核技术及其应用的发展

从应用的角度讲 ,核技术主要包括射线和粒子束技术与放射性核素技术。前者主要包括核分析技术、辐射加工与离子束加工、无损检测、工业核仪表、核医学成像、肿瘤放疗和辐射诱变育种技术等 ;后者则主要包括放射性核素测年、放射性核素示踪和放射性药物。射线和粒子束与物质的相互作用是核技术的物理基础 ,粒子加速器技术和核探测技术是核技术的主要支撑技术。本文介绍了上述各技术领域的发展 ,并介绍北京大学的核技术及应用研究工作。

北京大学加速器质谱装置及^(14)C测量

北京大学加速器质谱装置（PKUAMS）自1991年建丘以来，已开展许多应用研究并取得了一系列成果。本文系统介绍PKUAMS装置及其14C测量。

加速器质谱计的原理、技术及其进展

一、加速器质谱计的兴起在地球科学和考古学的研究中,长期以来放射性同位素一直是重要的信息来源。对于半衰期在10~3—10~8年的长寿命放射性核素,如果它们不是天然放射性系中的中间核素,那么元素生成时曾存在的原始同位素至今早已衰变殆尽。现存的这类核素的原子。

AMS在核物理与天体物理研究中的应用

加速器质谱学方法在核物理与天体物理研究中有重要应用.主要介绍了该方法在寻找泡利不相容原理的违背事例和超新星活动研究等工作中的应用.

高精度加速器质谱^(14)C测年

加速器质谱１４Ｃ测量误差的主要来源是１４Ｃ计数的统计误差与束流传输的不稳定性。对高精度测量还要考虑束流积分仪中ＩＦＣ的非线性及离子源中弹坑效应引起的时变分馏。为得到高精度的样品年代数据，除提高１４Ｃ测量精度外，还要用系列样品进行高精度的树轮校正，并采取必要措施保证测量结果的可靠性。

北京大学加速器质谱计研究与应用进展

近年来,加速器质谱(Accelerator Mass Spectrometry,简称AMS)在国际上的应用有较大的发展,每年测量的样品已达数万个。AMS主要用于测量^(14)C,^(10)Be,^(26)Al和^(36)Cl等宇宙成因核素的同位素丰度,从而推断样品的年龄或进行示踪研究。与常规质谱相比,AMS的灵敏度要高出5～7个数量级;与衰变计数法相比,AMS具有样品量小、工效高的优点。

北京大学加速器质谱计注入系统

北京大学加速器质谱计的注入系统采用快交替注入技术，注入磁铁分辨率高、强峰拖尾抑制能力强。为提高传输效率、减小分馏效应，在束线设计中采取一系列措施，充分考虑ＡＭＳ的特殊要求。文章给出该注入系统的物理设计与调试测量结果。

^9Be（d，n）加速器中子源中子照相的研究

加速器中子源比反应堆中子源更具灵活性,北京大学正在发展基于RFQ加速器的小型中子照相装置。为了更好地设计和优化此装置,实现高品质的中子照相,我们在北京大学4.5 MV静电加速器上建立了中子照相实验平台,包括科学级制冷、高灵敏度、低噪声的CCD数字成像系统,模拟基于厚铍靶9Be(d,n)反应RFQ中子源的条件,并利用此系统开展中子成像技术的研究。实验在像平面热中子注量率为5×103 cm-2·s-1或快中子注量率为3.7×104 cm-2·s-1的情况下获得了一定质量的热中子及快中子照片。当利用RFQ直线加速器强中子源时将可获得更高质量的图片,从而可以满足大多数的应用需要。

北京大学AMS^(14)C国际比对样品测量

介绍了北京大学加速器质谱(AMS)实验室参加国际原子能机构(IAEA)组织的第五届14C国际比对样品测量的过程和结果,包括样品制备、小型14C测量加速器质谱计装置和比对测量结果的统计分析等。北京大学的测量结果与IAEA加权统计平均值的偏差在1σ之内,这一结果较客观地体现了我国14CAMS年代测定在国际同类实验室中所处的地位。

快中子照相胶片成像法的初步实验

利用9Be(d, n)反应在北京大学 4. 5MV静电加速器上产生小于 7MeV能区的快中子, 采用胶片法进行了快中子照相的初步实验. 对快中子胶片成像法的基本性能进行了初步的测试和研究. 用国产的原材料研制了一种适用于快中子照相的关键部件———快中子转换屏. 实验结果表明研制的快中子转换屏能够满足快中子照相的需要.

