磁场重联是宇宙中普遍存在的等离子体过程,是多种天体物理现象中爆发性能量释放的关键机制.它能够将储存的磁场能量快速转化为粒子的动能和热能,同时改变磁场拓扑结构.与地球不同,火星没有全球性的内禀磁层,而是具有局部的岩石圈磁场,...磁场重联是宇宙中普遍存在的等离子体过程,是多种天体物理现象中爆发性能量释放的关键机制.它能够将储存的磁场能量快速转化为粒子的动能和热能,同时改变磁场拓扑结构.与地球不同,火星没有全球性的内禀磁层,而是具有局部的岩石圈磁场,特别是在南半球的磁场较强.这种结构使得太阳风可以直接与火星电离层相互作用,通过质量装载和离子拾取等过程,形成包括弓激波、磁鞘、感应磁层顶和磁尾等结构的感应磁层.行星际磁场(interplanetary magnetic field,IMF)能够轻易穿透较弱的火星电离层,而岩石圈磁场可延伸至高空,形成类似于太阳日冕的复杂磁场拓扑,为磁场重联的发生创造了理想条件.此外,火星电离层中存在多种离子成分(如O_(2)^(+)、O^(+)和CO_(2)^(+)),并且某些区域的碰撞效应使得重联事件表现出与传统无碰撞质子-电子重联模型显著不同的特性.本文全面回顾了火星空间环境中磁场重联的观测、理论和数值模拟研究进展,重点分析了感应磁层顶/电离层顶、电离层内部、磁尾和磁鞘等关键区域的重联现象.来自火星大气与挥发分演化任务(the Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN,MAVEN)和天问一号等探测任务的观测揭示了多样化的重联特征,包括Hall磁场、高速离子喷流、离子加热和拓扑变化.例如,在感应磁层顶,拖曳的行星际磁场与固定的电离层磁场重联产生朝向太阳的喷流,驱动显著的离子逃逸,局部逃逸率高达1.0×10^(24) s^(-1).在磁尾,重联事件多发生在太阳风对流电场为负(-E)的半球,表现出与质量相关的离子流出,并导致氧离子的突发逃逸,逃逸率可暂时达到全球水平,如2.4×10^(24) s^(-1).在电离层内部,特别是在强岩石圈磁场区域,开放-开放或拖曳-闭合磁力线之间的重联产生局部加速,并促成环间重联和电子通量增强等现象.本文的重点是磁场重联引发的电离层物质抛射(ionospheric mass ejection,IME),这是一种新发现的现象,类似于太阳的日冕物质抛射(CME).在电离层的低β区域,反向开放磁力线之间的重联会抛射出等离子体空腔,其密度下降数个数量级,伴随的流出速度超过火星的逃逸速度(约5 km/s).MAVEN数据分析表明,IME事件大约每火星日发生三次,每次抛射约1.3 kg的氧离子,累计约42亿年来造成相当于0.046 mm全球水层的氧损失.虽然在当前条件下这一贡献看似较小,但在早期太阳系中,太阳风密度和磁场较强时,大气侵蚀效应可能显著增强.在理论方面,本文介绍了适用于多离子成分重联的多流体广义欧姆定律,扩展了传统的双流体模型.通过无量纲化方法,推导了重离子和轻离子的惯性长度,揭示了分步解耦过程形成的多尺度扩散区,改变了Hall效应、流出结构和无量纲重联率.利用等效质量解释了与质子-电子模型相比的惯性尺度偏差,重离子因受轻离子向外电场影响而具有较大尺度.本文还讨论了碰撞效应,低高度(<300 km)区域的碰撞会展宽扩散区并降低重联效率,可能导致部分碰撞状态,涉及离子-中性或离子-离子相互作用.这些研究不仅阐明了驱动火星大气和水逃逸的能量转换机制,这是火星气候演化和宜居性的关键因素,还推动了基础重联理论的发展.未来,MAVEN与天问一号的多点协同观测,以及与太阳日冕物理的类比,将为这一等离子体过程的天然实验室提供更深入的见解.展开更多
丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)感染引起的丙型肝炎慢性率高达80%。不积极干预,大部分患者将发展为肝硬化或肝细胞癌[1]。据世界卫生组织(World Health Organization,WHO)估计[2],2019年全球大约有5800万慢性丙型肝炎(CHC)患者,...丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)感染引起的丙型肝炎慢性率高达80%。不积极干预,大部分患者将发展为肝硬化或肝细胞癌[1]。据世界卫生组织(World Health Organization,WHO)估计[2],2019年全球大约有5800万慢性丙型肝炎(CHC)患者,每年新发感染HCV人数约为150万。据中国疾控中心报告的数据,自2012年起,我国每年新发HCV感染人数维持在20万左右。WHO提出了2030年消除病毒性肝炎公共卫生危害[3]的全球性卫生战略目标,即HCV感染诊断率>90%和治疗率>80%。根据非营利性Polaris报告的HCV感染数据[4],全球HCV感染诊断率为33%,治疗率为15%。中国HCV感染诊断率为30%,而治疗率仅为11%。就我国约1000万HCV感染患者而言,有大约700万未被发现,890万例患者未接受治疗。虽然尚无HCV疫苗预防,但可通过口服直接抗病毒药物(direct acting antivirals,DAAs)达到治愈,药物治疗治愈率均在95%以上,且治疗过程简单,仅需要口服3~6个月药物即可。至目前为止,消除HCV的治疗条件已成熟,核心问题是如何去发现HCV感染患者。在2017年,欧洲肝病学会提出了HCV微消除战略,即先将国家消除HCV感染的目标划分为较小的目标,如针对一个确定的人口或地理区域消除,即针对群体性消除[5]。根据这一概念,HCV微消除可以扩展到医院相关微消除、区域性筛查、重点特殊人群微消除等领域。当前,有很多成功的HCV微消除案例,本文对上述案例进行总结,为临床实现HCV感染消除提供参考意见。展开更多
