双源CT电子密度/有效原子序数(Rho/Z)在孤立性肺结节中的诊断价值

目的:探讨双源CT(DSCT)双能量技术电子密度/有效原子序数(Rho/Z)在孤立性肺结节中良恶性的诊断价值。方法:回顾性收集130例双能量平扫及增强的孤立性肺结节患者,其中恶性组68例,良性组62例,利用Rho/Z应用程序对平扫及增强静脉期图像进行评估,记录参数Rho、Z和双能量指数(DEI)值,比较两组间的差异,对于有统计学差异的参数,将绘制受试者工作特性(ROC)曲线,以评估其诊断效能。结果:平扫时,恶性组Rho (31.1±22.33)HU明显高于良性组(24.69±20.91)HU,两组之间存在显著统计学差异(P=0.003<0.05),Z与DEI在两组间差异无统计学意义(P>0.05);增强静脉期,恶性组Rho (35.3±20.85)HU明显高于良性组(24.73±17.93)HU,两组之间可见显著统计学差异(P=0.001<0.05),Z与DEI在两组间差异均无统计学意义(P>0.05)。在两组的鉴别诊断中,平扫及增强静脉期Rho的ROC曲线下面积分别为0.652、0.696。结论:DSCT双能量技术Rho/Z有一定特征,有助于孤立性肺结节的诊断。

应用于超高速流场电子密度分布测量的七通道微波干涉仪测量系统

高超声速飞行器在临近空间飞行时,由于飞行器与空气剧烈的相互作用,形成包含等离子体鞘套和尾迹的等离子体流场,研究其电子密度分布特性对高超声速飞行器的目标识别、测控通信等具有重要意义.地面模拟实验测量是研究等离子体包覆高超声速飞行器电磁散射特性的有效方法之一,为满足地面模拟实验瞬态等离子体流场电子密度分布的测量需求,本文提出了一种Ka波段七通道微波干涉仪测量系统研制方案.该系统采用单发七收的方式,利用单曲面透镜将波导开口天线辐射的电磁波转化为近似平面波,将7个平行且非对称排列的开口波导作为接收通道天线,缩减了接收天线的尺寸以及天线之间的距离,提高了测量的空间分辨率.基于七通道微波干涉仪测量系统在弹道靶和激波管设备开展了动态实验,测量了超高速流场电子密度二维分布,结果表明该系统具备瞬时大动态范围信号的接收能力,幅度线性动态范围优于65 dB,相位动态范围180°,响应时间优于1μs;所测量的超高速流场等离子体电子密度二维分布,能够较好地反映弹道靶设备与激波管设备产生的瞬态等离子体细节变化,电子密度测量动态范围为(10^(10)-10^(13))cm^(-3)量级,电子密度测量误差不超过0.5个数量级,径向空间分辨率优于15 mm.

活性位点电子密度变化对光催化CO_(2)活化和选择转化的影响

光催化二氧化碳(CO_(2))还原制液体燃料和高值化学品技术不仅能充分利用可再生能源太阳光,实现化学储能;更重要的是,此技术以温室气体CO_(2)为原料,因此可以减缓全球温室效应,构造人工碳循环。然而,光催化CO_(2)还原制液体燃料和高值化学品反应过程中面临诸多挑战:(1)CO_(2)分子吸附和活化过程困难;(2)(高附加值)碳产物选择性低;(3)产物生成后易发生其他副反应导致催化剂失活或产物选择性下降。受到以上三个挑战的制约,目前的反应效率较低,难以满足工业化应用。由于光催化CO_(2)向高值化学品的转化过程为质子耦合光生电子参与的还原反应,因此活性位点的电子密度会显著影响以上挑战的解决。然而,光催化CO_(2)还原过程涉及众多基元步骤,每个基元步骤对于活性位点的电子密度要求并不清晰,这导致无法有针对性设计高效的催化剂来促进光催化CO_(2)分子的有效活化及高选择性转化。本文综述了近期活性位点的电子密度变化对于CO_(2)分子吸附和活化过程、碳产物选择性调控和产物脱附及过氧化的影响规律,并总结了调控活性位点上电子密度的方法,旨在对未来设计高效光催化剂提供参考和理论依据。

