DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 运载火箭故障树分析系统软件开发与应用 4.1. 开发环境选择 面向对象程序设计(Object Oriented Programming， OOP)兴起于上世纪90年代，现已是软件开发的主流方法。实际上面向对象的概念和应用已超越了程序设计和软件开发的范畴，扩展到很宽的范围如数据库系统、交互式界面、应用结构、应用平台、分布式系统、网络管理结构、CAD技术、人工智能等领域。使用面向对象方法开发软件，可提高代码的重用性，增强软件的可靠性和可维护性。 根据运载火箭故障树分析系统软件需求，以图1总体设计方案和上述三种关键技术为基础，基于Visual Studio 2010软件开发平台，采用Visual C++语言和面向对象程序设计技术开发。 4.2. 软件设计 系统功能设计如图4所示，包括故障树创建、门事件开发、故障树编辑与修改、保存、打印、图像导出、动态视图缩放、故障树库查询与维护等功能模块。其中，保存和载入故障树使用递归算法实现；对故障树创建、编辑和修改使用C++标准模板库技术；将故障树以BMP、JPEG、GIF、TIFF、PNG五种格式输出为图像文件时使用GDI+技术实现，三者的具体实现过程已在前述关键技术部分给出。 软件界面采用用户熟悉的Windows风格设计，界面包括菜单栏、工具栏和故障树编辑区域。菜单栏包括“文件”、“编辑”、“视图”、“插入”、“数据库”、“窗口”、“帮助”等7个功能，各菜单中还包含相应的子菜单，为节省篇幅不予一一介绍。工具栏包括常见的新建文件、打开文件、保存文件、视图缩放、各种门事件功能按钮及其它辅助操作选项。故障树编辑区域是用户主要的操作区域，对故障树的各种操作都主要在此区域中进行。 图4. 运载火箭故障树分析系统的功能 4.3. 系统应用与性能评估 过去，某航天发射场火箭故障诊断时基本采用手工创建故障树的方法，自采用故障树分析系统软件以来，故障分析时间与原来相比减少了一半以上，从而提高了故障诊断效率，同时故障诊断的可靠性也提高了。 图5. 运载火箭故障树分析系统应用举例 这里以运载火箭故障树分析系统在“火箭飞行弹道异常”故障诊断中的应用为例，说明对该软件系统性能的评估情况，图5为编辑该故障树时的情形。从图中可以看出，该故障树文件名称为test.fas，位于软件窗口标题栏上。软件界面包含文件、编辑、插入、数据库、窗口等菜单，还包括一个快捷工具条。故障树则由一个顶事件、三个中间层事件和三个底事件组成。 利用图5所示功能，“火箭飞行弹道异常”故障诊断过程中故障树的建立、编辑和修改可以在10分钟内完成，同时可以将修改后的故障树导出为前述五种格式的图像文件。克服了过去人工建立故障树时存在的耗时长、效率低、不易维护的缺点和不足，证明了运载火箭故障树分析软件系统的有效性。
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user: 5. 结束语 针对某航天发射场高密度、常态化、多任务并行的工作特点，为解决故障诊断中人工建立故障树存在的速度慢、效率底、不易维护的缺点，基于面向对象软件设计模式，采用递归算法、STL和GDI+关键技术设计开发了运载火箭故障树分析软件系统。除具有常规的建立故障树的功能及对故障树库管理和维护外，故障树分析系统还能将故障树以BMP、JPEG、GIF、TIFF、PNG五种格式输出为图像文件，提高和拓展了软件系统在故障诊断中的应用范畴。对该系统的性能评估结果表明，该系统满足设计需求，目前已投入使用。特别地，运载火箭飞行试验智能故障诊断所处的地位日益重要，本系统为火箭飞行试验分析评估与智能故障诊断提供了良好的技术支撑。对决策者快速、准确、有效地定位故障，对运载火箭的正常飞行具有较为重要的意义。
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user: 时空阶梯理论对双缝实验的解释 ——延迟选择量子擦除实验的本质 常炳功 美国纽约州立大学州南部医学中心，神经病学和神经生理药理学系，神经退行性疾病和发现中枢神经系统生物标记实验室，纽约 收稿日期：2019
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user: 摘 要 根据时空阶梯理论，光子或者电子是形而下时空粒子和形而上时空的矛盾统一体，是复合结构，其中，光子的复合结构是：光子以及对应的神时空，还有物质质量(m)和对应的能气场。当光子在物理时空中传播的时候，其中的形而上时空的最高时空——神时空不断散发能量，从而导致光子的复合结构的频率发生改变。这个过程可以用普朗克–爱因斯坦关系式E = hf来计算，其中，E是光子的复合结构的总能量，f是光子的复合结构的频率，h是普朗克常数。测量导致一列波的神时空更快地散发能量，从而导致频率降低，而没有测量的一列波的神时空没有更快地散发能量，频率相对不变，这样，导致两列波的频率不一样，从而让干涉条纹消失。假如两列波都有测量，两列波的频率会有相同的降低，最后两列波的频率还是相等的，所以，最后还是有干涉条纹。根据时空阶梯理论，神时空是暗能量，而能气场是暗物质，所以光子的复合结构其实包含了物质(m)、暗物质和暗能量。其中最难理解的就是光子的复合结构的能量降低是暗能量的超光速降低，这个超光速的能量改变让我们误以为，在延迟选择量子擦除实验(Delayed choice quantum eraser experiment)中未来决定过去，其实不然，双缝实验的结果都是按照时间顺序来完成的。暗能量是超光速的膨胀态能量，影响光子复合结构的频率，而暗物质和物质是等于光速或者小于光速的收缩态能量，是形成干涉条纹的主要贡献者(形而下时空就是具有物质性，而干涉条纹是物质性的)。也就是说，形成干涉条纹的主要是能气场和形而下时空，而暗能量的膨胀态能量不形成干涉条纹。强调这些，就是说明干涉条纹的形成是等于或者小于光速的，而频率改变是超光速的。这是解释延迟选择量子擦除实验的秘密所在。延迟选择量子擦除实验看似是测量在后，其实从计算时间上看，还是频率改变在先，干涉条纹形成在后。能量降低和频率改变是暗能量的超光速改变，这是时空阶梯理论的核心解释。有了这个核心解释，其余的双缝实验的秘密都迎刃而解。 关键词 :双缝实验，光的复合结构，暗物质，暗能量，超光速 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 双缝实验的历史回顾 在量子力学里，双缝实验(double-slit experiment)是一种演示光子或电子等等微观物体的波动性与粒子性的实验。