基于热释光剂量计的少道谱仪研究

针对脉冲X射线单次脉冲时间短,瞬时剂量率大的特点,研究了一种基于热释光剂量计(TLD)的少道谱仪,该谱仪可用于脉冲X射线的能谱测量。本研究对该谱仪的吸收片及探测器进行选型,结合蒙特卡罗方法模拟少道谱仪对不同能量单能光子的响应矩阵,分析其对谱仪能量分辨率的影响,使用最大熵法开展脉冲X射线解谱验证工作,分析初始迭代谱对解谱效果的影响。结果表明,基于热释光剂量计研制的少道谱仪,可以开展短脉冲、高剂量率脉冲X射线能谱测量工作,同时也适用于其他大剂量率辐射场的能谱测量。

金刚石探测器脉冲响应特性实验研究

脉冲辐射场具有瞬时剂量率高、持续时间短的特性,传统核辐射探测器在脉冲辐射场中存在信号堆叠、离子复合、死时间等问题,难以实现对脉冲辐射剂量的准确测量。金刚石探测器具有禁带宽度大、载流子迁移率高、抗辐照能力强、时间响应快等优点,本研究利用毫秒级与纳秒级脉冲X射线参考辐射场、高剂量率γ照射装置对TW60019型单晶金刚石探测器开展脉冲辐射场响应特性测试。结果表明,金刚石探测器的单脉冲响应随脉冲剂量的增大而减小,探测器收集效率随单脉冲剂量的增大而减小。基于该实验现象,分析了人工合成金刚石薄膜中的杂质与缺陷对探测器收集效率的影响规律,讨论了在金刚石探测器信号收集过程中后端电子学系统对收集效率的影响,验证了金刚石探测器能够满足快响应、高瞬时剂量率的脉冲辐射测量要求,为后续进一步实现脉冲辐射剂量实时监测,解决医疗诊断、工业探伤等领域中广泛存在的脉冲辐射剂量监测技术需求提供了基础。

陆地棉膜结合脂肪酸去饱和酶基因家族的全基因组鉴定及表达分析

膜结合脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase,FAD)是生物合成不饱和脂肪酸的关键酶。本研究以陆地棉基因组数据为基础,利用生物信息学方法对棉花FAD基因家族进行全基因组鉴定和进化分析。结果表明,陆地棉基因组中共含有37个FAD基因,进化分析发现这些基因分为4个亚家族,各亚家族成员数量不一,但相同亚家族成员含有相似的基因结构和保守基序。共线性分析发现28对复制基因全为片段复制基因,且都经历了严格的纯化选择作用。此外,在陆地棉FAD基因的启动子区域,发现了丰富的响应植物激素信号和逆境胁迫的顺式作用元件。转录组分析表明,陆地棉FAD基因家族响应干旱和盐胁迫,定量PCR分析表明施加外源褪黑素显著影响了FAD基因的表达。本研究结果为进一步解析FAD家族基因的功能奠定了基础。

天山北坡区域大气污染特征及冬季重污染成因分析——以石河子市为例

以天山北坡典型代表城市石河子市为例,基于地面常规污染物浓度监测、气象观测、激光雷达观测及中尺度气象模型(WRF)模拟资料,综合分析了气象条件和边界层结构变化对空气质量的影响。结果表明:以石河子市为代表的天山北坡地区空气质量季节性差异显著,PM_(2.5)浓度在冬、夏两季相差最高达11.4倍,且冬季(12月—次年2月)大气污染发生率高达81.2%,重度及以上污染天气占59.1%。冬季污染呈连续“污染季”变化特征,在2020—2021年冬季发生的4次重污染过程中,每次重污染过程持续时间为7~27 d,间隔仅1~3 d,各过程均以PM_(2.5)污染为主导,PM_(2.5)峰值浓度为373~425μg/m^(3),PM_(2.5)/PM_(10)均值为0.82。进入秋冬季后,地面连续低温、高湿的气象条件对PM_(2.5)浓度的增长有显著促进作用,以温度<-3℃和65%<相对湿度<92%为主要影响条件,在该条件下边界层高度的显著降低和连续强逆温引起的近地扩散条件转差,是冬“污染季”形成的根本原因。在2021年1月16—22日重污染过程期间,地面为持续低温、高湿、微/静风状态,重污染生消仅随边界层和逆温条件改变,其中污染累积时段边界层高度较清洁时段降低近5倍,逆温强度超过1.5℃/(100 m),后续由逆温的减退和边界层抬升带来3 d清洁天气。