强流离子束发射度仪研制

介绍了一台基于多缝单丝法的强流离子束发射度仪,讨论了缝丝法的测量原理及该发射度仪的系统构成和设计要点,给出了利用该发射度仪对中国原子能科学研究院ECR离子源发射度的测量结果。对于强流离子束,只能采用短缝对束流进行不完全采样以实现充分的冷却。由此引起的系统误差,可以通过模拟计算估计其修正值。

大气气溶胶含碳组分的来源研究──加速器质谱法

使用加速器质谱（ＡＭＳ）技术进行了大气中气溶胶含碳组分的来源分析。对于北京近郊区采集的总悬浮颗粒物（ＴＳＰ）样品，多元统计模式计算结果表明，ＴＳＰ的最主要来源是土壤扬尘，对大气气溶胶的贡献超过了５０％。然而，ＡＭＳ技术分析结果显示，大气气溶胶的含碳组分与微量元素组分有十分显著的来源差异。北京（非采暖期）、湖南南岳镇和山东青岛的气溶胶含碳组分中，来自矿物燃料人为燃烧的贡献大约占７０％，随着人为活动的增加，这一比例还会增加。

加速器质谱计在地球科学中的应用

加速器质谱计是近十年来迅速发展起来的超高灵敏同位素分析技术,灵敏度可达10^(-15),它所需要的样品量极少,仅毫克量级.它已成功地测量了^(14)C、^(10)Be、^(36)Cl、^(26)Al、^(129)l^(41)Ca等宇宙成因核素,而这些核素作为示迹剂或测年计在地质、海洋、环境和考古等多学科的研究中得到广泛的应用.本文是综合评述该方法应用于地球科学所取得的成果、前景和目前尚存在的困难.

电扫描型单缝单丝强流离子束发射度测量仪

介绍了一台基于电偏转扫描方法的强流离子束发射度仪,讨论了发射度仪硬件的系统构成和设计要点,该发射度仪采用阶梯型电压对通过前缝的束流进行扫描来获得束流散角信息。并对测量计算软件和数据处理方法进行了介绍,采用了先扣除本底,再设置阈值的方法进行数据处理。处理后的数据利用程序可获得均方根和边界发射度、束斑大小、最大正负散角以及发射度相图。利用该发射度仪对ECR离子源引出的强流质子束的发射度进行了测量,并对测量数据进行了分析。对于引出电压为50 kV、脉冲重复频率为166 Hz、脉冲宽度为1 ms、平均束流强度为4 mA的质子脉冲束,其归一化均方根发射度为0.27πmm.mrad。

强流脉冲离子束发射度的测量

介绍了一台基于多缝单丝法的强流离子束发射度仪,讨论了发射度仪硬件的系统构成和设计要点,并对测量计算软件进行了介绍。利用该发射度仪对北京大学重离子物理研究所电子回旋共振(Electron cyclotron resonance,ECR)离子源引出的强流脉冲质子束的发射度进行了测量,并对测量数据进行了分析。

用4.5 MV静电加速器开展快中子照相的研究

用国产原材料研制了一种适用于快中子照相的关键部件———快中子转换屏。利用9Be(d,n)反应在北京大学4.5 MV静电加速器上产生低于7 MeV能区的快中子,采用胶片成像法进行了快中子照相的初步实验。借助带不同孔径的Fe等不同材料制作的不同厚度的试验样品,对快中子胶片成像法的基本性能进行了初步测试和研究。实验结果表明,研制的快中子转换屏能够满足快中子照相的需要。

加速器质谱与环境科学

介绍了近年来国内外用加速器质谱计在环境科学方面的研究工作 ,包括测量城市空气污染、监测来自核设施的泄漏和有关全球环境变化的测定。为了适应多学科应用研究的需要 ,经过对装置进行大规模的改造和对高精度14 C测年方法的研究 ,北京大学加速器质谱计14 C测量精度已经达到好于 0 .5 %的水平。在国家重大项目“夏商周断代工程”中 。

参加夏商周断代工程C-14测年工作的回忆

1995年秋的一天,仇士华先生给我打来电话:"老郭,用加速器质谱测夏商周系列样品的事儿还想不想干?"那时我们有一个隶属于中国第四纪研究会的C-14年代学组,仇士华先生是组长。在1994年的全国C-14测年学术会议上,几位考古学家和C-14测年专家曾经讨论过这个问题。在接到仇先生电话后我回答说:"当然想干了。有什么好消息吗?"他告诉我:"国家就要为夏商周断代工程立项了!"原来他刚刚参加了宋健同志主持的座谈会,会上讨论了启动夏商周断代工程的事情。

RFQ加速器腔体电场分布的冷模测量

根据谐振腔的微扰理论,采用小球微扰法,为射频加速器建造中的冷模测量建立了一套自动测量系统,实现了高精度、批量自动化测量的要求。并用该系统对一台设计中的射频四极场(RFQ)加速器冷模进行了测量,验证对RFQ的设计要求。