高纯锗探测器瞬态温度场特性的模拟研究

为确保探测器在低温环境下稳定运行,分析了高纯锗探测器的内部传热机理,基于COMSOL Multiphysics软件建立了探测器的三维计算模型,得到了制冷过程中三维瞬态温度分布规律以及不同探测器内部结构和材料选择对温度分布的影响,通过仿真数据与实验数据的一致性比较,验证了该模型及仿真方法的正确性。为进一步优化和改进液氮制冷和电制冷型高纯锗探测器的设计参数提供了理论支撑。

CdZnTe探测器能量补偿层的研究

简要介绍了用CdZnTe探测器构成剂量测量仪所用的能量响应补偿层,根据计算设计了5种组合结构,并对各种组合结构进行了χ,γ射线能量响应实验测量,实验结果表明CZT在能量响应方面能够满足剂量测量的要求。

溴化铊探测器的制备研究和测试

溴化铊(Tl Br)晶体是制备室温γ射线及x射线探测器的优良材料,晶体平均原子序数高,对射线的阻止本领强;禁带宽度大,电阻率高,漏电流较小。因而,近年来倍受人们的关注,已成为目前研究的前沿热点之一。为此,该文对Tl Br核辐射探测器制备和测试进行了研究。

用于卫星探测X、γ射线的大灵敏面积CdZnTe探测器的研发

CdZnTe（CZT）探测器不需要低温制冷就可在30-600keV较宽的能量范围内得到较好的空间和能量分辨，已成为研究宇宙空间X、γ射线场重要的探测器。本工作研究将4个甄别级10mm×10mm×5mm CZT平面探测器进行改制，并将其并联拼接成20mm×20mm×5mm较大面积的CZT探测器。经测试，大面积CZT探测器对125^I、241^Am、57^Co、133^Ba、137^Cs具有较好的能量线性响应，对137^Cs的662keV7射线有较好的能量分辨。

用于高分辨率Si-PIN探测器的低噪声电荷灵敏前置放大器的设计

介绍了一种用于高分辨率Si-PIN探测器的低噪声晶体管反馈电荷灵敏前置放大器的设计。在场效应管制冷到-20℃,成形时间为6μs条件下,前放的零电容电子学噪声(对Si探测器)为150 eV。与平面工艺技术制备的厚度500μm,灵敏面积5 mm2的Si-PIN探测器配用,采用小型温差电制器制冷至-20℃,对5.9 keV X射线的能量分辨率(FWHM)最好可以达到195 eV。

高纯锗能谱仪系统研制

介绍了高纯锗能谱仪系统的研制。项目突破了探测器级高纯锗单晶提纯、高纯锗探测器表面钝化保护、高计数率数字化多道分析器以及无源效率刻度等关键技术,研制出高纯锗能谱仪系统样机。开展了高纯锗能谱仪在核燃料包壳破损在线监测、中高放射性废物桶核素源项无损检测和材料点缺陷特性分析示范应用研究。性能测试表明:85%探测效率的能谱仪的能量分辨率为1.98keV(1.33 MeV伽马射线),峰康比好于61。

高血压病人脑微出血的ESWAN定量研究

目的应用ESWAN测量高血压病人脑内脑微出血(CMBs)的校正相位值(CPV),分析CPV与高血压危险分层的关系,探讨CPV应用于CMBs定量诊断及预后评估的价值。方法筛选患有原发性高血压合并有CMBs的病人63例,采用ESWAN序列扫描,测量脑内CMBs的CPV,分析其大小与性别、年龄、高血压病程、高血压危险分层的关系。结果所有病灶CPV的取值范围-1.45rad^0.52rad,均值-0.99rad±0.28rad。皮层-皮层下区CMBs平均CPV在年龄、高血压病程、高血压危险分层分组中差异明显(P<0.05),并与年龄、高血压病程呈负相关;丘脑/基底节区的CMBs平均CPV在年龄、高血压病程的分组中有统计学意义(P<0.05),并与年龄、高血压病程呈负相关;幕下区的CMBs病灶的平均CPV在各个分组中无统计学意义(P>0.05),无明显相关性。结论不同高血压危险分层病人的皮层-皮层下区、丘脑/基底节区CMBs的CPV有一定变化规律,测量CMBs的相位值能够为CMBs的病理改变、临床进展及预后情况研究提供依据。

