石墨_熔盐反应堆堆芯中子通量与钍铀转换比_汤晓斌

中科院上海应用物理研究所硕士招生简章

中科院上海应用物理研究所硕士招生简 章 研究所简介 中国科学院上海应用物理研究所(以下简称上海应用物理所)的前身是成立于1959年的中国科学院上海原子核研究所，2003年6月经国家批准定为现名。 上海应用物理所是国立综合性核技术科学研究机构，在核科学技术领域从事面向世界科技前沿和国家战略需求的基础与应用研究，开展原始创新和集成创新，致力于钍基熔盐堆核能系统的研究发展，致力于同步辐射光源和自由电子激光的大科学装置研制、运行与利用，致力于核科技前沿交叉的研究与核技术应用，以期将研究所建成我国独具特色、不可替代和具有国际竞争力的研究机构。上海应用物理所是国家重大科技基础设施——上海光源(SSRF)的工程承建和运行单位，并建有“中国科学院核辐射与核能技术重点实验室”、“中国科学院微观界面物理与探测重点实验室”、“上海市低温超导高频腔技术重点实验室”;拥有两大园区，分别坐落于上海市科技卫星城嘉定区和浦东张江高科技园区，占地面积共700余亩。 上海应用物理所目前的三个战略重点是：(1)中科院战略性先导科技专项“钍基熔盐堆核能系统”，战略性先导科技专项不仅是中科院知识创新工程新征程的一个突破点和着力点，更是国家面向未来的一项战略安排，是对我国未来发展具有战略性、全局性影响的项目。(2)光源大科学装置集群建设及科学研究，包括上海光源后续线站、X射线自由电子激光装置、用于肿瘤治疗的质子加速器研制以及开展相关跨学科研究。今后5-10年是大科学装置重要的发展时期，依托上海光源、上海X射线自由电子激光装置等，建设国际上最重要的光子科学中心之一，使之成为对提升国家科技竞争力具有重要意义的综合性科研基地，是研究所重要的发展目标之一。(3)核科技与前沿交叉研究取得一系列有影响力的研究成果，核技术在材料科学、凝聚态物理、核物理、水科学、生物物理、化学等方面的应用日益广泛，促成新兴交叉学科的蓬勃发展。 截至2012年底，中国科学院上海应物所共有在职职工1090人。其中科技人员944人，包括中国科学院院士2人、研究员及正高级工程技术人员96人、中国科学院“百人计划”入选者15人;国家杰出青年科学基金获得者5人;“973”项目首席科学家5人。 上海应物所是1981年国务院学位委员会批准的博士、硕士学位授予权单位之一，现设有核科学与技术、物理学等2个专业一级学科博士研究生培养点，无机化学专业二级学科博士研究生培养点，核科学与技术、物理学、化学等3个专业一级学科硕士研究生培养点，还设有光学工程、电子与通信工程、核能与核技术工程、生物工程等4个专业二级学科专业学位硕士研究生培养点，并设有核科学与技术、物理学等2个专业一级学科博士后流动站，共有在学研究生361人(其中硕士生185人、博士生176人)、在站博士后16人。 上海应用物理所是上海市核学会、中国核学会辐射研究与辐射工艺学分会的挂靠单位;主办《核技术》、《核科学与技术》(英文版)、《辐射研究与辐射工艺学报》等学术刊物。研究所为研究生培养提供了良好的学习和科研环境。硕士研究生的学位课程教育在中国科技大学研究生院进行，博士研究生的学位课程教育由中国科学院研究生院上海教育基地承担。学位论文的选题均结合导师承担的科研和开发项目，能为学生开展创新性的论文研究工作提供良好的科研条件和技术支持。研究所日益广泛的国际交流与合作也给学生提供了良好的科研机遇，越来越多的学生出国参加国际性学术会议，优秀学生被选派到美国、欧洲、日本、澳大利亚等国家从事3-12个月的国际合作研究。

前沿讲座石墨烯研究进展

石墨烯 世界2010年最大的科学笑话？ 是“石墨薄片”获2010世界诺贝尔物理学奖? 获奖理由是说：获奖科学家用小学生使用的铅笔，在纸上涂抹下铅笔芯中的石墨粉，再用胶粘纸，进行反复粘贴，石墨粉变薄，而能创造出天下奇迹。也就是石墨粉越薄，强度越大，强得能超过钢铁100倍？越薄越能耐高温？越薄越有超导电性？而没有任何事实根据支持，竟然获奖。 “石墨薄片”获奖，被推荐和评选为2010世界最大笑的理由是：因为在宇宙间，在世界上找不到，永远也找不到，物质越薄，强度越大，越能耐高温，电阻越小的物质和事实存在,诺贝尔奖又是世界上的大事。而宇宙间有数不尽的大自然机器早已作了上百亿年的试验，证据事实数据堆山塞海。人类也进行了数不尽的物质材料验证实验，事实证据也无处不在。无不说明在地球上，人世间绝对没有，物质越薄强度越大……的物质和事实存在。难道宇宙和人类早已进行了千年，万年……. 的辛苦实验，还不如用铅笔在纸上毫无事实根据的胡乱画圈？而世界顶级的科学家们，则对大自然的事实视而不见，就此胡乱的相信和评选.....，还有我们更多无知的吹捧，难道不是天下的大笑话？如果您不相信可以去自作小学生的实验，去看一看变相批评瑞典皇家科学院，2010年物理学评审委员会的建议文章，就会更明白。当