双缝实验是一种“双路径实验”。在这种更广义的实验里，微观物体可以同时通过两条路径或通过其中任意一条路径，从初始点抵达最终点。这两条路径的程差促使描述微观物体物理行为的量子态发生相移，因此产生干涉现象。 1909 年，杰弗里·泰勒爵士设计并且完成了一个很精致的双缝实验。这实验将入射光束的强度大大降低，在任何时间间隔内，平均最多只有一个光子被发射出来。经过很久时间，累积许多光子于摄影胶片后，他发现，仍旧会出现类似的干涉图样。很清楚地，这意味着，虽然每次只有一个光子通过狭缝，这光子可以同时通过两条狭缝，自己与自己互相干涉！类似地，电子、中子、原子、甚至分子，都可以表现出这种奇异的量子行为。 假设装置探测器来观察光子到底是从那一条狭缝经过，因此能够获得路径信息(不论是否真正读取这路径信息)，则干涉图样会消失。这种路径实验演示出粒子性与波动性的互补原理，光子可以表现出粒子性，也可以表现出波动性，但不能同时表现出粒子性与波动性。虽然这思想实验对于量子力学的基础理论极为重要，直到1970年代，没有出现任何可能的技术体现这思想实验的提议。实际而言，这类实验也无法简单地设置，因为旧式探测器会将光子吸收。但现今，已完成多个实验展示关于互补性的各各方面，例如量子擦除实验。 于1987年完成的实验发现了一个惊人的结果 [ 1 ] [ 2 ] ，假若只获得部分路径信息，则干涉图样不会完全消失。这实验显示，假若测量的动作不过度搅扰粒子的运动，则干涉图样也只会对应地被改变。在恩格勒–格林柏格对偶关系式，有对于这方面量子行为的详细数学论述。 量子擦除实验 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 与延迟选择实验 [ 8 ] [ 9 ] 是双缝实验更为进阶的变版，能够演示更多量子力学的特色。 量子擦除实验演示，借着擦除路径信息，可以恢复波动行为所产生的干涉图样。这实验有三个步骤： 照射粒子束于刻有两条狭缝的不透明板，然后确认在探测屏出现了干涉图样。 观察粒子通过的是哪条狭缝，在观察时，必须小心翼翼地不过度搅扰光子的运动，然后，证实显示于探测屏的干涉图样已被消毁。这步骤演示出，干涉图样是因为有可能获得路径信息而被消毁。 通过特别程序，可以将路径信息擦除，但也可重新得到干涉图样。 延迟选择实验演示，在粒子抵达探测屏之后，可以借着擦除或标记路径信息，恢复或摧毁干涉图样。这种时间差距关系，理论上甚至可以拉长至非常长久。假若标记路径信息，则粒子只通过了一条路径；假若擦除路径信息，则粒子同时通过了两条路径。这意味着，观察者现在的行为可以决定过去发生的事，而这一结论是与传统实在观相违背的。 1967年，傅立诰(R. Pfleegor)与曼德尔(L. Mandel)完成实验演示 [ 10 ] ，使用两个激光源，可以产生“双源干涉”，假若探测器获得光子是从哪个激光器发射出来的路径信息，则在探测屏不会显示出干涉图样；假若不存在路径信息，则在探测屏会显示出干涉图样。这意味着当探测屏显示出干涉图样时，无法得知光子的发射源是哪个激光器。 1972年，理查德·西利托与凯瑟琳·威克斯(Catherine Wykes)将双缝实验做修改 [ 11 ] ，在任何时间，只有一条狭缝是开放的，另外一条狭缝是关闭的。参予干涉作用的光子的平均密度超小于1，在任何时间，光子只能经过两条狭缝中的一条狭缝。虽然如此，假若路径程差允许抵达探测屏的光子可以来自任意一条狭缝，干涉图样仍旧能被观察到。 近几年来的科学研究，更进一步地发现了，干涉现象并不只限制于像质子、中子、电子等等基本粒子。用双缝实验检试大分子构造，像富勒烯，也能够产生类似的干涉图样 [ 12 ] 。 2012年，内布拉斯加大学林肯分校的物理系研究团队实现了理查·费曼所描述的双缝思想实验 [ 13 ] 。该实验使用最新仪器，可以随意控制每一条真正狭缝的关闭与开放。该实验检试电子在以下三种状况所出现的物理行为：第一条狭缝开放与第二条狭缝关闭、第一条狭缝关闭与第二条狭缝开放、两条狭缝都开放。实验结果符合量子力学的量子叠加原理，演示出电子的波动性。该实验还实际探测到电子一个一个的抵达探测屏，演示出电子的粒子性。 对实验的诠释 哥本哈根诠释 哥本哈根诠释为许多先驱量子力学学者的共识。哥本哈根诠释明确地阐明，数学公式和精确实验给出很多关于原子尺寸的知识，任何大胆假设都不应该超越这些知识范围。概率波是一种能够预测某些实验结果的数学构造。它的数学形式类似物理波动的描述。概率波的概率幅，取其绝对值平方，则可得到可观测的微观物理现象发生的概率。应用概率波的概念于双缝实验，物理学家可以计算出微观物体抵达探测屏任意位置的概率。 德布罗意导航波诠释 德布罗意导航波诠释认为波函数就是一个引导波，粒子按照这个波函数的引导走，也就是说粒子行走的位置是被一个波函数引导好的。 在德布罗意–玻姆理论中，电子始终拥有确定的位置，即便该位置无法被观察者察觉。电子的位置受到导航波的引导。一个电子只能通过一条缝隙，但导航波可以同时穿过两条缝隙。导航波的干涉产生了侦测屏上的干涉图。 多世界诠释 多世界理论认为当粒子经过双缝后，会出现两个不同的世界，在其中一个世界里粒子穿过了左边的缝隙，而在另一个世界里粒子则通过了右边的缝隙。波函数不需要“坍缩”，去随机选择左还是右，事实上两种可能都发生了。只不过它表现为两个世界：生活在一个世界中的人们发现在他们那里粒子通过了左边的缝隙，而生活在另一个世界的人们观察到的粒子则在右边。 也就是说，粒子穿过双缝的一瞬间产生了多个平行宇宙，每个宇宙对应一种可能性。由于我们只是恰好生活在其中一个平行宇宙中，所以只观察到了一种结果。
