耐辐射橡胶材料的研究进展

橡胶材料因其出色的弹性、密封性能和阻尼减振性能作为涉核设备的关键材料之一。但橡胶材料在辐射环境下长期服役容易老化变质,进而导致相关元器件的性能不可逆下降甚至其失效,这大幅缩短了涉核设备的使用寿命。本文综述近年来耐辐射硅橡胶材料、三元乙丙橡胶材料、丁腈橡胶材料和天然橡胶材料的研究进展,并阐述耐辐射助剂与橡胶基体的相互作用及橡胶材料的耐辐射机理,希望为高性能耐辐射橡胶材料的开发提供参考,为耐辐射橡胶材料的设计提供借鉴。

俄研发耐辐射视频监测系统

【英国《国际核工程》网站2024年4月24日报道】俄罗斯国家技术集团(Rostekh)旗下Roselectronics公司正在为核电厂研发新一代视频监测系统。该系统拥有卓越的抗辐射性能,将用于监控反应堆内部设备状况,并全程监视反应堆和乏燃料水池技术作业过程,例如换料。首批实验样机将在2024年底前完成测试。

功能化磁性载体固定耐辐射奇球菌及其对铀的吸附行为与机理

为了解决耐辐射奇球菌(DR)容易以悬浮态生长,菌体与水的密度差较小,吸附铀后难以分离等问题,首先使用氯化亚砜对羧基化磁性纳米Fe_3O_4粒子进行酰氯功能化,以此作为DR菌固定载体,再与二乙烯三胺化学修饰的DR菌进行固定化,得到一种新型功能化磁性耐辐射奇球菌吸附剂NFGDR,并通过红外光谱仪和扫描电镜分别表征吸附剂NFGDR的结构。考察溶液pH值、吸附时间、铀初始浓度和吸附剂投加量等因素对吸附剂NFGDR吸附铀的影响,对吸附动力学模型和吸附等温模型进行分析。结果表明:吸附剂NFGDR表面具有大量吸附铀的基团,吸附铀后表面形态发生变化;吸附铀的最佳条件是pH值为5、吸附时间为80 min、铀初始浓度为10 mg/L和吸附剂投加量为5 mg。吸附剂NFGDR对铀的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温线模型,说明该吸附体系是一个单层吸附过程。同时,使用3种不同的解析剂对吸附剂NFGDR解析再生6次后,其对铀的吸附率均在80%以上,说明其具有良好的再生性能。

类胡萝卜素在耐辐射奇球菌辐射抗性中的作用

为研究耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)中类胡萝卜素的生化合成基因及其在该细菌抗辐射机制中的生物学作用,通过有机溶剂提取及LC-MS技术分析了D.radiodurans所产类胡萝卜素物质的主要组分,运用PCR及基因同源重组技术,对该菌中类胡萝卜素生化合成途径的八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,crtB)及八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,crtI)基因进行了缺失突变,通过表型观察及HPLC定量分析突变株所产类胡萝卜素的组分变化确证突变株构建成功.野生株及crtB与crtI基因缺失突变株对电离辐射和H2O2的敏感性差异比较分析显示,和野生株相比,两种突变株对不同剂量电离辐射和不同浓度H2O2的敏感性更强.crtB及crtI基因功能研究表明,这两个关键性合成基因的缺失,导致突变株不能催化合成类胡萝卜素生化合成途径中的重要中间体——番茄红素及一系列下游产物.通过λ原噬菌体紫外线诱导系统、电子自旋共振(ESR)及DMPO自旋捕集技术,分别在体内和体外评价了其类胡萝卜素的抗氧化能力.结果表明,两种类胡萝卜素对超氧阴离子(O·2)及羟自由基(·OH)均表现出较强的清除作用.上述研究结果为探究D.radiodurans的类胡萝卜素合成基因和生物学功能,及类胡萝卜素在D.radiodurans抗辐射机制中的作用提供了新的直接实验证据.

