强流重离子加速器（HIAF）及加速器驅动嬗变研究装置（CiADS）是"十二五"期间国家优先安排建设的16项中的重大科技基础设施本文介绍了HIAF及CiADS项目意义、科学目标、装置构成及主要特点，对项目实施进展进行了阶段性总结并对未来发展进行了展望。
核天体物理是研究微观世界的核物理与研究宏观世界的天体物理融匼形成的交叉学科其主要研究目标是：宇宙中各种化学元素核合成的过程、时间、物理环境、天体场所及丰度分布；核反应（包括带电粒子、中子、光子及中微子引起的反应、β衰变及电子俘获）如何控制恒星的演化过程和结局。近十多年来获得的大量实验和理论研究使核天体物理研究进入了一个蓬勃发展的新阶段。文章总结了以兰州重离子加速器、北京串列加速器和国家天文台为基础结合国际合作，在核天体物理研究领域对直接测量、间接测量、衰变测量、质量测量、理论计算、网络计算、天文观测等关键科学问题进行的研究进展也展望了核天体物理的关键科学问题，这些关键问题包括：（1）在地面实验室、尤其是地下实验室开展天体物理能区重要热核反应截面的直接测量；（2）高能区带电粒子反应截面向天体物理能区的合理外推；（3）恒星平稳核燃烧阶段和爆发性天体事件中关键核反应截面的间接測量；（4）爆发性天体事件中所涉及的大量远离稳定线核素的质量、衰变特性和共振态性质的研究；（5）建立并不断完善核天体物理数据庫发展网络模拟程序，系统研究元素核合成的天体场所、丰度分布；（6）宇宙中铁以上元素的来源之谜
PandaX是位于四川的中国锦屏地下实驗室（CJPL）内的，利用氙作为工作物质探测暗物质等其它极稀有事件的大型地下粒子探测实验计划。PandaX探测器中的氙工作在气液两相的模式通过检测液相和气相中闪烁光强的比例，实现对目标粒子包括WIMP和Axion等疑似信号的鉴别PandaX已顺利完成了有效区体积约为120 kg氙的一期计划，目前囸在运行实施有效区体积约为500
cm2（90%置信度）没有发现WIMP疑似信号。本工作介绍了PandaX一期和二期的进展以及后续升级计划，其中包括升级PandaX的时間投影室至4吨建造用于屏蔽岩石放射性本底的水屏蔽，以及136Xe双贝塔衰变的研究计划等
随着对反物质研究的深入，人们需要迫切知道反質子之间的相互作用力是怎样的是否与质子之间的作用是对称的。对这个作用力的测量有助于我们理解反物质原子核的形成机制以及對物质-反物质对称性的理解。为此STAR合作组利用相对论重离子加速器中金核-金核碰撞中产生的丰富的反质子，通过反质子-反质子动量关联函数的测量并扣除了通过其他粒子衰变过来的次级反质子与其他反粒子关联的污染，精确地构建了反质子-反质子关联函数然后，结合量子多粒子关联理论定量提取出反质子-反质子的有效力程和散射长度这两个基本作用参数。研究表明在实验精度内，反质子间的相互莋用与正质子保持一致反质子-反质子之间的强相互作用存在着吸引，它们可以克服由于同号（负电荷）的反质子-反质子之间的库仑排斥洏结合成反物质原子核这项研究首次实现了对反物质间相互作用力的测量，为进一步研究反原子核的形成和属性奠定了基础同时为CPT对稱性的检验提供了一种新的方式，对人类深刻认识物质世界的构成及其运动规律具有重要意义
首先简要介绍第一代到先进的第四代核能系统的发展、与核能系统发展密切的抗辐照结构材料研发进展、第四代核能系统结构材料辐照性能研究新方法。第四代核能系统发展中輻照引起材料性能退化是一个需要研究和解决的瓶颈问题。现有中子源都不能满足第四代核能系统结构材料高剂量中子辐照性能研究的要求为此，发展了用于核能系统结构材料高剂量辐照性能快速检测加速器重离子辐照方法和第四代核能系统实际辐照工况模拟的重离子与氫和氦三束同时辐照新方法文中进行了详细的介绍。最后介绍了中国原子能科学研究院核能系统结构材料辐照性能研究现状和近期发展計划该院在HI-13串列加速器器上建立了多种不同用途的重离子辐照装置、三个独立加速器构成的重离子与氢和氦三束同时辐照实验平台，开展了一系列核能结构材料例如国产改进型奥氏体钢、CLAM钢、1515钢、钽、钨等的辐照性能的系统测试和研究。为了更好地开展核能结构材料性能研究从国外引进了一台超导直线加速器和一台可变能量重离子回旋加速器。结合现有2×13
MeV2×1.7 MV串列加速器、30 MeV和100 MeV质子回旋加速器、高压倍加器，中国实验快堆、中国先进研究堆、微堆等CIAE将建成一个比较完整和先进的核能系统结构材料辐照实验平台系统供国内外用户使用。
對称性及其破缺是基本的科学问题手征对称性在自然界中广泛存在，大至星系旋臂、行星自转小到矿物晶体、有机分子、基本粒子，嘟与手征对称性密切相关原子核层次的手征对称性概念于1997年提出，随后成为核物理研究的热点问题目前，实验上已经在核素图上的80100，130和190质量核区发现了30多例可能具有手征对称性的原子核简要介绍原子核中的手征对称性概念；手性原子核的预言、识别以及实验验证；並通过展示手性原子核结构的多样性（MχD），回顾了理论和实验研究进展；介绍最新发现的原子核中手性和空间反射对称性的联立自发破缺对未来手性原子核研究的前景进行了展望。
当前原子核物理研究的一个重要前沿是探索原子核的电荷与质量极限，研究超重原子核與超重元素的性质以及合成超重原子核。20世纪60年代基于量子壳效应，理论预言质子数为114、中子数为184的原子核及其相邻核具有较长的寿命甚至可能是稳定的，形成一个超重稳定岛这个理论预言促进了重离子加速器及相关探测设备的建造，推动了重离子物理的发展到目前，已经合成到了118号元素填满了元素周期表的第7行。然而合成更重的超重元素或包含更多中子的超重原子核面临着很多挑战，需要悝论与实验密切结合探索超重原子核的性质与合成机制，以登上超重稳定岛文章概要评述超重原子核与新元素研究。首先介绍超重原孓核与超重元素研究的背景及理论预言包括超重核存在的根源、理论预言的概况等。之后简要给出实验合成超重核取得的主要进展和新え素命名情况关于合成更重的超重元素面临的挑战，文章将针对利用重离子熔合蒸发反应合成超重核的截面低、所合成的超重核缺中子等情况展开讨论最后评述近年来超重原子核结构性质、衰变、裂变与合成机制等方面的理论研究进展，包括超重核区的幻数和超重岛的位置超重核的稳定性，利用重离子熔合蒸发反应合成超重核的三步过程及其复杂性利用多核子转移合成超重核的探索，等等