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user: 4. 时空阶梯理论的解释(三) 以上的说明，看似可以对双缝实验解释清楚了，其实，隐藏着许多假设在里面，我们需要仔细分析这些假设： 1) 光的复合结构是包裹着形而上时空(神时空)的能气场，能气波，或者是包裹着暗能量(神时空)的暗物质(能气场)，而在新的能量守恒中，我们把物质、暗物质和暗能量都统一在能量的组成下，就是说，都是广义的能量。这个广义的能量也可以用在量子力学的能量上 E = f h 。只有这样，我们才能计算光的复合结构的频率变化。 2) 光的复合结构是一团运动速度不同的运动能量整体，其中，能气波(暗物质)的速度比较慢，而暗能量的速度最快。而且，这个整体能量的大小，影响光的复合结构的频率。也就是说，暗能量散发多了，光的复合结构的频率就要下降。其实，这个不难理解，有点类似多普勒效应。科学家爱德文·哈勃使用多普勒效应得出宇宙正在膨胀的结论。他发现远离银河系的天体发射的光线频率变低，即移向光谱的红端，称为红移，天体离开银河系的速度越快红移越大，这说明这些天体在远离银河系。在这里，暗能量散发多了，类似更快地膨胀，所以，最后导致光的复合结构的红移(频率变低)。 3) 干涉条纹的主要贡献者是光的复合结构中的能气波。类似电磁波，干涉条纹的光强与能气场的能量场强度平方和磁场强度的平方成正比。这里稍微有一些绕，光的复合结构是由物质质量(m)、能气场和暗能量组成的，暗能量散发在先，但是不形成干涉条纹，因为暗能量是膨胀能量，不会收缩形成条纹。但是，暗能量的散发却可以改变能气波的频率，而最后呈现的干涉条纹与能气波的频率有关。 4) 量子纠缠是个整体。以上分析，都是假设量子纠缠的两个光子是一个整体，这整体就是红色波和蓝色波的暗能量是连在一起的，要散发都散发。具体就是，到达D 0 的红色波的光子和到达D 4 的红色波的光子共用一个暗能量，这个整体暗能量在D 0 的散发和在D 4 的散发都是红色波的暗能量的散发。而这两个纠缠光子的暗能量(神时空)的最初速度，参看图3就知道是10 12.5 c。但是，通过分析我们知道，两个纠缠光子的共用暗能量一路散发，所以，这两个纠缠光子的暗能量其实在迅速减少。这样一分析，我们就知道，所谓的纠缠连接就是通过暗能量相互连接，而两个光子失去纠缠，也是因为两个纠缠光子的暗能量散发完了，让两个光子都回落到物理时空了。 以上的假设可以解释光的复合结构的古怪行为，是因为我们把光的复合结构的精细结构看清楚了。也就是说，之前之所以难以理解光的复合结构，是因为光的复合结构含有暗物质和暗能量，而暗物质和暗能量都是我们不熟悉的。其中，暗能量的超光速是最难理解的。时空阶梯理论揭示的形而上时空(暗能量)的超光速，不是一般的超光速，而是与形而下时空的弱力时空，电磁力时空和强力时空紧密联系的。我们之前难以理解引力与强力的差距为什么这么大？到了现在我们依然难以理解暗能量的超光速为什么这么大？但是，依据事实的计算结果就是这样，我们需要时间去慢慢理解消化。 我们把双缝实验的难点总结如下： 双缝实验的核心是两列波的频率必须相同。测量导致两列波的能量改变，而能量改变导致两列波的频率不一样，从而导致干涉减弱，或者消失。 光的复合结构是一团运动速度不同的运动能量组成的整体，其中物质(m，能气场中的能量场的能量收缩态)、暗物质(能气场、能气波)和暗能量(形而上时空：神时空、虚时空和道时空)虽然都是能量的不同形式，但是运动速度不一样。暗物质(气时空)的极化产生物质和暗能量，物质是收缩态能量，运动速度小于或者等于光速，暗能量是膨胀态能量，运动速度是超光速。其中，暗能量的超光速让我们对延迟选择量子擦除实验产生了误解，以为未来可以决定现在和过去。其实，就是超光速导致的结果。我们可以在肯定实验事实的基础上，从相反的方向去证明，超光速是必然的，而且，新的能量守恒定律让我们知道，这些变化没有玄妙的东西存在，都是能量变化的结果，也就是说，这里没有虚无，这里没有唯心主义。 综上所述，光的复合结构是运动能量(电磁波也是运动能量)，测量导致能量改变，而能量改变导致频率改变，而频率不同导致干涉条纹消失。最难理解是光的复合结构含有超光速的暗能量。 以上假设，需要重新做双缝实验来检验，比如设计一个实验，一个是没有暗能量散发的，一个是有暗能量散发，不去形成干涉，而是形成两个单斑，只要时间足够长，没有能量散发的单斑就要大一些。只要按照这个理论和思路，会设计出许多实验来检验这个理论的。不仅如此，双缝实验可能是未来研究暗物质和暗能量的最佳实验之一，因为双缝实验牵扯到暗物质和暗能量的变化。 另外，对双缝实验的解释，看似有了以上四个假设才能很好地解释清楚，似乎有了更多的疑问，其实不然。这四个假设都可以在时空阶梯理论的基础上，重新去做双缝实验而去检验和验证。而且只要心中有这个核心概念：能量降低和频率改变是暗能量的超光速改变，就不难一一验证这四个假设是对的，是成立的。而且，这四个假设的验证过程，也是证明时空阶梯理论对双缝实验的解释是否正确的必然实验过程。一旦验证这四个假设都是对的，就说明时空阶梯理论对双缝实验的解释是对的。
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user: 5. 总结 时空阶梯理论揭示，气时空是宇宙的根源，气时空极化产生收缩的形而下时空和膨胀的形而上时空。时空阶梯理论的核心是形而上时空，因为过去研究的大多在形而下时空，从牛顿到麦克斯韦，再到爱因斯坦，都是强调形而下时空的物理实在性。光的复合结构(光子以及对应的神时空，还有物质质量(m)和对应的能气场)是一个复杂结构，它包含了物质、暗物质和暗能量。其中，光的复合结构的核心是暗物质，就是时空阶梯理论揭示的能气场。还有，光的复合结构包含的暗能量是超光速，这也是过去对光的复合结构不能理解的主要原因。光的复合结构是混合的运动能量(电磁波也是运动能量)，测量导致能量改变，而能量改变导致频率改变，而频率不同导致干涉条纹消失。这就是双缝实验的核心秘密。最为关键的， 这里不是模糊的猜测，而是有精确的计算，比如：红色波和蓝色波的频率差一个 E 3 h ，而E 3 是因为红色 波在D 4 感光导致的散发的暗能量。 最后，我们需要强调的还是能气场理论，因为能气场理论不仅可以解释与暗物质有关的银河系自转曲线，还能解释与暗能量有关的先驱者号的异常加速度 [ 14 ] ，这次，还能解释神秘的双缝实验。双缝实验是一个很好的平台，我们可以预测，正是双缝实验，让我们有可能在实验室内而不是在宇宙范围内研究暗物质和暗能量，因为双缝实验的各种现象与暗物质和暗能量有关。
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user: 摘 要 目的：探讨复杂困难胆囊胆囊切除术(laparoscopic cholecystectomy， LC)术中的操作技巧及并发症预防。方法：回顾性分析我院2006年1月至2018年12月复杂胆囊结石患者378例，分为腹腔镜组和开放手术组，对两组患者术中胆道损伤、术后并发症进行比较。结果：腹腔镜组在术中胆道损伤、出血量、手术时间、术后引流量、结石残留、切口感染等方面优于开放组，有统计学差异。结论：手术者丰富的临床经验、专业的腹腔镜操作技能和精细解剖Calot三角是手术成功的关键，腹腔镜下进行复杂困难LC术是安全、有效、可行的。 关键词 :腹腔镜胆囊切除术，复杂困难胆囊，疗效 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 高原地区地理环境恶劣、气候干燥、早晚温差大、冬季气温寒冷以及饮食结构、饮食习惯等多方面因素影响导致胆囊结石发生率明显增加。胆囊切除是治疗胆囊结石的有效方法，随着腔镜技术的发展，腹腔镜胆囊切除术(laparoscopic cholecystectomy， LC)已成为治疗胆囊疾病的“金标准”。由于器械设备的不断更新，术者经验及操作技能的不断提高，LC手术的适应症也不断扩大，我科自2006年1月至2018年12月手术治疗复杂困难胆囊结石患者378例，其中腹腔镜下完成192例。取得了良好的临床疗效，现报道如下：