This work examines the microstructure and corrosion properties of fine-grained Al 7075 across different regions under varying cooling conditions during friction stir welding.The findings demonstrate that forced coolin...This work examines the microstructure and corrosion properties of fine-grained Al 7075 across different regions under varying cooling conditions during friction stir welding.The findings demonstrate that forced cooling significantly improves the corrosion resistance of the welded joints.Specifically,the corrosion resistance was the highest in the stir zone,followed by the thermo-mechanical affected zone,and then the heat affected zone.Forced cooling mitigates grain growth by controlling the welding thermal effects,thereby increasing the proportion ofΣ3 grain boundaries.The modification of these microstructural characteristics promotes the formation of a dense oxide layer,thereby enhancing the corrosion resistance.Furthermore,forced cooling mitigates the precipitation and coarsening of the anodic phase in the stir zone,which in turn reduces the susceptibility of the joint to pitting corrosion.Additionally,the lower recrystallization texture content in the joint,resulting from forced cooling,contributes to a reduction in the number of corrosion-active sites,thereby further improving the corrosion performance of the welded joint.展开更多
文摘磁场重联是宇宙中普遍存在的等离子体过程,是多种天体物理现象中爆发性能量释放的关键机制.它能够将储存的磁场能量快速转化为粒子的动能和热能,同时改变磁场拓扑结构.与地球不同,火星没有全球性的内禀磁层,而是具有局部的岩石圈磁场,特别是在南半球的磁场较强.这种结构使得太阳风可以直接与火星电离层相互作用,通过质量装载和离子拾取等过程,形成包括弓激波、磁鞘、感应磁层顶和磁尾等结构的感应磁层.行星际磁场(interplanetary magnetic field,IMF)能够轻易穿透较弱的火星电离层,而岩石圈磁场可延伸至高空,形成类似于太阳日冕的复杂磁场拓扑,为磁场重联的发生创造了理想条件.此外,火星电离层中存在多种离子成分(如O_(2)^(+)、O^(+)和CO_(2)^(+)),并且某些区域的碰撞效应使得重联事件表现出与传统无碰撞质子-电子重联模型显著不同的特性.本文全面回顾了火星空间环境中磁场重联的观测、理论和数值模拟研究进展,重点分析了感应磁层顶/电离层顶、电离层内部、磁尾和磁鞘等关键区域的重联现象.来自火星大气与挥发分演化任务(the Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN,MAVEN)和天问一号等探测任务的观测揭示了多样化的重联特征,包括Hall磁场、高速离子喷流、离子加热和拓扑变化.例如,在感应磁层顶,拖曳的行星际磁场与固定的电离层磁场重联产生朝向太阳的喷流,驱动显著的离子逃逸,局部逃逸率高达1.0×10^(24) s^(-1).在磁尾,重联事件多发生在太阳风对流电场为负(-E)的半球,表现出与质量相关的离子流出,并导致氧离子的突发逃逸,逃逸率可暂时达到全球水平,如2.4×10^(24) s^(-1).在电离层内部,特别是在强岩石圈磁场区域,开放-开放或拖曳-闭合磁力线之间的重联产生局部加速,并促成环间重联和电子通量增强等现象.本文的重点是磁场重联引发的电离层物质抛射(ionospheric mass ejection,IME),这是一种新发现的现象,类似于太阳的日冕物质抛射(CME).在电离层的低β区域,反向开放磁力线之间的重联会抛射出等离子体空腔,其密度下降数个数量级,伴随的流出速度超过火星的逃逸速度(约5 km/s).MAVEN数据分析表明,IME事件大约每火星日发生三次,每次抛射约1.3 kg的氧离子,累计约42亿年来造成相当于0.046 mm全球水层的氧损失.虽然在当前条件下这一贡献看似较小,但在早期太阳系中,太阳风密度和磁场较强时,大气侵蚀效应可能显著增强.在理论方面,本文介绍了适用于多离子成分重联的多流体广义欧姆定律,扩展了传统的双流体模型.通过无量纲化方法,推导了重离子和轻离子的惯性长度,揭示了分步解耦过程形成的多尺度扩散区,改变了Hall效应、流出结构和无量纲重联率.利用等效质量解释了与质子-电子模型相比的惯性尺度偏差,重离子因受轻离子向外电场影响而具有较大尺度.本文还讨论了碰撞效应,低高度(<300 km)区域的碰撞会展宽扩散区并降低重联效率,可能导致部分碰撞状态,涉及离子-中性或离子-离子相互作用.这些研究不仅阐明了驱动火星大气和水逃逸的能量转换机制,这是火星气候演化和宜居性的关键因素,还推动了基础重联理论的发展.未来,MAVEN与天问一号的多点协同观测,以及与太阳日冕物理的类比,将为这一等离子体过程的天然实验室提供更深入的见解.