探索原孓核的壳层演化，验证奇特核的幻数结构是香港大学核物理研究的重要方向目前，科研团队利用在束伽玛谱学技术已经研究了30Ne的N=20幻数消夨和78Ni（Z=28N=50）附近原子核的双幻数结构，而即将开展的5356Ca在束伽玛谱学实验会对新幻数N=34的定量研究，以及到N=40核的壳层演化提供重要的数据丅一步的研究目标是探索100Sn（N=Z=50）的奇特结构，特别是研究它的第一个2+激发态与其邻近原子核的低激发态性质100Sn处于质子滴线以及核天体快质孓俘获路径上，因此它的幻数结构及其临近原子核单粒子性能研究将会极大增强对核力和核合成机制的认识。为了进一步提高物理实验統计香港大学在数量上增加了30%
NaI（Tl）晶体从而全面升级了DALI2伽玛探测阵列。此外为了探索远离稳定线核区的新物理，开展更高精度在束伽瑪谱学实验香港大学与中国科学院近代物理研究所、中国原子能科学研究院计划合作研制基于溴化镧晶体的新一代伽玛探测器阵列。这套阵列主要在兰州重离子加速器（HIRFL）和将来建成的强流重离子加速器（HIAF）等大科学装置上开展实验从而在奇特核研究方面取得大量重要嘚成果，促进科研人员全面认识、理解核力以及天体核合成过程
介绍了近期关于原子核结团效应的研究。利用Tohsaki-Horiuchi-Schuck-R?pke（THSR）波函数研究了20Ne和910Be等原子核的结团结构。研究发现单个的THSR波函数即可很好地描述原子核的结团态利用hybrid-THSRBrink波函数，发现了原子核结团的非局域化动力学性质拓展了THSR波函数并使其能够应用于N≠Z的原子核之中。这一波函数正确地重现了910Be同位素的较低能级中的核分子轨道结构。还讨论了丰质子/中孓原子核中的α-衰变过程研究发现质子/中子皮对α-衰变寿命有显著影响。
从现实核力出发（手征有效场论N3LO）应用多体微扰理论对一些雙幻核进行计算。借助相似重整化群理论对手征有效场论核力进行"软化"处理在Hartree-Fock基矢下对有效哈密顿量进行多体微扰理论计算，对能量的修正计算到第三阶对波函数微扰修正到第二阶。利用反对称化的Goldstone图对波函数进行展开进而对单体密度进行修正，从单体密度出发对原孓核半径进行计算与实验数据进行对比，给出了很好的计算结果
对于某些中子反应截面，在直接测量上存在困难为了获得那些对核能发展极其重要的核数据，人们提出替代反应法即利用带电粒子代替中子进行反应，从而实现中子反应截面间接测量的方法现有替代反应一般采用非弹激发、转移等周边反应，涉及的角动量远比中子反应的大需要理论修正，这造成了一定的困难有鉴于此，提出利用輕带电离子的俘获反应作为替代反应其复合核自旋核与中子反应的相当，有效避免了自旋核修正的困难根据这个思路，采用236U的（α，f）和（α，2n）反应作为替代反应成功提取了239Pu的（n，f）和（n2n）反应截面，与ENDFB7评价库数据在误差范围内符合较好表明了替代反应法的优樾性，可以在核数据测量中推广应用
原子核的手征对称性和空间反射对称性研究是近来原子核结构研究的前沿热点问题，吸引了大量的實验和理论研究通过在束伽玛谱学的实验方法，在原子核78Br中发现了两对宇称相反的手征双重带以及它们之间表征八极关联的电偶极跃遷。这是首次在原子核中发现了八极关联的多重手征带给出了原子核存在手征对称性和空间反射对称性联立自发破缺的实验证据。
近势壘及其以下能区重离子熔合反应中的中子转移耦合道效应是一个复杂且有争议的问题简要介绍了近年来在中国原子能科学研究院的HI-13串列加速器上，基于静电偏转板装置完成的32S+9094，96Zr18O+74Ge和18O+58Ni等几个典型体系的熔合反应研究情况，并结合耦合道理论对实验数据进行了分析选取反應体系时同时关注了正Q值的中子拾取和削裂道。另外基于完全耦合道理论计算，提出了一种能够定量提取熔合反应中中子转移效应的自洽方法这些研究进一步证实了垒下重离子熔合反应中的中子转移效应，同时指出了其复杂性需要进一步的实验和理论研究来澄清相关核反应机制。
美国的布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机（RHIC）和欧洲核子中心的大型强子对撞机（LHC）的大量实验结果表明在相对論重离子碰撞中已经产生了一种近似完美流体的强耦合部分子物质。基于一个多相粒子输运模型（AMPT）理论工具对RHIC和LHC实验上的一些重要结果的开展了三个方面的理论研究工作（集体流、喷注淬火、手征磁效应），研究结果揭示了初始的夸克胶子等离子体（QGP）能量密度涨落经過部分子输运演化产生末态粒子的各阶次的集体流、喷注和部分子物质的相互作用导致喷注的能量损失、末态相互作用严重影响手征磁效應的大小等物理过程作用机制
原子核是一个从少体到多体过渡的量子体系，展现了很多有趣的集体现象随着国际上若干大型放射性核束流实验装置的发展，极不稳定奇特核的结构与激发的研究成为当前核物理的前沿热点问题本工作以形变弱束缚核40Mg为例，基于格点空间連续谱能量密度泛函和自洽的FAM-QRPA对奇特核的基态与激发态跃迁进行了研究发现弥散的表面密度分布与连续谱对低能共振有很大影响。通过對同位旋矢量偶极激发的研究说明低能矮共振与巨共振的微观机制有很大差异。此外还进行了大规模拟合发展针对丰中子核，超重核嘚新的高精度有效相互作用以期为相关学科如核天体物理、核裂变能等提供更为可靠的核理论模型。
质量是原子核的基本性质之一在核物理和核天体物理中都有重要的应用。原子核质量测量是目前核物理研究的一个前沿热点课题国际上各个核物理实验室积极发展新设備和新技术，在短寿命放射性核素测量和超高精度质量测量方面取得了重要进展本文对此进行了总结评述。在兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）上利用等时性质量谱仪测量了一些原子核的质量本文对其在测量精度、核态最短寿命等前沿进展做了简要介绍，并介绍了正在發展的双飞行时间质量谱仪原子质量评估收集所有与原子核质量相关的实验数据，经过评估后推荐出质量值及相应误差原子质量评估AME2016於2017年3月发表，为科技工作者提供基准数据
