核保障用探测器的现状与发展

国际原子能机构(IAEA)建立了比较完整的核保障体系并不断加以完善,以确保有能力监督原子能技术的和平利用,以及保障相关核技术不被应用于军事用途。本文对IAEA核保障体系的建立和发展进行了描述。核保障技术的应用与发展依赖于探测技术的进步,国内在核保障技术方面做了大量的研究,基于各种探测需求开发了不同探测装置,如针对γ射线、X射线、中子的辐射探测器,针对衰变产生热量的量热计,针对不同质量数进行区分的质谱仪。对IAEA核保障设备的发展趋势进行了分析,提出了一些未来可以应用的探测器或探测技术。

时间投影室原理及其应用

时间投影室是一种广泛应用于大型物理实验的粒子鉴别探测器,它通过粒子径迹产生电离电子的漂移时间和漂移方向的投影位置确定径迹三维坐标,具备较好的能量分辨和很高的位置分辨能力。自时间投影室被发明以来,已广泛应用于国外的大科学实验装置上,在对撞机和固定靶实验等方面均发挥了很大的作用。虽然国内的科研机构在早期对时间投影室进行过一些初步研究,但由于技术的限制并没有展开过很多应用。近十年间,伴随着锦屏地下实验室的PandaX-Ⅲ实验的开展、东莞中国散裂中子源等一批科研装置的落地、环形正负电子对撞机的概念设计完成,时间投影室作为主径迹探测器在这些实验中承担了很大一部分工作,并已进行了更多的研发和使用。现阶段有必要对时间投影室在国内外的具体应用与发展进行梳理,本文先梳理出时间投影室的发展历史、工作原理和现状以及时间投影室上核心读出探测器的发展,然后介绍时间投影室在国外大科学实验装置上的应用和最新进展,最后给出时间投影室在国内科研项目上的应用。以此为时间投影室下一步的研发与应用奠定基础。

应用于时间投影室的光刻一体化微结构探测器性能研究

时间投影室(Time Projection Chamber,TPC)可以同时测量时间和位置信息,光刻一体化微结构探测器作为其读出探测器具有抗干扰性强、均匀性好、透过率高的特性。为了寻找探测器最佳的工作条件,使用55Fe豁免源测试了实验室研制的流气型光刻一体化微结构探测器在不同Ar和CO_(2)比例下的增益、能量分辨率以及在最优气体比例下的均匀性。根据测试结果,探测器在85%Ar和15%CO_(2)混合气体下增益达到最大,超过104,增益均匀性为3.26%,达到目前国际上光刻微结构探测器同等水平。对雪崩区厚度分别为100μm、160μm和220μm的3种光刻一体化微结构探测器增益及其均匀性进行比较,雪崩区厚度为160μm的探测器是更优的选择。研制了密闭型微结构探测器,通过测试证明,可以在常温常压下正常工作21天以上。闭气模式下探测器的增益与温度呈负相关,与流气模式下相反,两种模式下的能量分辨在短期内都不受小范围温度变化影响。

室温制备含不饱和聚醚侧链聚羧酸减水剂

通过向含有聚醚大单体、丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠等的混合水溶液体系中加入氧化还原引发剂的方法使体系共聚,在室温条件下制备出含有聚醚侧链、羧基和磺酸基的聚羧酸高效减水剂。试验结果表明,该研究很好地克服了传统聚羧酸减水剂只能在高温加热条件下制备的缺陷,制备的减水剂具有固含量高、掺量低、分散性好、混凝土减水率高、对混凝土有良好的保坍和增强作用等特点。

基于MEMS硅基底的L波段圆极化微带天线的研究与设计

对所设计的以硅为基底,中心频率在1.9GHz的圆极化微带天线进行了介绍.由于硅的介电常数较高,导致天线效率很低,在高频率段容易产生表面波,所以采用挖空气腔来降低相对介电常数.设计出的微带天线尺寸为55 mm×55 mm,尺寸较大,因而采用了加载和曲流技术来减小天线的尺寸.在此基础上设计出2×2天线阵列,并用HFSS进行仿真,方向图和增益均达到要求.