文摘丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)感染引起的丙型肝炎慢性率高达80%。不积极干预,大部分患者将发展为肝硬化或肝细胞癌[1]。据世界卫生组织(World Health Organization,WHO)估计[2],2019年全球大约有5800万慢性丙型肝炎(CHC)患者,每年新发感染HCV人数约为150万。据中国疾控中心报告的数据,自2012年起,我国每年新发HCV感染人数维持在20万左右。WHO提出了2030年消除病毒性肝炎公共卫生危害[3]的全球性卫生战略目标,即HCV感染诊断率>90%和治疗率>80%。根据非营利性Polaris报告的HCV感染数据[4],全球HCV感染诊断率为33%,治疗率为15%。中国HCV感染诊断率为30%,而治疗率仅为11%。就我国约1000万HCV感染患者而言,有大约700万未被发现,890万例患者未接受治疗。虽然尚无HCV疫苗预防,但可通过口服直接抗病毒药物(direct acting antivirals,DAAs)达到治愈,药物治疗治愈率均在95%以上,且治疗过程简单,仅需要口服3~6个月药物即可。至目前为止,消除HCV的治疗条件已成熟,核心问题是如何去发现HCV感染患者。在2017年,欧洲肝病学会提出了HCV微消除战略,即先将国家消除HCV感染的目标划分为较小的目标,如针对一个确定的人口或地理区域消除,即针对群体性消除[5]。根据这一概念,HCV微消除可以扩展到医院相关微消除、区域性筛查、重点特殊人群微消除等领域。当前,有很多成功的HCV微消除案例,本文对上述案例进行总结,为临床实现HCV感染消除提供参考意见。
基金Project(ASM-20240)supported by the Key Laboratory of Advanced Structural Materials(Changchun University of Technology),Ministry of Education,ChinaProject(2022TD-30)supported by the Scientific and Technological Innovation Team Project of Shaanxi Innovation Capability Support Plan,China。
文摘This work examines the microstructure and corrosion properties of fine-grained Al 7075 across different regions under varying cooling conditions during friction stir welding.The findings demonstrate that forced cooling significantly improves the corrosion resistance of the welded joints.Specifically,the corrosion resistance was the highest in the stir zone,followed by the thermo-mechanical affected zone,and then the heat affected zone.Forced cooling mitigates grain growth by controlling the welding thermal effects,thereby increasing the proportion ofΣ3 grain boundaries.The modification of these microstructural characteristics promotes the formation of a dense oxide layer,thereby enhancing the corrosion resistance.Furthermore,forced cooling mitigates the precipitation and coarsening of the anodic phase in the stir zone,which in turn reduces the susceptibility of the joint to pitting corrosion.Additionally,the lower recrystallization texture content in the joint,resulting from forced cooling,contributes to a reduction in the number of corrosion-active sites,thereby further improving the corrosion performance of the welded joint.
