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关键词： 脉冲星导航   嵌套聚焦型X射线望远镜   掠入射抛物面镜   X射线聚焦   X射线天文卫星  

摘要： 嵌套聚焦型X射线望远镜在脉冲星自主导航、X射线天文学等领域有广泛的应用需求。论文开展了紧凑型、大面积、嵌套聚焦型X射线望远镜的光学优化设计,成功探索出基于轻质平面玻璃的X射线掠入射反射镜热成型、镜面精密切割、嵌套同轴共焦装配等工艺流程,研制了一款轻量化、大面积、嵌套聚焦型X射线望远镜(NFXT)。NFXT镜面轴向长度300 mm,厚度0.3 mm,镜面溅射Ir金属膜,膜层厚度300 nm,镜面粗糙度优于0.3 nm(rms)。NFXT共计11层嵌套,每层圆周向等分3个扇区,内8层镜面为近似抛物面的锥形镜,外3层为抛物面镜,11层镜面同轴共焦装配。NFXT净几何面积175 cm^(2),有效探测面积130 cm^(2)@1.5 keV,轴上视场聚焦光斑半径0.85 mm(EoE=50%),包络尺寸(直径×高度)为200 mm×326 mm,能谱响应范围0.2~12 keV,后工作距1300 mm,重量4.25 kg。NFXT技术突破,为国内开展脉冲星导航试验验证,以及研制先进的X射线天文卫星提供关键技术支撑。

关键词： X射线脉冲星导航   X射线信标   拉格朗日点   扩展卡尔曼滤波   地火转移轨道  

摘要： 受X射线脉冲星导航技术的启发,提出了一种基于仿脉冲星X射线信标的航天器定位新方法,即利用人造信标模仿脉冲星发送高稳定性高信噪比X射线脉冲信号为航天器提供定位服务。首先介绍了仿脉冲星X射线信标基于三球交汇的定位原理,在分析X射线信标信号覆盖范围与天体引力摄动的影响的基础上,提出了在太阳系行星轨道中的拉格朗日点布置X射线信标的方案。其次,分析论证了人造辐射源的可行性,并基于优选脉冲星准则并结合实际脉冲星特征对辐射源参数进行初步优化。然后针对将来可能的地火转移任务需要,结合航天器动力学模型构建了基于X射线信标的观测方程,采用扩展卡尔曼滤波方法,研究了X射线信标几何分布、观测误差、信标数量、钟差及轨道误差对于航天器位置确定精度的影响。仿真结果表明,在同时观测3颗信标、TOA(Time of Arrival)测量精度为50 ns的条件下,该方法的航天器位置估计精度可达152 m,并且大部分信标组合都能将定位误差控制在1 km内。增加观测信标数量对定位精度较低信标组合的提升显著,但由于太阳系各行星间轨道倾角较小,地火转移轨道航天器同时观测5颗信标时定位误差仍在百米量级。根据深空探测领域航天器的实际需求,X射线信标定位方法有望成为航天器深空探测时导航定位的重要补充。

关键词： X射线聚焦光学   Wolter-Ⅰ   脉冲星探测   脉冲星导航   脉冲星计时   天体物理学  

摘要： 脉冲星是人类20世纪发现的重大天文学事件,X射线脉冲星探测作为天体物理学和空间探测领域的重要分支之一,在基础科学研究和工程应用领域具有极其重要的意义,长期以来被美国、欧洲、日本和中国列入国家重大发展规划。脉冲星探测面临自身辐射流量微弱、空间辐射本底复杂、X射线易散射等难题,特别是毫秒脉冲星的高灵敏度探测极具挑战性。近年来,X射线聚焦光学的快速发展为空间天文学、空间科学、脉冲星计时与导航等领域提供了新方法和新视角。通过回顾半个世纪以来X射线聚焦光学的发展历程,总结了未来脉冲星探测需求,阐述了空间X射线聚焦光学的关键技术、应用情况与发展现状。最后,对X射线聚焦光学技术发展趋势及其在X射线脉冲星探测领域的潜在应用进行展望。

关键词： 输入饱和   周期多智能体系统   双边一致性   符号有向图  

摘要： 主要研究具有输入饱和约束的周期多智能体系统的双边一致性问题。利用符号有向图的结构平衡性和强连通性,以及周期黎卡提微分方程的周期解,设计类拉普拉斯反馈控制律,使得线性周期多智能体系统能够达到半全局双边一致。基于李雅普诺夫函数的方法,分析该控制律的收敛速度。最后通过算例表明所提出方法的有效性。