基于Bulk MicroMegas探测器的高能中子束空间分布测量

为验证中国原子能科学研究院(CIAE)自研的100 MeV回旋加速器中的高能中子束是否符合设计要求,利用自研的Bulk MicroMegas微结构气体探测器对该加速器中子场的空间分布进行了首次试验测量。首先通过模拟计算得到不同厚度聚乙烯(PE)转化膜对不同能量高能中子的转化效率、反冲质子的动能谱与角通量谱、反冲质子在Bulk MicroMegas气体探测器内的沉积能量谱以及中子与探测器结构物质反应产物占比等;然后利用Bulk MicroMegas探测器测量该回旋加速器产生的高能中子场在不同能量和距离处28个点位的中子通量分布,并根据通量分布计算中子束斑半径。结果表明,Bulk MicroMegas微结构气体探测器可以实现对高能中子场束斑边界成像,中子通量随束斑半径的变化关系符合常见束斑边界拟合函数;束斑半径测量结果与模拟计算结果接近。

膀胱排尿肌超负荷与抑制性信号蛋白SOCS1表达的相关性研究

目的采用张力传感器及BL-420S系统加载膀胱排尿肌肌丝,观察不同程度牵拉负荷下的肌丝标本肌动波形变化,分析牵拉引起的超负荷状态下排尿肌抑制性蛋白(suppressor of cytokinesignaling 1,SOCS1)表达,探讨牵拉负荷与SOCS1蛋白表达之间的关系。方法排尿肌肌丝取自昆明小鼠膀胱壁,标本固定于微量定位装置上,松弛状态下微调整标本长度直至记录到被动张力1 g,以此作为初长度(initial length,L0)。间歇并牵拉标本10次(L0+1至L0+10),记录并测量肌动波形不同时相的波形特点。对牵拉后L0+5及L0+10的标本进行聚丙烯酰胺凝胶电泳及印迹法分析,观察不同牵拉负荷后的SOCS1蛋白表达。结果(1)微量牵拉可经张力传感器记录到显著瞬间被动张力(passive tension,PT)及后续的应力波动曲线(subsequent vibration,Vib),不同预处理后的标本肌动波形特点各异;(2)高度牵拉后的超负荷标本SOCS1表达较正常标本显著增强。结论肌动波形可直观地表现排尿肌标本超负荷状态、瞬间被动张力变化及受力后适应性变化。超负荷可引起排尿肌抑制性蛋白分子SOCS1表达的加强,显示其对于超负荷排尿肌在重建中的保护具有一定意义。本实验通过建立排尿肌微调式牵拉体外实验模型,对于了解膀胱排尿肌超负荷状态下的失代偿及信号蛋白调节机制具有一定的意义。

多功能呼吸机在院前危重患者转运中应用

目的:分析多功能呼吸机在院前不同疾病中使用,得出多功能便携式呼吸机应用方法与体会,提高患者转运成功率,减少死亡率。方法:回顾性分析41例院前危重患者转运途中应用呼吸机资料。结果:41例患者,除1例因用呼吸机不适应末转,2例经抢救无效死亡外,其余安全送达目的地。结论:便携式呼吸机在院前应用有重要意义,再加上体积小,适合院前工作特点,120医生应具备熟练技术和果断作风,才能提高转运率,减少死亡率。

脑卒中患者院前救治体会

目的:总结院前脑卒中患者救治方法。方法:回顾性分析淮安市急救中心从2012年1月—2017年4月救治47例脑卒中患者院前临床表现、诊断及救治策略。结果:47例脑卒中患者,脑出血20例;脑梗塞27例,其中脑血栓24例,脑栓塞3例。甘露醇降低颅内压15例,硝普钠、硝酸甘油降压14例,平衡液及多巴胺升压2例,安定控制抽搐4例,口咽通气管2例,球囊面罩辅助通气1例,9例末处理,经现场救治及转运途中无死亡病例。结论:应加强公众或社区医生对脑卒中症状早期识别、早期呼救,120早期电话指导及处理,缩短院前救治时间,合理转运,院前院内无缝连接,对减少脑卒中患者致残率,致死率有重要意义。