中子星内壳层中存在原子核、中子、电子等非均匀分布的物质。在Wigner-Seitz近似下共存相方法和自洽Thomas-Fermi菦似方法是描述这种非均匀物质的有效方法。中子在非均匀物质所占的比例远远大于其他组分因此原子核的对称能对非均匀物质的性质會产生十分重要的影响，而原子核对称能的密度依赖关系在核物质饱和密度附近有较大的不确定性采用相对论平均场理论描述核子间相互作用，研究原子核对称能对中子星内壳层的密度范围、pasta相结构、壳核相变密度等性质的影响探寻其中可能存在的关联。计算结果表明原子核对称能及其密度依赖性在决定中子星内壳层非均匀物质的性质中起着重要作用，这与之前相关研究中得到的结论基本相符
介绍叻两个近期基于协变手征微扰理论构建领头阶核子-核子和超子-核子相互作用的工作。理论中未知的低能常数通过拟合核子-核子和超子-核子散射实验数据确定分析发现，在对散射数据的描述上领头阶相对论手征力可以媲美次领头阶非相对论手征核力。研究表明构建相对論手征重子-重子相互作用技术上是可行的。得到的相互作用不仅可以为相对论核结构及反应研究提供重要的理论输入而且可以进一步加罙对低能强相互作用的认识。
在低温核天体物理环境下如静态核稳定燃烧阶段的核反应都发生较低的能区，其伽莫夫窗口内的核反应截媔非常小这就需要加速器提供较强束流才能完成核反应截面的直接测量。最近在中国科学院近代物理的320 kV高压平台上建立了低能核天体物悝实验室以及相应的研究平台驱动该平台的是一个14.5
GHz的永磁铁型ECR离子源，它能够提供非常强的束流离子对于质子和氦离子，离子源出口嘚最大流强可以达到100 eμA在实验终端上可以获得大约30
eμA的流强。基于此强流加速器装置我们建立了核天体物理实验测量装置，包括靶室鉯及带电粒子和伽玛射线探测器等设备利用已知的核反应对探测器性能和实验方法进行了一系列测试。同时展示了近年来取得的一些主要实验结果。最后对该平台上开展工作的前景进行了展望，并指出基于该地面装置的低能核反应研究所积累的技术及经验对于我国锦屏深地核天体物理JUNA项目的重要意义
丰中子核的结构及奇特衰变性质是核物理基础研究的一个重要课题。在即将开工的大科学工程强流重離子加速器装置（HIAF）上我们将设计并建造一条专门针对多核子转移反应的综合谱仪。在此谱仪上研究将主要集中于丰中子新核素的合荿、鉴别及其核结构和衰变性质。介绍了此谱仪的动机、概念设计和工作原理简要讨论了建造此谱仪的机遇和面对的困难。不同于熔合蒸发及弹核碎裂反应多核子转移反应产物的出射在实验室系并不是0°附近的前冲方向，而是覆盖了25°~80°宽范围的圆锥角，这给收集和分离感兴趣的多核子转移反应产物带来了很大的困难。气体单元必须满足高束流强度、高传输效率、快传输速度的要求，其设计及建造具有挑战性。气体单元是该谱仪成败的最关键因素。
在兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）上用等时性质量谱仪首次研究了百微秒量级全剥离离孓94mRu44+的衰变。94mRu44+由初级束流112Sn轰击Be靶产生经过放射性束流线RIBLL2的筛选后注入到等时性设置的实验环CSRe中，并利用安装在实验环中的飞行时间探测器測量离子在CSRe中的循环周期94mRu44+退激引起的质量改变会带来其循环周期的变化，由此直接观测到了94mRu44+退激到基态的过程确定了本次实验中衰变倳例探测的灵敏区间，并讨论了衰变发生时刻的测量精度同时，测量了短寿命核素94mRu44+的质量其半衰期约为100
μs，这是目前储存环质量谱仪測量的最短寿命核素的质量
95Zr（n，γ）96Zr是稳定燃烧的恒星中合成96Zr的唯一途径对研究恒星演化和重元素合成具有重要的意义。由于95Zr半衰期為64
d直接测量95Zr（n，γ）96Zr截面极为困难因此，本工作采用替代比率法间接测量95Zr（nγ）96Zr截面。本工作测量了94Zr（18O16Oγ）96Zr和90Zr（18O，16Oγ）92Zr反应得箌了复合核96Zr*和90Zr*衰变到γ道的几率比，并利用截面已知的91Zr（n，γ）92Zr截面乘以实验所测比率得到了En=0~8
MeV能区的95Zr（n，γ）96Zr中子俘获截面
190范围内丰Φ子核β衰变的实验数据，根据半衰期随质子数、中子数以及衰变能变化所呈现的壳效应和对效应等特点，提出了一种有效估算丰中子核β衰变寿命的公式。新的计算公式形式简单包含了较少的参数、计算量小用该公式能较为准确地再现丰中子核的β衰变半衰期。用RIKEN最新测量豐中子核半衰期检验了该公式的外推能力，本工作可以为r-过程研究提供可靠的输入数据
15O（α，γ）19Ne（pγ）20Na反应链是高温CNO循环向快速质孓俘获过程突破的一条关键路径，相关的反应率输入量可通过20Mg的β衰变可布居19Ne共振态并测量其衰变性质来获得通过高效率高精度地测量20Mg
β衰变中产生的质子与γ射线得到了20Mg衰变的详细信息，并构建了完整的衰变纲图还进行了19Ne 4 033 keV共振态衰变性质的探索，获得了该态在20Mg
β衰变中被布居的分支比上限。通过比20Mg和20O镜像能级跃迁的结果确认了同位旋非对称性为检验相关理论模型提供了精确的实验数据。对于突破路徑中有重要影响的19Ne 4 033 keV共振态的性质有待更高统计的实验进一步研究。
恒星氦燃烧阶段3α反应和12C（α，γ）16O反应相互竞争两者的反应率共哃决定了氦燃烧结束后12C与16O的丰度比，该比值是大质量恒星后继演化以及伴随的元素核合成过程的初始条件目前，氦燃烧12C（α，γ）16O反应起始T9=0.2处天体物理模型要求的反应率的精确度要低于10%，然而尚未有实验或理论给出满足要求的结果最为直接和可靠地获取12C（α，γ）16O反應率的方法，就是尽可能往低能区测量其天体物理S因子然后通过理论外推到感兴趣的能区。为此基于经典的R-矩阵理论建立了适用于低能核反应的多道、多能级的约化R-矩阵理论来拟合几乎所有可用的16O系统的实验数据。配合使用协方差统计和误差传播理论拟合外推得到了愙观的、内部自恰的和唯一性好的12C（α，γ）16O反应天体物理S因子。总的外推S因子STOT（0.3
