伽马辐照对掺铒光纤性能影响的研究

为了推进掺铒光纤抗辐射性能的研究,全面掌握掺铒光纤性能在辐照条件下的变化规律。基于色心模型对掺铒光纤的辐照作用机理进行了分析,并据此对掺铒光纤在辐照中的性能变化趋势进行了预测推断。然后根据掺铒光纤的工作原理和应用特性,在伽马辐照条件下对两种不同型号(EDF-L-980和MP980)掺铒光纤的980nm波段损耗谱、1 530nm波段损耗谱以及发射光谱的特性进行了在线实时监测,并在辐照停止后进行了恢复测量。研究表明,在辐照中两种掺铒光纤的性能变化趋势一致。在损耗谱方面,980nm波段和1 530nm波段的损耗随辐照单调增加,980nm吸收峰与1 530nm吸收峰处的损耗与辐照剂量呈近似线性关系;在发射光谱方面,发射光谱强度随辐照单调降低,光谱能量向长波方向转移,平均波长和光谱带宽大幅增加,1 530nm发射峰处的发光强度与辐照剂量也呈近似线性关系。辐照停止后,掺铒光纤体现出了一定的恢复能力,但是各项参数的恢复均不到40%。各项实验结果与理论模型和分析预测匹配良好,证明了辐照对掺铒光纤性能影响理论解释的合理性。

氟化钡晶体光学透射的伽马辐照诱导损伤效应

用脱氧剂非真空环境下 Stockbager 方法生长未掺和掺 La 的 BaF_2晶体.测量块状晶体光学透射的^(60)Co 的10~6radγ辐照损伤效应,提供辐照过程中色心形成和辐照后短期恢复信息,经退火和乙醇抛光后晶体透射已完全恢复到未辐照前的值.

薄膜体声波谐振器的伽马辐照敏感机理分析

实验证明薄膜体声波谐振器(FBAR)用于检测伽马辐照是可行的,但未对敏感机理进行深入研究。针对这一问题,根据两种不同的FBAR结构,提出了不同机理来解释FBAR在伽马辐照下谐振频率偏移的原因。其中结构一FBAR为四层叠层结构(金属层-压电层-氧化层-金属层),伽马辐照之后,会在辐照敏感层(氧化层)形成一个电压,相当于给压电层施加了一个直流电压,从而使谐振频率发生偏移;结构二与结构一不同的是,结构二FBAR在氧化层和压电层之间有一半导体层,辐照之后在氧化层中形成的电压改变了半导体的表面势,使半导体空间电荷层电容发生改变,从而改变谐振频率。通过仿真得到两种不同机理的结果,并与相关文献的测试结果对比,发现频率偏移的趋势和频率偏移量的数量级是相同的,因此提出来的两种机理是可行的。

硅橡胶泡沫伽马辐照后结构和元素分布研究

在密闭的氮气气氛下,用伽马射线辐照聚二甲基硅橡胶泡沫,采用全反射红外光谱(ATR)和X射线光电子能谱(XPS)对辐照后的化学结构和元素含量变化进行了表征。结果表明:化学结构单元Si—CH3最容易受到伽马射线的影响,在低的辐照剂量下表面Si—CH3成分随着辐照剂量增加而减小;高剂量下材料的元素分布发生了变化,近表面C元素含量要比泡沫体中部的C元素含量高。因此,在密闭环境下辐照老化后的硅橡胶泡沫的表面性能和体内性能存在差异。

伽马辐照对量子点嵌入式HEMT力敏结构的影响

辐射对空间通信系统中使用的传感器件的不利影响是需要重点考虑的问题,作为力学传感器件的核心部件,对力敏传感单元的抗辐照特性的研究就尤为重要。设计了一种InAs量子点(QD)嵌入式高电子迁移率晶体管(HEMT)力敏结构,通过^(60)Co-γ射线对InAs QD-HEMT结构进行了不同剂量的辐照,并对辐照前后结构的电学特性、力敏特性进行了测试分析。实验结果表明:随着辐照剂量的增加,InAs QD-HEMT结构的电学特性发生退化,灵敏度不断降低。经过150 Mrad剂量辐照后InAs QD-HEMT结构的漏极电流降低了约21%,灵敏度降低了63.4%。结果表明:高剂量辐照后InAs QD-HEMT结构仍具有工作性能,为MEMS传感器应用于强辐照环境提供研究基础。