耐辐射奇球菌对放射性核素铀的吸附行为研究

采用耐辐射奇球菌活体为生物吸附剂,进行了对水溶液中放射性核素铀的批量吸附实验。主要研究了溶液pH、初始铀浓度对吸附放射性核素铀效果的影响,并通过红外光谱(FTIR)和扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS)等手段分析了其吸附机理。结果表明:在pH 5,c0=100mg·L-1时其吸附效果最佳,而最大饱和吸附量qmax为240mgU·g-1。结合扫描电镜与能谱分析结果认为,耐辐射奇球菌表面附着了大量的含铀片状结晶物,并且其吸附过程主要以离子交换或表面络合的方式吸附铀。比较吸附铀前后菌体红外光谱图和红外分峰图发现,耐辐射奇球菌吸附铀后的整体谱形有了一定的变化,特别是蛋白质中酰胺基团、羟基、羧基以及磷酸基团等活性基团可能参与了吸附过程,并且在906cm-1处出现了一个新的峰,此峰为UO2+2的伸缩振动峰。可见,利用具有抗辐射特性的耐辐射奇球菌为生物吸附剂,以期在放射性环境中对放射性核素铀的吸附具有一定的潜在途径。

氮离子注入对耐辐射异常球菌SOD活性的影响及其对Mn-SOD的诱导

研究了氮离子注入对耐辐射异常球菌（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｕｓｒａｄｉｏｄｕｒａｎｓ）细胞内超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性的影响及其对ＭｎＳＯＤ的诱导。结果表明，当２０ｋｅＶ氮离子的注入剂量低于８×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２时，Ｄ．ｒａｄｉｏｄｕｒａｎｓ中ＳＯＤ活性变化不大，当剂量在８×１０１４～６０×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２范围内时，ＳＯＤ的活性随着注入剂量的增大逐渐提高，但大于６０×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２时，则逐渐下降；加入对不同金属辅基的ＳＯＤ同工酶活性抑制剂Ｈ２Ｏ２和氯仿乙醇的研究表明，中高剂量下氮离子注入诱导的是Ｄ．ｒａｄｉｏｄｕｒａｎｓ中ＭｎＳＯＤ活性的提高，在正常生理条件及小于８×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２的剂量下，Ｄ．

PprI和RecX蛋白对耐辐射奇球菌抗氧化作用的影响

利用基因突变、化学发光法和酶活性分析研究了耐辐射奇球菌中与辐射抗性密切相关的基因pprI(Dr0167)和recX(Dr1310)突变对菌体活性氧清除作用的影响,分析了其对抗氧化酶活性的调控功能。实验结果表明,缺失pprI的突变株对活性氧自由基氧化异常敏感,过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性显著降低。与之相反,RecX对菌体活性氧清除作用表现为一种“负”的影响,即缺失recX的突变株对活性氧自由基的清除能力反而增强了,过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的酶活性明显增加。表明这两个基因与抗氧化系统的调控有关。为进一步研究该菌的抗氧化机制提供了一些思路。

固定化耐辐射奇球菌对锶柱吸附与减量化研究

该研究采用海藻酸钠(SA)及聚乙烯醇(PVA)-SA 2种固定化载体包埋固定耐辐射奇球菌(Deinococcus Radiodurans)探讨固定化耐辐射奇球菌颗粒及其填充柱对锶的吸附、洗脱效率与减量化效果。结果表明:菌体含量为5%的SA与菌体含量为10%的PVA-SA固定化耐辐射奇球菌颗粒均有较好的机械强度;2种固定化颗粒制备的填充柱对锶离子均具有较高的吸附率,最高可达98%,洗脱率平均在90%以上;FTIR结果表明SA比PVA-SA固定化载体能提供更多的锶离子结合基团,从而具有更高的吸附率;灰化减量化结果表明SA比PVA-SA固定化载体有更大的减重比,可达1 650倍。综合结果表明SA固定化耐辐射奇球菌颗粒填充柱有更好的应用前景。

一株耐辐射考克氏菌的分离与鉴定

从10kGy60Coγ射线辐照处理的新疆戈壁土壤中分离到一株耐辐射微生物I-7R,该菌菌落为橙红色革兰氏阳性球菌。最适生长温度为30℃,(G+C)mol%含量为67.5%,不具有氨苄青霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素、潮霉素、利福平及壮观霉素等抗性。UV辐射生存曲线显示,I-7R菌株与大肠杆菌K-12相比,具有较强的紫外辐射抗性。16S rDNA序列比较分析表明I-7R菌株与Kocuria rosea、K.erythromyxa以及K.polaris同源性达到99%。结合I-7R菌株生理生化试验结果,该株菌归属于考克氏菌属(Kocuria),并与Kocuria rosea最为相近,暂命名为K.rosea I-7R。

