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智能算法对核爆炸光辐射损伤面积预测及源项反演
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作者 韩小祥 张欣 +3 位作者 李君 原林 刘洋 王博宇 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第10期211-224,共14页
光辐射是核爆炸能量耗散的主要形式,对生态环境和人类社会具有深远影响。研究其特性、传播规律和能量分布,可为核爆炸毁伤效应评估与防护提供重要依据。引入Kolmogorov-Arnold网络(KAN),构建了可解释的核爆炸光辐射损伤面积预测模型,同... 光辐射是核爆炸能量耗散的主要形式,对生态环境和人类社会具有深远影响。研究其特性、传播规律和能量分布,可为核爆炸毁伤效应评估与防护提供重要依据。引入Kolmogorov-Arnold网络(KAN),构建了可解释的核爆炸光辐射损伤面积预测模型,同时采用多种优化算法反演出核爆炸的源项参数。首先,基于核爆炸火球理论构建光辐射模型,结合ArcGIS Pro软件实现真实地图下光辐射的热能分布,并根据生物的烧伤伤情分级标准生成爆炸当量、爆炸高度与损伤面积之间的数据集。其次,利用KAN网络进行数据集预测,凭借其独特的可解释性优势获得显式预测公式。再次,采用门控循环单元、极限学习机和随机森林等8种算法对比预测结果,评估KAN的性能。最后,构建核爆炸光辐射模型损失函数,通过多种优化算法获得爆炸当量、爆炸高度和爆心位置等源项信息。本研究实现了对核爆炸光辐射损伤效应的快速预测和精准反演,有助于提高应急响应效率并辅助防护决策。 展开更多
关键词 光辐射 ArcGIS Pro Kolmogorov-Arnold网络 参数反演 机器学习
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环保型钆硼柔性热中子吸收材料特性研究 被引量：2
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作者 王琦 郭晓林 +7 位作者 尹进南 王晓娟 原林 王博宇 方青龙 韩小祥 仇天祎 刘洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1364-1371,共8页
本文以聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)为基体、以Gd_(2)O_(3)、B_(4)C为功能填料,研制了一种柔性热中子吸收材料。SEM测试结果表明,不同含量的材料中Gd_(2)O_(3)和B_(4)C微米颗粒分布相对均匀;XRD和FT-IR测试结果表明,Gd_(2)O_(3)、... 本文以聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)为基体、以Gd_(2)O_(3)、B_(4)C为功能填料,研制了一种柔性热中子吸收材料。SEM测试结果表明,不同含量的材料中Gd_(2)O_(3)和B_(4)C微米颗粒分布相对均匀;XRD和FT-IR测试结果表明,Gd_(2)O_(3)、B_(4)C与基体SEBS未发生化学反应,属于物理性混合。通过实验和蒙特卡罗模拟进行热中子屏蔽性能验证,对照组材料的实验透射率为31.97%~35.35%,实验组材料的实验和模拟透射率分别为32.11%~36.54%和26.26%~31.31%。对实验组进行了热中子面透射率均匀性测试,结果表明,(10%Gd_(2)O_(3)+40%B_(4)C)/SEBS和(30%Gd_(2)O_(3)+40%B_(4)C)/SEBS材料的平均透射率分别为34.34%和31.60%,所有采样点的绝对偏差在±0.5%以内,标准差为0.33%和0.26%,离散系数为0.0096和0.0082。该柔性材料有效弥补了传统刚性射线屏蔽材料的不足,在核设施异形复杂结构表面包覆防护和可穿戴辐射防护服领域具有潜在应用价值。 展开更多
关键词 钆 硼 中子防护 柔性材料 蒙特卡罗模拟
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无铅柔性高分子复合材料X射线屏蔽性能研究
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作者 王博宇 张栋栋 +3 位作者 袁继龙 陆地 王琦 刘洋 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期695-704,共10页
随着医疗X射线诊断技术的发展,对非铅基环境友好型X射线屏蔽材料的需求正日益增加。通过熔融共混制备了热塑性硫化橡胶(TPV)与WO_(3)或Gd_(2)O_(3)或Bi_(2)O_(3)的新型复合屏蔽材料,随后对复合屏蔽材料进行微观性能表征。扫描电子显微镜... 随着医疗X射线诊断技术的发展,对非铅基环境友好型X射线屏蔽材料的需求正日益增加。通过熔融共混制备了热塑性硫化橡胶(TPV)与WO_(3)或Gd_(2)O_(3)或Bi_(2)O_(3)的新型复合屏蔽材料,随后对复合屏蔽材料进行微观性能表征。扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线衍射仪(XRD)结果表明:功能颗粒均匀分散到基体中,无明显团聚;功能颗粒未与基体间形成化学键;并且晶体结构也未发生改变。力学性能测试表明:TPV/WO_(3)性能最优,在100∶100质量掺杂比下拉伸强度仍然可达4.65 MPa,断裂伸长率为544.76%,邵氏硬度为73 HA。对100 kV管电压X射线的屏蔽试验结果表明,厚度为2 mm的掺杂Gd_(2)O_(3)或WO_(3)复合材料均可达到Ⅰ级铅当量防护标准(0.25 mmPb),其中掺杂WO_(3)的可达0.33 mmPb。MCNP模拟X射线透射率结果与试验结果基本吻合,并表明Gd_(2)O_(3)和WO_(3)的X射线能量吸收范围位于Pb的“弱吸收区”,可弥补其不足。综上,该组屏蔽材料对100 kV管电压的X射线表现出良好的防护性能,在核医学和核军工等领域具备应用潜力。 展开更多
关键词 X射线 辐射防护 氧化钆 氧化钨 氧化铋
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