然还有在自由的环境下，用“石墨诺贝尔笑话奖”这个题目就能看到成千上万的科学精英们，对此问题是怎么说的？又是怎么样去看？

科学家将石墨烯聚光能力提高20倍 据美国物理学家组织网8月30日报道，英国科学家表示，他们对石墨烯的最新研究表明，让石墨烯与金属纳米结构结合可将石墨烯的聚光能力提高20倍，改进后的石墨烯设备有望在未来的高速光子通讯中用作光敏器，让速度为现在几十倍的超高速互联网成为现实。相关研究发表于《自然—通讯》杂志上。 2010年，英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃谢洛夫因在石墨烯研究领域的突出贡献而荣膺诺贝尔奖。现在，他们和剑桥大学科学家做出了这项最新发现，为提高互联网和其他通讯设施的速度铺平了道路。 此前科学家们就发现，将两根紧密排列的金属丝放在石墨烯上方，用光照射于其上会产生电力，这个简单的设备其实是一个基本的太阳能电池。更重要的是，因为石墨烯内的电子拥有高流动性和高速度等独特属性，石墨烯设备处理数据的速度可能是目前最快的互联网光缆的几十倍甚至几百倍。 然而，迄今为止，这些极富应用潜力的设备在实用过程中一直遭遇聚光效率低下这一瓶颈，石墨烯只能吸收照射于其上的3%的光线来产生电力，其余光线全成了“漏网之鱼”。

14MeV能区中子诱发232Th裂变碎片截面测量

14MeV能区中子诱发232Th裂变碎片截面测量 研究靶核232Th在14MeV中子辐射场下的裂变反应截面，使用中子活化靶核诱发裂变，用14.1MeV，14.5MeV和14.7MeV三种能量的中子分别对232Th 进行辐照活化，中子是在中国工程物理研究院二所的K-400型强流中子发生器上由3H(d,n)4He反应产生。实验用ThO2粉末作为样品，其纯度为99.5%；监督片是Al，其纯度为99.99%。在测量中使用低本底的高纯锗探测器记录γ谱，使用监督片发生27Al(n,α) 24Na反应出射的α射线检测中子通量，利用90Zr(n,2n)89m+g Zr 与93Nb(n,2n)92m Nb的反应截面比测定中子平均能量。 本实验甄别出确定存在的核素有130Sb，138Xe，141Ba，134Te，138Cs，134I，89Rb 七个核素。使用已有的，较为成熟的截面计算公式进行了数据的处理，得到了232Th(n, f)138Xe，232Th(n, f)130Sb，232Th(n, f)141Ba和232Th(n, f)134Te四个反应道的截面值。在对232Th(n, f)134I和232Th(n, f)138Cs两个反应道的截面计算中，因为其有先驱核的衰变或退激的来源，使用相关公式扣除EC或β—等衰变对裂变截面的影响，发现了138Cs和134I主要来源于138Xe和134Te的β- 衰变。 关键词：14MeV中子；活化；232Th；裂变截面 第一章绪论 1.1 研究意义 中子诱发核反应截面能够揭示入射粒子和靶核相互作用机制，研究原子核在高激发态的运动规律加深对核反应机制和核结构的认识。14MeV能区中子引起的裂变反应截面是核工程、核能、核技术应用和核科学研究的基础数据，对于核反应理论模型的建立和完善、核裂变反应堆、核武器的研制，以及对其他交叉学科的研究都具有重要意义，所以核反应截面的测量是极其重要的，裂变各通道的独立裂变截面数据测量工作开展极少，本课题的开展填补了该领域的空白，完善了各裂变反应的具体裂变截面测量数据，为初步建立相关核数据库提供了素材。 跟随着现代化的日益发展，人们对能源的需求愈来愈迫切，因此，能源问题影响着社会的发展进程。而在当今环境也受到了人们广泛的关注，化石燃料的大范围使用已经严重影响了人们所生存的环境，还造成了全球性的温室效应。然而

核反应堆

核反应堆物理分析 第一章核反应堆的核物理基础 1、反应堆：能够实现可控、自续链式核反应的装置。 2、反应堆物理：研究反应堆内中子行为的科学。有时称neutronics。或：研究、设计反应堆使得裂变反 应所产生的中子与俘获反应及泄露所损失的中子相平衡。 3、在反应堆物理中，除非对于能量非常低的中子，都将中子视为粒子，不考虑其波动性及中子的不稳定性。 4、反应堆内，按中子与原子核的相互作用方式可分为三大类：势散射、直接相互作用和复合核的形成； 按中子与原子核的相互作用可分为两大类：散射和吸收。 5、σ ：微观截面表示平均一个入射中子与一个靶核发生相互作用的几率大小的一种量度， 6、宏观截面：表征一个中子与单位体积内所有原子核发生核反应的平均概率；表征一个中子在介质中穿行 单位距离与核发生反应的概率。单位：1/m 7、平均自由程λ: 中子在介质中运动时，与原子核连续两次相互作用之间穿行的平均距离。或：平均每 飞行λ距离发生一次碰撞。λ= 1/ 8、核反应率：单位时间、单位体积内的中子与介质原子核发生作用的总次数（统计平均值）。

9、中子通量密度：表示1立方米内所有的中子在1秒钟内穿行距离的总和。 10、中子能谱分布：在核反应堆内，中子并不具有同一速度v或能量E，中子数关于能量E的分布称为中子 能谱分布。 11、平均截面（等效截面）： 12、截面随中子能量的变化： 一、微观吸收截面： ①低能区（E<1eV）：：中、重核在低能区有共振吸收现象 ②高能区（1eV