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user: 2. 临床资料 2.1. 一般资料 本次共纳入复杂困难胆囊结石病例378例，腹腔镜组192例，平均年龄(52 ± 15)岁，开放组186例，平均年龄(53 ± 14)岁。两组患者一般资料见表1。 Table 1 Comparison of baseline data between laparoscopic group and open grou 组别 例数 性别(例) 年龄 既往行胆囊切除(例) 男 女 是 否 腹腔镜组 192 86 106 52 ± 15 5 187 开放手术组 186 78 108 53 ± 14 8 178 统计值 X 2 = 0.314 t = 0.1320 X 2 = 0.819 P值 0.575 0.895 0.365 表1. 腹腔镜组与开放组一般资料比较 复杂困难胆囊结石纳入排除标准如下，纳入标准：1) 胆囊结石合并急性胆囊炎；2) 胆囊颈结石坎顿；3) 慢性萎缩性胆囊炎伴胆囊结石。排除标准：1) 胆囊恶性肿瘤；2) 胆管恶性肿瘤或胆总管结石；3) 既往进行过腹腔手术患者。腹腔镜组患者急性胆囊炎并颈部结石嵌顿112例(化脓30例)、慢性胆囊炎并胆囊结石急性发作56例、慢性萎缩性胆囊炎并胆囊结石24例，开放手术组急性胆囊炎并颈部结石嵌顿108例、慢性胆囊炎并胆囊结石急性发作49例、慢性萎缩性胆囊炎并胆囊结石29例，上述病例均完成术前相关检查，必要时行上腹部CT平扫+增强检查或MRCP排除肿瘤或胆总管结石。 2.2. 手术方法 腹腔镜手术组麻醉成功后，患者取平卧位，建立气腹，腹内压保持在12~14 mmHg，标准3孔法或4孔法建立通道。112例急性胆囊炎并颈部结石嵌顿患者因胆囊壁充血水肿，组织脆，易出血，打开浆膜层后用分离钳、吸引器相结合钝性分离Calot三角，辨清胆囊管、胆总管、肝总管之后，再夹闭胆囊管。30例患者因胆囊化脓张力较大，抓钳无法钳夹胆囊壁，遂用气腹针行胆囊穿刺减压，减压后的胆囊仍需保持一定张力，有利于胆囊从胆囊壁剥离。24例患者慢性萎缩性胆囊炎并胆囊结石因胆囊壁增厚、纤维化，胆囊形态及三角区结构发生变化，胆囊床瘢痕形成，可采用顺逆结合的方法行胆囊部分切除术，胆囊床电灼处理。56例慢性胆囊炎并胆囊结石患者因胆囊周围与大网膜致密粘连，在分离粘连过程中应尽量靠近胆囊壁进行分离，显露胆囊及胆囊三角，解剖胆囊三角时用电凝钩在带电情况下打开浆膜层，用电凝钩时勾到的组织要少、要薄，电凝钩或分离钳顺着间隙将脂肪组织推开。3例患者慢性胆囊炎并胆囊结石反复发作导致胆囊三角呈“冰冻样”改变，无间隙可分，遂中转开腹。术中根据胆囊床炎症、出血、有无胆瘘等情况决定是否留置引流管，术后根据引流管引流液性质和量决定拔除腹腔引流管时间。 开放手术组常规取右侧肋缘下或右上腹经腹直肌切口，长约12~15 cm，逐层入腹，探查后以盐水纱布垫隔开周围组织，向下牵开十二指肠及横结肠，显露肝十二指肠韧带，充分显露胆囊，打开胆囊管前面的腹膜组织，用小纱布推开胆囊管周围的疏松组织，显露胆囊管及其相连的胆总管及肝总管，用直角钳从胆囊管后方引一根4号丝线将胆囊管在靠近胆囊颈部位结扎，防止胆囊内小结石在术中掉入胆总管，此时暂不切断胆囊管，向下牵拉胆囊管在胆囊三角内双重结扎切断胆囊动脉，若胆囊管周围粘连严重，处理胆囊管及胆囊动脉有困难时可先从胆囊底部打开浆膜层将胆囊从胆囊床剥离至胆囊颈部，确认胆囊管与胆总管之间的关系之后再处理胆囊动脉。术后检查创面止血，小网膜孔放置橡胶引流管从右侧腹壁引出并固定，逐层缝合切口。 2.3. 术后观察指标 所有患者术后需观察有无发热(是否超过37.3摄氏度)、黄疸是否(血清总胆红素浓度超过34.2 μmol/L)、腹痛(是否存在腹部压痛、反跳痛)、腹胀(是否一天之后仍未排气且胀痛无法进水)等不适症状，以及引流管引流液的量(引流量是否超过30 ml)和颜色(引流液颜色是否鲜红)，检查血常规、肝功能是否异常，必要时行腹部彩超检查腹腔有无积液，胆管有无扩张，适时拔除腹腔引流管，观察切口有无感染等。 2.4. 统计学分析 采用SPSS21.0软件进行统计学分析，计量单位用均数±标准差表示。组间比较采用t检验，计量资料组间比较采用X 2 检验。P < 0.05为差异有统计学意义。
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user: 3. 结果 192例复杂困难LC手术成功切除187例，成功率97.4%，中转开腹5例，2例胆道损伤，其中1例因胆囊炎急性发作胆囊结石颈部嵌顿，胆囊壁水肿坏疽，胆囊三角粘连严重，在分离胆囊管过程中靠近胆总管因带电操作将胆总管损伤并有胆汁流出，术中在腔镜下行胆总管修补及腹腔引流，术后7 d痊愈出院。1例因慢性胆囊炎急性发作并胆囊结石，腹部彩超检查示：胆囊高度肿大，胆囊大小约175 × 84 mm。术中见胆囊与大网膜、十二指肠严重粘连，胆囊壁化脓坏疽，胆囊三角“冰冻样”改变。术后患者出现皮肤黏膜及巩膜黄染，腹腔引流管引出胆汁样引流液600 ml，术后肝功能示：总胆红素、直接胆红素、r-GGT持续升高，考虑胆总管损伤，行MRCP检查示：胆囊切除术后状态，肝内外胆管扩张，胆总管上段以远截断。在全麻下行胆肠吻合，术后患者恢复良好。术后胆总管结石1例，表现为术后2天出现上腹部疼痛伴有巩膜黄染，B超提示胆总管结石，直径0.6 cm，在我院行ERCP取石成功。其余病例无出血、胃肠道损伤、腹腔感染等并发症。 3.1. 手术时间和术中出血量 腹腔镜组和开放手术组总手术时间无统计学差异(P = 0.063)。腹腔镜组出血量较开放组少，差异有统计学意义(表2)。 