脉冲X射线参考辐射场研究与建立

脉冲辐射在新型探测器研制、工业探伤、X射线诊断、核事故应急和科学研究等领域中已得到了广泛应用,但其辐射剂量(率)测试难度极大。本文基于稳态X光机、脉冲X光机和便携式X光机研究建立了脉冲X射线参考辐射场,并基于脉冲X射线次级标准电离室和脉冲时间测量系统对辐射场的脉冲时间、脉冲剂量和瞬时剂量率等剂量学特性进行了研究。脉冲X射线参考辐射场的脉冲时间在50 ns~10 s之间可调,瞬时剂量率范围为2.5×10^(-3)~6.7×10^(5)Sv/h。本文所建立的脉冲X射线参考辐射场涵盖了环境水平、防护水平、诊断与治疗水平、核应急水平和核临界水平等剂量率水平范围,可用于主动式脉冲辐射剂量仪、个人剂量计和核临界事故探测与报警系统的脉冲响应特性研究,对于解决脉冲辐射剂量监测仪器的校准难题具有重要意义。

高气压电离室环境适应性、可靠性和计量特性的设计与测试

为建立用于环境水平γ辐射场所剂量率监测用高气压电离室,从电离室外壳、探头结构、电子学系统等方面开展优化设计,提升设备的环境适应性、电磁兼容性以及可靠性。参照标准方法,产品样机在第三方测试机构开展通用质量性能测试,测试结果表明:该产品工作及贮存温度范围-10℃~45℃,湿度范围≤93%RH;具备一定抗振动冲击能力,满足GB/T 8993-1998中运输环境条件严酷等级2M1要求;电磁兼容性中静电放电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度满足GB/T 17626.2-2018、GB/T 17626.3-2016的相关要求;可靠性满足MTBF≥1000 h的要求,该产品的环境适应性、电磁兼容性、可靠性符合计量级产品需要,可作为便携式辐射剂量仪用于无气候防护场所。自研的高气压电离室可携带至现场作为环境水平空气比释动能高准确度工作计量器具使用,开展辐射剂量监测。

脉冲X射线参考辐射场设计与研究

脉冲辐射在新型探测器研制、工业探伤、X射线诊断、核事故应急和科研等领域中已经得到了广泛应用,其辐射剂量(率)测试难度极大。为解决主动式辐射剂量仪的脉冲响应测试技术难题,基于多种X射线机建立了脉冲X射线参考辐射场,结合次级标准电离室及脉冲时间测量系统开展了脉冲辐射剂量(率)定值。实验结果表明,所建立的脉冲X射线参考辐射场的脉冲宽度在25 ns~10 s之间可调,瞬时剂量率范围为:5 mSv/h~6.7×10^(5) Sv/h,可广泛开展主动式辐射剂量仪的脉冲响应特性研究,对于解决脉冲辐射剂量监测仪器的校准难题具有重要意义。

^(14)C大面积平面源的研制

为了解铝阳极氧化膜的吸附性能对制备^(14)C大面积平面源的影响,研究不同厚度(4~12μm)的铝氧化膜对^(14)C的吸附效率,吸附槽中溶液的量对^(14)C的吸附效率、平面源均匀性的影响,以及^(14)C溶液比活度对吸附率的影响,并对研制的^(14)C平面源进行均匀性、牢固性检测,以及发射率定值。结果显示,研制的^(14)C平面源(100 mm×150 mm)均匀性<10%,牢固性<0.01%;使用2πα、2πβ表面发射率标准装置测量^(14)C平面源,坪区达到400 V,每100 V坪斜为0.3%,小能量损失修正因子为0.2%;测量不确定度为2%(k=2)。研制的^(14)C平面源技术参数满足相关平准源标准的要求。

X、γ射线个人剂量当量次级标准电离室系统质量特性设计与测试

X、γ射线个人剂量当量次级标准电离室系统主要用于复现个人剂量当量、完成个人剂量当量量值传递,是保障辐射防护领域个人剂量当量量值准确和人员安全的重要设备。重点研究自研X、γ射线个人剂量当量次级标准电离室系统的可靠性、环境适应性的设计并开展试验测试;试验结果表明,X、γ射线个人剂量当量次级标准电离室系统可靠性满足MTBF≥1000h的要求,系统贮存温度范围-10~50℃,工作温度范围10~40℃,相对湿度为40%~75%。该产品的各项通用质量特性符合计量级产品工作环境条件要求,可作为次级标准用于X、γ射线个人剂量当量的量值复现与量值传递。