基于原子光谱Stark展宽高压放电等离子体电子密度计算

基于原子光谱Stark展宽法是计算等离子体电子密度最主要的方法之一,然而该方法计算步骤复杂、参量繁多,常常采用简化方法进行计算。针对特定谱线的简化处理可能会显著影响电子密度的计算结果。为提升计算的准确性,该文基于非简化和细致的Stark展宽计算原理设计和开发等离子体电子密度分析方法和程序。基本思路是采用复误差函数从光谱的Voigt线型反卷积分离Gaussian展宽和Lorentzian展宽,基于谱线和环境参数计算各个展宽后分离出Stark展宽,从而获得相应条件下的电子密度。通过上述方法,计算微波等离子体射流、脉冲介质阻挡放电和脉冲火花放电的电子密度分别为10^(14)、10^(15)和10^(17) cm^(−3)量级,并选择不同谱线交叉验证发现不同放电形式时电子密度计算的准确性差异较大。通过误差分析发现温度、气压等环境参数和原子秉性对电子密度估算均有影响,而考虑范德瓦尔兹展宽可显著提升电子密度计算的准确性。

双能量CT电子密度和有效原子序数测量的研究进展

在双能量CT多参数功能分析中,电子密度和有效原子序数的精确测量是实现精准影像诊断和辐射剂量估算的基础。本文综述不同双能量成像模式CT在测量电子密度和有效原子序数准确性方面的研究进展,旨在为影像诊断和治疗计划的研究和临床应用提供参考。

碰撞辐射模型诊断大气压双频氩等离子体电子密度和电子温度的二维分布

利用发射光谱结合碰撞辐射模型(OES-CRM),探究大气压双频(2.00 MHz、13.56 MHz)等离子体的放电特性。使用CCD相机结合带通滤波片拍摄特定波长(694.3 nm、750.0 nm)谱线强度的二维图像,通过碰撞辐射模型计算等离子体电子密度和电子温度的轴向分布和二维空间分布。试验中,分别改变低频电源和高频电源的功率,探究高频分量和低频分量对放电的影响。结果表明:随着高频功率的增加,电子密度明显增加,且体区两端靠近鞘层处变化更明显,而电子温度略有升高;增加低频分量时,放电强度降低,等离子体的电子密度和电子温度均略有降低,等离子体鞘层明显向体区扩张。总体上,高频分量主要影响电子温度和电子密度的量,而低频分量主要影响电子温度和电子密度的空间分布。可见大气压双频放电能独立调控等离子体的参数值和空间分布,具有重要研究意义。

氖气直流放电中轴向电子密度分布的实验研究

自主搭建了激光干涉诊断系统,通过分析干涉条纹图像计算得到两路激光的相位差,再由相位差求得电子密度。通过该诊断系统研究了在柱形等离子体放电中,不同位置电子密度随电压变化的规律,以及在不同电压下轴向电子密度的分布。实验结果表明:在不同位置处,电子密度随电压的增加而增加,在增加过程中都存在电子密度平台区,在该区域内电子密度随电压缓慢增加。轴向电子密度在放电管中部存在密度峰值,当电压超过一定阈值后密度峰值由一个变成两个,在靠近阳极区域电子有一定程度的聚集。