CIAE核探测器技术的发展

核探测器技术是我国核科学技术发展的核心支撑学科。中国原子能科学研究院(CIAE)先后为我国核科学技术的发展提供了各类型探测器67种以上,提供核电子仪器和装置多达七、八十种,计几千台件,为我国核科学发展做出了重要贡献。“十一五”以来,CIAE开展了硅平面工艺半导体探测器、化合物半导体探测器、高纯锗探测器、核四极共振探测器、高温裂变电离室探测器等研究,突破了多项关键技术,研发了多种先进核探测器/装置,为我国核技术应用、国家安全及国民经济的发展作出重要贡献。

基于平面工艺硅探测器的β伏打微核能电池

简要叙述了利用平面工艺硅探测器和放射性同位素构成的β伏打微核能电池的原理,比较了不同灵敏面积硅探测器对β伏打微核能电池开路电压的影响。实验证明,单个β伏打微核能电池的开路电压可达到0.15 V～0.3 V,采用串、并联方式可以获得较大的输出功率。

TlBr探测器的发展与现状

TlBr晶体是一种理想的的X射线和γ射线探测器材料,其原子序数高、密度大、禁带宽和电离能小,TlBr探测器具有探测效率高、能量分辨性能优异和体积小易集成等特点,可以在室温条件下使用,是核材料核查与核保障、国土安全、空间及高能物理实验的较佳选择。文章介绍了TlBr探测器工作原理及其发展与现状,对探测器结构设计及信号收集处理方法作了详细介绍,提出了TlBr探测器发展及开发工艺的建议。

同轴高纯锗探测器探测效率的MCNP模拟与电荷收集时间的计算

高纯锗探测器具有很好的能量分辨率,被认为是核素分析的黄金标准,在很多检测领域成为规定的标准检测设备。在高纯锗探测器的制备过程中,可以采用蒙特卡罗方法对探测器进行模拟,用于确定探测器制备过程中的参数。采用MCNP4软件对同轴高纯锗探测器探测效率进行模拟,研究了不同材质入射窗、不同能量γ射线对高纯锗探测器探测效率的影响,并根据模拟结果选择合适的入射窗材料并确定死层厚度,进而为高纯锗探测器研制提供指导。还对高纯锗探测器晶体的内部电场进行模拟,计算得到能量沉积点的电荷收集时间,通过改变能量沉积点位置,更直观地反映晶体内部不同位置的电荷收集时间。

高灵敏中子裂变计数器设计

研制了一种可在550℃高温下工作的高灵敏中子裂变计数器。该计数器采用多层平板电极和一体化无机铠装电缆的结构,电极表面涂镀含有高富集度235U的U3O8作为裂变物质。测试结果表明:该计数器热中子脉冲灵敏度达到1.3nv^-1·s^-1,坪斜为1.6%/100 V,室温下坪长超过1600V,在550C时坪长为150V,很好地满足了反应堆测量孔道的工况条件和测量要求。

同轴型HpGe探测器离子注入工艺仿真

为了进--步优化同轴型高纯锗探测器离子注入工艺参数,利用Silvaco半导体仿真软件和SRIM离子注入仿真软件对离子注入过程进行模拟,研究不同注入角度、能量、剂量对注入的均匀性、深度、杂质浓度分布及损伤的影响,并根据模拟结果选择合适的工艺参数,为HpGe探测器的制备提供一定的指导。此外,研究了离子注入后退火的温度及时间对晶格损伤恢复和杂质激活的影响情况。