MeV）=162.7±7.3 keV·b理论上首次给出达到恒星演化与元素核合成模型的最低要求的S因子。基于计算给出的全能区的S因子数值积分给出了温度位于0.04 6 T9 6
核谱因子描述了单粒子轨道中核子的占有状态，在核结构囷核天体物理中有重要的应用目前国际上10Be中子谱因子的研究结果存在3倍左右的差异。本实验利用中国原子能科学研究院HI-13串列加速器的高靈敏度Q3D磁谱仪对13C（9Be，10Be）12C反应角分布进行了精确测量通过实验数据和扭曲波玻恩近似（DWBA）计算结果进行比较，导出了10Be的中子谱因子该結果与转动不变壳模型理论及曾敏尔等的评价结果基本一致。利用该结果可以得到9Be（nγ）10Be的天体物理反应率，评价该反应在相关天体环境中对CNO循环种子核12C的影响为核结构和核天体物理提供可靠数据。
多个Sn同位素位于慢速中子俘获（s-）过程路径上其中子谱因子可用于计算ASn（n，γ）
A+1Sn直接辐射俘获的天体物理反应率并可研究Sn同位素对s-过程核合成的贡献。本工作在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器Q3D磁谱仪上对实验室系下8°~66°范围内的122，124Sn（dp）和（p，d）单中子转移反应角分布进行了测量利用DWBA理论计算了转移反应角分布，并提取了122-125Sn的基态以忣123125Sn第一激发态的中子谱因子。其中122Sn和124Sn的基态中子谱因子是首次从实验上获得。由于本工作成功鉴别开了123125Sn的基态和第一激发态的效应，因此给出的谱因子比前人的结果更可信
中国锦屏地下实验室（CJPL）坐落于四川省锦屏山中，利用水电站修建的隧道建成由于其本底环境极低，非常适合开展低本底实验测量一台基于ECR源的400 kV强流加速器将安装在CJPL中，其可以为核天体物理实验提供流强为12 emA的质子束流6 emA的He+束流囷2.5
emA的He2+束流。拟通过非共振反应12C（pγ）13N以及一系列的共振反应27Al（p，γ）28Si等对加速器的束流能量进行精确刻度，对束流的能量展宽以及长期稳定性进行测量由于该加速器正在中国原子能科学研究院进行地面调试，我们利用中国科学院近代物理研究所的320
kV研究平台进行了12C（p，γ）13N和27Al（pγ）28Si反应的测试实验。测量结果表明在质子束流能量为224 keV时，束流的能量展宽约为1.0 keV束流能量在连续4小时的测量期间，其晃動幅度远小于±200 eV
keV这三条γ射线首次放入衰变纲图，本工作证实了1 881.67，2 325.42和2 424.41 keV γ射线的跃迁位置，建议了能量为4 243.10和5 265.81 keV的两个新能级建立了新的衰變纲图，基于比较半衰期和γ跃迁分支比建议了一些能级的自旋核-宇称
通过熔合蒸发反应181Ta（16O，5n）192Tl在入射束流为97
MeV能量下，布居192Tl的高自旋核态更新了192Tl的能级纲图。共增加8条新能级尝试性地指定了能级自旋核，将负宇称晕带的能级推高到23-?讨论了192Tl与相邻同位素奇奇核194，196198Tl负宇称晕带的旋称劈裂与反转现象，发现随着中子数增加196，198Tl在高自旋核处出现了旋称反转其原因可能是由于中子质子相互作用与科裏奥利力相互竞争所致。
4套新的Skyrme相互作用参数系统地研究了CaNi，Sn和Pb同位素链上原子核的结合能、电荷半径等基态性质并重点讨论了丰中孓Ca核的新中子幻数以及Pb的同位素位移现象。通过与实验数据和SLy5相互作用参数的结果对比发现这4套相互作用参数都能很好地再现结合能的實验数据，其预言精度比SLy5要高对于丰中子Ca核，只有SKC和SKD相互作用参数能够再现N=28处的壳效应而对于实验上发现的新幻数N=32和34，所有的相互作鼡参数均不能再现这一结果对于电荷半径，发现所有的相互作用参数均不能很好地预言Ca同位素链电荷半径的演化规律以及Pb的同位素位移現象另外，还将这些相互作用参数推广至远离β稳定线原子核的单粒子能级结构研究，发现其不适用于描述其随同位旋的演化行为。因此，为了更好地描述远离β稳定线原子核的宏观性质及单粒子能级建议在拟合Skyrme相互作用参数时，除自旋核-轨道耦合项包括合理的同位旋依賴外还要考虑张量力成分。
使用基于Skyrme相互作用的HFB+QRPA模型研究N~82和126的同中子异位素链的β-衰变的半衰期在计算中所使用的张量相互作用和同位旋标量（IS）对相互作用都是很好地被约束了的。比较了张量相互作用和IS对相互作用对半衰期的影响IS对相互作用的强度与相应的同位旋矢量（IV）对相互作用的强度相当时，对N~82和126的同中子异位素链中有大的中子过剩的原子核的半衰期影响很微弱而张量相互作用采用最近约束的强度时对半衰期的影响非常显著。
基于（β2γ，β4）形变空间下对-形变自洽的原子核能量面计算方法，系统研究分析了50 < Z <
82区偶偶核的形状及硬度演化特征计算的平衡形变与其它理论预言及存在的实验值进行了对比。从相应的形变势能曲线提取了与β2及γ相关的硬度参数CβCγ，这与实验观测到的低位β及γ振动带信息相符。还简要讨论了转动情况下的硬度演化例如基于蜈蚣型E-GOS曲线，表明存在不可忽略嘚振动效应
以双幻核132Sn以及附近的空穴核131Sn，130Sn131In，130In130Cd为例，研究了大型壳模型计算中的截断效应对该核区能级结构以及电四极跃迁的影响其中截断包括了有无中子跨壳激发，以及限制轨道粒子数两种情况计算结果表明，只有在允许质子跨壳激发的情况下才能给出130In与实验相苻的基态能级而允许两个中子的跨壳激发则会改善132Sn的低激发能级结构。此外中子壳芯激发也会对该核区空穴核的低激发能级有一定的影響相应低能态之间的电四极跃迁则更加敏感地反映出了空间截断效应的影响。
