基本信息
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通信地址:甘肃省兰州市南昌路509号
邮政编码:730000
研究领域1. 核能科学与工程专业(082701)
研究方向:核反应堆与工程热物理(核能装置模拟仿真)
研究背景简介:
加速器驱动核能系统(ADS)被认为是新一代洁净核能系统,核能发展必须解决的重大问题:(1)核燃料问题(2)核废料处理(3)核安全。目前我们正在承担中科院ADS科技战略先导专项,瞄准国际研究动态结合我国ADS发展需求,开展ADS相关研究。
研究内容:
(1)ADS新型靶堆耦合系统
ADS主要由加速器、散裂靶、次临界反应堆构成,我们提出了基于颗粒流的ADS新型靶堆系统的概念设计。靶堆耦合系统中子学是主要关键问题之一,需要从实验和理论模拟对散裂靶、次临界堆芯的中子学进行研究,并开展该装置的模拟仿真。
(2)ADS散裂靶核数据测量与理论计算
ADS基本原理是高能强流质子束轰击重金属散裂靶,发生散裂反应产生大量中子,这些中子作为外围中子源驱动次临界堆芯,进行核燃料增殖、核废料嬗变及核能发电。需要对高能质子轰击重金属靶的反应产物进行实验测量,进行散裂靶中子学性能研究,并进行散裂反应物理机制研究。利用Geant4,Fluka,MCNP/MCNPX等软件进行模拟计算。我们经过3年的艰苦奋斗,发展了一套ADS核数据实验测量装置,包括束流拾取探测器、中子飞行时间谱仪、轻带电粒子谱仪及伽马探测器阵列等,并且发展了一套基于VME的高速数据获取系统及相关的核电子学系统。目前我们已经开展铅靶、钨靶的高达400MeV高能中子能谱测量,并且和理论计算进行相互校验,掌握了高能中子探测技术和实验方法。
(3)高能中子在ADS关键材料中的输运行为
目前国际上中子核数据实验测量主要在20MeV以下,基于我国大科学装置兰州重离子加速器与冷却储存环(HIRFL-CSR),我们已经开展了高达几百MeV白光中子源研究。针对ADS发展需求,需要对高能中子在ADS关键材料中的输运行为研究。主要是利用高能中子与散裂靶相互作用,测量泄漏中子能谱,同时开展中子输运理论计算,对中子的输运行为进行深入研究。
(4)中子核数据宏观基准检验
针对ADS中关键材料,利用14MeV中子轰击样品,进行泄漏中子谱测量,利用MCNP,FLUKA,GEANT4计算,输入国际上几个重要的中子核数据库,对核数据库进行宏观基准检验。目前MCNP软件的检验已经开展,下一步我们将要开展FLUKA,GEANT4软件的检验工作。
2. 粒子物理与核物理专业
研究方向:重离子物理
(1) 中高能重离子核反应
主要研究内容包括非对称核物质性质和状态方程研究、核物质液气相变、反应动力学、弹核碎裂反应等基础研究,通过中高能重离子碰撞出射碎片的测量,结合反应动力学模型AMD/QMD/EQMD/CoMD、统计衰变模型SMM/GEMINI等计算进行研究。我们与美国Texas A&M University合作,开展这方面的实验和理论研究。
(2)放射性核束物理
主要研究内容包括弱束缚核引起的反应动力学、轻奇异核熔合反应、弹性散射等方面。我们与日本大阪大学合作,开展奇异核性质研究。
(3)高速数据获取系统
主要研究内容: 基于VME或者PXI总线的高速数据获取系统研制,系统软件采用C/C++编写,调用了CERN 开发的ROOT框架,通过远程或本地控制数据采集与保存数据,并且实时在线显示。 软件还可以采用NI公司的Labview进行编写,实现数据采集、显示及保存。在学习数据获取系统软件的同时,必须要清楚理解相关的核电子学与数据获取系统的硬件。
(4)先进核探测技术
主要研究内容包括用于核物理实验的相关探测器如气体探测器(PPAC,Ionization Chamber)、PMT读出闪烁体探测器(用于带电粒子测量的CsI闪烁体探测器、用于时间测量的塑料闪烁体探测器、中子探测阵列等)、半导体探测器阵列等。我们发展了一套ADS核数据实验测量装置,包含了各种探测器,下一步需要对探测器的性能进行更为深入研究。
招生信息1. 招收推荐免试研究生(含直博生)
每年招收1-2名推免生,优秀学生可以直接攻读博士学位。
中科院近代物理研究所拟接收免试直接攻读博士学位人数约10名左右,免试攻读硕士学位研究生人数约20名左右。推荐免试生招收类型分为学术型硕士、专业型硕士和直博生。
一、申请条件
(一)遵纪守法,道德品质好,有较好的科研工作潜质,有献身科学事业的精神。
(二)必须是2015年应届本科毕业生,占用学生所在高校推荐免试生名额。
(三)申请人在大学本科学习阶段成绩优异。
(四)具有较强的外语听、说、读、写能力。
(五)具有较强的调查研究、综合分析和解决问题的能力。
(六)身体健康状况符合规定的体检标准和研究所科研工作特殊要求,心理健康状况优良。
硕士生2名;
博士生2名;
博士后若干名。
