利用计算机断层成像方法由观测图像重建等离子体层全球密度分布——投影数据不完备问题

在用计算机断层成像方法由EUV观测图像重建等离子体层全球密度分布时,地球的遮挡和有限角度都会导致投影数据不完备,从而无法精确重建出等离子体层的密度分布.本文针对该问题,提出一种基于图像总变差极小化的代数迭代算法.通过重建等离子体层投影数据缺失最为严重的中心子午面,证明该算法能够显著提高重建图像的质量. 并且在IMAGE卫星仅能达到90°的有限投影角度下,此算法重建图像的相关系数可达0.760,而代数迭代算法的相关系数仅为0.696.     

U、Th同位素在沉积物定年中的应用

全球气候变化已成为当前研究的热点问题,为预测未来气候的变化趋势,有必要对过去气候变化进行深入的研究,而这又基于可靠的年代学成果,故而年代尺度的高灵敏度、高精密度的测量成为当前迫切需要解决的课题之一.U-Th定年技术在14C年代测定(通常仅适用于＜50 ka的沉积物年代测定)和39Ar/40 Ar法或裂变径迹年代测定(一般用于＞500 ka的火山堆积物)之间提供了一种年代测定的桥梁.U-Th定年技术在50～500ka测年范围内是首选.主要介绍了国内外热电离质谱法(TIMS) U-Th定年技术、单接受器电感耦合等离子体质谱技术(SC ICP-MS)和多接受器电感耦合等离子体质谱法(MCICP-MS)、U-Th定年法在沉积物领域中的研究概况,并对α谱仪、TIMS、SC ICP-MS、MC ICP-MS U-Th定年技术在测量时间、测量精度、样品需要量等方面进行比较.     

等离子体片离子分界线的模拟研究

等离子体片离子向内磁层的渗透在亚暴和磁暴过程中都起到了重要作用.以往对于等离子体片离子向内磁层的渗透都是通过固定磁矩的磁层离子漂移轨道理论来进行的.本文将过去的(U,B)空间中固定磁矩的磁层离子漂移轨道理论扩展为固定能量的磁层离子漂移轨道理论,讨论了等离子体片质子在向地球输运过程中,不同能量的质子开放轨道和封闭轨道的分界线的特性,及其随Kp指数的变化.在高能端,随着能量的升高,等离子体片质子分界线地心距离逐渐增大,且分界线的晨侧地心距离远远大于昏侧的地心距离.在低能端,随着质子能量的降低,质子分界线地心距离逐渐增大,且其分界线的昏侧地心距离要大于晨侧的地心距离.模拟结果还显示随着Kp指数的增强,等离子体片中不同能量的质子分界线都向地球移动.但在低能端和高能端,质子分界线的行为是不一样的.在低能端,随着Kp指数的增大,质子内边界形状基本保持不变.但在高能端,随着Kp指数的增大,质子内边界形状也将发生变化.在E=20 keV,Kp=6和E=10 keV,Kp=3两种情况,质子分界线甚至出现了两个分离的区域,一个是环绕地球的封闭轨道区域,一个是晨侧孤立的锥型区域.等离子体片能量为E的质子的内边界就是具有不同磁矩的Alfven层上能量为E的点的连线.TC-1热离子谱仪对等离子体片离子内边界的观测显示模拟结果与观测结果符合得很好.     

封闭压力酸溶-电感耦合等离子体质谱法同时测定电气石中29种元素

电气石是一种含硼的铝硅酸盐矿物,是重要的非金属矿产资源和成岩成矿作用的灵敏示踪剂,因类质同象置换普遍使其组成成分多变,主量元素为Si、B、Al、Fe和Mg,微量元素有稀土元素、Cu、Pb、Zn、Sn、Ag和Sr等。电气石的化学性质非常稳定,不能被一般的酸或碱完全溶解,本文采用硝酸-氢氟酸封闭压力溶矿,50%王水封闭压力复溶进行样品前处理,建立了电感耦合等离子体质谱法测定电气石中稀有轻金属、重金属、放射性金属、稀土元素等29种元素的分析方法。方法检出限为0.003~0.4μg/g,精密度(RSD,n=12)为0.9%~9.2%;国家标准物质的测定值与标准值基本相符,各元素的加标回收率为95%~105%。本方法解决了电气石样品难分解、复溶时易出现氢氧化铝微细残渣的问题,样品试液中B、Al、Fe等主要共存离子的干扰小,各待测元素测定结果准确、可靠。     