清肾颗粒通过调控外泌体、miR-330-3p以及CREBBP表达抑制小鼠肾纤维化

目的探讨清肾颗粒对腺嘌呤诱导的肾纤维化小鼠模型及尿酸刺激下NRK-49F细胞的作用及其调控外泌体、miR-330-3p和CREBBP的机制。方法动物实验:构建腺嘌呤诱导的肾纤维化小鼠模型,分为正常组、模型组和清肾颗粒组(8.0 g·kg^(-1)·d^(-1)),6只/组,灌胃12周。采用尾静脉注射腺相关病毒载体,实验结束后收集双侧肾组织。观察小鼠肾组织外泌体标记蛋白CD9,Hsp70,TSG101蛋白水平变化;Western blotting及免疫荧光检测小鼠肾组织Col-III、α-SMA、FN和E-cad表达变化;HE和Masson染色观察小鼠肾组织病理学变化。细胞实验:构建尿酸刺激下的NRK-49F细胞模型(尿酸400μmol/L),SD大鼠灌胃制备清肾颗粒含药血清用于细胞实验,分为正常组、模型组和清肾颗粒含药血清组。观察NRK-49F细胞中外泌体标记蛋白CD9,Hsp70,TSG101蛋白水平变化;Western blotting及免疫荧光检测NRK-49F细胞中Col-III、α-SMA、FN和E-cad表达变化;双荧光素酶报告基因检测miR-330-3p与CREBBP靶向关系;RT-qPCR和Western blotting检测NRK-49F细胞中miR-330-3p与CREBBP表达变化。结果动物实验中,Western blotting结果显示,与正常组相比,模型组CD9、Hsp70、TSG101蛋白水平升高(P<0.05);与模型组相比,清肾颗粒组CD9、Hsp70、TSG101蛋白水平降低(P<0.05)。Western blotting及免疫荧光结果显示,与正常组相比,模型组Col-III、α-SMA、FN表达增加,E-cad表达减少(P<0.05);与模型组相比,清肾颗粒组Col-III、α-SMA、FN表达减少,E-cad表达增加(P<0.05)。肾脏病理检查显示,清肾颗粒可以明显减轻小鼠肾组织纤维化(P<0.05)。RT-qPCR结果显示,尾静脉注射腺相关病毒病毒载体抑制miR-330-3p表达,增加CREBBP水平,减轻肾纤维化(P<0.05)。双荧光素酶报告基因结果显示,CREBBP是miR-330-3p的靶点(P<0.05)。RT-qPCR和Western blotting结果显示,与正常组相比,模型组miR-330-3p表达增加,CREBBP表达减少(P<0.05);与模型组相比,清肾颗粒组miR-330-3p表达减少,CREBBP表达增加(P<0.05)。细胞实验结果与动物实验结果趋势一致。结论清肾颗粒通过干预外泌体,降低miR-330-3p水平,增加CREBBP表达抑制肾纤维化。

便携式γ射线照射装置质量特性设计与测试(续)

便携式照射装置的平均修复时间tMTTR的预计值为2.5 h,满足不大于3 h的维修性指标要求。便携式照射装置设计中坚持维修简便、标准化、模块化、维修费用低原则,通过简化设计、可达性设计、测试设计、防差错识别标志措施等建立维修性数据搜集。

便携式γ射线照射装置质量特性设计与测试

便携式γ射线照射装置主要用于γ辐射剂量仪校准,能够提供便携式参考辐射场对γ射线辐射监测仪进行辐照。便携式γ射线照射装置作为工程样机需要在特定环境下使用,其质量特性尤为重要。重点研究对便携式照射装置的可靠性、维修性、环境适应性的设计与测试;实验表明,便携式γ射线照射装置可靠性满足MTBF≥2 000 h的要求,维修性满足MTTR≤3 h的要求,能够在-20~45℃下贮存,在-10~45℃下工作,相对湿度为25%~75%,可解决固定式X、γ辐射剂量仪的现场校准难题,提高监测数据的准确性,为核设施的安全运行、事故预警和应急监测提供计量技术保障。

质子束水吸收剂量测量的惠斯通电桥

质子水吸收剂量的准确定值具有重要意义。基于量热法研究建立了质子束水量热计,针对量热计中的惠斯通电桥开展研究,经测试该惠斯通电桥具有有效性。经分析,基于惠斯通电桥的质子束水量热计可用于质子水吸收剂量的绝对测量,为质子剂量监测提供技术保障,确保质子剂量监测结果准确可靠。

无人机载核辐射监测系统研究

在核设施发生重大核事故后,快速进入事故区域获取核泄漏及放射性污染现场的辐射分布情况具有重要意义。当重大核事故发生后,通常伴随道路的严重损毁,致使核辐射探测器无法随人员和车辆通过地面通道进入核事故现场进行辐射监测。为了克服传统的核应急监测方式易对人员辐射伤害、机动性差及效率低等问题,本研究设计并实现一种无人机载辐射监测系统,能够迅速进入放射性污染区域上空进行辐射监测。无人机辐射监测系统主要包括宽量程G-M计数管、溴化铈闪烁体探测器、数据采集系统与数据传输系统,将以上装置搭建在无人机上可执行0~100 m的低空实时辐射剂量率和能谱测量任务。