甘肃武威核电项目延请道士“作法‘’,你还真不能小瞧他

甘肃武威核电项目延请道士“作法”，你还真不能小瞧了他—— 2018年4月26日上午，甘肃武威“钍基熔盐堆核能系统”项目在当地举行启动仪式，施工方邀请了道士参加，举行了传统的驱邪降福仪式。项目开工，搞一个祭祀祈福的仪式，希望它造福社会，不要成为流害，是很正常的事情，本来无可厚非，但这一举动竟然遭到了吃瓜群众的白眼，舆论由此迅速发酵。到后来，中科院也不得不出面道歉，以此来平抑舆情。 事发地点为甘肃省武威市“钍基熔盐堆核能系统（TMSR）项目”的奠基现场，其选址为民勤县红砂岗，是一处戈壁滩。从网帖的图片中可以看到，现场设有供桌，上面放着祭品，一个一身道士打扮的人手持法器，做出各种动作。最后，现场还烧了一堆符纸。 舆论的看点，在于把这一仪式看成了“封建迷信”活动，高技术的项目与“封建迷信”紧密挂钩，由此吸引了大量的眼球。然而，道士到此一游，真的就成了“封建迷信”了吗？道士的日常活动，代表的就是“封建迷信”，这一说法对吗？ 要解决这一疑问，先要澄清如下几个主题词： 其一，关于武威 武威位于甘肃省的中部，在中国科技史上，其地位极为特殊。武威是中国传统科学的一处重要发源地，比如，如今传世的瓷器、建筑艺术、造纸术、武术、空气的发现、天文学、矿山开采术、优生优育、生命科学，等等，都是首先在武威这里生发出来并传播到世界各地的。因为武威这座城市，中国在东汉的时候成为了世界的科学中心。这里是神圣的科学殿堂。武威是中国历代科学家的灵魂所在，与中国的科学事业的发展紧密相关。中国历史上“三茅”之一的茅固，以及天师张道陵、张衡等人都埋骨于此，这些人都是为中国科学和中国文化做出卓越贡献的历史人物，成就绝不逊色于当代任何一位科学家和文化名流。 如今，一个高技术项目在武威上马，对当地来说无疑是一件大事。于此通报神灵，请求神灵护佑，原本是人之常情，比如，南宋陆游就说过“王师北定中原日，家祭无忘告乃翁”的话吧？可见，有关部门行大事之前祭祀神灵的做法并不过分。尤其在武威这个特殊的地理位置，祭祀活动实属必要，甚至不可或缺。 其二，关于画符念咒 画符念咒，是一个古老的说法，现在称为“贴标语”“喊口号”，有其特殊的作用。画符念咒，是“贴标语”“喊口号”早期的形式，只是说法不同而已。大凡有一定阅历的人，哪个没贴过标语，哪个没喊过口号？所以，不能将自己不理解的东西都简单地理解成是“鬼画符”。外国人看不懂中文，在外国人眼中，中文岂不就是“鬼画符”？同理，中国人看不懂外文，那么，外文岂不也都成了“鬼画符”？ 道士现场画符念咒，表达了一种真挚祝福的理念。这没什么值得反对的。那些反对的人，难道是不希望项目成功、让当地的百姓过得更好吗？ 其三、关于歃血为盟 祭祀现场，人们还宰杀了一只羊，也表达了祭祀的理念。血，是生命的象征。鲜血能使人猛醒，提醒人们一举一动都要珍爱生命，要为亿万生灵负责。古时歃血为盟，就是立志要上下一心，众志成城，把事情做好、做成功。可见，宰羊的行为，是一种盟誓，表达了一种信念，也没什么可反对的，并没有什么可质疑之处。 其四、关于道教和道士

石墨烯文献检索

《文献检索与科技论文写作》作业 学生姓名 年级专业 班级学号 指导教师职称

目录 第一部分文献查阅练习 (1) 第二部分文献总结练习 (7) 第三部分科技论文图表练习 (8) 第四部分心得体会 (11)

第一部分文献查阅练习 1、黄毅，陈永胜.石墨烯的功能化及其相关应用.中国科学B辑:化学2009年第39卷第9期:887-896 摘要：石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面纳米材料，其特殊的单原子层结构决定了它具有丰富而新奇的物理性质.过去几年中，石墨烯已经成为了备受瞩目的国际前沿和热点.在石墨烯的研究和应用中，为了充分发挥其优良性质，并改善其成型加工性(如分散性和溶解性等)，必须对石墨烯进行功能化，研究人员也在这方面开展了积极而有效的工作.但是，关于石墨烯的功能化方面的研究还处在探索阶段，对各种功能化的方法和效果还缺乏系统的认识.如何根据实际需求对石墨烯进行预期和可控的功能化是我们所面临的机遇和挑战.本文重点阐述了石墨烯的共价键和非共价键功能化领域的最新进展，并对功能化石墨烯的应用作了介绍，最后对相关领域的发展趋势作了展望. 关键词：功能化应用 2、胡耀娟,金娟.石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用. 物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao)Acta Phys.-Chim.Sin.,2010,26(8)：2073-2086 摘要：石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料,它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质.有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一.本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述,重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展,并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望。 关键词：制备功能化应用. 3、杨永岗,陈成猛,温月芳.新型炭材料.第23卷第3期 2008年9月：193-200 摘要：石墨烯是单原子厚度的二维碳原子晶体,也是性能优异的新型纳米复合填料。近三年来,石墨烯从概念上的二维材料变成现实材料,在化学和物理学界均引起轰动。通过述评氧化石墨及氧化石墨烯的制备、结构、改性及其与聚合物的复合,展望了石墨烯及其复合