微波碱消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定煤灰中的六价铬

定量分析煤灰中Cr(Ⅵ)含量对于控制煤炭燃烧过程中产生的高毒性Cr(Ⅵ)的排放具有重要意义。现有的Cr(Ⅵ)定量分析方法主要是针对水、土壤、固体废弃物中的高浓度Cr(Ⅵ),前处理方法耗时长,检出限较高,不能有效测定煤灰中的低浓度Cr(Ⅵ)含量,因此有必要建立便捷、有效的煤灰中Cr(Ⅵ)高灵敏度检测方法。本文采用碱性提取剂,使用微波消解仪对煤灰进行前处理,对样品量、微波消解时间、微波消解温度等微波消解条件进行了优化,通过共沉淀法分离消解液中的Cr(Ⅲ)与Cr(Ⅵ),应用电感耦合等离子体发射光谱法测定Cr(Ⅵ)含量。结果表明,当样品量为0.2 g,微波消解温度为90℃,消解时间为60 min时能够保证煤灰中Cr(Ⅵ)的完全提取及准确测定。方法检出限为0.00033μg/m L,测定下限为0.00134μg/m L,实际样品的加标回收率平均值为87.2%。传统的二苯卡巴肼-紫外分光光度法的检出限为0.001μg/m L。与传统方法相比,本方法检出限降低,提高了检测灵敏度。     

ICP-AES内标法快速测定磷矿中的主要氧化物

试样采用HF-HNO_3-HClO_4混酸溶解,Rh作为内标,采用ICP-AES测定磷矿中的P_2O_5、CaO、Al_2O_3、TFe_2O_3、MgO、K_2O、Na_2O和TiO_2的含量,其检出限依次分别为0.022,0.019,0.005,0.004,0.001,0.040,0.013,0.002μg/mL。回收率在91.2%100.7%之间,相对标准偏差小于5.0%。该方法简单快速、准确度高、精密度良好,测定值与标准值吻合。     

利用卫星和GPS观测研究低纬局部等离子体浓度增强现象

本文同时利用DMSP、ROCSAT-1卫星数据和地基的GPS观测数据,研究一种与低纬等离子体泡相伴随的局部等离子体浓度增强现象.地基GPS的观测表明电离层总电子含量(TEC)也能反映这种等离子体浓度增强.通过4个观测事例的详细分析表明:这种等离子体浓度增强主要出现在磁纬±10°～±20°的局部区域,有时在近磁赤道区和中纬地区的电离层顶部也能观测到;与等离子体泡的出现规律相似,这种等离子体浓度增强主要出现在地方时21∶00以后,并在午夜后也能观测到.当等离子体浓度增强和等离子体泡发生时,在午夜前一般对应着背景垂直速度明显向上的扰动,在午夜后一般处于等离子体垂直速度下降至反向前的时间段,表明东向电场对于低纬不规则体的产生有非常重要的作用.     

高能电子爆发与绕月卫星表面电位大幅下降的联动效应

"嫦娥"一号、二号绕月飞行经历地球磁尾边界层区域时,分别在2007年11月26日—2008年2月5日和2010年10月3日—2011年2月28日,发现了15次月球轨道0.1~2 MeV电子急剧增加(Bursts of 0.1~2 MeV Energetic Electrons,BEE),卫星周围等离子体离子加速的现象.统计研究表明,这类现象发生在稳定太阳风和弱行星际磁场条件下,且无显著空间环境扰动事件发生时,离子的加速滞后于高能电子爆发,离子能量的变化与高能电子通量的时间演化正相关,地球磁鞘内侧或边界层过渡区域是该类现象的高发区,离子能量增加时卫星表面电位大幅下降可达负几千伏.为了研究高能电子爆发与绕月卫星表面电位变化的关系及其对月球表面电位的影响,本文用电流平衡法建立绕月卫星和月球表面充电模型,并假设能量电子(2eV~2 MeV)满足幂律谱的分布,模拟急剧增加的能量电子对卫星和月球表面电位的影响.模拟结果表明,能量电子急剧增加使得绕月卫星和月球表面电位大幅下降;能量电子总流量1011 cm-2时,绕月卫星和月球表面充电电位可达负上千伏;月球充电到大的负电位的时间仅为卫星充电时间的1/10.鉴于高能电子急剧增加事件的高发生率(~125次/年),能量电子急剧增加使得绕月卫星表面电位大幅下降的发生率应大于实测等离子体离子加速现象的发生率(~25次/年).     

全谱直读发射光谱仪分析中铜对铅谱线干扰机理的探讨

在使用全谱直读等离子体发射光谱仪分析铅时,发现Cu221．810线对Pb220．3线形成干扰。产生这种干扰的原因是由于全谱直读等离子体发射光谱仪采用了固态阵列检测器和中阶梯光栅,从而在两条谱带之间发生了纵向干扰校正。可以采用干扰系数校正法或者选择在灵敏度稍低的VIS段摄谱进行干扰。     

土壤样品中稀土元素的高分辨电感耦合等离子质谱分析及其不确定度的评定探讨

在敞开体系中,用HF、HNO_3和HClO_4溶解电感耦合等离子体质谱法同时测定土壤样品中的15种稀土元素.在高分辨等离子体质谱仪(Element2)上建立了土壤样品中稀土元素含量的ICP-MS分析方法,经土壤国家一级标准物质分析验证,结果与标准值相符,测定的15种稀土元素的相对标准偏差均小于10%,加标回收率为96.5%~114.7%.实验表明,该方法不但操作简便快速,而且具有灵敏度高、检出限低,重现性好等优点,举例说明了测量不确定度的评定程序.