伽马辐照对斑马鱼胚胎谷胱甘肽还原酶活性及基因表达的影响

谷胱甘肽还原酶(GR)是一种重要的抗氧化酶,其在生物体的抗氧化系统中起着关键作用.为了研究伽马辐照对斑马鱼胚胎GR活性及基因表达的影响,本实验用不同的辐照剂量(0.01、0.05、0.1、0.5和1 Gy)分别对三个发育时期(原肠胚期、体节期和咽囊期)的斑马鱼胚胎进行了辐照处理.分析了各组GR的活性,并采用荧光实时定量PCR技术(qRT-PCR)检测了GR基因的表达水平.结果显示,伽马辐照以剂量依赖的方式调整了斑马鱼胚胎GR的活性及GR基因的表达.随着辐照剂量的增加,GR活性及其mRNA的相对表达量呈现先升高后回落的趋势.这表明,GR是一种可以对伽马辐照作出早期预警的生物标志物.斑马鱼胚胎可以通过上调GR基因的表达,来增加GR的合成,从而提高对伽马射线的防御能力.但是,这种反应和调整是有限度的.咽囊期胚胎比其它两个时期的胚胎对伽马射线的防御能力更强.

GaAs基HEMT力敏结构伽马辐照损伤研究

利用^(60)Co-γ射线对设计的GaAs基HEMT力敏结构进行了不同剂量的辐照,通过对辐照前后结构的电学特性、力敏特性分析对比,得到了γ辐照对力敏结构的损伤影响。与未辐照样品相比,90 MRad剂量辐照后HEMT力敏结构的漏极电流降低了约74%,辐照剂量高于100 MRad时,样品被击穿,失去工作特性。力敏特性测试结果表明,随着辐照剂量的不断增加,结构的灵敏度发生降低,90 MRad剂量辐照后结构的灵敏度降低了76%。

SiC MOSFET伽马辐照效应及静态温度特性研究

研究了SiC功率MOSFET的γ辐照总剂量效应,获得了其在不同总剂量辐照以及不同环境温度下的输出特性和转移特性,并探究了γ辐照和环境温度对阈值电压、漏极饱和电流、工作状态的影响规律。研究结果表明,栅氧化层的辐照损伤是导致SiC MOSFET性能退化的主要原因。器件的输出特性、阈值电压及工作状态受辐照剂量影响明显,经室温退火后,器件性能有一定恢复。器件静态特性随温度的变化规律不易受γ辐照影响,辐照前后其阈值电压的温度系数均约为-2.71 mV/K,表明该器件阈值电压具有较好的温度稳定性。

基于LSSVR提升小波的伽马辐照信号降噪研究

采用雪崩光电二极管(APD)作为转换器件采集的伽马辐照信号,呈现出明显的非平稳随机性,并掺杂有大量的噪声信号,为解决此问题,提出了基于最小二乘支持向量机回归(LSSVR)提升小波的伽马辐照信号降噪算法。用剖分信号建立训练样本,以最小均方误差为目标,通过LSSVR非线性拟合构造预测算子,实现伽马辐照信号的降噪处理。实验用伽马辐照信号采集系统,采用碘化铯(CsI)闪烁体耦合APD作为探测前端,为放大探测信号并稳定增益,设计了前端读出电路和APD温度补偿偏压控制电路。相较于其他降噪算法,所提算法对伽马辐照信号分解层数少,细节保留好,时间复杂度低,降噪后伽马辐照信号信噪比高,可提高伽马辐照探测系统的能量分辨率,优化辐照强度测量及其能谱分析。

伽马辐照对橡胶密封材料低温性能的影响

氟烃橡胶(FKM)通常被用作存放中、低水平放射性废弃物容器的密封件,探明其辐照老化机理非常重要。运用差示扫描量热仪(DSC)和动态热机械分析仪(DMA),对接受伽马辐照的FKM材料进行试验分析。结果表明,随着伽马辐照剂量的增加,FKM材料的橡胶玻璃化转变向较高温度方向偏移。开发了DMA压缩永久变形试验方法。DMA数据分析发现,随着辐照剂量的提高,材料样品压缩永久变形增大。压缩永久变形最大差异发生在橡胶玻璃化转变温度区间,在较高温度时与辐照剂量的关系发生部分反转,但是数据的差异明显减小。