Table 2 Comparison of clinical data between laparoscopic group and open grou 组别 例数 手术时间(mid) 住院时间(d) 术中出血量(ml) 腹腔镜组 192 122 ± 14 5.8 ± 0.7 26.0 ± 11 开放手术组 186 128 ± 15 7.2 ± 0.8 38.5 ± 13 t值 1.879 9.042 9.704 P值 0.063 0.000 0.000 表2. 腹腔镜组与开腹组临床指标比较 3.2. 术后住院时间 腹腔镜组手术切口小，术后切口疼痛程度相对开放组明显轻。腹腔镜组患者可早期下床活动有利于术后肠道功能恢复，开放手术组存在切口脂肪液化或切口感染的风险，开放手术组住院时间较腹腔镜组长，两者差异有统计学意义(表2)。 3.3. 术后并发症 两组患者均无术后腹腔继发性出血，胆道损伤发生率无统计学差异，开放手术组发生术后胆总管结石较腹腔镜组高其原因分析为术中对胆囊挤压有关，两组均行ERCP治疗后治愈。开放手术组切口因脂肪液化切口感染的发生率较高，经切口换药以及必要时行二期缝合后痊愈。腹腔镜组和开放手术组在胆道损伤、胆总管结石残留、切口感染方面差异无统计学意义。开放手术组总的并发症发生率明显高于腹腔镜组(表3)。 Table 3 Comparison of postoperative complications between laparoscopic group and open grou 组别 例数 胆道损伤 腹腔出血 结石残余 切口感染 总并发症 腹腔镜组 192 2 0 1 3 6 开放手术组 186 2 0 6 11 19 X 2 0.222 — 2.349 4.657 6.736 P值 0.638 — 0.031 0.125 0.010 表3. 腹腔镜组与开放组术后并发症的比较
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user: 4. 讨论 胆囊结石在我国发病率较高，男性略高于女性 [ 1 ] ，高原地区因地理环境恶劣，气候寒冷、干燥，早晚温差大以及不良的饮食习惯和特殊的饮食结构导致胆囊结石发病率约为12.5% [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。高原地区因医疗条件落后，胆囊结石的患者均以传统的开放手术为主，随着医疗条件的发展，LC术在我院开展例数逐年增加，近年来随着腹腔镜技术的发展，以往认为LC禁忌的复杂困难病例，现已成为LC手术的适应症，但是术中胆道损伤、术后胆总管结石残留等并发症仍有发生，不同程度的胆道损伤对患者的预后及生活质量的影响不同，所以分析和总结腹腔镜复杂困难胆囊切除术的适应症、手术技巧，对预防术后并发症具有重要意义。1) 正确评估手术难度和充分的术前准备是顺利完成LC手术的首要条件。术前详细询问病史和细致的体格检查，以及常规B超检查明确胆囊病变的程度，胆囊大小，胆囊壁的厚度，结石大小及分布，胆总管有无扩张，对手术难度预测具有指导价值 [ 5 ] 。患者的年龄(>65岁)、发病时间(<72小时)、肥胖、上腹部手术史等均可增加手术难度。对有黄疸病史或明显的Charcot三联征的患者，术前可选择性行ERCP或MRCP检查，以更好的了解胆总管有无结石和胆道是否有畸形，以防胆道损伤。2) 复杂困难病例胆囊三角的精细解剖及处理：急性胆囊炎并颈部结石嵌顿，慢性萎缩性胆囊炎并胆囊结石等因炎症刺激，瘢痕粘连而导致正常的三角关系不清或结构发生变异，术者应具备辨别不同情况下胆囊三角解剖关系变异的能力。解剖Calot三角时提起胆囊壶腹部向右上方牵拉，使胆囊管与胆总管呈直角状态，打开三角区浆膜层，用分离钳或吸引器钝性分离三角区脂肪组织，将三角区分为颈管交界为中心的安全区和以三管汇合区为中心的危险区 [ 6 ] ，分离胆囊管是在安全区进行。先处理胆囊后三角，后处理前三角，用分离钳从前三角向后三角分离，找出肝总管、胆囊管、胆囊动脉之间的间隙，便可清楚的辨认胆囊管、胆囊动脉、肝总管的关系。当三角关系不清或结构发生变异时，打开三角区浆膜后尽量不用电凝，遵循“宁伤胆、不伤管 [ 7 ] ”的原则，采用顺逆结合的方法，紧贴胆囊壁进行分离。夹闭胆囊管时应放松左手的牵拉力度，使肝总管与胆总管恢复原位 [ 8 ] ，避免形成壶盖想象。3) 妥善处理术中出血，在解剖胆囊三角过程中由于组织水肿，炎性粘连或操作不当损伤胆囊动脉等因素均可出现不同程度的出血，处理出血时术者要沉稳、冷静，不要盲目地进行电凝和使用钛夹夹闭，以免造成胆总管损伤或加重出血 [ 7 ] [ 8 ] 。对于小的活动性出血或弥漫性渗血可用纱布条压迫止血，对于较大出血或胆囊动脉损伤出血应右手持吸引器，左手持分离钳，吸引器对准出血部位边吸边用分离钳钳夹出血部位，反复交替变换钳夹部位，无明显出血后再实施夹闭，安全起见应双重夹闭，防止因钛夹脱落而造成术后出血，对出血较多且难以在腔镜下处理或强行处理有损伤胆管的可能，应迅速中转开腹。4) 对上腹部有手术史或腹膜炎病史的患者应严格掌握手术适应症，因腹腔粘连及手术所致腹腔内脏器移位、血管走形改变等大大增加了手术难度及风险。在建立气腹穿刺点应远离原手术瘢痕3~5 cm以上并且在直视下穿刺较为安全，穿刺成功后在腹腔镜监视下建立其他通道，分离粘连时应由浅入深、由易到难逐步显露胆囊及胆囊三角 [ 9 ] [ 10 ] 。对粘连较重，尤其是胃肠重建的患者因脏器结构发生变化，胆囊三角常显露不充分，强行分离易造成胆管及肠道损伤，术中应权衡利弊，及时中转开腹也是明智之举。
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user: 5. 结论 高原地区腹腔镜下复杂困难胆囊切除术较单纯行胆囊结石手术难度大，风险高，通过不断的尝试和经验总结，手术医师扎实的理论基础和专业的腹腔镜操作技能以及术中对解剖变异的辨别能力是完成复杂困难腹腔镜胆囊切除术的基础。术中只要耐心、细致操作，腹腔镜下复杂困难胆囊切除术仍是安全、有效的。后续采用3D腹腔镜是否可以对复杂困难胆囊结石起到更好的治疗效果可以进一步深入研究，比较2D和3D腹腔镜下复杂困难胆囊结石的术后效果及疗效评价是我们下一步可以进行研究的方向。