金刚石探测器测量质子束流场分布

质子治疗(proton beam therapy,PBT)因其独特的布拉格峰能够达到精准放疗的效果。在质子治疗过程中,将峰准确定位到肿瘤区域,可以给予肿瘤较大剂量照射的同时,降低对正常组织和器官的伤害,减少副作用的发生。因此在质子治疗中对质子束的布拉格峰进行准确定位至关重要。本研究利用回旋加速器产生质子束流,通过金刚石探测器对质子束辐射特性进行测试,测量质子束束斑分布及布拉格峰位,得到质子束流的布拉格峰位置为(0,35 mm),为质子治疗的准确性提供了保障。

广州市与北京市大气能见度与颗粒物质量浓度的关系

为了研究相对湿度(RH)和颗粒物对能见度的影响,于2008年12月11日～2009年8月27日和2008年7月14～2008年9月17日分别在广州和北京对能见度、RH、PM2.5和PM10进行了监测.结果表明,PM2.5和RH是影响能见度的主要因子;在RH≤70%和80%<RH≤90%的湿度区段下,2个地区的PM2.5对能见度的影响不同;而在70%<RH≤80%湿度区段下,2个地区能见度与颗粒物之间相关性均最好.能见度与PM2.5的拟合曲线在约0.05mg/m3处是一个分界:当PM2.5>0.05mg/m3时,随着PM2.5降低,能见度变化不明显;当PM2.5<0.05mg/m3时,随着PM2.5降低,能见度迅速改善.因此,在颗粒物治理的起始阶段,PM2.5下降对能见度的改善效果不很明显;但当PM2.5降低到一定程度后,能见度的改善效果非常显著.

“西电东送”火电规划对北京空气质量的影响

采用ATMOS长距离传输模型,预测了"西电东送"北通道火电规划空气污染物排放对北京市空气质量的影响。预测结果表明:"十五"期间,电厂源对北京市SO2年均质量浓度的贡献将减少0 26μg m3,细颗粒物年均质量浓度将增加1 45μg m3;"十一五"期间,SO2年均质量浓度将增加0 47μg m3,细颗粒物年均质量浓度将增加0 94μg m3;细颗粒物的影响以次生粒子为主。

燃煤火电厂汞排放因子测试设计及案例分析

在火电厂锅炉煤的燃烧中，汞的迁移是个复杂的过程．在炉内高温下，几乎所有的汞以气态形式停留于烟气中，随着烟气温度的降低，汞被再分配到粉煤灰、炉渣和空气中．采用测试和衡算的方法，对火电厂汞排放因子进行测试和分析．结果表明：汞的迁移分配与煤中汞的赋存量、粉煤灰中可燃物碳的含量及烟气温度相关．煤燃烧后，进入粉煤灰中的汞占煤中汞含量的12．7％。31．3％，进入炉渣中的汞占0．9％。12．8％，大部分汞排人大气中，占67．8％-82．2％．

烟塔合一排放参数试验及特征

在电厂典型工况条件下,测试烟塔排放口及塔体内部混合烟气的流速、温度、气压和相对湿度等参数的分布.结果表明:在烟塔排放口和塔体内部,混合烟气各参数的分布均是非均匀的.烟塔排放口处各参数水平分布均为中心处高、边缘处低;2月17,21和22日烟塔排放口处混合烟气的平均流速分别为2.8,3.1和2.9 m/s,总平均流速为2.9 m/s;3 d平均温度分别为13.1,13.4和13.2℃,总平均温度为13.2℃;3 d平均相对湿度分别为94.1%,87.8%和90.3%,总平均相对湿度为90.7%.塔体内部混合烟气各参数垂直分布规律为:温度、气压和相对湿度均为烟塔中心处高、边缘处低,但流速分布不同,在塔体上部流速分布呈中心处高、边缘处低,而下部则相反.

北京市冬季气溶胶粒子尺度谱分布研究

对2000年12月和1980年代中期北京市近地面气溶胶尺度谱的观测数据,进行了分析和比较研究。结果表明,在粒子尺度谱上,粒子分布向更细粒子位移;0.1～2.0μm的积聚模态粒子,其峰中心在0.12μm处。在粒子体积(质量)尺度谱上,粒径小于2μm的细粒子约占26.9%,粗粒子约占73.1%,表现出细粒子浓度增加的趋势。气溶胶发生源结构的变化,使原生粒子减少,再生粒子增加。这部分粒子对人的危害更大,更难于治理。