机器学习与斯塔克展宽法结合的等离子体电子密度诊断方法

电子密度是等离子体基本参数之一。H_(β)是基于斯塔克展宽的发射光谱法最常用的谱线。在大气压条件下,范德瓦尔斯展宽对H_(β)谱线加宽的贡献突出,它与等离子体的气体温度有关。为了提取斯塔克展宽,需要利用分子的转动温度预先确定气体温度,因而其结果必然存在一定的误差,从而导致在谱线的非线性参数拟合中将气体温度的误差传递给电子密度。提出了一种基于机器学习的随机森林回归模型与基于发射光谱的斯塔克展宽法相结合的电子密度光谱诊断方法。通过与传统最小二乘法的误差特性进行对比发现,该方法具有更好的鲁棒性和泛化性能,能够精确且快速地诊断电子密度。通过在气体温度中引入随机偏差,利用谱线展宽模型仿真出不同等离子体状态下的H_(β)谱线,将其作为机器学习的训练数据集。将每组带温度偏差的谱线强度分布与对应的电子密度构成样本集,对随机森林模型进行训练,使模型得到最小均方误差的超参最小叶节点和决策树数量分别为2和100。在模拟中,考虑到气体温度的诊断误差,将带温度偏差的光谱数据作为模型输入,预测出电子密度。研究表明,经训练后的随机森林模型对电子密度的预测结果与真实值之间的平均相对误差小于3%。利用气体温度误差范围为0~±10%的光谱测试集对模型进行评估,随着温度误差增大,模型预测结果比最小二乘法的结果更好。当气体温度误差为±10%时,模型预测电子密度的均方误差相比于最小二乘法降低了30%以上。在光谱数据训练集中,当训练数据集引入的偏差范围为0~±10%时,模型的预测均方误差达到最小,鲁棒性优于最小二乘法,而当训练数据集所含偏差超过±10%时,模型的预测结果较差。另外,利用训练好的随机森林模型分析H_(β)谱线所需的时间远远小于最小二乘拟合法。

激光诱导钛合金等离子体电子温度和电子密度的时间分辨测量

以波长为532 nm的纳秒脉冲激光器为激发源,使用中阶梯光栅光谱仪和增强电荷耦合器件(ICCD)获得了激光诱导钛合金等离子体的时间分辨发射光谱;基于发射光谱,利用玻尔兹曼图法和萨哈-玻尔兹曼图法计算了等离子体电子温度;采用斯塔克展宽法计算了电子密度。研究结果表明,相较于玻尔兹曼图法,萨哈-玻尔兹曼图法可提供更为准确的电子温度计算结果。此外,光谱采集门宽的增大会导致等离子体电子温度和电子密度计算值的减小。以上研究结果为钛合金的激光诱导击穿光谱(LIBS)分析提供了实验指导。

基于COSMIC-1无线电掩星的电子密度模型构建及其特性分析

基于COSMIC-1(constellation observing system for meteorology,ionosphere and climate-1)掩星的电子密度数据,利用四阶球谐函数建立了全球电离层的电子密度模型,探究了电子密度随经度、纬度、高度、地方时和季节的变化规律。研究结果表明:(1)350~550 km处的电子密度主要集中在25°S~25°N的范围内,呈现出明显的地磁纬度相关性;(2)在12:00 UT时,350 km处的电子密度最大,250 km处的电子密度次之,450 km和550 km的电子密度较小;(3)从地方时角度来看,电子密度峰值主要集中在12:00~16:00 LT;(4)从季节变化角度来看,春季和秋季的电子密度峰值最大,冬季次之,夏季最小,这与电离层的半年变化和年度变化一致。该模型能够较好地体现电子密度的变化规律。

CT-电子密度转换曲线的采集校正及对治疗计划剂量计算的影响

目的:为提高放疗精度,建立CT-电子密度转换曲线,确定对放射治疗计划剂量计算的影响。方法:利用CT电子密度模体,对模拟定位CT机的CT值进行检测。比较人体不同组织的CT值,建立CT-电子密度转换曲线。根据各组织的相对电子密度对组织不均匀性剂量进行校正,并分析照射剂量MU数值的变化。结果:在同一定位扫描参数下,不同位置的等效密度组织CT值均有变化:高密度组织CT值变化较大,近床面的等效密度组织CT值变化均大于远床面的等效密度组织。不同的CT-电子密度转换曲线其MU数值相差均<20%,调强放疗(intensity modulated radiation therapy,IMRT)较大,三维适形放射治疗(3-dimensional conformal radiation therapy,3DCRT)和调强放疗各偏差值相同。结论:对治疗计划系统数据进行采集录入时,应正确合理地输入一条CT-电子密度转换曲线,以保证治疗计划剂量计算的精度。