深亚微米工艺低温阈值电压解析模型研究

现有仿真模型的温度适用范围在223~423 K,无法满足低温设计需求,且目前公开报道的低温CMOS工艺物理建模研究成果中模型不解析。为了在低温下高纯锗探测器近端集成CMOS读出电路,实现高分辨率的核探测技术,着重从阈值电压温度效应物理机理出发,通过分段线性化和主项近似积分法结合常温下的边界条件建立4~423 K深亚微米工艺阈值电压解析模型。常温下的边界条件获取过程中,在均匀掺杂长沟道器件阈值电压表达式基础上,分别考虑横向、纵向非均匀掺杂,以及漏致势垒下降效应带来的影响,通过求解简化的耗尽区准泊松方程,得到常温边界条件通式。实际使用过程中,可针对不同工艺通过测试得到通式里包含的4个因子。在SMIC 0.18μm工艺下用该模型与MEDICI软件仿真结果对比发现极其吻合,验证了低温建模方法的可行性。

对发展循环经济的思考

发展循环经济是落实科学发展观的重要举措。循环经济的本质是生态经济。党的十六届五中全会明确把加快转变经济增长方式、发展循环经济,作为全面贯彻落实科学发展观必须坚持的六大原则之一,标志着我国循环经济即将进入一个新的关键发展期。

雪峰虫草对DC-CIK增殖及HepG-2细胞杀伤作用的实验研究

目的:研究雪峰虫草对DC-CIK细胞增殖及肝癌Hep G-2细胞杀伤作用。方法:常规分离健康人外周血单个核细胞并诱导生成DC细胞和CIK细胞,将DC细胞与CIK细胞按1∶5共培养7 d后给药组加入不同浓度的雪峰虫草水提取物,第10天观察形态并计数各组DC-CIK细胞;收集培养第10天的DC-CIK细胞作为效应细胞,对数生长期Hep G-2肝癌细胞作为靶细胞,使Hep G-2∶DC-CIK靶效比为1∶5,cck-8法检测DC-CIK对Hep G-2的杀伤率。结果:雪峰虫草水提物组对DC-CIK有显著的促增长作用,其作用的最佳浓度为0.1 mg/ml。雪峰虫草诱导的DC-CIK细胞对肝癌Hep G-2细胞的杀伤作用优于常规方法培养的DC-CIK细胞;常规方法培养的DC-CIK细胞加雪峰虫草与常规方法培养的DC-CIK细胞对肝癌Hep G-2细胞的杀伤作用无显著性差异,雪峰虫草体外直接杀伤肝癌Hep G-2细胞的作用不明显。结论:雪峰虫草通过促进DC-CIK细胞增殖而增强其杀伤肝癌Hep G-2细胞的作用。

超声造影联合超声弹性成像鉴别诊断甲状腺良恶性结节的临床意义

目的探讨超声造影以及超声弹性成像用于鉴别与诊断甲状腺良恶性结节的临床价值。方法回顾性分析在我院治疗的119例甲状腺占位病变患者的临床资料,所有患者均需于术前进行超声造影以及超声弹性成像检查,并同病理结果相比较。结果良性结节进入速度快于恶性结节,消退速度慢于恶性结节,达峰时间早于恶性结节(P<0.05);良性结节在进入方式中向心性占比低于恶性结节,在均匀度中,均匀占比高于恶性结节,造影边界清晰占比高于恶性结节(P<0.05);68例良性甲状腺结节中,有62例超声弹性成像为Ⅰ或Ⅱ级,51例恶性甲状腺结节中,有46例超声弹性成像为Ⅲ或Ⅳ级;联合检查的符合率高于超声造影、超声弹性成像检查P<0.05);不同检查方式特异度及阳性预测值对比,差异无统计学意义(P>0.05);联合检查敏感度、阴性预测值均高于超声造影与超声弹性成像(P<0.05)。结论经超声造影与超声弹性成像联合诊断鉴别甲状腺良恶性结节,可有效提高诊断敏感度以及准确性,利于为临床治疗提供有效依据。