关键词： β衰变   中微子   弱相互作用   标准模型   希格斯粒子  

摘要： β衰变的研究是一个探究物质深层物理原理的过程.它始于β放射性的研究,引导人类对物质的认识开始从原子深入到原子核内部.其能谱的测量,导致了泡利的中微子假设.在此基础上,费米第一次提出了关于β衰变的唯象理论并提出了弱相互作用的概念.此后发展出弱相互作用的中间玻色子理论,使得人类对物质的认识深入到核子内部,促进了电弱统一理论的发展,最终促成了标准模型的完成.文章回顾了β衰变这一横亘整个20世纪的重要物理学事件,对β衰变的研究历史中的关键事件进行了分析和介绍,对理解现代物理学中的标准模型的建立和发展有重要意义.

关键词： 串行晶体学   卷积神经网络   机器学习   MobileNets  

摘要： X射线串行晶体学作为一种解析蛋白质晶体结构的新方法,因为拥有室温采集、辐射损伤低、时间分辨等优势而得到迅速的发展。利用串行晶体学方法解析蛋白质结构需要在整合大量晶体衍射图的基础上筛选出有效的衍射数据,然而常规的数据筛选方法在处理衍射图时存在准确度不高且效率低的问题。基于卷积神经网络的数据筛选方法具有流程自动化的优势,并且已经被证明相对于传统的“找点法”具有更高的分类准确度。因此在比较5种不同卷积神经网络筛选晶体学衍射图的准确度和效率的基础上,选择并构建一个准确率高且运行速率快的卷积神经网络数据筛选工具,用于不同蛋白质晶体样品衍射图的筛选。结果显示:MobileNets不仅具有ResNet、GoogleNet-Inception等大型网络相似的准确度,而且运行速率更快,为串行晶体学实验提供了一个有效便捷的数据筛选工具。

关键词： 放射性元素   铀元素   半衰期   重元素   原子序数   自然界  

摘要： 铀是自然界中能找到的最重元素。原子序数大于铀的元素由于半衰期*较短,从地球诞生至今早已衰变殆尽,只有铀、针、铋这几个放射性元素存留下来。

关键词： 高空核爆炸   数值模拟   核辐射   X射线   高空电磁脉冲   光辐射   碎片云   附加电离层   人工辐射带  

摘要： 高空核爆炸产生的辐射环境会对空间飞行器、通信和电力系统等产生严重影响。本文分析了高空核爆炸瞬时和长期环境的产生机理及对目标的效应,介绍了作者团队近年来在高空核爆炸环境数值模拟方面的系列研究工作。解决了X射线剥离原子核外电子形成裸核区过程、基于蒙特卡罗方法计算电流源项的早中期核电磁脉冲一体化模拟、非对称火球演化过程、碎片云扩展上升运动和产生缓发辐射电离大气过程,及人工辐射带电子注入和扩散损失过程等数值建模关键技术,建立了高空核爆炸核辐射、X射线、核电磁脉冲和光辐射等瞬时环境及碎片云、附加电离层和人工辐射带等长期环境的数值模拟方法,研究给出了典型爆高与当量下的高空核爆炸环境参数,总结了高空核爆炸环境特征与规律。

关键词： 中微子   国际频道   粒子对撞机   前向搜索   相互作用   碰撞   物理学家  

摘要： 美国粒子对撞机内首次探测到中微子3月20日,美国加州大学欧文分校官网报道称,该校物理学家主导的“前向搜索实验”(FASER)首次探测到粒子对撞机产生的中微子,此前该团队曾观察到6个中微子之间的相互作用,此次新发现有望加深科学家对中微子的理解,还有助揭示行进较长距离与地球发生碰撞的宇宙中微子。

关键词： 创意写作   裂变晋阶   情境   诗意  

摘要： 初中的习作,语言问题最为突出,如何让学生写出生动的语句,一直是老师辛苦努力的方向。笔者在教学中从思维上入手,通过裂变、概述、情境和语句的方式,让学生语言能力不断晋阶提升,逐渐向诗意和神韵靠近。