实验室名称

射线束技术教育部重点实验室

结合研究方向，简要概述本年度实验室取得的重要研究成果与进展，包括论文和专著、标准和规范、发明专利、仪器研发方法创新、政策咨询、基础性工作等。总结实验室对国家战略需求、地方经济社会发展、行业产业科技创新的贡献，以及产生的社会影响和效益。

实验室建设目的与意义：面向国家、行业及北京市重大需求和科学前沿，以射线束技术基础和应用基础研究为核心，开展离子束、X光等相关的原创性研究，以提高我国在该领域的创新能力和高新技术成果转化能力，推动核科学与技术及相关学科发展，培养高水平专业人才为主要发展目标，建成特色鲜明的射线束技术科学研究基地、原始创新基地和人才培养基地。

1.   离子束技术及应用研究方向

1)提供某型导弹气浮/液浮陀螺仪轴承表面处理升级技术（卡脖子技术攻关）

陀螺仪一直是导弹的核心部件，其中空气轴承的稳定性是决定陀螺仪稳定工作的重要因素。液/空轴承的起停次数低一直是陀螺仪的技术难点。本团队2006年起一直与航天二院和707等单位合作共同开发高稳定性的轴承技术。2019年通过离子注入和磁过滤沉积等技术的升级，进一步提高了陀螺仪的稳定性和可靠性，由原来的10000次变为10万次以上，该液/气轴承表面处理方法为国际领先技术，对我国国防建设有着重要的意义。

2)基于高功率脉冲偏压技术解决了发动机叶片抗冲蚀涂层制备难问题（卡脖子技术攻关）

 军用飞机在沙漠或者海洋飞行时，因其发动机叶片超高的转速，吸入的沙尘会对叶片有严重的冲蚀，导致发动机性能的严重下降。膜层高硬度、高厚度以及超韧性共存问题一直是行业的难点和热点，本团队2014年与李应红院士团队合作基于高功率脉冲偏压技术，成功在叶片表面沉积超韧超厚及超硬的陶瓷涂层，其在五级沙尘环境下的冲蚀性能比基体提高100倍以上，该技术弥补了该领域的空白，该叶片表面处理方法为国内领先技术，对我国国防具有重要的意义。

2019年度，本实验团队廖斌入选湖南省科技创新人才，横向研发项目3项，共计发表文章7篇，申请发明专利15项，授权发明专利5项。

1.   X射线调控技术及应用研究方向

与中国科学技术大学国家同步辐射实验室一起，为他们正在筹建的国际上最先进的低能区第四代同步辐射光源设计了单毛细管X射线聚焦器件，有关预研拉制工作正在进行中。与中科院空间中心一起，联合设计了用于深空能谱探测的多毛细管X射线聚焦镜，并且正在研制基于星载的相关探测设备的核心部件：多毛细管聚束镜。与中国工程物理研究院激光聚变研究中心一起，联合设计了用于等离子X射线能谱检测的多毛细管X射线聚束准直系统，相关系统在核聚变能谱原位检测中具有重要意义，现在正在开展相关预研工作。

设计研发了先进的X射线三维共聚焦系统，并以溶液定量分析为出发点，探索相关荧光扫描策略和定量模型修正方法，为固态样品的三维荧光定量分析做准备。设计了微焦斑X射线CT成像系统，该显微CT系统与医用CT原理相同，可进行小尺寸、高精度扫描。通过对样品内部非常细微的结构进行无损成像，结合新的图像重建算法，真正实现三维显微成像。

基于传统X射线毛细管透镜，发展了一种可用于大面积X射线成像的方形毛细管切片。在具体成像应用方面，通过在毛细管阵列的中空部分填充液体闪烁体，与可见光CCD直接耦合，能够实现X射线图像的高分辨传输，保证单通道光子信息的完整性。基于新型电磁感应材料透镜的毫米波面阵主动成像系统，将自主研发的、具有折射聚焦特性的新型电磁感应材料透镜与焦平面阵列天线技术相结合，完成了基于新型电磁感应材料透镜的AMMW焦面阵成像系统的搭建和成像测试。该成像系统具有紧凑、便携的特点，能够对人体隐匿违禁物体进行高分辨探测。