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user: 摘 要 安全壳是核电厂防止放射性物质泄漏的最后一道屏障，福岛核事故以来，非能动安全壳冷却系统的设计一直是先进核动力反应堆的研究重点。小型反应堆将当前先进的非能动设计与其一体化概念相结合，提出了新的设计理念。本文旨在总结国内外小型模块化反应堆非能动安全壳冷却系统的设计方案，通过不同方案之间的优劣对比，分别提出适合陆上小型堆和海上浮动堆非能动安全壳冷却的设计方案，为我国模块化小型反应堆正在进行的非能动安全壳冷却系统研究提供参考。 关键词 :模块化反应堆，安全壳冷却，非能动，浮动核电站 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 非能动安全壳冷却系统(PCCS)由于其固有的安全特性，被广泛地应用于先进核动力反应堆设计。该系统在失水事故(LOCA)、主蒸汽管道破裂(MSLB)等设计基准事故下，能够为反应堆提供长期冷却的能力，降低安全壳的温度和压力，从而限制放射性物质向外扩散。 在过去的三十年中，国内外的研究员针对非能动安全壳冷却系统的运行机理和特性开展了大量的研究，提出了诸多设计理念 [ 1 ] ，如高位水箱外部喷淋系统方案、钢制内壳的空冷方案、地面水箱喷淋冷却系统方案等。基于这些研究成果，核电设计正在变得更为安全、可靠、高效。福岛核事故以来，在全场断电(SBO)且无人为干预的情况下，通过自然循环非能动地导出反应堆衰变热，保证安全壳的完整性，成为了先进核电设计的重要安全战略。 小型模块化反应堆(SMR)由于其一体化设计，在提高核电安全性的同时，能够高标准地提供不同的核电联产方案，从而获得了国内外的广泛关注。如何将非能动安全壳冷却系统和小型模块化反应堆的一体化理念结合起来，一直是国内外学者的研究重点。截止目前，小型模块化反应堆尚处于商业化示范阶段 [ 2 ] ，还未运行投产。 本文调研了当前各国小型模块化反应堆非能动安全壳冷却系统的设计方案，从冷却原理、配置系统、长期冷却能力等方面进行了不同方案之间的优劣对比，提出适合小型反应堆一体化设计的优选方案，为我国陆上小型反应堆及海上浮动堆正在进行的非能动安全壳冷却系统的研究提供参考。
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user: 2. 基于模块化反应堆的非能动安全壳冷却系统 2.1. 四周浸没式安全壳冷却方案 2.1.1. W-SMR：外置高位水箱方案 西屋公司设计的小型模块化反应堆W-SMR [ 3 ] 具有十分紧凑的非能动安全壳冷却系统，如图1所示，压力容器包容在直径9.8 m，高27.1 m的钢制安全壳中，安全壳内保持高真空度，从而极大的限制了衰变热的流失。当失水事故发生时，压力容器释放的蒸汽在安全壳内壁面冷凝，从而使衰变热通过安全壳壁面传递到安全壳外水池(OCP)。随着安全壳压力的升高，自动泄压系统(ADS)开启，导出反应堆衰变热。同时，安全壳内置储水池中的水排入安全壳，地坑中的水通过滤网回到压力容器，形成循环，如图中1(b)红线所示。 事故工况下，如果堆芯补水箱(CMT)和安全壳内置储水池(ICP)排空，蒸汽通过自动减压系统排入安全壳。衰变热传到安全壳外水池，随着安全壳外水池中的水不断蒸发，池中水位下降，直至水位达到安全壳外水池与高位水箱(UHS)连接管线上浮动隔离阀的触发水位，浮动隔离阀自动开启，高位水箱中的水将重新填满安全壳外水池。在无外界干预的情况下，凭借UHS和OCP中的水量，该设计能够实现7天的非能动反应堆应急冷却。获得外部冷源后，通过向UHS中注水，该系统能够提供无限的冷却能力。 图1. W-SMR非能动安全壳冷却系统(a)正常工况下，(b)失水事故下 [ 4 ] 2.1.2. OFNP-300：多屏障阀门启闭式安全壳冷却系统 OFNP-300是麻省理工学院提出的一种海上浮动核电站，该堆型围绕W-SMR进行设计，其压力容器同样包容在直径9.8 m，高27.1 m的钢制安全壳中，且内部的安全系统与W-SMR十分相似。传统的反应堆设计有四层安全屏障(包含燃料芯块)，该堆型具备七层安全屏障，如图2所示，系统设计如图3所示。安全壳冷却系统通过反应堆外壳上的一系列阀门实现。在设计基准事故下，这些阀门自动打开，由于安全壳顶端的水位是在海平面下20 m，因此海水的压力可将船体的压舱水排入到安全壳四周，起到冷却安全壳的作用。通过自动泄压系统、地坑滤网、地坑回流管线、壳内储水池等完成壳内的循环冷却，从而带走堆芯的衰变热。 图2. OFNP300安全屏障 [ 5 ] 该系统目前的研究重点在于，如何通过一系列阀门合理的排放量和布置方式，将冷却剂均匀地排放到安全壳四周，保证船体不倾斜。阀门布置方式也在优化，布置位置较低能获得较大压头，布置位置较高，冷却效率高。目前该设计尚处于实验验证阶段，以保证冷却剂在安全壳外区域的均匀流动，及在流动不均匀情况下保证船体平稳。 图3. OFNP300非能动安全壳冷却系统示意图 [ 6 ] 2.1.3. Nuscale：环形水池与空气冷却结合的安全壳冷却系统 美国Nuscale Power公司设计的小堆Nuscale实现了安全壳冷却系统和堆芯应急冷却系统的高度协同 图4. Nuscale非能动安全壳冷却系统示意图 [ 7 ] 作用，如图4所示，压力容器包容在高24.6 m，直径4.6 m，额定压力5.5 MPa的钢制安全壳内，该安全壳能够在任何失水事故工况下实现放射性包容。三台反应堆大气排放阀协同两台再循环阀门运作，当两台排放阀和一台再循环阀打开的时候，PCCS自动开启。每台阀门的工作都是独立的，保证了系统设计的冗余性。 在失水事故下，PCCS自动开启，压力容器内的蒸汽从排放阀排出，在安全壳内壁冷凝，热量通过安全壳内壁传到反应堆厂房水池。安全壳内的温度和压力迅速降低，冷凝液体通过再循环阀流回反应堆，形成循环。 类似于W-SMR，反应堆厂房水池是该系统的外部冷源，在事故工况下，随着衰变热向外不断释放，池内的水由蒸发不断减少，当池内水蒸干时，反应堆将通过空气的自然循环冷却反应堆。Nuscale的长期冷却能力已通过Nuscale整体系统实验台架得到验证。 2.2. SMART：内置换热器的压载舱非能动冷却方案 韩国研究和工业联合会研发的小型模块化反应堆SMART，是一种重力基础结构式 [ 8 ] 的海上浮动式电站。在能动的安全壳喷淋系统(ECCS)、堆芯应急冷却系统(CSS)、堆芯熔融物滞留系统(IVR)失效时，其采用应急安全壳冷却系统(EPCCS)进行超设计基准事故下，堆芯衰变热的排放。该系统如图5所示，由蒸汽排放管线、压载水舱(船舶为调节重心位置设置的水舱)、压载水管线、热交换器、过滤排放系统组成，其冷源为船用压载水。 图5. SMART非能动安全壳冷却系统示意图 [ 9 ] 在事故工况下，由于安全壳内气体温度升高，内置换热器产生蒸汽，并通过蒸汽排放管线排入压载水舱。该系统利用换热器产生的蒸汽与压载舱中的水位产生的压头驱动自然循环，从而不断冷却反应堆。为了保证压载舱中充足的水量，SMART船用压载水舱的容量需要设置的比通常的船用压载水舱更大。