气压对大面积等离子体片电子密度分布的影响

利用脉冲磁约束线形空心阴极放电装置,在15mT磁场约束下,产生了持续时间为200μs、峰值放电电流为3A、面积为60cm×60cm的大面积等离子体片。采用快帧法和旋转空心阴极法,在90~210Pa内,利用朗缪尔探针首次获得了不同气压的等离子体片的厚度向电子密度分布及其演化构成的二维分布图;研究了在同等峰值放电电流条件下,等离子体片达到最大厚度向峰值电子密度时,气压对所需放电时间、最大厚度向峰值电子密度及电子密度半高宽的影响。结果表明：在相同的峰值放电电流条件下,等离子体片达到最大厚度向峰值电子密度的时间随气压的降低而减小;气压越低,最大厚度向峰值电子密度越大,电子密度半高宽越小。

人造金刚石金属包覆膜内γ-(FeNi)(111)与Fe_3C(004)晶面上原子匹配关系与电子密度分析

用透射电子显微镜(TEM)检测了高温高压下铁基触媒合成金刚石外的金属薄膜,发现存在大量的合金相γ-(FeNi)与高碳相Fe3C,但未发现石墨与金刚石结构.γ-(FeNi)(111)晶面与Fe3C(004)晶面上的原子有对应匹配关系.应用余氏理论(EET)计算了γ-(FeNi)/Fe3C界面的共价电子分布,发现一级近似下两晶面的平均共价电子密度(简称电子密度)连续,符合程氏理论(TFDC)提出的“相邻晶面电子密度连续”的原子边界条件.分析认为,γ-(FeNi)与Fe3C分别是金属薄膜中形成金刚石的催化相和过渡相。

利用OI135.6nm夜气辉辐射探测电离层峰值电子密度及电子总含量的研究

测量夜间135.6nm大气气辉辐射强度是目前有效的电离层探测方式之一,我国即将在风云三号卫星上搭载仪器,利用该波段夜气辉辐射测量来反演电子总含量(本文所指电子总含量表示卫星高度以下大气柱的电子含量)及峰值电子密度,因此非常有必要开展相关的气辉发光模型及反演研究.在介绍氧原子135.6nm波段夜气辉激发机制基础上,考虑辐射在传输过程中受到大气氧原子的散射及氧气分子的吸收,采用迭代法求解包含多次散射及大气吸收衰减的辐射传输方程,得到该波段的体发射率,最终通过考虑包含辐射传输的路径积分计算得到135.6nm气辉辐射强度值.对结果的分析表明:该气辉模型能较好地描述体发射率随高度的分布特征,计算得到的135.6nm夜气辉辐射强度在不同时空及太阳活动的分布与相应条件下峰值电子密度(NmF2)及电子总含量(TEC)的分布基本一致.相同的时空及太阳活动输入条件下,模式计算的135.6nm夜气辉辐射强度与国外同类模式结果的值平均偏差约为3%.文中最后介绍了通过135.6nm夜气辉的辐射强度探测来反演电离层峰值电子密度NmF2及电子总含量TEC的反演方法.

普洱地震前电离层电子密度扰动变化研究

挑选普洱地震前邻近地震震中的3条轨道的电子密度(Ne)数据,分析其1年内的所有重访轨道,并提取了这次地震前的Ne前兆异常.结果表明:①夜间电离层Ne存在明显的季节变化,4个季节呈现了各自不同的变化形态;②Ne的主要变化形态有3种,即单峰、马鞍和平缓状,这些形态在各个季节都可能出现,但每个季节有相对集中的形态;③Ne空间图象在震前30天内在震中区附近形成高值,异常信息在空间和时间上都与地震分布有很好的相关性,反映空间出现的异常信息确与本次地震有关;④Ne重访轨道曲线形态有一定的相似性,可以为识别判定地震异常提供背景信息.