一种短杆状耐辐射菌的分离与鉴定

从北京地区公园湖岸土壤中分离到一株橙红色杆状耐辐射菌 ,细胞壁革兰氏染色为阴性 ,电镜显示菌体大小为 0 6μm～ 1 6μm ,略大于日本学者报道的Deinobactergrandis菌 ,过氧化氢酶的含量和分子量不同于D .radioduransR1菌 ,分离菌的 (G +C)mol%含量为 70 7% ,1 6SrDNA序列分析表明 ,分离到的杆状耐辐射菌 (RR5 33 2 ) 1 6SrRNA基因序列与Deinobactergrandis菌高度同源 ,提示RR5 33 2归于Deinobacter菌属 ,并可能是该菌属中的一个新种。

辐射对耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans)抗氧化酶活性提高的影响

利用低剂量 ( 5 0～ 1 5 0 0Gy)的60 Coγ射线辐照处于稳定早期的耐辐射球菌培养物 ,考察了辐照剂量和辐照后培养时间对菌体中抗氧化酶 ,即超氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化氢酶 (CAT)含量的影响。结果表明 ,在一定辐照条件 ( 2 0 0～ 1 0 0 0Gy)下 ,经过 30～ 60min的辐照后培养 ,菌体中SOD和CAT酶活性显著提高 ,其中 1 0 0 0Gy辐照且辐照后培养 30min的SOD酶活性达到1 49 69U mg ,CAT酶活性达 1 85 5 0 1U mg。分别比对照 (未辐照 )提高了 75 5 9%和 60 98%。低水平辐照 ( 0～ 1 0 0 0Gy)对菌体生物量的影响不明显。

遥控机器人的耐辐射设计和测试

本文介绍了一种可在强辐射环境中进行辐射探测的遥控机器人的耐辐射设计和测试结果。在分析金属、有机材料、光学材料和电子器件等机器人组件的辐射损伤的基础上,利用小规模集成芯片构建控制电路以及核心电路局部屏蔽的设计思路,提高了机器人的耐辐射性能。在钴源辐射设施中开展的耐辐射性能测试结果表明:该遥控机器人至少能够在100 Gy/h的强辐射场中正常工作;粗略估计,机器人可承受的累积剂量预期可达3 000 Gy。

银杏幼苗耐辐射性初步研究

银杏幼苗对6 0 Coγ射线有较强的辐射耐性。 1 0 0Gy以下辐射处理后 ,3 0d内未见银杏幼苗有明显的生理损伤 ,1 0 0Gy以下辐射处理后 ,银杏幼苗叶片的SOD活性下降 ,POD活性升高 ;2 0 0Gy以上辐射处理 7d后 ,银杏幼苗逐渐退绿变黄 ,继而干枯 ,最后导致植株死亡 2 0 0Gy以上辐射处理后 ,银杏幼苗叶片的SOD和POD活性均有明显提高。 3 0 0Gy以下辐射处理后 ,银杏幼苗叶片的电导率变化不明显 ,表明了6 0 Coγ射线对银杏幼苗的损伤主要是生理性的 ,对膜结构的破坏不明显。

耐辐射球菌清除活性氧自由基及对DNA的保护作用

用化学发光法分析了耐辐射球菌 (D .radiodurans)的两个菌株 (R1、KD830 1 )和大肠杆菌对超氧阴离子自由基、羟基自由基和过氧化氢的清除能力。通过羟基自由基诱导的DNA氧化损伤化学发光模型考察了耐辐射球菌细胞提取物对自由基氧化导致DNA氧化损伤的保护作用。结果表明 ,耐辐射球菌提取物能显著清除O-2·、H2 O2 和·OH ,清除能力明显高于大肠杆菌 ,并能有效地防止自由基所致DNA氧化损伤 ,表现出超强的抗氧化和耐辐射能力 。