此外，在设计阶段考虑将压载水舱通过安全释放阀和补水管线与海水相连，当舱内温度压力过高时，安全阀自动开启排除舱内蒸汽，通过与海水连通的管线为压载水舱补水，起到长期冷却的效果。 2.3. Flexblue：下沉式两侧浸没安全壳冷却方案 法国国有船舶制造企业DCNS集团、AREVA、EDF等机构联合研发的Flexblue [ 10 ] 是下沉式、完全一体化的浮动核电站。在失水事故与全场断电事故同时发生时，堆芯应急补水箱、安注箱分别为一回路提供高压、中压冷却剂，壳内安全储水池通过重力为一回路提供低压冷却剂(图6)。压力容器通过破口和自动泄压系统(ADS)排放的蒸汽，在安全壳内壁上冷凝并流向地坑，在重力注入箱排空时，冷凝的水自动流入壳内安全储水池。安全壳的两侧直接与海水相连，衰变热通过安全壳壁面传入最终热阱大海中。 图6. Flexblue非能动安全壳冷却系统示意图 [ 11 ] 2.4. 换料水箱内置冷却储水箱泄压方案 事故工况下，反应堆释放的高温高压蒸汽是威胁安全壳完整性的主要原因。基于这个出发点，韩国原子能研究院(KAERI)的KANG等人提出了如图所示的安全壳减压放射性抑制系统(CPRSS)方案 [ 12 ] ，该系统由安全壳结构和封闭厂房组成。安全壳结构包括四个堆芯补水箱，四个安注箱，内置换料水箱(IRWST)，以及相关子设备(图7)。当失水事故发生时，夹带放射性物质的气体从压力容器中排出，由于密闭厂房和外部的压力差，通过泄放管线流通到内置换料水箱中。内置冷却储水箱放置在内置换料水箱中，并与外部环境相连。高温气体将热量通过IRWST内冷却剂、内置冷却储水箱壁面传到储水箱内，储水箱内的水被加热蒸发，排放到外部环境中。 该系统的运行能力已经通过MARS试验台进行了验证，在没有任何能动干预的情况下，该系统能维持10天内安全壳环境保持在3.0 bar。 2.5. 空气自然循环冷却方案 针对一体化小型压水反应堆的研发，中核集团提出了空气自然循环冷却 [ 13 ] [ 14 ] 的方案，原理图如图8所示，压力容器和一回路设备包容在直径29 m，高45 m的安全壳中。失水事故发生时，高温蒸汽在安全壳内壁凝结，流经地坑回到反应堆一回路。安全壳温度升高，外部空气从厂房底部进入廊道，受热沿安全壳表面向上流动，从顶部排往最终热阱大气。 图7. 非能动安全壳冷却系统示意图 [ 15 ] 图8. CNNC设计非能动安全壳冷却系统示意图
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user: 3. 方案对比分析 3.1. 基于海洋的非能动安全壳冷却系统方案分析 通过上述调研内容以及表1，可以看到小堆在短期冷却能力方面，主要依靠外侧水源的自然对流或者空气冷却实现。针对无限期的非能动冷却能力，Flexblue通过海水直接冷却安全壳实现，nuscale和中核集团的设计则通过空气冷却方式实现。其他堆型通过扩大最终热阱容积来保证长期冷却的可靠性，该类设计的储水量可通过计算进一步优化，冷却方式尚存在较大的设计优化空间。各方案详细的对比研究见下文内容。 Table 1 Comparison among different schema of SMR passive containment cooling syste 类型 安全壳类型 非能动冷却方案 冷源 配制系统 特点 W-SMR 单层安全壳 自然对流 OCP水池水 UHS水箱水 非能动安全壳冷却系统 短期依靠UHS实现7天非能动冷却 长期需人为补水 OFNP-300 单层安全壳 自然对流 海水 非能动安全壳冷却系统 短期依靠阀门实现非能动冷却 长期依靠反应堆外壳内层水冷却 Nuscale 单层安全壳 自然对流 + 空气冷却 厂房水池水 + 空气 非能动安全壳冷却系统 短期依靠非能动水冷 长期依靠非能动空气冷却 SMART 双层安全壳 自然对流＋喷淋 压舱水 + IRWST水 非能动安全壳冷却系统 + 喷淋系统 短期依靠压舱水实现非能动冷却 长期拟用海水实现 Flexblue 单层安全壳 自然对流 海水 非能动安全壳冷却系统 依靠海水实现非能动冷却 KAERI 概念 双层安全壳 自然对流 + 喷淋 IRWST储水 安全壳减压放射性抑制系统 + 喷淋系统 短期非能动冷却 长期需人为补水 CNNC 概念 双层安全壳 空气冷却 空气 安全壳空气冷却系统 通过空气对流实现非能动冷却 表1. 小堆非能动安全壳冷却系统方案比较 3.1.1. 方案对比 海上浮动核电站对外部风险普遍具备内在保护能力，由于该类核电站通常距离海岸数公里以上，所处位置有足够水深，因此其本身能够避免海啸和地震的影响。 下沉式两侧浸没安全壳冷却方案中，电站由于长期浸没在海洋中，能够避免绝大多数的外在风险，诸如极端天气情况、爬高波浪、海啸、恐怖袭击(如海上撞击)等，相较于其他处于海平面上下的浮动堆，可靠性高。此外，海洋作为最终热阱能够大大简化安全系统设计，并通过非能动安全壳冷却系统提供无限期的反应堆冷却，无需人为干预，提高了设计的可靠性。安全壳直接与海水接触，其作为电站最外层，表面涂抹防腐蚀材料与维修相较于其他浮动核电站更为方便。两侧浸没式与下沉式的设计避免了由于热量排放可能引起的船体倾斜等问题，设计可靠性较高。 多屏障阀门启闭式安全壳冷却系统中，安全壳冷却系统在海平面20 m以下，重心较低，水力学稳定性较高，因此能够较好的抵御各类极端天气，诸如地震、台风、海啸等。在正常运行工况下，安全壳被空气包围，因此，相较于其他浮动核电站，海水对安全壳表面的腐蚀情况较轻。然而，该设计的长期冷却能力受反应堆外壳所储水量限制，并且，阀门的最优化布置以及阀门设计等问题都为实现该方案的非能动冷却带来了挑战。 内置换热器的压载舱非能动冷却方案中，为了保证长期的冷却效果，需要增加压载水舱的体积，会为船舶上的空间分配带来一定挑战。为实现长期的冷却效果，海水和压载舱的连接方案以及多压载舱供水方案尚在规划，然而，利用压载水舱作为冷源，系统启动时船舶的平衡也是需要解决的问题。SMART属于重力基础式的浮动堆，安全壳位于海底，距离海床很近，相较于其他浮动堆型，该设计面临的抗震问题较多。 3.1.2. 浮动核电站PCCS优选方案 上述方案都有其独特的技术先进性，下沉式两侧浸没安全壳冷却方案经过了完整的设计分析，设计固化度高。此外，长期冷却能力是福岛之后反应堆设计的重中之重，相较于其他方案，以海洋直接作为最终热阱的长期冷却方案具备更高的可靠性，综合考虑设计的长期冷却能力、抗震要求、维护经济性等因素，下沉式两侧浸没安全壳冷却方案是浮动核电站严重事故非能动冷却的首选方案。 3.2. 陆上小型堆的非能动安全壳冷却系统方案分析 3.2.1. 