2.   材料表面改性及服役安全研究方向

研究Zr-1Nb,Zirlo锆合金微弧氧化工艺和膜层组织结构分析，建立高温蒸汽天平分析系统，完善高温电化学测试平台，初步研究微弧氧化表面处理前后这些合金在高温高压水环境中原位电化学腐蚀行为。通过微弧氧化与离子束技术结合，在燃料棒锆合金包壳表面制备出抗高温蒸汽氧化的复合涂层。另外，提出利用液相微弧放电降解废水中染料和氯苯等有机物方法，掌握降解工艺。在发表SCI收录论文5篇，EI收录论文2篇，国际和国内会议邀请报告2次。

在GIC4117串列加速器原有离子激发发光(IBIL)分析靶室基础上，安装了可实现80-900 K温度范围内精确控温的冷热样品台，国内首次实现高低温条件下IBIL光谱的测量。利用2MeV H+ 束在不同温度下轰击氟化锂样品, 获得的IBIL光谱中可明显观察到温度对不同发光中心发光效果的影响，发表论文2篇。

系统开展材料介电室温开关特性、纳米结构图形自组装的离子束调控及碳纳米材料的电子输运性能研究。在Advanced Functional Materials、Journal of physical Chemistry和Applied Physics Letters等高水平国际学术期刊上发表学术论文5篇。

3.   辐射技术、辐射探测及应用研究方向

提出并建立了基于毛细管器件的实验室点发散光源的单色化方法和装置。该装置由平行束透镜、平面晶体以及会聚透镜（或微会聚透镜）三部分组成。平行束透镜将X光源发出的发散X射线转化为平行X光束；平面晶体对宽带的平行X光束进行单色化的同时，进一步提高其平行度；会聚透镜（或微会聚透镜）将单色、平行X光束高效率转化为单色的微焦点光源或发散度小于5mrad的准平行光源。这种方法有效解决了毛细管器件应用于单色化实验条件下的光强问题。新器件实验室进一步开展单光子半导体探测器研究，具体研究硅光电倍增器（SiPM）的优化设计和制备工艺等科学技术问题，以及SiPM在高能物理、核医学、核辐射探测及成像方面的应用。辐射技术实验室继续开展实施国家自然科学基金项目“粒子辐射GaAs太阳电池引起性能衰降少数载流子俘获中心的检测鉴别”课题研究。

4.   粒子物理与原子核物理若干前沿问题研究方向

承担了国家自然科学基金重点项目“超重核与丰中子核的产生研究”，发展了微观输运理论模型和唯象理论模型，系统研究了转移反应机制对产生超重核和丰中核截面的影响，从不同角度揭示了重丰中子放射性新核素的产生机制。结合在兰州重离子加速器国家实验室的大科学装置以及美国阿贡国家实验室的实验设备，研究了Xe+Pt的多核子转移反应，分析了转移反应的总动能-质量分布，角分布，以及双微分截面分布，揭示了丰中子新核素的产生机理，预言了新核素的出射角分布和动能分布，为这两家实验室开展新核素研究提供指导。

超重核素衰变性质研究。通过过广义的液滴模型、统一裂变模型、Royer解析公式和通用的衰变定律研究了285-289Fl的α衰变半衰期和衰变链，半衰期的计算结果与实验数据符合得很好。预测了新核素的α衰变半衰期，壳效应将会提高292-298Fl的半衰期。通过分析α衰变半衰期和壳修正能，确认了N=184是一个中子满壳且N=178是一个亚满壳。预言了280-283Fl和290-305Fl的衰变模式和衰变链。

相关工作在PRC、EPJA等刊物发表论文10篇。通过国际合作，在国内束流有限的情况下，使项目能够顺利开展。通过和美国同行合作申请束流，在美国阿贡国家实验室开展多核子转移反应实验。在俄罗斯联合核子所DUBNA开展了一系列No同位素的精细衰变谱学实验。项目组选派多名研究生参加国际交流。

概述实验室本年度科研任务总体情况。

2019年申报并获批准国家自然科学基金5项（参与申请重点项目1项，青年基金项目2项，地区合作与交流项目1项，合作申请到联合基金1项），另外还有一批在研基金项目。

序号

项目/课题名称

编号

负责人

起止时间

经费(万元)