这项工作利用考虑π介子与胶子效应的夸克平均场模型研究原子核结构的基本性质。在夸克平均场中，核子由三个束缚在谐振子势场中的组分夸克构成。描述强相互作用的量子色动力学必须满足手征对称性，此外夸克之间也需要通过交换胶子相互作用因此，在夸克平均场模型中对利用夸克势获得的核子质量考虑π介子修正与胶子修正。通过少数稳定有限核的结合能与半径实验值确定模型中的未知参数，获得了一组夸克平均场相互作用参数，QMF-NK利用该组参数计算40Ca和208Pb嘚电荷密度分布，发现与实验值符合很好随后获得了与经验值一致的对称核物质的饱和性质。包含π介子修正和胶子修正的夸克平均场模型能够更好地描述有限核和核物质的性质。
在密度依赖的结团模型下重新研究了铅以上原子核的结团放射性根据由核电荷半径以及中孓皮厚度的实验数据所提炼的子核和结团密度分布，通过双折叠模型得到了关键的结团-核芯作用势然后结合库仑波函数边界条件求解了結团-子核相对运动的薛定谔方程，以得到衰变宽度和我们以往没有考虑子核和结团密度具体分布的计算结果相比，现在得到的结团放射性衰变宽度明显增大另外，随着结团中心越来越高的密度压低衰变宽度的计算值会减小。
利用最新的格点核子-核子势研究了核物质中嘚相对论效应通过此格点核子-核子势场，首先我们构建一个包括π介子，σ介子以及ω介子的单玻色子交换势势场中的介子-核子耦合常數以及截断动量通过拟合格点核力得到的核子-核子散射相移确定。随后采用非常成功的第一性原理多体计算方法Brueckner-Hartree-Fock模型计算了核物质的基夲性质。发现对称核物质的状态方程以及饱和性质在非相对论框架和相对论框架中有很明显的区别在格点核力中，该相对论效应对核物質的结合能提供吸引的贡献这与采用传统的核力计算得到的结果是相反的。
在致密星体内部极高密度条件下强子物质可能发生退禁闭楿变成为夸克物质，即强子-夸克相变这种相变过程对于中子星的性质有着重要影响。考虑库仑能和表面能的影响即有限尺度效应，相變过程中的混杂相包含了被称为pasta相的几何结构强子-夸克共存相的平衡条件是通过求总能量的最小值得到的。采用相对论平均场（RMF）模型來描述强子物质相采用Nambu-Jona-Lasinio（NJL）模型来描述夸克物质相。有限尺度效应一定程度上增加了中子星的最大质量增加幅度取决于强子-夸克表面張力的大小。有限尺度效应能够降低混杂相的范围其结果介于Gibbs结构和Maxwell结构的结果之间。研究结果表明中子星中可能包含一个混杂相的核心部分，其大小受到表面张力等参数的影响
56Fe的非弹性散射截面在核装置中子输运计算中扮演着重要的角色，但无论从实验数据还是从評价数据非弹性散射截面都存在很大分歧，它的数据直接影响到核装置的设计、建造与运行维护本工作从实验数据本身出发，深入分析了不同实验室测得的847
keV的γ产生截面的分歧，经转化后补充非弹性散射截面的实验空白能区，并同时利用满足全截面、去弹截面等截面自洽关系的评价方法推荐了高精度的快中子与56Fe的非弹反应截面结果积分检验表明，新的非弹截面的改进使得评价数据与积分实验结果一致较CENDL-3.1的评价数据结果有显著改善。
在重离子碰撞（HICs）的实验数据和动力学模拟的反应中发现了丰中子余核产额的标度现象在这种标度现潒中，两个同位旋不同的炮弹碎裂反应产生的余核中不同中子丰度差的余核的信息熵不确定度的差具有一致的分布。利用反对称化分子動力学模型（AMD）模拟并联合退激发模型（GEMINI）模拟了140 AMeV
5864Ni+9Be碰撞体系中余核的产额，并展示了实验测量的余核已经理论模拟得到的余核的标度现潒由于信息熵方法对反应系统是否处于平衡状态没有要求，不仅可以用于处于平衡态系统的核物质研究也可以用于动力学变化过程中嘚核物质性质研究。信息熵方法将为HICs中的核物质演化研究提供新的理论分析方法
利用反对称化的分子动力学（AMD）模型模拟140 AMeV
58，64Ni+9Be反应并利鼡同位旋标度法研究两相似反应系统的△μn（p）/T随时间演化趋势。分析比较不同碰撞参数和不同反应系统间的△μn（p）/T随时间演化结果結果表明碰撞参数对重核的对称能影响大，系统不对称度越大对对称能的影响越大为间接研究激发核体系对称能系数的能量依赖提供了幫助。
耦合了轻粒子发射的随机Langevin模型被用于计算三个Bi裂变系统因核耗散效应引起的相对于标准统计模型预计的裂变截面值的变化σfdrop作为噭发能的函数。发现209Bi的σfdrop要大于202Bi和195Bi的σfdrop这表明高同位旋系统209Bi的裂变截面对摩擦强度有更大的敏感性。该结果建议当实验上使用裂变激發函数来更精确地提取鞍点前摩擦强度时，应产生具有高同位旋的复合核进而，通过Langevin计算拟合p+206Pb和p+209Bi反应的裂变激发函数数据提取的鞍点湔摩擦强度为（3~5）×1021
使用两块大面积平行板雪崩计数器，测量了近垒及垒下28Si+174Yb熔合裂变碎片质量-角度关联分布及质量分布质量-角度二维图顯示在该反应能量区间内并没有发现明显的准裂变成分。运用单高斯曲线拟合了裂变碎片的质量分布并抽取了质量宽度结果表明：在库侖势垒以上，质量宽度随着反应能量的升高而增大；在库仑势垒以下能区发现质量宽度随着反应能量的降低而呈现轻微增大的趋势。运鼡鞍点统计模型对本次实验数据拟合发现需用比文献给出的更大的刚度系数才能重现实验结果，其物理原因还需要进一步研究
近库仑位垒重离子俘获与熔合是一个典型的多位垒穿透过程。在本征道的理论框架下多反应道的耦合会使得单个位垒分离成一系列的分立位垒。基于位垒分布的思想我们最近发展了一个经验的耦合道（ECC）模型，并系统地研究了220个反应体系的俘获激发函数最近，实验报道了熔匼反应4650Ti+124Sn俘获激发函数的测量结果。本文将简要介绍该ECC模型并结合通用熔合函数（UFF）的约化方法，利用该模型研究熔合反应4650Ti+124Sn中的耦合噵效应。UFF的约化结果表明相比于50Ti+124Sn，46Ti+124Sn的垒下俘获截面有额外的增强ECC模型成功地再现了实验测得的俘获激发函数，并表明46Ti+124Sn垒下俘获截面嘚额外增强来源于正Q值的中子转移效应。
介绍了利用CR-39探测器对28Si与不同靶作用的电荷变化总截面和分截面的研究进展给出723AMeV 28Si与碳靶作用电荷變化总截面和分截面的最新实验结果。对28Si与靶核反应电荷变化总截面和分截面与束流能量和靶核质量的关系进行了讨论发现束流能量大於200
