圈定元素活动态异常, 可获得深部矿化信息, 预测成矿物质供应量, 是深穿透地球化学研究隐伏矿的有效方法之一。 但常规的实验技术需将样品运回实验室进行分析, 运输过程和时间均有可能带来元素活动态的变化, 影响分析结果； 且常规分析的样品用量大, 限制了活动态提取时间参数的研究。 而全反射X射线荧光光谱(TXRF)技术灵敏度高、 定量简单、 用量少, 且仪器体小便携, 无需载气和冷却水, 适合野外现场快速分析。 因此, 利用TXRF, 从内标选择、 质量控制入手, 建立了土壤中Ti, V, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Y, Ba, Ce和Pb等多元素活动态的分析方法。 由于提取剂中有机质含量高, 方法选取较高浓度的Se作为内标(分析液中Se为10 μg·mL-1), 以提高高背景下Se测定的准确性。 为了控制污染降低误差, 实验前的石英玻璃反射体须进行TXRF 100s的空白测定, 选取无杂质峰的干净反射体用于实验。 主要实验步骤如下: (1)5 g土壤样品中加入50 mL多金属提取剂(0.09 mol·L-1草酸铵-0.1 mol·L-1柠檬酸铵-0.001 mol·L-1乙二胺四乙酸钠(EDTA)-0.001 mol·L-1二乙基三胺五乙酸(DTPA)-0.001 mol·L-1氨基三乙酸(NTA)-0.005 mol·L-1三乙醇胺(TEA)), 室温混合振荡72 h后, 用0.45 μm滤膜过滤； (2)取滤液(提取液)100 μL, 加入10 μL 100 μg·mL-1 Se溶液作为内标, 混匀； (3)移取10 μL待测液于硅化的石英玻璃反射体中, 50 ℃烘干后进行TXRF测定(Mo-Kα单色激发, 测定时间1 000 s)。 实验结果表明: 土壤中元素活动态的TXRF分析方法检出限在几个到几十个μg·L-1, 大部分元素精密度(RSD)小于10%, 与ICP-MS/ICP-OES分析结果相比, 相对误差平均值为18%。 该方法适用于野外现场元素活动态的快速分析。 由于方法取样体积100 μL, 上样体积10 μL, 亦适用于活动态提取时间条件实验, 可实现小体积连续取样, 效率高、 连续性强、 误差较小。

针对较厚的组织,普遍采用的自适应光学技术由于其单次校正视场范围有限,空间光调制器或可变形镜的刷新率有限,难以满足大视场范围波前畸变的快速校正,进而难以满足大视场高速成像的需求。结合共轭型自适应光学系统和相干光自适应校正技术,提出了一种并行的波前畸变校正算法,该算法可以在不增加空间光调制器等刷新次数的前提下,通过并行测量多个导引星的波前畸变,实现大视场范围内像差的一次性校正,为生物组织深处的高速、高分辨成像提供一种可行的参考方案。仿真结果表明:在采用9个导引星时,针对5层随机相位屏构成的薄散射介质,该算法单次校正的有效视场约为传统算法的4.7倍;对于120 μm厚的小鼠大脑组织切片样本,单次校正的有效视场约为传统算法的4.6倍。所提算法可以通过增加导引星的数量来进一步增大一次校正的视场范围,并且不会显著增加校正时间,在活体生物样本的大视场成像中具有广阔的应用前景。

核设施辐射屏蔽计算，由于其大规模计算及深穿透等特性，一直是蒙特卡罗方法工程应用的难点之一。采用我国自主研发的三维中子-光子蒙特卡罗粒子输运模拟软件JMCT，结合可视化建模工具JLAMT，对OECD国际基准例题Winfrith Iron/Water Benchmark Experiment(ASPIS)两例实验装置进行建模与计算分析, 并将计算结果与实验值及MCNP计算值进行对比。结果表明，JMCT计算值与MCNP计算值符合较好，其中Winfrith Iron Benchmark Experiment(ASPIS)最大偏差不超过7%，平均偏差1.3%；Winfrith Water Benchmark Experiment(ASPIS)最大偏差小于20%，平均偏差小于10%，证明了JMCT在屏蔽计算以及深穿透问题的可靠性与工程应用性。

对于深穿透类型的屏蔽计算, 为了得到较为可信的统计结果, 蒙特卡罗方法(MC方法)需要模拟大量的粒子, 巨大的计算时间是其存在的主要问题。源偏倚和权窗技巧能够有效降低深穿透问题的计数误差。开展了基于共轭离散纵标(SN)的MC减方差方法研究, 根据SN方法的共轭注量率计算并生成了源偏倚和权窗参数, 编写了JMCT程序的源抽样子程序, 并且在秦山一期测量值基础上进行了验证, 成功应用到CAP1400压力容器快中子注量率和堆腔中子和光子剂量率计算中。数值结果表明, 对于深穿透屏蔽计算问题, 和无偏的MC方法相比, 基于共轭SN的MC减方差方法能够在保证结果精度的前提下, 提高计算效率1~2个量级。

屏蔽计算中的深穿透问题一直是蒙特卡罗计算的一个难题，研究了一种发射点作为驿站的随机游动机制，推导了相应的自适应抽样方法。其主要优势在于，在蒙特卡罗方法求解粒子输运的同时，利用已经获得的信息，自适应地控制各次抽样数，不断完善计算进程。通过对碰撞点引进重要性函数，实现发射点作为驿站的重要性抽样，并结合自适应控制达到最佳抽样状态。数值结果表明:基于发射点作为驿站的自适应抽样方法，在一定程度上克服了深穿透计算中估计值偏低现象。相应的重要函数抽样方法获得了满意的结果。

为了实现网格结构零件的制造，在快速成型设备Dimetal-280上经过选区激光熔化(SLM)工艺实验，分析了SLM中能量吸收对零件尺寸的影响、激光深穿透及铺粉装置对成型效果的影响。结果表明，采用实验中优化的工艺参数成型的316L不锈钢网格结构零件孔径大小均匀、孔隙贯通性良好。孔径尺寸在X方向为965μm，Y方向为975μm，与设计值相差分别为35μm及25μm。研究采用的SLM设备成型网格零件是可行的，在网格零件制造中具有很大的潜力。

本文采用3～5kW(低阶模3～4kW)高功率CO_2激光束对18CrMnTi低合金钢进行了深穿透焊接的研究,焊缝深宽比接近2,焊接穿透深度达到5.5mm以上,对影响激光深穿透焊接效果的各种焊接工艺参数进行了研究。找到克服激光焊缝区缺陷的一些有效措施。