乙烯、乙炔与双卤分子间π型卤键的电子密度拓扑研究

运用DFT和MP2(full)在6-311++G(d,p)和aug-cc-pvdz基组水平上,对一系列简单的分子间π型卤键体系C2H4(C2H2)-XY(XY=F2、Cl2、Br2、ClF、BrF、BrCl)进行构型全优化,得到了T型卤键复合物.结果表明MP2(full)/6-311++G(d,p)计算结果与实验结果较吻合.并在MP2水平上计算了分子间的相互作用能,用标准Counterpoiseprocedure(CP)方法对基函数迭加误差(BSSE)进行了校正.利用电子密度拓扑分析方法对卤键复合物的拓扑性质进行了分析研究.

顶部电离层电子密度和温度的统计背景及其地磁活动变化

通过对DEMETER卫星从2004年11月7日至2005年11月30日期间探测到的710 km高度顶部电离层的电子数据进行网格化(纬度2°×经度4°)统计平均,本文分析了不同地磁条件下顶部电离层电子密度和温度的全球分布情况.不论是在地磁宁静还是地磁活动期间,顶部电离层电子密度的分布都存在着一个巨大的威德尔海异常(夜间电子密度高于白天的)区域(30°W～180°W和30°S～75°S)、夜间中纬槽(35°N～60°N和35°S～60°S)和夜间南大西洋地磁负异常区域的低密度结构,而且电子密度在磁倾(dip)赤道附近最大,说明710 km高度的顶部电离层并不存在赤道异常.和电子密度的分布相反,电子温度在磁倾赤道附近最小,在等离子体层顶附近最大.在地磁活动期间,顶部电离层电子的密度普遍增加,同时电子密度的赤道峰值向中纬区扩宽.但是,地磁活动并没有明显地改变威德尔海异常区和夜间中纬槽的空间范围.另外,地磁活动对电子温度的影响并不明显,它仅造成了等离子体层顶附近的电子温度增大.

Fe-Al系金属间化合物中的微观缺陷和电子密度

对二元Fe-Al合金,含Cr和Si的Fe3Al合金的正电子寿命谱侧量表明:随着二元 Fe-Al合金Al含量的增加,空位浓度增加,微孔洞的开空间增大,在Al含量高于40%(原子分数)的 B2-FeAl合金中存在着较高的空位浓度和开空间相当于Fe中10-15个空位聚集体的微空洞,在B3-FeAl和D03-Fe3Al合金中,晶格中最邻近的Fe－Al原子对之间发生Fe d-Alp杂化作用,Al的3p电子与Fe的3d电子被局域化并形成共价键,导致合金中的自由电子密度降低,二元Fe-Al合金中的平均电子密度随着Al含量的增加而下降,用Cr元素对Fe3Al进行合金化,合金基体和晶界处的自由电子密度均增加;而加入Si元素,合金基体和晶界处的自由电子密度均减小,讨论了Fe-Al合金的微结构对其力学性能的影响。

等离子体电子密度诊断的全息干涉法

全息干涉是诊断激光等离子体电子密度的一个有效测量方法 ,它具有高时空分辨率的特点。介绍了在“星光 ”条件下设计的紫外皮秒紫外全息干涉系统的原理 ,在研究 Abel反演算法的基础上 ,利用自行研制的基于 Windows操作系统的实验数据处理软件对实验数据进行了处理和分析。

用脉冲激光全息干涉术测量稠密等离子体电子密度分布

利用脉冲激光作为探测光源 ,采用全息双曝光法对激光惯性约束核聚变高温高稠度等离子体的诊断 ,开发了原理上全新的诊断方法 .打靶主激光与探测激光实现严格同步 Δt≤ 1 0 - 11～ 1 0 - 10 s,可获得高空间分辨率 Δδ≤ 1 μm等离子体二维图象 (阴影图象和干涉图象 ) ,并保证时间分辨率 Δt达到 1 0 - 11s左右 .