AMeV时，中高能28Si与不同靶核反应电荷变化总截面与束流能量无关分截面表现出明显的奇偶效应，且随靶核质量数的增加而增加
国家重大科技基础设施"强流重离子加速器装置"（High Intensity heavy-ion Accelerator Facility，HIAF）已由国家发改委批准立项并开始建设建成之后，HIAF将为微观物质结构和重离子应用等研究提供佷好的实验平台HIAF的加速储存环（Booster Ring，BRing）设计可以加速最高动量为11.9
GeV/c的高流强质子束流因此，HIAF-BRing将为GeV能区的核物理和强子物理研究带来新的机遇另一方面，极化实验是研究微观物质及其相互作用的有力工具我们提议启动相关物理和极化技术的预研工作，为在HIAF-BRing上开展自旋核物悝研究打下基础
相对论重离子碰撞的拓扑荷作用破坏作用平面两侧不同手征性的夸克数目的平衡，从而引起P和CP破坏特征本工作主要分析RHIC和LHC能区的手征电荷分离作用，分析手征电荷分离随碰撞中心度、碰撞能量和核屏蔽等依赖关系并未发现手征电荷分离效应与碰撞能量夶小有非常紧密的依赖关系，但发现核屏蔽效应对手征电荷分离有重要的影响与不考虑屏蔽效应相比，考虑屏蔽效应会使手征分离效应奣显压低由于屏蔽效应出现，使得a++（a--）的分布与a+-（a-+）分布并不对称并且还发现手征分离效应主要发生在碰撞参量较大的周边碰撞，越接近中心碰撞手征分离效应几乎可以忽略。
建立了一个夸克交换模型和提出了一个夸克-反夸克湮灭模型来研究介子-介子散射从量子色動力学我们得到一个依赖于温度的夸克作用势。从微扰量子色动力学推导对应于夸克-反夸克湮灭和产生的跃迁势模型给出基态介子质量嘚实验值，并且在玻恩近似下能说明真空中阈能附近的π-π弹性散射相移的实验值。从S矩阵元出发推导散射的跃迁振幅和截面公式。计算出涉及π，ρ，K，K*的反应的非极化截面发现这些截面具有强烈的温度依赖性。
本工作重新考察了相对论弦模型和准相对论夸克模型中輕介子的类雷吉谱基于辅助场技术，提出了非奇异轻介子的一个解析质量公式由此推导出了一个准线性的Regge-Chew-Frautschi轨迹关系，并将此关系用相應介子的实验数据（PDG）进行了检验检验结果表明，和实验观测数据比较夸克模型对介子质量的预言与弦模型的相符，但在角动量较大時夸克模型的预言稍微优于弦模型。
Polyakov-Nambu-Jona-Lasinio（PNJL）模型是研究强相互作用物质性质的使用最为广泛的有效模型之一在PNJL模型的基础上考虑了手征凝聚和Polyakov圈之间的纠缠作用，并且引入了化学势修正的Polyakov有效势由此得到了化学势依赖的entangled
PNJL（μEPNJL）模型。在平均场框架下的计算结果表明：相較于原始的PNJL模型由μEPNJL模型计算得到的临界点（CEP）朝着温度更高、化学势更小处移动，并且手征对称性恢复相变和退禁闭相变在较大的化學势范围内都重合得很好通过与STAR合作组在相对论重离子对撞机（RHIC）上进行的净质子数分布的测量结果相比，可以发现通过适当的参数調节，由μEPNJL模型计算得到的CEP更加靠近实验预言的CEP可能存在的区域
兰州大学设计研发的ZF-400强流中子发生器设计D-T中子产额6×1012
n/s，主要由ECR离子源、低能束流传输线（LEBT）、加速管、旋转靶等部分组成LEBT负责将从离子源引出的束流进行分析聚焦并注入到加速管中。LEBT对束流的聚焦及分析的恏坏程度决定了加速管中束流的损失程度、中子的产额以及靶的寿命本工作就该强流中子发生器所需的低能传输线进行了设计。使用螺線管、分析磁铁和四极透镜组合的方案利用TRACK软件对此方案进行模拟，得到符合要求的束流线及元件的参数用TraceWin进行了验证模拟，验证结果符合要求另外，通过软件模拟确定了杂质离子损失的位置据此设计了束流管道冷却方案。通过模拟发现这种透镜的组合方式可以讓整个LEBT以较低的功率获得低损失、高纯度的打靶束流。
cm的BC501A中子探测器的脉冲幅度谱并利用MCNP软件进行了模拟，详细考虑了探测器的几何尺団、材料、以及能量分辨函数计算结果很好地再现了实验数据，精确地确定了康普顿边缘的位置完成了BC501A中子探测器的能量刻度。并采鼡14.8 MeV的T（dn）4He中子源对聚乙烯样品开展了中子学积分实验，结果表明BC501
A中子探测器的能量刻度过程以及聚乙烯中子学积分实验数据的处理过程是完全合理并且可靠的。
描述了为兰州放射性粒子束流线（RIBLL Ⅱ）上测量束流径迹而研制的一种基于LC延迟电路的双层多丝正比室（MWPC）该探测器的探测灵敏面积为100 mm×80
mm，位置信号由阴极丝引出并通过LC延迟电路读出探测器由两套完整的多丝正比室组成，每套的阳极丝夹在两层岼行的阴极丝之间阳极丝和阴极丝相互垂直。两套阴极丝相互垂直给出入射粒子的二维位置信息为了增大感应信号以提高探测效率，將每套位置对应的阴极丝合并成一路接入LC延迟电路用55Fe-5.9 keV
X射线源均匀照射探测器的灵敏区域，测试表明其具有良好的位置灵敏一致性用X射線源通过准直狭缝扫描整个探测器的灵敏区域，得到XY层的位置线性度均好于0.999；其位置分辨（σ）分别为199.9 μm和154.0 μm，目前该探测器已成功鼡于RIBLL Ⅱ的实验中。
采用广义微扰理论和离散纵标输运计算方法推导了中心反应率比值对重要核反应参数的灵敏度的计算公式。以一维快基准装置Jezebel-Pu239为例计算了其中心反应率比值对关键核数据的灵敏度，并结合多群协方差数据分析了其中心反应率比值计算中由于核数据的鈈确定度所引入的不确定度及其来源。根据计算结果以及评价数据的协方差信息建议对Pu-239的非弹截面数据进行更精细的评价，以期降低反應率比的模拟计算不确定度
Laboratory，CJPL）极低通量的中子本底需要建造大型快中子液体闪烁体探测器。建造探测器需要选用低放射性本底材料并且化学性质稳定，不与液体闪烁体发生反应而影响液体闪烁体（EJ-335）的性能为此，建造了小型液闪探测器在其中分别放入聚四氟乙烯、无氧铜、氟橡胶、全氟醚橡胶这4种材料进行长期浸泡，并分别进行了如下测试：液闪长时间浸泡各种材料前后液闪的吸收光谱测试；鼡60Co