石墨烯

1.石墨烯（Graphene）的结构石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢状晶格的平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的二维材料。如图1.1所示，石墨烯的原胞由晶格矢量a1和a2定义每个原胞内有两个原子，分别位于A和B的晶格上。C原子外层3个电子通过sp2杂化形成强σ键（蓝），相邻两个键之间的夹角120°，第4个电子为公共，形成弱π键（紫）。石墨烯的碳-碳键长约为0.142nm，每个晶格内有三个σ键，所有碳原子的p轨道均与sp2杂化平面垂直，且以肩并肩的方式形成一个离域π键，其贯穿整个石墨烯。 如图1.2所示，石墨烯是富勒烯（0维）、碳纳米管（1维）、石墨（3维）的基本组成单元，可以被视为无限大的芳香族分子。形象来说，石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成的二维蜂巢状的晶格结构，看上去就像由六边形网格构成的平面。每个碳原子通过sp2杂化与周围碳原子构成正六边形，每一个六边形单元实际上类似一个苯环，每一个碳原子都贡献一个未成键的电子，单层石墨烯的厚度仅为0.335nm，约为头发丝直径的二十万分之一。 图 1.1（a）石墨烯中碳原子的成键形式（b）石墨烯的晶体结构。

图1.2石墨烯原子结构图及它形成富勒烯、碳纳米管和石墨示意图石墨烯按照层数划分，大致可分为单层、双层和少数层石墨烯。前两类具有相似的电子谱，均为零带隙结构半导体（价带和导带相较于一点的半金属），具有空穴和电子两种形式的载流子。双层石墨烯又可分为对称双层和不对称双层石墨烯，前者的价带和导带微接触，并没有改变其零带隙结构；而对于后者，其两片石墨烯之间会产生明显的带隙，但是通过设计双栅结构，能使其晶体管呈示出明显的关态。单层石墨烯（Graphene）：指由一层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。双层石墨烯 （Bilayer or double-layer graphene）：指由两层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛，AA堆垛，AA‘堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。少层石墨烯 （Few-layer or multi-layer graphene）：指由3-10层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA 堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。 石墨烯（Graphenes）：是一种二维碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯的统称。由于二维晶体在热力学上的不稳定性，所以不管是以自由状态存在或是沉积在基底上的石墨烯都不是完全平整，而是在表面存在本征的微观尺度的褶皱，蒙特卡洛模拟和透射电子显微镜都证明了这一点。这种微观褶皱在横向上的尺度在8~10nm 范围内，纵向尺度大概为0.7~1.0nm。这种三维

《核反应堆物理分析》名词解释及重要概念整理

第一章—核反应堆的核物理基础 直接相互作用：入射中子直接与靶核内的某个核子碰撞，使其从核里发射出来，而中子却留在了靶核内的核反应。 中子的散射：散射是使中于慢化(即使中子的动能减小)的主要核反应过程。 非弹性散射：中子首先被靶核吸收而形成处于激发态的复合核，然后靶核通过放出中子并发射γ射线而返回基态。 弹性散射：分为共振弹性散射和势散射。 111001 100[]A A A Z Z Z A A Z Z X n X X n X n X n +*+→→++→+ 微观截面：一个粒子入射到单位面积内只含一个靶核的靶子上所发生的反应概率，或表示一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核发生反应的概率。 宏观截面：表征一个中子与单位体积内原子核发生核反应的平均概率大小的一种度量。也是一个中子穿行单位距离与核发生相互作用的概率大小的一种度量。 平均自由程：中子在介质中运动时，与原子核连续两次相互作用之间穿行的平均距离叫作平均自由程。 核反应率：每秒每单位体积内的中子与介质原子核发生作用的总次数(统计平均值)。 中子通量密度：某点处中子密度与相应的中子速度的乘积，表示单位体积内所有中子在单位时间内穿行距离的总和。 多普勒效应：由于靶核的热运动随温度的增加而增加，所以这时共振峰的宽度将随着温度的上升而增加，同时峰值也逐渐减小，这种现象称为多普勒效应或多普勒展宽。 瞬发中子和缓发中子：裂变中，99％以上的中子是在裂变的瞬间(约10-14s)发射出来的，把这些中子叫瞬发中子；裂变中子中，还有小于1％的中子是在裂变碎片衰变过程中发射出来的，把这些中子叫缓发中子。 第二章—中子慢化和慢化能谱 慢化时间：裂变中子能量由裂变能慢化到热能所需要的平均时间。 扩散时间：无限介质内热中子在自产生至被俘获以前所经过的平均时间。 平均寿命：在反应堆动力学计算中往往需要用到快中子自裂变产生到慢化成为热中子，直至最后被俘获的平均时间，称为中子的平均寿命。 慢化密度：在r 处每秒每单位体积内慢化到能量E 以下的中子数。 分界能或缝合能：通常把某个分界能量E c 以下的中子称为热中子，E c 称为分界能或缝合能。 第三章—中子扩散理论 中子角密度：在r 处单位体积内和能量为E 的单位能量间隔内，运动方向为Ω的单位立体角内的中子数目。 慢化长度：中子从慢化成为热中子处到被吸收为止在介质中运动所穿行的直线距离。 徙动长度：快中子从源点产生到变为热中子而被吸收时所穿行的直线距离为r M 。 第四章—均匀反应堆的临界理论 反射层的作用： 1. 减少芯部中子泄漏，从而使得芯部的临界尺寸要比无反射层时的小，节省一部分燃料；