类别

简述实验室所依托学科的年度发展情况，包括科学研究对学科建设的支撑作用，以及推动学科交叉与新兴学科建设的情况。

2019年度实验室新引进4名研究人员，进一步充实了研究队伍，加强了核科学与技术一级学科队伍建设，改善了队伍年龄结构和学科结构。

简要介绍实验室人员承担依托单位教学任务情况，主要包括开设主讲课程、编写教材、教改项目、教学成果等，以及将本领域前沿研究情况、实验室科研成果转化为教学资源的情况。

2019年实验室承担研究生课程教学任务共计1584学时，其中秋季666学时，春季918学时。研究生主讲课程包括核分析技术及应用、原子核物理实验方法等学位基础课，也包括表面科学与工程、材料科学前沿选讲等学位专业课，粒子与固体相互作用物理学等专业必修课和原子核反应理论等专业选修课。利用实验室设备为研究生开设半导体器件工艺实验、材料学实验等实验课。

2019年实验室承担本科课程教学任务共计924学时，其中秋季468学时，春季456学时。在学校开设多门本科主讲课程，包括原子核物理等专业课程，也包括科学技术史等通识课程。

简述实验室人才培养的代表性举措和效果，包括跨学科、跨院系的人才交流和培养，与国内、国际科研机构或企业联合培养创新人才等。

实验室在人才培养方面已形成良好的传统。2019年在读博士生44人，在读硕士生77人。通过参加科研项目、参与国际和国内学术交流进一步提高研究生培养质量。实验室开展跨院系和跨学科人才培养：参加物理学基地与协同创新班（物理学系、核科学与技术学院、全球变化与地球系统科学研究院合办）教学计划和教学大纲的制订工作，并且开设专业方向的课程。

简述研究生在实验室平台的锻炼中，取得的代表性科研成果，包括高水平论文发表、国际学术会议大会发言、挑战杯获奖、国际竞赛获奖等。

2019年11月6-8日，在贵州贵阳召开的第15届（2019年）核技术应用学术交流会上，北京师范大学核科学与技术学院博士研究生姜其立同学获得优秀青年论文奖。北京核学会、原子能科学技术编辑部以及国防科技工业抗辐照应用技术创新中心特设优秀青年论文奖。

序号

参加会议形式

学生姓名

硕士/博士

参加会议名称及会议主办方

导师

简述实验室在本年度内设置开放课题概况。

序号

会议名称

主办单位名称

会议主席

召开时间

参加人数

类别

请列出实验室在本年度内参加国内外学术交流与合作的概况，包括与国外研究机构共建实验室、承担重大国际合作项目或机构建设、参与国际重大科研计划、在国际重要学术会议做特邀报告的情况。请按国内合作与国际合作分类填写。

实验室积极搭建国内外学术交流与合作平台，吸引高水平学者到实验室开展学术活动。自2016年开始，核科学与技术学院主办了“京师核科学论坛”，为师生提供与核科学等领域专家学者交流和学习的机会。2019年度，该论坛邀请多位国内外知名学者来实验室做报告。另外，本年度实验室教师收到多次国际会议邀请报告，实验室提供资金资助多位教师和学生出国交流访问，进一步拓展了实验室与国际相关单位的合作范围。

简述实验室本年度在科学传播方面的举措和效果。

2019年实验室定期向社会公众特别是学生开放，吸引本科生参与实验室研究，召开暑期夏令营活动，开展科普宣传活动。

序号

姓名

性别

职称

年龄

所在单位

是否外籍

请简要介绍本年度召开的学术委员会情况，包括召开时间、地点、出席人员、缺席人员，以及会议纪要。

受新冠肺炎疫情影响，原定本学期召开的学术委员会暂缓召开。

简述主管部门和依托单位本年度为实验室提供实验室建设和基本运行经费、相对集中的科研场所和仪器设备等条件保障的情况，在学科建设、人才引进、团队建设、研究生培养指标、自主选题研究等方面给予优先支持的情况。

2019年学校投入400多万用于更新实验室设备。

在人才引进方面，本年度新引进教授2人，副教授2人，进一步充实了实验室科研队伍。

简述本年度实验室大型仪器设备的使用、开放共享情况，研制新设备和升级改造旧设备等方面的情况。

2019年实验室设备安全平稳运行，主要设备参加首都科技条件平台对外开放共享。实验室有2´1.7MV串列加速器、多种离子注入机、高通量X光透镜高精度拉丝机、模拟反应堆高温高压腐蚀原位测试系统等大量仪器设备和半导体辐射探测器工艺研制线等特色实验平台。依托现有大型设备对外开展合作，并提供测试服务。

实验室承诺所填内容属实，数据准确可靠。

数据审核人：

实验室主任：

（单位公章）

年月日

依托单位年度考核意见：

（需明确是否通过本年度考核，并提及下一步对实验室的支持。）

依托单位负责人签字：

（单位公章）

年月日