要求:“211”重点大学物理学、应用物理学、粒子物理与原子核物理、核科学与技术专业、核能科学与工程等相关专业,英语通过国家大学英语6级,具有很强的C/C++/Fortran编程能力。由于本课题组长期与国外合作研究,撰写英文文章、阅读英文文献等,需要很强的英语能力;实验数据获取、数据分析与处理、理论计算等都需要很强的程序设计能力。最重要的是能够吃苦耐劳。
问:硕士研究生待遇如何?
答:研究所为学生提供良好的奖助学金待遇,硕士研究生国家助学金6000元/人?年,研究所奖学金7200元/人?年,国科大学业奖学金平均8000/人?年,助研津贴7200至14400元/人?年,此外,每月有保健和伙食补贴,公费办理医疗保险。推免生第一学年实行特别奖励。 每月270-360元保健费。
详细情况见中科院近代物理研究所招生网:http://ge.imp.cas.cn/zsxx/sszs/
问:博士研究生待遇如何?
答:近代物理研究所招收攻读博士学位研究生在学期间待遇丰厚,博士国家助学金12000元/年?人,研究所奖学金9600元/年?人,国科大学业奖学金平均13000元/年?人,助研津贴14400元~21600元/年?人,另有预聘用津贴、保健、伙食补助和医疗补贴。直博生第一学年可享受特别奖励。每月270-360元保健费。
详细情况见中科院近代物理研究所招生网:http://ge.imp.cas.cn/zsxx/bszs/
招生专业 核能科学与工程
粒子物理与原子核物理
招生方向 核反应堆与工程热物理(核能装置模拟仿真)
重离子物理
教育背景1994年9月-1998年7月
福州大学电子系应用物理专业,获理学学士学位。
1998年9月-2003年7月
中科院近代物理研究所,粒子物理与原子核物理专业,硕博连读,获理学博士学位。
学历 中科院研究生院 -- 研究生
学位 中科院研究生院 -- 博士
出国学习工作2005年7月至2008年8月
在美国Cyclotron Institute,Texas A&M University 从事中能重离子核反应研究。
工作经历
工作简历2003年7月至2005年7月
在北京大学物理学院做博士后,从事放射性核束物理研究。
2005年7月至2008年8月
在美国Cyclotron Institute,Texas A&M University (Research Associate),从事中能重离子核反应研究。
2008年8月
获中科院“百人计划”-“引进国外杰出人才”入选资格,在近代物理研究所任研究员,博士生导师。
2010年
获中科院“百人计划”择优支持。
社会兼职
教授课程
专利与奖励
奖励信息
专利成果
出版信息
发表论文 (1) Measurement of leakage neutron spectra for Tungsten with D-Tneutrons and validation of evaluated nuclear data,Fusion Engineering and Design,2015,通讯作者
(2) Fast neutron scattering on Gallium target at 14.8 MeV,Nuclear Physics A,2015,通讯作者
(3) Mass Dependence of Transverse Flow in Heavy Ion Collisions at Intermediate energies,Phys. Rev. C,2014,第5作者
(4) Development and the First Test Experiment of Experimental Setup for Measuring of ADS Nuclear Data, Atomic Energy Science and Technology,2014,通讯作者
(5) Primary Isotope Yields and Characteristic Properties of the Fragmenting Source in Heavy-ion Reactions near the Fermi Energies,Phys. Rev. C,2014,第5作者
(6) Simulation of Pb(p,xn) and Bi(p,xn) Production Cross Sections in the Incident Proton Energy Range up to 3 GeV ,原子核物理评论,2014,通讯作者
(7) Multistage transformation and charge effect during the fragmentation phase transition in atomic clusters,PHYSICAL REVIEW A ,2013,第3作者
(8) NE213闪烁体探测器中子探测效率模拟,原子核物理评论,2013,通讯作者