钍元素核能开发新思路

钍元素：核能开发新思路 福岛核危机，让全世界对核电安全充满了担忧。德国等一些国家甚至宣布要在不久的未来放弃使用核能。 寻找更清洁、更安全的能源获得方式，成为人们更加关心的问题。不久前，英国《每日邮报》报道说，世界上已知的钍元素储量可以至少为全球提供1万年的能源支持。目前，英国科学家们已经在曼彻斯特南部的柴郡平原，建起了一个用于研究钍的小型加速器——EMMA，目的是寻求用钍代替铀作为新型核燃料的方式 为解决人类未来的能源需求，人类研究应用铀和钚的核电技术已经有六七十年了，虽然核电相对于煤电有其不可替代的优点，但是安全性和核废料的处置两大问题一直引起广泛关注。 翻开核能利用的研究发展史，我们注意到科学家早在上世纪50至70年代就研究过钍元素，它作为核燃料应用有很多独特优点，如果拿它来发电，既安全又绿色，是铀和钚最理想的替代品。 储量大、易提炼、更清洁 1吨钍能抵200吨铀的能量 虽然钍元素本身不是裂变物质，但研究发现，一个普通的钍-232原子核吸收一个中子就会变成钍-233，它很快就经历两次β-衰变，变成铀-233，这可是一种长寿命的易裂变物质。 而相比于铀元素，用钍做核燃料还有很多天然优势。 第一，地壳表面的钍就是钍-232，几乎不含钍的其它同位素，在原料提取中十分方便，与从天然铀中浓缩只占0.7%的铀-235相比，省了非常费事又成本高昂的一步。 第二，自然界里的钍主要存在于独居石中，而独居石易于开采而且比铀矿丰富得多。据测算，天然铀里的铀-235只够人类使用几十年。除非现在开始投资另外建设一种增殖反应

堆，让占天然铀99%以上的不可裂变的铀-238变成可裂变物质钚-239，那才能延长天然铀的使用年限。而有资料称，钍的估计储量是铀储量的3至4倍。 第三，钍在核反应中能更充分地释放能量，有资料显示，一吨钍裂变产生的能量抵得上200吨铀。研究还发现，使用钍来发电只产生相当于传统核电站0.6%的辐射垃圾。有毒的放射性废料大大减少，而且这些核废料只需存放三百年，其后的毒性已经很低，不像使用铀的反应堆那样，有的核废料放射性长达万年以上。 因为自然界里存在的钍几乎全部是不可裂变的钍-232，如果要建造一个使用钍作为燃料的“钍基反应堆”，必须让钍-232接受辐照令其转变为铀-233，随后铀-233吸收中子开始它的链式反应。 要实现这一点，目前世界上主要有三种设计思路。 思路之一 改造现有核电站使用铀钍混合燃料 要想钍基反应堆中的钍-232持续不断地转变为铀-233，关键是要提供足够强的中子源来辐照它。现在正在运行的核电站的铀基反应堆就是强大的中子源。如果将钍嵌入低浓缩铀的核反应堆中，只要设计得当，就可以改造成为铀钍混合的核反应堆，高的中子通量不但够维持链式反应的需要，而且还有足够多的中子让钍-232持续生成新的铀-233，实现可裂变物质在堆内的不断增殖。 将目前正在运行的铀基核电站反应堆，改造成为使用铀钍混合燃料或钚钍混合燃料，这是一种容易想到的思路。这种主张认为，改造现在已经成熟运行的核电站，总比重新设计新的要得心应手得多，况且也较为节省。一家名为Lightbridge的公司，提出了这样一种设计思路：在堆芯位置放入一些浓缩铀棒作为产生链式反应的“种子棒”，外围则由氧化铀和氧化钍混合原料制成的棒所包围，这样，链式反应持续进行的同时，实现了利用钍使燃料增殖并同时参与链式反应，使反应堆的输出功率提高三分之一。

石墨烯的合成

合成化学综述论文 ——石墨烯的合成 姓名：常俊玉 学号：1505120528

学院：化学化工学院 班级：应化1204班 时间：2015-4-19 石墨烯合成综述 应化1204 常俊玉1505120528 摘要：由于石墨烯优异的电学、光学、机械性能以及石墨烯广泛的应用前景，自英国曼彻斯特大学物理学教授Geim 等得到了稳定存在的石墨烯以来，掀起对碳材料的又一次研究热潮。这10年来，石墨烯的制备方法上取得了重大进展。本文对石墨烯的机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法、有机合成法四种制备方法进行了综述，比较可以发现各种合成方法有其优缺点，实际生产可以根据实际情况选择对应方法。 关键词：石墨烯、机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法、有机合成法一.引言 石墨烯是由碳原子通过sp2 杂化，构成的单层蜂窝状二维网格结构。石墨烯是构成其他碳同素异形体的基本单元，它可折叠成富勒烯（零维），卷曲成碳纳米管（一维），堆垛成石墨（三维），如图一所示[1]。石墨烯的理论研究已经有60 多年，当时主要用来为富勒烯和碳纳米管等结构构建模型，没有人认为石墨烯会稳定存在，因为物理学家认为，热力学涨落不允许二维晶体在有限温度下存在。 2004 年，英国曼彻斯特大学物理学教授Geim 等，用胶带反复剥离高定向热解石墨的方法，得到了稳定存在的石墨烯[2]。该发现立即引起了物理学家、化学家和材料学家的广泛关注，掀起了继富勒烯和碳纳米管之后碳材料的又一次研究热潮。由于石墨烯优异的电学、光学和机械性能，以及石墨烯广泛的应用前景，石墨烯的发现者Geim 教授和Novoselov 博士被授予2010 年度诺贝尔物 理学奖。