方案对比 陆上核电站多采用埋地或半掩埋设计，因此对于极端天气、恐怖袭击的内在保护能力较高，相较于浮动核电站，陆上核电站需要考虑的抗震问题多。 环形水池与空气冷却方案结合的安全壳冷却系统，安全壳冷却系统和堆芯应急冷却系统结合紧密，系统设计简化。安全壳外部水池的设计能够作为一层放射性物质的屏障，加强了反应堆的安全性。在安全壳承压能力提高的情况下，壁厚并未增加，有助于反应堆的可靠性和经济性。然而，壳外水池冷却方案需要考虑设备的定期维护，空气自然循环冷却方案需要增加安全壳和壳外水池壁间的流通空间，两种冷却方式协同，增加了建造和维护成本。 换料水箱内置冷却储水箱泄压方案通过封闭厂房和安全壳的协同作用，实现了安全壳非能动的降温降压，基本原理简单，增加内置冷却储水箱的可实施性较高。但其系统设计对比其他小堆，更加复杂，会在经济性上带来一定的负面影响。此外，该设计的长期冷却能力需要人为补水，可靠性较低，热工水力性能尚需进一步的试验验证。 外置最终散热水池方案的两套散热池处于相对位置较高处，在技术经济性和抗震方面会带来一些负面影响。此外，地坑滤网设计类似于传统的大型压水堆，其滤网堵塞维护的问题会引入在役检查和维护的成本。该设计依靠UHS实现7天的非能动冷却，长期冷却需人为补水。 空气自然循环冷却方案：该方案省去了冷却水源，保证了反应堆的长期冷却能力，简化了系统配制，降低了设备的安全等级，经济性较高。由于空气比热较小，相较于水冷系统，该方案需要更大换热面积。空气流动阻力较小，换热效率较高。该设计需考虑由于廊道较长所带来的布置问题。 3.2.2. 陆上小型堆PCCS优选方案 空气自然循环冷却方案省却了冷却水源，从根本上解决了严重事故下，反应堆长期冷却的问题，可靠性较高。当前的设计中，以Nuscale和中核集团的设计为代表，可靠的长期非能动冷却能力均由空气冷却方式保证，此外，该设计省却了高位水箱等设备，系统配制简化，抗震问题较小，建议将空气自然循环冷却方案作为陆上小型堆非能动安全壳冷却系统的首选方案。
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user: 4. 结论 下沉式两侧浸没安全壳冷却方案运行原理简单，长期非能动冷却能力可靠性高，应对极端事故情况，内在可靠性较高。综合考虑其设计可靠性，维护经济性等因素，对于海上浮动核电站，该方案能够作为优选方案。 空气自然循环冷却方案无需冷源蒸干后的补水能动措施，系统配置简单，省却了高位水箱等设备，抗震问题较小。该设计能够在确保安全壳长期冷却的情况下，保证经济性，为当前小堆长期冷却的主要选择。综合考虑小堆设计的长期冷却能力和运行可靠性，该方案能够作为优选方案。 当前我国的小堆和海上浮动核电站设计能够参照这些先进的设计理念，结合国内的设计要求和工程建设优势，形成自主的模块化小型堆非能动安全壳冷却系统的设计。
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user: 摘 要 为协调控制射频负离子源稳态实验运行、实现实验数据的采集与共享、并对电源、低温真空、循环冷却水、诊断等系统状态进行实时监控、故障报警和连锁保护，设计了射频负离子源控制系统。对控制系统的总体框架结构、远程控制单元、现场控制单元、采集单元、连锁和保护单元等关键组件的设计进行了详细介绍。通过实验测试，验证了所设计的控制系统能够满足射频负离子源测试平台稳态实验运行控制要求。 关键词 :负离子源，控制，采集，连锁和保护 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 中性束注入(Neutral Beam Injection， NBI)作为托卡马克核聚变装置四种辅助加热手段中加热效率最高、物理机制最清楚的加热方式，在国际和国内的磁约束核聚变装置上得到广泛应用。为避免受到磁约束核聚变装置中强磁场的干扰，NBI离子源加速形成的高能粒子束必须经过中性化处理后才能注入到聚变装置的芯部等离子体中，达到加热等离子体的目的。 未来的聚变反应堆，如中国聚变工程试验反应堆(CFETR)，国际热核聚变实验堆(ITER)、国际聚变示范堆(DEMO)等，都将装备高能量(~1 MeV)和高功率的中性束注入系统。然而当束能量大于100 keV时，正离子源的中性化效率急剧下降，而负离子源的中性化效率仍然可以保持在70%~80%，故基于大面积负离子源的NBI成为我国中性束注入技术发展的趋势。为满足未来大型磁约束聚变装置对高能量、高功率和稳态中性束注入系统的需求，世界上磁约束聚变领域的主要研究单位均启动了大功率强流负离子源的研发工作。ITER和CFETR中性束注入系统均将采用MeV量级的射频负离子源 [ 1 ] [ 2 ] 。 中国科学院等离子体物理研究所现已初步搭建了射频负离子源测试平台，以开展负离子产生与引出相关预研工作。射频负离子源测试平台由束源、束线及支撑系统、电源系统、控制系统和诊断系统组成。控制系统负责协调各子系统完成稳态实验运行、控制电源系统的供给及时序和幅值的实时调节、实现实验数据的采集与共享、并对电源、低温真空、循环冷却水、诊断等系统状态进行实时监控、故障报警和连锁保护。本文将系统地阐述射频负离子源控制系统的设计与性能测试。
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user: 2. 控制系统需求分析 射频负离子源样机如图1所示，控制系统负责在射频负离子源运行期间驱动射频功率源、启动灯丝电源、引出电源、加速电源、缓冲器偏置电源、弧偏置电源、偏置板电源工作；对低温真空、循环冷却水、铯注入等慢过程进行实时控制；对实验运行期间各子系统产生的实验数据进行采集、存储和共享；并实时监控各子系统运行状态，对各系统发生的异常事件进行实时管理、故障报警，同时提供可靠的连锁保护机制，在保障实验设备和人身安全的前提下，有序地控制射频负离子源稳定运行。 为协调控制射频负离子源稳态、安全运行，控制系统需满足以下功能需求： a) 强电磁和射频干扰环境下稳定运行； b) 具备本地和远程控制功能； c) 提供良好的人机交互系统； d) 具备所有子系统的单独调试与监控能力； e) 提供精度10 μs的快速控制和100 ms的慢速控制； 图1. 射频负离子源样机 f) 实现1~100 Hz调制束引出与加速控制； g) 对关键状态参数的实时监控； h) 提供故障连锁和保护机制，保障实验设备和人身安全； i) 针对实验运行过程中连续的、低带宽、高带宽数据提供不同采样率的数据采集服务； j) 提供在线和离线数据访问与分析处理服务。