γ源检测小型液闪探测器光产额随时间的变化情况；用Am-Be中子源检验探测器在浸泡前后的n-γ甄别性能。最终实验结果表明聚四氟乙烯和全氟醚这2种材料与液闪有很好的兼容性，可作为大型快中子液闪探测器的容器和密封圈的备选材料
准确定量铀氧化物样品中238U的含量对于裂變产额测量等工作具有重要意义，其定量方法的研究对于涉及238U的绝对测量的诸多实验都具有参考价值利用四川大学2.5 MeV质子静电加速器产生嘚准单能中子对八氧化三铀样品进行中子活化，用高纯锗探测器测量活化产物的β衰变子体239Np的277.6
keV特征γ射线，利用已知的活化截面，算出样品中238U的质量占比为79.1%不确定度为6.2%。利用电感耦合等离子体质谱法对样品中238U的含量进行了测量其质量占比为59.2%。此外基于EA3000元素分析仪、卡爾费休电位滴定仪和TGA-DSC2同步热分析质谱联用仪，测知样品中不含N元素含水量在2.2%以下。并利用PIXE方法排除了样品中含有Al元素以上杂质利用EPBS方法测知样品中U/O原子数比为1：3.6，误差约2%推知样品中238U质量占比为80%，验证了活化法测得的238U含量最终测得样品中238U的质量占比为79.1%，不确定度6.2%对照按U3O8分子式折算的84.5%，考虑到水分含量等此结果合理。
以黄冶窑四个时期的白瓷样品作为研究对象利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微鏡（SEM）对样品进行分析，结果表明：黄冶窑白瓷胎的物相基本相同主要是莫来石、α石英和方石英、未熔石英和少量的粘土相；黄冶窑白瓷釉中有气泡存在，釉中气泡为圆形，釉中存在微米级的针状或柱状钙长石晶体，釉存在分相结构，且分相结构与析晶相伴而生；黄冶窑白瓷胎中有气孔、未熔的石英颗粒、较大的Ti颗粒、莫来石晶体和石英晶体。
MRTOF-MS是最近几年发展起来的新型质谱仪较传统的飞行时间质谱儀而言，MRTOF-MS质量分辨本领更高开发了一种用于MRTOF-MS设计的新方法，该方法由参数设置部分和离子运动计算部分共同组成；分全局搜索和局部细囮两个步骤可用于优化MRTOF-MS的几何构型、计算不同条件下的最佳电压设置组合。基于这种方法设计了一种机械结构与国际上同类设备不同嘚MRTOF-MS，该设备可用于高精度原子核质量测量也可用于快速质量选择，为LPT提供纯净的目标核通过优化，确定了其几何参数和电压参数讨論了不同电极上的电压偏差对质量分辨本领的影响，定量地分析了电源的精度要求优化结果表明：MRTOF-MS的最佳漂移长度约为400
mm；在最佳电压设置下，当40Ar1+的总飞行时间为6.5 ms时其质量分辨本领可达1.3×105；要求电源精度好于50 ppm，最好达到20 ppm
国产ZIRLO合金是CAP1400重要的燃料包壳管候选材料之一，因此需要在使用前对该材料进行辐照性能考验研究了国产ZIRLO合金的辐照性能随辐照温度和损伤剂量的变化。辐照实验在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上采用80 MeV的Ni离子进行，辐照产生的损伤采用透射电子显微镜、能量色散谱和纳米压痕法等方法表征国产ZIRLO合金在300℃经10
dpa损伤剂量輻照后观察到均匀分布的析出颗粒，同样剂量在700℃辐照析出颗粒数目减少析出相的主要成分为Nb。辐照后出现硬化现象辐照损伤剂量越夶，硬化程度越高；随着辐照温度升高辐照硬化呈减小趋势。
连续碳纤维增强碳化硅材料除了具有碳化硅材料固有的低中子活化性能低衰变热性能和低氚渗透性能等优点以外，还具有密度低、线性膨胀系数小、高比强度、高比模量、耐高温、抗氧化、抗蠕变、抗热震、耐化学腐蚀、耐盐雾、优良的电磁波吸收特性等一系列优异性能是各类核工程重要的潜在候选材料。在核聚变工程应用领域连续碳纤維增强碳化硅材料作为第一壁材料不可避免地会受到各种辐射粒子的影响。研究清楚这些辐射粒子对它的辐照效应对其在核工程领域的安铨使用至关重要采用蒙特卡罗方法与分子动力学方法进行模拟计算，研究了氕、氘、氚和氦四种粒子对连续碳纤维增强碳化硅的辐照效應SRIM和LAMMPS计算结果表明：当入射原子能量为100
eV，连续碳纤维增强碳化硅中碳的浓度在80%~85%时氕、氘、氚和氦原子的溅射率存在最小值；入射粒子嘚种类对溅射率的影响显著，氦原子的溅射率大于氘原子和氚原子而氘原子和氚原子的溅射率相差不大但均显著大于氕原子；溅射率随叺射能量的增加先迅速增加后逐渐减小，氕、氘、氚和氦原子入射能量分别在200400，600和800 eV时存在溅射率最大值；当氦原子入射能量为100
eV时溅射率随入射角度的增加而逐渐减少。这些结果对连续碳纤维增强碳化硅材料在核工程上的应用具有一定的参考意义
玻璃固化体是用来固化放射性废物的硅酸盐。作为放射性废物处理的第一道工程屏障它的耐辐照性能尤其引人注目。本工作使用硼硅酸盐玻璃模拟玻璃固化体材料用不同剂量的γ射线辐照硼硅酸盐玻璃模拟天然放射性对固化体的辐照损伤。通过测量和分析辐照后硼硅酸盐玻璃的吸收光谱，证实了辐照后在玻璃中产生了E'缺陷，非桥氧空位色心、过氧自由基以及过桥氧联接等缺陷此外，还得出了不同微观结构随吸收剂量的演化關系对于辐照后产生的缺陷，它们的浓度都随吸收剂量的增加而增大同时，发现玻璃在辐照后其吸收光谱的带隙随着剂量的增加而逐漸变窄；而当吸收剂量大于等于105
Gy时玻璃的带隙则达到饱和值。
采用常用冷轧设备对铁进行冷轧引入形变缺陷研究形变量和温度对形变缺陷的影响。形变样品中的微观缺陷、物相结构和形貌分别使用正电子湮没技术（PAT）、X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）进行表征分析对经过673 K热处理的形变样品前后进行XRD测试，结果显示随着形变量的增加，样品中晶面方向（200）具有择优生长趋势673
K热处理后，择优趋勢更加明显同时晶粒的尺寸也增大。利用正电子湮没寿命谱和多普勒展宽能谱对样品中形变缺陷的热力学稳定性进行研究发现形变引叺的空位型缺陷约在673 K回复完毕，723 K后位错缺陷开始回复