(9) Study on gamma response function of EJ301 organic liquid scintillator with GEANT4 and FLUKA,Chinese Physics C ,2013,通讯作者
(10) Effects of In-Medium Nucleon-Nucleon Cross Section and Nuclear Density Distribution on the Proton-Nucleus Total Reaction Cross Section,CHIN. PHYS. LETT,2013,通讯作者
(11) Study on fragments emission in the 64Ni+64Ni reaction at 40AMeV,Plasma Science and Technology,2012,通讯作者
(12) projectile fragmentation reactions of 40Ar at 57MeV/nucleon,Physical Review C,2012,第4作者
(13) 基于PXI-5105示波器卡的数据获取系统,Data Acquisition System Basedon PXI-5105 Scope Card,原子能科学技术,2012,通讯作者
(14) Neutron multiplicity from primary hot fragments produced in heavy ion reactions near Fermi energy, J.Phys.:Conf.Ser. 312, 082009 (2011),2011,第5作者
(15) Clustered low density nuclear matter in near Fermi energy collisions,Int.J.Mod.Phys. E20, 987 (2011),2011,第5作者
(16) Study of proton resonances in 18Ne via resonant elastic scattering of 17F + p and its astrophysical implication in the stellar reaction of 14O(α, p)17F,Eur.Phys.J. A 47, 67 (2011),2011,第4作者
(17) 基于PXI总线的阵列探测器数据获取系统,A Data Acquisition System Basedon PXI Bus for Array Detector,原子核物理评论,2011,通讯作者
(18) Determining excitation temperature of fragmented C60 via momentum distributions of fragments,Physical Chemistry Chemical Physics,13,3328-3333,2011,第3作者
(19) 17F + p 厚靶实验对18Ne共振态性质的研究,Investigation of Resonant Properties in18Ne via a Thick-target Method of 17F+p,原子核物理评论,2011,第4作者
(20) Development of multi-channel gated integrator and PXI-DAQ system for nuclear detector arrays ,Nuclear Instruments and Methods inPhysics Research A 622,215-218 ,2010,通讯作者
(21) A novel approach to isoscaling The role of the order parameter m =( Nf-Zf)/Af,Nuclear Physics A 847,233–242,2010,第2作者
(22) Isobaric yield ratios and the symmetry energy in heavy-ion reactions near the Fermi energy,PHYSICAL REVIEW C 81, 044620 ,2010,第2作者
(23) LOW DENSITY NUCLEAR MATTER IN FERMI ENERGY COLLISIONS,International Journal of Modern Physics E Vol. 19, Nos. 8 9 ,1513–1522,2010,第4作者
(24) Power law behavior of the isotope yield distributions in the multifragmentation regime of heavy ion reactions,PHYSICAL REVIEW C 82, 054602,2010,第3作者