左西孟旦对脓毒症患者死亡率及血流动力学影响的Meta分析

目的:探讨左西孟旦对脓毒症患者28 d死亡率及血流动力学的影响。方法:以左西孟旦、脓毒症和脓毒休克等作为检索词,检索英文数据库Embase、PubMed、Web of Science、Cochrane library,中文数据库中国知网(NKI)、万方数据库(Wanfang data)、维普数据库(VIP)、中国生物医学文献数据库(CBM)。检索公开发表有关左西孟旦治疗脓毒症患者的临床随机对照实验,主要结局指标为28 d死亡率及30 d死亡率。次要结局指标为左心射血分数、左室做功指数、心脏指数及乳酸。时间从建库至2022年10月。所有数据合并、发表偏倚检测和敏感性分析采用Stata 14.0软件。结果:本Meta分析共纳入15项研究,共1337例患者。结果显示左西孟旦组治疗脓毒症患者的28 d死亡率与对照组28 d死亡率相比无显著性差异[RR=0.91,95%CI(0.78~1.06),Z=1.24,P=0.22]。但左西孟旦可增加脓毒症患者的左心室射血分数、降低左室做功能指数、提高心脏指数及降低乳酸。结论:目前证据不足以支持左西孟旦能够降低脓毒症患者的28 d死亡率。但左西孟旦对于血流动力学指标的显示出积极结果,需要更多的临床试验验证左西孟旦在脓毒症血流动力学的应用。

含环丝氨酸耐多药肺结核治疗方案在中国应用效果及安全性的Meta分析

目的:通过研究国内含环丝氨酸(cycloserine,Cs)抗结核方案对耐多药肺结核(multidrug-resistant pulmonary tuberculosis,MDR-PTB)的疗效与安全性,为临床用药提供依据。方法:检索中国知网、万方数据知识服务平台、维普网、中国生物医学文献服务系统、PubMed、Embase、Cochrane Library,检索时间从2011年1月至2022年9月,检索词为环丝氨酸(cycloserine)、耐多药肺结核(multidrug-resistant pulmonary tuberculosis)、疗效(treatment effect)及不良反应(adverse effects),搜索中国含Cs方案治疗MDR-PTB的随机对照试验(RCT)。由2名研究者筛选文献并采用Cochrane 5.1.0偏倚风险评估工具评价纳入研究的方法学质量,采用Stata 17.0 MP软件对结局指标进行Meta分析。结果:共纳入35篇RCT文献,将收集的文献分为:Cs+常规治疗对比常规治疗组,1128例;胸腺肽+Cs+常规治疗对比常规治疗组,791例;Cs+常规治疗对比对氨基水杨酸+常规治疗组,433例;Cs+常规治疗对比乙胺丁醇+常规治疗组,419例。Meta分析显示,与常规抗结核治疗方案相比,含Cs方案治疗MDR-PTB的效果更好(RR=2.191,95%CI:1.847~2.599),包括痰菌阴转(RR=2.002,95%CI:1.696~2.364)、病灶吸收(RR=2.259,95%CI:1.836~2.779)、空洞缩小(RR=1.812,95%CI:1.482~2.217)。精神神经系统症状不良反应发生风险大(RR=1.696,95%CI:1.493~1.927)。结论:含Cs的治疗方案有利于MDR-PTB患者恢复,但要警惕不良反应发生。

硅基微带天线损耗机理分析

硅基微带天线存在损耗大、效率低、增益不足等问题。其成因在于以下五种损耗:1.金属贴片及匹配微带线的导体损耗。2.介质的介电损耗。3.表面波损耗。4.半导体基底的电阻性损耗。5.由基底与绝缘层交界面上的载流子运动导致的界面损耗。在深入分析各种损耗的形成机理的基础上,研究了相应损耗的计算模型及其在总损耗中所占的地位,并提出了降低损耗的有效途径。实验结果显示,采用微机械(MEMS)工艺,在高阻硅与低介电常数介质的混合衬底上,生长一层多晶硅薄膜的方法,可有效降低损耗,使硅基微带天线单元的效率达到87%,增益达到8dB。

高g微阵列加速度传感器的电气互联研究

设计高g微阵列传感器在受到150000gn加速度冲击作用下,它的电气性能良好。通过对改进封装后加速度传感器引线拉伸试验数据进行分析,利用模糊优化理论优点对试验数据进行模糊计算,得出最佳的精确焊接工艺参数。对不同工艺参数的传感器样品在霍普金森杆上进行冲击破坏试验,实验结果表明,在148000gn加速度冲击作用冲击下,传感器仍能正常工作,基本满足设计要求。

脑血管意外患者院前急救20例心得体会

目的:探讨如何使脑血管意外院前急救更加科学、规范、有效。方法:回顾性分析脑血管意外患者20例的院前急救过程。结果:20例患者经现场处理、快速转运后全部安全送达医院,途中出现呕吐3例,抽搐1例,经处理后病情未恶化,经检查脑出血患者12例,脑梗死7例,脑梗死1例。结论:正确、及时、有效的院前急救措施有助于降低急性脑血管意外死亡率。