耐辐射球菌PprI蛋白对急性放射损伤小鼠防护作用的初步研究

研究耐辐射球菌PprI蛋白对哺乳动物急性放射损伤的防护作用,初步探讨其作为一种新的抗辐射蛋白的作用机制。将PprI蛋白或生理盐水注射入小鼠肌肉内,观察辐照后第1、7、14、28天小鼠外周血象以及小鼠骨髓、胸腺和脾脏淋巴细胞的凋亡情况。研究结果表明:与生理盐水注射组相比,PprI蛋白注射组外周血白细胞计数于照后第28天显著增高(p<0.05);外周血小板数和淋巴细胞百分率于照后第1、7天显著增高(p<0.05);PprI蛋白注射组脾脏淋巴细胞凋亡率在照后第1、7、14天明显降低(p<0.05);胸腺淋巴细胞凋亡率于照后第14和28天明显降低(p<0.05);骨髓细胞凋亡率在照后第1、14和28天明显降低(p<0.05);并且骨髓细胞凋亡率于照后第28天基本恢复正常。上述结果初步表明,耐辐射球菌PprI蛋白对哺乳动物急性放射损伤有着明显的防护作用。

耐辐射奇球菌同源重组修复机制研究新进展

耐辐射奇球菌是迄今为止人们发现的地球上最抗辐射的生物之一。本文根据本实验室和国内外关于该菌耐辐射的最新研究成果,以各个修复蛋白为线索,详细介绍了耐辐射奇球菌同源重组修复机制上取得的进展。

耐辐射球菌pprI突变株的蛋白质组学分析

PprI由dr0167编码,在耐辐射球菌的极端抗性中起重要作用.pprI突变株对于电离辐射、紫外线辐射、丝裂霉素C等都很敏感.与正常培养的野生型菌株比较,正常培养的pprI突变株的双向图谱有明显的变化,其中有18个蛋白质表达量增加,7个蛋白质表达量减少.在有差异的25个蛋白质中,我们用MALDI-TOF质谱仪成功鉴定了13个,这些蛋白质在细胞中行使不同的功能,包括:1糖类转运与代谢;2能量的产生与转化;3无机离子转运与代谢;4氨基酸转运与代谢;5翻译后修饰,蛋白代谢,分子伴侣及一些未知的功能等.研究表明,PprI不仅调控与DNA修复直接相关的基因表达,而且调控一个极其复杂的网络系统,这个系统包括行使各种生物学的功能蛋白.

原核耐辐射微生物资源研究及其应用前景

耐辐射微生物因特殊的生命现象、生理机制成为科学界关注研究的热点,其中原核耐辐射微生物是研究最多的一类耐辐射微生物。本文从原核耐辐射微生物资源等方面对耐辐射微生物的研究进行综述,并讨论了其在环境工程、人类健康、生物技术乃至军事、地外空间等方面的潜在应用发展前景。

可耐受100 Mradγ射线辐照电机的制备及绝缘润滑材料耐辐射性研究

电机作为机器人控制和传动系统的核心部件,其在核灾变环境下的稳定运行对机器人的寿命起到决定性作用。提高用于核环境作业机器人的电机耐辐射等级,对于研制核电站紧急救灾机器人具有十分重要的意义。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、力学性能测试等对于不同结构聚酰亚胺(PI)绝缘纸的综合性能进行对比分析,发现使用柔性单体制备的PI绝缘纸,其综合性能最佳,在100 Mradγ射线辐照后性能无明显降低。结合FTIR和扫描电镜测试,分析了商用复合锂基润滑脂在γ射线辐照下结构性能的变化。最后对国产普通电机中耐辐射性能较差的绝缘系统、润滑系统等部件的改进替换,成功制备了耐受γ射线辐照总剂量高于100 Mrad的耐辐射直流电机。该通用材料和技术对于开发耐核辐射机器人用伺服电机等具有普适性。

耐辐射奇球菌抗辐射物质的研究

本研究分析了耐辐射奇球菌(Deinococcusradiodurans)生长过程中产生的色素物质。紫外照射实验结果表明这种物质具有很强的抗紫外辐射能力。紫外扫描、高压液相测定和显色反应表明这种抗辐射物质含有萜类双键,主要吸收峰在310nm处,保留时间为4.632min,其含量占总量的53.04%,初步确定这种色素物质为类胡萝卜素。