(25) Isospin dependence of the nuclear equation of state near the critical point,PHYSICAL REVIEW C 81, 044618,2010,第3作者
(26) THE ISOSPIN DEPENDENCE OF THE NUCLEAR PHASE TRANSITION NEAR THE CRITICAL POINT,International Journal of Modern Physics E, Vol. 19, Nos. 89, 1570-1576,2010,第1作者
(27) Isocaling and the symmetry energy in the multifragmentation regime of heavy-ion collisions,PHYSICAL REVIEW C 81, 064613,2010,第1作者
(28) RIBLL传输效率研究,原子核物理评论,26卷,3期,203页,2009,第4作者
(29) Kinetic energies of Cn(+) (n 58) fragment ions produced by nanosecond laser impact on C60,Chemical Physics Letters 470 , 215-218,2009,第3作者
(30) Quantum Nature of a Nuclear Phase Transition,PHYSICAL REVIEW LETTERS,101,122702,2008,第2作者
发表著作
科研活动1. 国际合作交流
近5年来,ADS核数据研究室与美国Texas A&M University、日本大阪大学开展了实质性的国际合作与交流。
1)与美国Texas A&M University的合作交流
与美国Texas A&M University Cyclotron Institute (美国德州农工大学回旋加速器研究所)的Joseph B. Natowitz杰出教授合作,开展了中能重离子核反应研究。
主要交流活动:
(1)2010年9月-2010年12月,该研究小组的Ryoichi Wada研究员受邀访问近物所;从2011年3月 ,连续3年获“中国科学院外国专家特聘研究员”资助来所工作。主要在非对称核物质相变及对称能研究、中能重离子反应动力学、轻奇异核弹性散射与熔合反应及中科院ADS先导专项课题“散裂靶专用数据评估与关键核数据测量”等方面开展合作研究,并且进行研究生联合培养工作,为所内研究生和职工开展核物理实验方法讲座10余次。
(2)受该研究组资助(美国能源部基金:DE-FG03-93ER40773及Robert A. Welch基金会基金:A0330),2008年8月-2010年2月,博士研究生黄美容在美国进行联合培养,2011年7月博士毕业,获得“中科院院长优秀奖”;2012年6月-12月,博士研究生张苏雅拉吐与刘星泉赴美国进行了“重复合体系形变奇异核的衰变形式”的研究实验;2013年10月-12月,博士研究生刘星泉与林炜平赴美国开展合作实验研究。
(3)2013年9月,近物所陈志强研究员、王建松研究员访问TAMU,双方讨论了合作实验、研究生联合培养等事宜。
取得主要成果:
通过双方的合作研究,在中能重离子核反应及放射性核束物理方面取得了取得重要研究进展,在PRL、PRC、NPA等国际SCI刊物发表17篇文章。
1.Z.Chen,et al., Phys.Rev. C81,064613(2010).
2.Z.CHEN, et al., International Journal of Modern Physics E, Vol.19Nos8&9(2010)1570-1576.
3.L.QIN,K.HAGEL,R.WADA, Z.CHEN, International Journal of Modern Physics E, Vol.19Nos8&9(2010)1513-1522.
4.L.Qin, et al., Nucl.Phys.A834(2010)521c-526c.
5.M.Huang, Z.Chen, et al., Nucl.Phys.A847(2010)233-242.
6.M.Huang, A.Bonasera, Z.Chen,et al., Phys.Rev.C81,044618(2010).
7.M.Huang, Z.Chen, et al., Phys.Rev.C81,044620(2010).
8.M.Huang, R.Wada, Z.Chen, et al., Phys.Rev.C82,054602(2010).