(完整)武汉市2019届高中毕业生二月调研测试理科综合试卷物理部分

武汉市2019届高中毕业生二月调研测试 理科综合试卷物理部分 武汉市教育科学研究院命制 2019.2.22 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～ 18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．2018年6月14日，中继卫星 “鹊桥”顺利进入以地月拉格朗日L 2点为中心的halo 轨 道；2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功登陆月球。至此，中国实现了人类历史上首次月球背面软着陆和巡视探测，首次实现了月球背面同地球的中继通信。 同学们进行了如下讨论： 甲：嫦娥四号的发射速度必须达到第三宇宙速度 乙：嫦娥四号在月面着陆过程中，如果关闭发动机，其加速度一定为9.8m/s 2 丙：“鹊桥”在halo 轨道上运动时，只受到地球和月球对它的万有引力 丁：halo 轨道的半径足够大，才能实现地面测控站与嫦娥四号之间的中继通信 上述看法正确的是 A ．甲 B ．乙 C ．丙 D ．丁 15．据悉，我国第四代反应堆——钍基熔盐堆能源系统（TMSR ）研究已获重要突破。 该反应堆以钍为核燃料，钍俘获一个中子后经过若干次β衰变转化成铀；铀的一种典型裂变产物是钡和氪，同时释放巨大能量。下列说法正确的是 A ．钍核232 90Th 有90个中子，142个质子 B ．铀核裂变的核反应方程为 U n Ba Kr 3n +→++233 1142 89192056360 C ．放射性元素衰变的快慢与核内部自身因素无关，由原子所处的化学状态和外部条件 决定 D ．重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能减小 16．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和在1.39s~1.98s 之间。若高速公 路上两辆汽车行驶的速度均为100km/h ，刹车时的加速度大小相同，前车发现紧急情况

中子诱发核反应国内外研究进展列举

中子诱发核反应国内外研究进展列举 2.1 中子诱发核反应截面研究进展 土耳其的Durusoy, Ayse利用中子活化法测量了65Cu(n,α)62mCo反应截面。使用了SAMES T-400中子发生器上（3H(d, n)4He反应）产生了快中子，选择了中子能量为13.6到14.9MeV范围内的六个不同的能量。实验中使用高纯锗（HPGe）γ探测器，以γ射线能谱测量技术来作为放射性技术方法。实验数据在γ射线衰减，脉冲堆积影响，死时间，中子注量率波动，散乱的低能区中子影响等方面进行了修正[3]。 Georgios Giorginis和Vitali Khryachkov测量了10B(n,a)7Li的截面。10B(n,α)7Li 反应的激发函数在中子能量为1.5和5.6MeV处进行了测量，电离室和信号数字化被用于裂变产物的光谱测定，使用在IRMM Van de Graaff 加速器上产生的中子轰击硼靶。通过测量238U与硼靶紧贴在一起的样品发出的裂变碎片来确定中子通量，研究的重点是发现了粒子泄露的运动效应[4]。 M. Jandel, T. A. Bredeweg等人精准的测量了235U(n,γ)截面值。使用的中子能量是4eV到1MeV的范围，在洛斯阿拉莫斯国家实验室的中子科学中心的DANCE仪器上产生，中子能量达到了前所未有的2~3%/keV的准确度。新的测量方法包含了三个独立的测量，在主实验,厚厚的锕系元素样本用于确定中子俘获和中子导致裂变的概率。在第二个测量,一个裂变标记检测器是用于探测薄锕系元素瞬发裂变的伽马射线。第三个测量是使用208Pb样本为中子散射背景[5]。 印度的H. Naik ,S. V. Surayanarayana ,S. Bishnoi 等人对232Th 和238U的(n,γ)，(n,2n)反应进行了研究。实验中(n,γ)反应使用的活化中子的能量为2.45(D-D) 和14.8(D-T) MeV，(n,2n)反应使用的活化中子的能量为14.8MeV，以γ射线能谱测量技术来作为放射性技术方法[6]。 土耳其F. A. Ug?ur等研究了氟的中子诱发核反应截面，计算了19F(n,α)，19F(n,xα)的激发函数。在计算中，考虑了平衡与预平衡效应，预平衡效应计算包括Full Exciton Model和Cascade Exciton Model；平衡效应根据Weisskopf–Ewing 模型计算。氟(F) 和它的熔化盐化合物（LiF）在聚变堆中可以作为增值和冷却材料，可在高温下没有达到很高的蒸气压力使用，熔盐化合物也是一种好的中子慢化剂[7]。 宋月丽，周丰群等运用中子活化法测量了182W(n,p)182(m+g)Ta 和184W(n,p)184Ta的反应截面，中子的能量范围为13.5-14.7MeV。实验是在ZF-300-II

中国科学院A类先导科技专项

中国科学院A类先导科技专项 和承担的国家科技重大专项简介 一、A类先导科技专项 战略性先导科技专项，是中科院在中国至2050年科技发展路线图战略研究基础上，瞄准事关我国全局和长远发展的重大科技问题提出的，是集科技攻关、队伍和平台建设于一体，能够形成重大创新突破和集群优势的战略行动计划。 2010年3月31日，国务院第105次常务会议审议通过中国科学院“创新2020”规划，确认中科院组织实施战略性先导科技专项，形成重大创新突破和集群优势。 1.干细胞与再生医学研究 “干细胞与再生医学研究”是现代生命科学发展的前沿，2011年中科院已将其列为战略性先导科技专项之一。战略性先导科技专项实施以来，在“细胞谱系的建立与发育调控”、“功能性细胞获得的关键技术”、“人工组织器官构建”、“干细胞应用策略的集成研究”四个项目取得的阶段性进展。 2.未来先进核裂变能 中科院于2011年启动了"未来先进核裂变能"战略性先导科技专项，其中ADS嬗变系统项目和钍基熔盐堆(TMSR)核能系统项目作为其两大部署内容。 加速器驱动次临界系统(ADS,Accelerator Driven Sub-critical System),以加速器产生的高能强流质子束轰击靶核

