指南,也顺便说说自己对原子弹功过是非的思考。

关键词： 非线性泛函分析   分数阶q-差分方程   p-Laplacian算子   单调迭代技巧   无穷区间  

摘要： 为了丰富分数阶q-差分方程边值问题的基本理论,研究了一类无穷区间上带p-Laplacian算子的非线性分数阶q-差分方程边值问题。首先,计算线性分数阶q-差分方程边值问题的Green函数并研究其性质;其次,引入无穷区间上的紧性判定准则并在抽象空间上构造积分算子;再次,选取初值函数,运用单调迭代技巧,获得边值问题正解的存在性;最后,通过实例验证所得结果的有效性。结果表明,在赋予非线性项f一定的增长条件下,通过构造迭代序列,可得到分数阶q-差分方程的最大和最小正解。研究结果拓展了已有的相关结论,为分数阶q-差分方程在数学、物理等领域的进一步应用提供了理论参考。

关键词： SPGF-60W-30   添加剂   抗氧抗磨  

摘要： 发动机油作为汽车发动机的“液态组件”,是影响动力系统能效的关键介质。随着环保要求的提升和汽车发动机技术的进步,车用发动机油规格也持续升级[1~3]。SP/GF-6规格由API(美国石油学会)/ILSAC(国际润滑剂标准化及认证委员会)于2020年推出,对于高温抗氧、低速早燃爆震及低温、抗磨性能的要求与上一代SN/GF-5规格相比有一定的提升,同时提出了低磷、低硫、低灰分的严苛要求,对发动机油配方研究提出了挑战[4~6]。

关键词： 纸张灰分测量   STM32   X射线   热仿真   温度补偿  

摘要： 针对传统灼烧法测量纸张灰分存在耗时长、步骤繁琐、人为误差大等问题,该文基于STM32研究纸张灰分测量。首先,以X射线管为放射源,电离室为探测器,对纸张样本进行测量;之后,针对温度影响灰分测量进行详细研究,通过温度传感器实时监测测量过程中的气隙温度变化,建立了X射线管及其测量域的热仿真模型,提出了温度补偿公式;最后,结合实时温度数据对灰分进行优化补偿,验证补偿效果。实验结果显示,经过温度补偿后X射线法测得的纸张灰分误差更低,均小于1%,测量的可靠性和准确性显著提高。