9.J.B. Natowitz,K.Hagel, R.Wada, L.Qin, Z.Chen, et al., International Journal of Modern Physics E, Vol.20 No.4(2011)987-992.
10.L.Qin,et al., Phys.Rev.Lett. 108, 172701(2012).
11.R. Wada, et al., Phys.Rev. C85,064618(2012).
12.K. Hagel, et al., Phys.Rev.Lett. 108, 062702 (2012).
13.S. Zhang, et al., Nucl. Inst. Meth. A 709 (2013)68-71.
14.Y.Y. Yang, et al., Nucl. Inst. Meth. A701(2013)1.
15.Y.Y. Yang, et al., Phys.Rev. C87, 044613(2013).
16.M.R.D. Rodrigues, et al., Phys. Rev. C88, 034605(2013).
17.W. Lin, et al., Phys. Rev. C89, 021601(R) (2014).
2)与日本大阪大学合作
与日本大阪大学核物理研究中心Tanihata教授合作,在放射性核束物理及ADS核数据实验测量等方面开展合作。
主要交流活动:
(1)2013年5月-6月,陈志强研究员及Ryoichi Wada特聘研究员赴日本参加用于研究核力中排斥力的“100 AMeV 12C在12C靶上的弹性散射”实验,期间还获得了ADS散裂靶相关392 MeV p+W 中子双微分截面实验数据。
(2)2014年6月-8月,博士研究生林炜平、任培培及Ryoich Wada特聘研究员赴日本参加“轻核反应总截面实验测量”实验。
3)2013年3月,在职博士研究生韩瑞赴美国纽约参加“2013国际核数据大会”
2. 国内合作交流
(1)2013年4月-12月,韩瑞赴原子能院开展合作交流,并于2013年11月开展实验研究。
(2)2013年11月、2014年6月及8月,原子能院开展实验,派学生参加。
科研项目 (1) 基于颗粒流的ADS新型靶堆系统集成研究,参与,国家级,2014-12--2018-12
(2) 教育部留学回国人员启动基金,主持,部委级,2012-08--2013-09
(3) 西部人才计划,主持,院级级,2011-01--2013-12
(4) 远离稳定线原子核的质量精确测量,参与,国家级,2011-01--2013-12
(5) 百人计划项目,主持,院级级,2011-01--2013-12
(6) 中能重离子碰撞中非对称核物质相变研究,主持,国家级,2011-01--2013-12
(7) “未来先进核裂变能”——ADS嬗变系统,液态金属散裂靶专用数据评估与关键核数据测量,主持,院级级,2011-01--2015-12
参与会议
合作情况国内:
与原子能科学研究院合作,在中子核数据宏观基准检验、核数据宏观评价等方面开展合作。
美国:
Texas A&M University,Cyclotron institute
J.B. Natowitiz , distinguished professor
R. Wada 研究员,受聘中科院外籍专家特聘研究员,在本课题组长期合作研究。
在重离子核反应方面开展合作。
日本:
大阪大学核物理研究中心
I. Tanihata 教授,在放射性束物理方面开展研究。
项目协作单位中国原子能科学研究院
中国工程物理研究院
中科院苏州纳米所
中科院物理所
中国科学技术大学
兰州大学
指导学生已指导学生
杨昆 硕士研究生 070202-粒子物理与原子核物理
靳增雪 硕士研究生 070202-粒子物理与原子核物理
张苏雅拉吐 博士研究生 070202-粒子物理与原子核物理
刘星泉 博士研究生 070202-粒子物理与原子核物理
现指导学生
任培培 博士研究生 070202-粒子物理与原子核物理
韩瑞 博士研究生 070202-粒子物理与原子核物理
林炜平 博士研究生 070202-粒子物理与原子核物理
孙琪 博士研究生 082701-核能科学与工程
宋林 硕士研究生 082701-核能科学与工程
田国玉 博士研究生 070202-粒子物理与原子核物理
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