(如铅等)产生散裂中子作为外源中子驱动和维持次临界堆运行,具有固有安全性。ADS系统的中子能谱硬、通量大、能量分布宽,嬗变长寿命核素能力强,既可大幅降低核废料的放射性危害,实现核废料的最少化处置,同时还有能量输出,可以提高核资源的利用率,被国际公认为核废料处理的最有效手段。 钍基熔盐堆(TMSR)核能系统项目研究目标是研发第四代裂变反应堆核能系统，计划至2020年之前建成2MW钍基熔盐实验堆，形成支撑未来TMSR核能系统发展的若干技术研发能力,并解决钍铀燃料循环和钍基熔盐堆相关重大技术挑战,研制出工业示范级钍基熔盐堆,实现钍资源的有效使用和核能的综合利用。 3.空间科学 国务院第105次常务会议审议通过中国科学院“创新2020”规划后，中科院即启动实施的空间科学战略性先导科技专项。空间科学先导专项将部署以下7个研究项目。（略） 4.应对气候变化的碳收支认证及相关问题 应对气候变化的碳收支认证及相关问题，作为2011年首批启动的A类先导科技专项之一。该专项针对我国应对气候变化与碳减排的国际谈判以及国家可持续发展最佳途径选择等重大科技需求,有效组织中科院和相关高校及部委相关单位多学科交叉的优势力量,深入研究我国的陆地碳收支定量认证、碳增汇潜力与速率、增汇技术与措施以及未来全球增暖情景与大气温室气体浓度关系的不确定性等重大科学技术问题。由此形成支撑我国应对气候变化的温室气体减排增汇、国家可持续发展战略决策的数据资源体系、科学知识体系和技术支持体系;全面提升我国在温室气体

石墨烯到底有哪些作用

谈到近年来的新型材料，让人感兴趣的不多，但石墨烯肯定不在此列，其火爆程度令人咋舌。为何石墨烯如此火爆，难道它真有传说中的那么神奇吗？今天我们就一起来探讨石墨烯的作用到底有哪些方面。 1、石墨烯生物器件。由于石墨烯的可修改化学功能、大接触面积、原子尺寸厚度、分子闸极结构等等特色，应用于细菌侦测与诊断器件，石墨烯是个很优良的选择。 科学家希望能够发展出一种快速与便宜的快速电子DNA定序科技。它们认为石墨烯是一种具有这潜能的材料。基本而言，他们想要用石墨烯制成一个尺寸大约为DNA宽度的纳米洞，让DNA分子游过这纳米洞。由于DNA的四个碱基（A、C、G、T）会对于石墨烯的电导率有不同的影响，只要测量DNA分子通过时产生的微小电压差异，就可以知道到底是哪一个碱基正在游过纳米洞。这样，就可以达成目的。 2、单分子气体侦测。石墨烯独特的二维结构使它在传感器领域具有光明的应用前景。巨大的表面积使它对周围的环境非常敏感。即使是一个气体分子吸附或释放都可以检测到。这类检测可以分为直接检测和间接检测。通过穿透式电子显微镜可以直接观测到单原子的吸附和释放过程。通过测量霍尔效应方法可以间接检测单原子的吸附和释放过程。当一个气体分子被吸附于石墨烯表面时，吸附位置会发生电阻的局域变化。当然，这种效应也会发生于别种物质，但石墨烯具有高电导率和低噪声的优良品质，能够侦测这微小的电阻变化。

3、作为导热材料或者热界面材料。2011年, 美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)学者首先报道了垂直排列官能化多层石墨烯三维立体结构在热界面材料中的应用及其超高等效热导率和超低界面热阻。

石墨烯

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 纳米技术课堂报告 课程名称：纳米技术 院系：航天学院微电子科学与技术系班级：21系 设计者：王立刚 学号：14S121034 指导教师：王蔚 哈尔滨工业大学

纳米结构下的石墨烯材料 第一章，纳米小尺寸效应 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在０.１微米以下，即１００纳米以下。因此，颗粒尺寸在１～１００纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。粒度分布均匀、纯度高、极好分散，其比表面高，具有耐高温的惰性，高活性，属活性氧化铝；多孔性；硬度高、尺寸稳定性好，具有较强的表面酸性和一定的表面碱性，被广泛应用作催化剂和催化剂载体等新的绿色化学材料。可广泛应用于各种塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等产品的补强增韧，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为显著。以上这些性能决定了纳米材料在表面效应、小尺寸、量子尺寸效应、量子隧道效应、电子信息领域、航天航空、环保能源等各方面均有应用，尤其是在小尺寸方面的应用。 小尺寸效应：当纳米粒子尺寸与德布罗意波以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，对于晶体其周期性的边界条件将被破坏，对于非晶态纳米粒子其表面层附近原子密度减小，这些都会导致电、磁、光、声、热力学等性质的变化，这称为小尺寸效应。 第二章，石墨烯的特性 一直以来，科学家们都认为单层的石墨烯是不可能稳定存在的。他们一直都错误地认为，若要用力将石墨烯从石墨上剥离下来的话，那么石墨烯的结构就会被这个力所破坏，而且固体的熔点也会随着粒子厚度的减小而非常快的减小，当粒子的厚度减小到几个原子层厚度的时候，固体就会熔化。另外，在二维晶体中由于内能的存在，原子的振动幅度会变得非常大，因此原子的错位将变得相当的严重，这将导致原子与未与它成键的原子间的距离的大小和与它成键的原子间的距离的大小几乎相同，因此它不能保持单层的结构。 然而2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃消洛夫在实验室中竟然成功地制备了稳定的石墨烯。这无疑是让世界震惊的，然而他们得到稳定石墨烯的方法却简单到不可思议。他们先通过已经知道的方法得到石墨片，这个石墨片相对而言是非常薄的，再将这个石墨片剥离得到更加薄的石墨薄片，然后用一种特殊的胶带将这个石墨薄片的两面都粘上，再将胶带撕开，这样石墨薄片就会被一分为二，变得更加薄。石墨薄片在这样的不断被剥离

