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云南天文台在盾牌座delta型变星研究中取得进展,合肥研究院在中国抗中子辐照钢CLAM高温时效研究中获进展

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近期,中国科学院云南天文台双星与变星研究团组研究员钱声帮等利用郭守敬望远镜的光谱巡天资料,对盾牌座delta型变星进行了详细分析与研究。该研究首次给出了数百颗这类变星的光谱型及恒星参数,发现一百多颗处于盾牌座delta型变星脉动不稳定带红边界以外的特殊新变星,首次揭示了这类变星的各种统计规律和关系,并发现几十个含盾牌座delta型变星的双星系统候选体。

非线性光学晶体材料是重要的光电信息功能材料,在激光频率变换、信息通讯、光信号处理等众多领域都具有重要应用。随着科技的发展,现阶段对非线性光学晶体材料提出了更多、更高、更全面的要求。作为全固态激光器输出深紫外激光的关键元件,深紫外非线性光学晶体的研制和应用亟待发展突破。

近日,中国科学院合肥物质科学研究院核能安全技术研究所完成中国抗中子辐照钢2万余小时高温时效研究,验证了其在国际热核聚变实验堆实验包层模块中的长时高温服役安全性,相关研究成果发表在Journal
of Materials Science
上。

盾牌座delta型星是位于赫罗图中经典脉动不稳定带下部和主序交叉区域的一类短周期脉动变星。其脉动周期范围在0.02-0.3天,V波段脉动振幅范围在0.003-0.9星等。它们的光谱型从A2至F5,处于主序阶段或离开主序到巨星阶段的变星,是探索恒星内部结构的重要天体。近年来,随着多个国际测光巡天项目的开展,已经发现了数千颗盾牌座delta型变星,也积累了众多测光数据。然而盾牌座delta型变星的光谱数据非常少,只有15%的目标给出了分光光谱型,给出恒星参量的则更少。

近日,中国科学院新疆理化技术研究所特殊环境功能材料与器件院重点实验室潘世烈团队通过结构调控和组装设计思路,将BO4-xFx基本构筑基团引入碱土金属硼酸盐框架,成功设计并合成出首例碱土金属氟硼酸盐SrB5O7F3。该晶体结晶于非中心对称的空间群(Cmc21),紫外截止边低于180nm,倍频效应为KH2PO4的1.6倍,具有大的双折射率,最短相位匹配波长可达到180nm,且具有良好的热稳定性,是非常有前景的深紫外非线性光学晶体。据密度泛函方法的倍频密度分析可知,其倍频效应来源于共边连接的双环B5O9F3基本构筑基元。

作为聚变堆能量转换部件,包层会持续受到堆芯的高热载荷冲击。结构材料长时高温下的性能稳定性会影响其服役安全性。CLAM钢是核安全所研究团队牵头研发的具有自主知识产权的中国抗中子辐照钢,可应用于聚变堆、聚变裂变混合堆和裂变铅基堆等先进核能系统结构材料。

在该研究中,科研人员对LAMOST数据进行了详细分析。结果显示,LAMOST恒星大气参量与Frasca等人用高色散光谱得到的参量相符。通过与现有变星数据库进行比较和分析,该研究给出了数百颗盾牌座delta型变星的光谱型及恒星参数,弥补了之前这类变星光谱信息的缺乏。发现其中有一百多颗目标明显不同于其它普通盾牌座delta型变星,这些天体的有效温度比较低,周期在0.09到0.22天范围内,同时相关研究也表明它们处于盾牌座delta型变星脉动不稳定带的红边界以外。如果它们最终被确认为是脉动变星,将为研究脉动不稳定带理论和类太阳恒星脉动与对流相互作用理论提供有价值的信息。盾牌座delta型变星的有效温度和脉动周期的分布中存在的双峰结构,是由普通盾牌座delta型星和这类特殊变星的共存所致。当把这些特殊的变星排除后,研究首次发现了盾牌座delta型变星的恒星大气参量与脉动周期等相互间的各种统计规律和关系,盾牌座delta型变星的表面重力加速度与脉动周期间存在强的相关性。此外,通过比较不同观测时间得到的视向速度,该研究还给出了几十颗可能处于双星系统中的盾牌座delta型变星。

此外,该团队通过分析硼酸盐晶体“深紫外透过-大倍频效应-适中双折射”性能之间相互制约的关系,成功设计并合成了出系列碱金属氟硼酸盐深紫外非线性光学晶体,如Li2B6O9F2
(Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 3916)、NH4B4O6F (J. Am. Chem. Soc.
2017, 139, 10645)、CsB4O6F (Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56,
14119)和RbB4O6F (Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57,
2150),相关研究为设计优异的深紫外非线性光学晶体提供了可行策略。

为满足中国ITER包层采购包需求,研究人员开展了包层结构材料CLAM钢在服役上限温度550℃下长达2万余小时的时效研究,研究结果表明CLAM钢具有良好的高温稳定性,满足ITER-TBM服役寿期的高温时效性能需求。CLAM钢高温时效过程中,TaC相稳定性是决定其高温稳定性的主要因素。

该研究立足于LAMOST的光谱巡天资料,并结合国际空间项目的观测对盾牌座delta型变星的系统分析,填补了该领域之前的研究不足,丰富了对这类变星的认识,将推动相关研究领域的发展。同时,该研究结果的取得表明,LAMOST的光谱巡天资料是非常可靠的。

相关研究成果以Very Important Paper
文章的形式发表在《德国应用化学》上。该研究得到了国家自然科学基金委、科技部、中科院等的资助。

该研究得到了国家磁约束核聚变能发展研究专项、国家自然科学基金委的资助。

相关研究成果发表在MNRAS上。该研究得到了国家杰出青年科学基金的资助。

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