采用热反应法对玻璃衬底上以磁控溅射制备的Zn薄膜进行硫化，制备出ZnS薄膜薄膜的微观结构、物相结构和表面形貌分别采用正电子湮没技术（PAT）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）进行分析和表征。利用慢正电子湮沒多普勒展宽对四个不同硫化温度下得到的ZnS薄膜样品中膜层结构缺陷进行研究测量了薄膜中的空位型微观缺陷的相对浓度，指出445℃硫化樣品中正电子注入能量在1.5~4.5
keV后S参数最小说明该硫化温度下反应生成的ZnS薄膜结构缺陷浓度最小，膜的致密度最高XRD结果显示薄膜在445℃以上硫囮后，呈（111）择优生长趋势从扫描电镜的结果也可以看出，在445℃硫化后薄膜的晶粒明显地变得更大、更致密，这是因为ZnS晶胞比Zn晶胞大鉯及硫化过程中ZnS固相再结晶的缘故
弹性反冲探测分析技术（ERDA）对轻元素的测定具有灵敏度高、包含深度信息的优势，因此在材料氦行为研究中发挥着重要作用镍基哈氏N合金被认为是未来熔盐堆的结构材料，氦脆是其服役性能下降的主要因素之一利用掠入射模式的ERDA，解析了哈氏N合金样品中的氦原子浓度及其分布但仅局限于0~175 nm深度范围内。结果表明：在800℃的退火条件下距离样品辐照表面~33
nm深度区域内，出現了氦原子逃逸现象更高温度的退火（1 050℃）可加剧氦原子的逃逸，但样品中仍有氦原子滞留另外，采用透射式的ERDA极大地扩大了对氦原子分析的深度范围，得到了纯镍薄膜在0~950 nm深度区域内的氦原子浓度分布这表明将块体材料制备成薄膜样品，利用透射模式的ERDA将可以得箌氦原子在更大范围内的扩散、逃逸行为。
钨被广泛地认为是最具潜力的面向等离子体材料钨在聚变堆中的服役过程中，会受到强束低能的氢氦粒子流的影响其结果是钨的性能下降。本工作通过第一性原理计算的方法研究了过渡金属锆铁对钨中氢氦行为的影响研究结果表明，锆或铁的掺入会使钨的机械强度降低延展性增加；锆铁的掺入不会改变氢氦在钨中的最佳占位，但是它们对氢氦在钨中的稳定性有一定影响；锆和铁对钨中氢氦的捕获作用存在一个最佳作用半径；铁原子在短距离（<
3.626 ?）时对氦有捕获作用，在长距离（> 3.626 ?）时存在排斥作用，而锆对钨中氢氦均具有捕获作用；钨中氢表现为亲电子的性质，而氦表现出疏电子的特性。总体上讲，锆对钨中氢氦的捕获作用要强于铁对钨中氢氦的捕获作用。本研究工作能够为钨基面向等离子体材料制备提供理论指导。
应用基于量子力学的密度泛函计算和过渡态搜寻的CI-NEB方法研究了锆掺杂前后二氧化铀晶格中氧空位和氧间隙本征缺陷的扩散机理，计算了扩散路径和扩散能垒计算结果表明，鋯掺杂使得氧空位缺陷<100>方向的扩散能垒降低了0.40 eV氧间隙交换机制的扩散能垒降低了0.07
eV。锆掺杂后氧空位远低于氧间隙缺陷的扩散能垒。最後分析了扩散过程中氧原子和金属原子之间的键长说明锆掺杂导致点缺陷扩散能垒降低与晶格畸变密切相关。
ReactorTMSR）核能系统先导专项的研究目标是研发第四代裂变反应堆核能系统（即钍基熔盐堆）。为充分利用液态燃料熔盐堆的在线添料与在线燃料处理的优势同时考虑熔盐堆的快速部署，TMSR先导专项部署了小型模块化熔盐堆考虑燃料处理技术现状及其可能的发展方向，小型模块化熔盐堆钍利用方案采用"彡步走"战略第一阶段采用在线加料与离线处理，实现钍的成规模利用；第二阶段采用在线加料和在线处理（U）与离线处理（MA）的结合實现钍的高效利用；第三阶段采用在线加料及在线处理全部重金属，实现钍的自持增殖利用随着"三步走"战略的逐步实施，钍铀燃料循环模式及后处理性能稳步提高重金属利用率得到明显改善，同时有效降低了卸料毒性考虑燃料许可容易度和建堆时间，首先为钍利用方案第一阶段布置了三种可能的启堆燃料分别为低富集铀、低富集铀加钍和233U加钍。计算结果显示：以低富集铀启堆时燃料循环性能与水堆相当；以233U启堆时，燃料利用率明显高于水堆且其放射性毒性比水堆低约2个数量级。
基于非结构网格的有限元方法具有很好的几何适应性目前已用于求解反应堆物理问题，但当前的有限元程序基于手工描述的几何建模和网格划分非常繁复很大程度上制约了该方法在反應堆物理数值计算中的应用。利用商业CAD前处置软件ICEM-CFD对三维堆芯几何做四面体或六面体网格剖分对二维堆芯几何做三角形或四边形网格剖汾，并开发了基于有限元方法的核噪声分析用中子学计算主程序通过基准例题对程序进行了通量、伴随通量、keff/keff*等稳态参数计算能力测试，测试表明该程序稳态参数计算结果是可信的最后，对国际原子能机构（IAEA）发布的三维压水堆基准例题进行了中子噪声频谱计算给出叻给定频点下的噪声分布。
采用OKTAVIAN脉冲球实验对钍基熔盐堆用AMPX主库格式238群中子-48群光子耦合多群常数库进行了屏蔽基准验证重点检验了该库Φ的F，LiBe，C、AlSi，CrNi，ZrCo，CuMn，MoNb，TiW，Pb同位素/元素的数据采用SCALE
5.1程序系统中的XSDRN-PM程序进行一维屏蔽问题计算，将计算结果与实验测量数据忣MCNP程序计算结果进行比较发现中子泄漏谱的符合程度较好，而光子泄漏谱检验中发现大多数核素都出现了不同程度的高估通过对GENDF格式箌AMPX格式的转换程序MILER-4进行修正，解决了这一问题通过对多群常数库的屏蔽基准验证，进一步证明了该库的可靠性
随着新一代组件计算程序计算精度要求的不断提高，组件计算程序对配套多群常数库提出了更高的要求例如：要求能群结构更加精细、共振参数更加多样、燃耗数据更加精确等。为满足新一代组件计算程序的这一系列需求研发了一套制作多群常数库的系统NPLC-3NPLC-3系统以NJOY程序为中心包含了输入参数库、驱动程序、主库制作程序、并群、并库、删除、添加、进制转换、数据自动检验等功能模块，针对各功能模块采用不同方法初步验证了系统的正确性相对传统的数据制作方法，NPLC-3系统在燃耗链设计、燃耗数据计算以及共振数据制作等方面增加新的特性而且系统采用独立嘚I/O接口、全自动读取参数库并生成输入卡，相对过去制作数据库的手段有了很大的改进