石墨烯简介

石墨烯简介 摘要：在碳材料中，石墨烯具有特殊的单层窝蜂状结构，由于特殊的分子结构，使得石墨烯具有优良的化学和物理性质，例如：超高的比表面积超高的比表面积(2630m2／g)，导电性能(电导率106S／m)，机械性能(杨氏模量有1TPa)等，在高科技领域中展现了巨大的潜力。同时，石墨烯在能源、生物技术、航天航空等领域都展现出宽广的应用前景。但是由于石墨烯片层之间存在范德华力，促使分子层之间易发生团聚，不利于石墨烯的分散，导致电阻率升高和片层厚度增加，无法大规模高质量的制备石墨烯。本文主要介绍石墨烯的结构，性质，制备方法，以及石墨烯在现阶段的应用。 关键词：石墨烯结构性质制备应用 目录 第一部分：石墨烯的结构 第二部分：石墨烯的性质 第三部分：石墨烯的制备方法 第四部分：石墨烯的应用及其前景第五部分：结语

第一部分：石墨烯的结构 严格意义上的石墨烯原子排列与单层石墨的相同，厚度仅有一个原子尺寸，即0．335nm，因此又被称为目前世界上已知的最薄的材料，每个碳原子附近有三个碳原子连接成键，碳．碳键长0.142nm，通过sp2杂化与邻近的三个碳原子成键形成正六边形，连接十分牢固，因此可是称为最坚硬的材料。然后每个正六边形在二维结构平面，不断无限延伸形成了一个巨大的平面多环芳烃[1]，如图1-1所示。2007年，Meryer[2]根据自己的研究发现大多数的石墨烯片层呈现单原子厚度，同时表现出有序的结构，通过透射电镜发现，该片层并非完全平整，表现出粗糙的起伏。也正因为这种褶皱的存在，才使得二维晶体结构能够存在。 图1-1石墨烯的结构构型 第二部分：石墨烯的性质 石墨烯在力学、电学、光学、热学等方面具有优异特性。 力学特性石墨烯中，碳原子之间的连接处于非常柔韧的状态．当被施加外部机械 力时，碳原子面会弯曲变形．碳原子不必重新排列来适应外力，因此保持了结构稳定。石墨烯是人类已知强度最高的材料，比世界上强度最高的钢铁高100多倍。 电学特性石墨烯具有超高的电子迁移率，它的导电性远高于目前任何高温超导材 料。曼彻斯特大学的研究小组在室温下测量了单层石墨烯分子的电子迁移率，发现即使在含有杂质的石墨烯中，电荷的迁移率仍可达10000cm2/(v·s)。2008年，海姆研究小组又证明．电子在石墨烯中的迁移率可以达到前所未有的 200000cm2/(v·s)。不久之后，哥伦比亚大学的博洛京(K．Bolotin)将这个数值再次提高到250 000cm2/(v·s)。而目前晶体管的主要材料——单晶硅的电子迁移率只有1400cm2/(v·s)，高纯度石墨烯的电子迁移率超过单晶硅150倍以上。此外，石墨烯的电子迁移率几乎不随温度变化而变化。 光学特性石墨烯几乎是完全透明的，只吸收大约2．3％的可见光，光透率高达97．7％。石墨烯层的光吸收与层数成比例．数层石墨烯(FLG)样品中的每一层都可以看做二维电子气，受临近层的扰动极小，其在光学上等效为几乎互不作用的单层石墨烯(SLG)的叠加。单层石墨烯在300～2500纳米间的吸收谱平坦，在紫

第1章_核反应堆的核物理基础(2)

把铀238转化为易裂变的钚239 23812399209223923923992 93 94 23min 2.3U n U U Np Pu d γ ββ??+→+→→ . 99%-238 , . 235

散射前后，中子－靶核系统动能(弹性与非弹性散、动量皆守恒（靶核的内能未发生变化）任何能量的中子与任何原子核都可以发生弹性散在反应堆里，通过弹性散射，可以把能量较高的裂变中子慢化为能量很低的热中子。 1 0A Z n X →+非弹性散射：英文介绍和示意图

非弹性散射：对中子慢化的作用 发生非弹性散射时（由于伴随有伽玛射线的 发射中子）中子的能量损失较大。（一般将 中子能量降到多少？） 在反应堆中，重核的非弹性散射对能量较高 的中子有显著的慢化作用。 但是依靠非弹性散射不可能将中子能量降到 很低的水平。 Why？ 快中子反应堆中无慢化剂，但是裂变中子 也得到一定程度的慢化。Why？ 非弹性散射：小结 24 非弹性散射的机理比较复杂：有形成复合核 的非弹性散射，也有不形成复合核的低能非 极好的英文，好好读一遍

为哑铃形、最终断裂所需的能量，也称临界能），此种铀核就是易裂中子进入铀核时放出的结合能如果小于分离能，光依靠结合能尚不能使得铀核裂变。必须要求入射中子有足够的动能（动能加结合能大于分离能）才能使得铀核裂变。此时此种铀核就是可裂变的。裂变反应：fissile or fissionable ？ ü?易裂变（fissile )核: 是指那些任何能量的中子都可使其发生裂变的核素，主要有： U-235，U -233，Pu-239, Pu-241 ü?可裂变（fissionable ）核：指那些只有较高能量中子才能使其发生裂变的核。例如： U -238，Th-232，…… 看复合核！ 欲知临界能如何计算，拉马什书上有。 29 对四种核反应的机理和特点已经介绍完毕，下面介绍这四种核反应的反应截面大小的一般特点。 核反应截面的变化规律