护士被针刺伤后压力源与应对方式的调查研究

[目的]了解护士被针刺伤后的压力源与应对方式,为全面性防护的管理提供依据。[方法]采用问卷调查法,选取压力源量表及应对量表两部分,对680名临床护士进行调查。[结果]处于低水平压力的护士占13.24%,中等水平压力占67.64%,高水平压力占19.12%,主要压力源是乙型肝炎、丙型肝炎、艾滋病等血液传播性疾病。所采取的应对方式都比较消极无奈。[结论]针刺伤对护士造成的压力是多方面的。医院管理者要为其创造一个安全健康的工作环境,同时护理人员应认识预防针刺伤的重要性,提高对针刺伤的防范意识,寻求受伤后的心理支持,以维护自身的身心健康。

微结构气体探测器多通道高速读出系统研制

本文设计并实测了用于多通道微结构气体探测器信号读出的512通道电子学系统。该系统以Spartan-6FPGA作为控制和数据处理核心,使用4通道ADC芯片对4片APV25芯片的输出信号进行同步模数转换,经千兆以太网发送命令和传输数据,计算机端则以双线程分别接收和发送数据。实测输入电容低于200pF时,系统噪声低于2 000e,有效电荷输入范围为±20fC,12fC以下时线性良好。经长时间测试,系统稳定可靠,千兆网数据传输速率可达940 Mb/s。单片APV25工作时,连续触发率可达APV25上限285kHz,4片时则为134kHz。在实际应用于GEM探测器α射线成像实验中取得了较好的成像结果。

门诊手术患者健康教育需求调查及对策

目的调查分析门诊手术患者对健康教育的需求内容及门诊护士对患者健康教育的认识。方法2002年10月～2003年10月采用问卷调查方法,对206例患者进行健康教育需求内容调查,对40名门诊手术室护士对患者健康教育态度进行调查。结果门诊手术患者认为对所患疾病手术的相关知识接受健康教育非常必要,且内容需要多样化;门诊护士对患者健康教育需求认识不足,有待提高。结论护理管理者应关注门诊患者的健康教育,提高门诊护士健康教育的能力,将门诊手术患者的健康教育工作落实到位,使其形成制度化、规范化、程序化。

基于Spartan-6的微结构探测器APV25数字化系统设计

为满足微结构气体探测器多通道信号高速读出的需求,文章基于现场可编程门阵列(FPGA)Spartan-6设计了128通道前置放大芯片APV25的数字化系统。该系统中,APV25输出的串行模拟信号经模/数转换芯片ADS5242进行模/数转换,由Spartan-6接收、解串、缓冲和打包后,经千兆以太网传送至计算机进行存储和分析。经测试,该系统可实现APV25的最大采样速率280 k Hz,基线噪声低至716 e-。输入电荷量低于75 000 e-时,电荷响应线性良好。由于APV25的抗辐射特性,该系统有望用于空间多通道辐射探测系统。

基于Qt框架的APV25数据采集系统研究

Qt框架是基于C++的跨平台可视化编程框架.本文采用APV25电子学前端卡、APVDS电子学数字化后端板和基于Qt框架的数据采集软件,开发了具有高通道数、高性能和高集成度的数据采集系统.该系统可跨平台使用并显示实时采样波形.数据采集系统最多可使用16块APV25前端卡、4个APVDS,通过千兆以太网经交换机与计算机连接.通过测试,该系统可在1024通道下工作并实时显示采样波形,传输速率可达715 Mb/s,且测试中系统能以1.70 kHz的触发率在单次触发连续采样31个点模式下稳定工作.与原系统相比,显著提高了通道数量,简化了系统操作,提高了测量的效率与稳定性.采集系统未来可扩展通道数量为2048,适用于大面积微结构气体探测器实验.

宇宙线缪子散射成像模拟与算法研究

本文验证了基于Micromegas探测器的宇宙线缪子散射成像系统进行快速核材料检测的可行性,并对实验室宇宙线缪子成像系统原型进行参数估算.基于Geant4程序开发了用于模拟宇宙线缪子物理过程、传输径迹及Micromegas探测器响应的模拟程序.在模拟数据的基础上,实现并改进了两种主要的宇宙线缪子散射成像算法.根据模拟和成像结果,1m×1m成像系统可在10min内检测到被重元素屏蔽的核材料.10cm×10cm成像系统的缪子事例触发率为0.16s^-1,要获得较为清晰的成像结果,要求探测器位置分辨率达到300μm,探测器增益为1000时实际测量事例至少需要20h.