ApoEε4等位基因对认知正常老年人脑微观结构影响的扩散峰度成像研究

目的通过应用磁共振扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)技术评估认知正常的老年人中携带和非携带载脂蛋白Eε4(apolipoprotein Eε4,ApoEε4)等位基因者脑微观结构的差异,进而探讨ApoEε4等位基因对脑微观结构的影响。方法收集18例正常老年人口腔黏膜,检测是否携带ApoEε4基因;同时对其行常规核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)平扫及DKI扫描,分别于双侧额、顶、颞叶,后扣带回、胼胝体压部及海马测量平均峰度(mean kurtosis,MK)值及各项异性分数(fractional anisotraphy,FA)值,采用两样本t检验对携带与非携带ApoEε4基因所得的参数进行比较。结果认知正常老年人携带ApoEε4等位基因组与非携带组比较,颞叶及海马MK值减低,且差异有统计学意义(P<0.05);海马的FA值减低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论认知正常老年人携带ApoEε4等位基因的受试者脑微观结构改变更加明显,DKI能够早期发现该等位基因对于脑微观结构改变的影响。

多模态MRI在阿尔茨海默病早期诊断中的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是发生于中老年人中最常见的中枢神经系统退行性疾病,以进行性认知障碍和行为非认知功能能力的减低为主要症状。近年来,随着磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)多种序列的逐渐成熟,多模态MRI诊断在AD早期诊断中占有越来越重要的角色;作者就磁共振成像中结构性磁共振(structural magnetic resonance imaging,s MRI)、磁共振波谱成像(magnetic resonance spectroscopy,MRS)、磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)和磁共振扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)、磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)和定量磁敏感成像(quantitative susceptibility mapping,QSM)及静息态功能磁共振(functional MRI,f MRI)在AD早期诊断中的应用进行综述。

ASL灌注成像评价无症状型单侧颈内动脉重度狭窄或闭塞老年患者脑血流动力学改变及Willis环侧支代偿作用

目的:通过对单侧颈内动脉重度狭窄或闭塞的无症状型老年患者行全脑ASL灌注成像,评估其脑血流动力学改变及Willis环侧支循环的代偿作用,为此类患者的早期血管再通治疗提供影像学依据。方法:搜集2018年7月-2019年8月在本院确诊为单侧颈内动脉重度狭窄或闭塞的42例无症状型老年患者(年龄≥60岁)的病例资料,其中男23例,女19例,年龄60~81岁。全部患者无明显神经系统定位体征,9例MRI平扫未见明显异常,33例MRI平扫发现少量腔隙性脑梗死。所有患者行TOF-MRA和全脑ASL成像检查,根据患者的TOF-MRA表现,将患者分为Willis环完整、Willis环不完整及Willis环部分完整共3组,测量并比较各组中健侧与患侧大脑半球的CBF值。结果:42例中左侧颈内动脉重度狭窄或闭塞24例、右侧18例。8例患者的Willis环完整,此组中患侧额叶、颞叶和顶叶的CBF值分别为(52.23±0.83)、(45.59±0.67)和(49.59±0.43)mL/(100g·min),健侧分别为(52.59±0.64)、(45.50±0.16)和(49.72±0.47)mL/(100g·min),各部位的双侧CBF值的差异均无统计学意义(P>0.05);13例患者的Willis环不完整,此组中患侧额叶、颞叶和顶叶的CBF值分别为(51.52±0.79)、(44.21±2.54)和(48.45±0.65)mL/(100g·min),健侧分别为(52.77±0.56)、(45.48±0.19)和(49.63±0.48)mL/(100g·min),各部位患侧与健侧间CBF值的差异均有统计学意义(P<0.05);21例患者的Willis环部分完整,此组中患侧额叶、颞叶和顶叶的CBF值分别为(52.09±0.95)、(45.59±0.64)和(49.57±0.48)mL/(100g·min),健侧分别为(52.57±0.69)、(45.48±0.17)和(49.79±0.48)mL/(100g·min),各部位双侧CBF值的差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:全脑ASL灌注成像和TOF-MRA扫描可以早期了解脑动脉重度狭窄或闭塞后脑组织的血流灌注情况及侧支循环代偿途径和其代偿能力,对脑血管病的早期溶栓治疗、介入治疗、药物治疗、判断预后提供可靠的帮助。