强伽马射线对硬脂酸锌的辐照实验及失效行为分析

硬脂酸锌作为制备新型混合氧化物燃料(MOX)的团聚剂和润滑剂,对燃料芯块的压制成型具有重要意义。使用钴源辐照装置对硬脂酸锌在不同剂量下辐照,采用X射线衍射和傅里叶红外光谱等分析手段,探究了辐照剂量对硬脂酸锌成分变化,并分析了其失效机制;为进一步明确辐照对其熔点的影响,对1500 kGy辐照样品还开展了升温实验。结果表明,相对于未辐照样品,经500 kGy和1000 kGy的剂量辐照后硬脂酸锌的X射线吸收强度变弱,但分子结构未发生改变。而经1500 kGy的高剂量辐照后,生成了新的羧酸盐或二羧酸产物,从而导致其出现润滑失效行为,升温实验也表明辐照后硬脂酸锌熔点降低约20℃。研究结果对MOX燃料制备过程中成型剂的选择具有一定的参考意义。

伽马射线辐照对掺铅石英光纤的磁光特性影响

研究了伽马射线辐照对掺铅石英光纤磁光特性的影响。实验结果表明:掺铅石英光纤样品辐照前,在660、808、980、1310和1550 nm波长处的费尔德常数分别为3.093、1.676、1.240、0.705和0.538 rad/(T?m),均高于单模光纤的费尔德常数,且费尔德常数随着波长的增加而减小,尤其在660 nm,相比较单模光纤,掺铅石英光纤样品费尔德常数提高了20.82%。经伽马射线辐照后,掺铅石英光纤样品的费尔德常数随着辐照剂量的增加而增大,尤其在5 k Gy剂量,其费尔德常数增加了41.94%,而单模光纤仅增加了33.04%。掺铅石英光纤通过掺杂及辐照的手段提高了费尔德常数,在大电流传感领域具有重要意义。

伽马射线辐照拟长毛钝绥螨雄螨对雌螨产卵量和后代雌性比的影响

本文通过伽马射线辐照拟长毛钝绥螨的雄成螨,探讨辐照的雄成螨与雌成螨交配后,对雌成螨产卵量和后代性比的影响。在高辐照剂量10、20、40、80、160、320、640、1280 Gy和剂量率3 Gy.min-1的伽马射线辐照下,雌螨的产卵量随辐照剂量的增加而逐渐减少。40 Gy及以上的辐照剂量雌螨产卵量与对照相比均有显著差异;后代雌性比也随辐照剂量的增加而降低,到160 Gy辐照剂量时雌性比为0。在低辐照剂量40、160、640、2560和10240 mGy以及剂量率40 mGy.min-1的伽马射线辐照下,雌螨的产卵量随辐照剂量的增加呈现出先升后降的趋势,在160 mGy辐照剂量下达到了最高。160 mGy时后代雌性比也最高,达到72.52%,与40、640、2560mGy处理间没有显著差异,但都显著地高于对照(65.23%)和10240 mGy辐照处理(56.14%)的雌性比。

伽马射线辐照对硅光电二极管性能的影响

研究了伽马(γ)射线辐照对星上定标用硅光电二极管性能的影响。使用硅光电二极管分别接受20 krad(Si)、35 krad(Si)、50 krad(Si)总剂量的γ射线辐照,对比了器件在不同辐照剂量下暗电流及光谱响应度的变化。结果显示在35 krad(Si)以下剂量照射下,硅光电二极管暗电流及光谱响应度均未发现明显的变化,在50 krad(Si)剂量照射下,参试样品出现暗电流增加的现象,但该变化在定标器应用过程中带来的影响可以忽略。试验结果表明,参试的硅光电二极管在空间辐照环境下具有良好的稳定性及可靠性,可以作为在轨定标器可见波段探测单元备选器件。

环氧树脂对伽马射线的屏蔽分析及耐辐照效应

本文以环氧树脂为研究对象,分析了环氧树脂对能量范围在0.001-100 MeV的伽马射线的屏蔽性能,测试了环氧树脂对60 Co伽马射线的屏蔽性能,并对其进行了总剂量为93.5kGy的伽马射线辐照处理,对辐照前后环氧树脂的密度、光学照片、力学性能、断面微观形貌、耐热性能和红外光谱进行了分析。结果表明：环氧树脂对低能（E〈0.01 MeV）伽马射线的衰减主要是光电吸收作用,对中能（0.01 MeV〈E〈10 MeV）伽马射线的衰减主要是非相干散射作用,对高能（10 MeV〈E〈100 MeV）伽马射线的衰减主要是非相干散射作用和电子对核效应作用,环氧树脂对60 Co伽马射线的屏蔽性能一般。93.5kGy伽马射线辐照导致环氧树脂老化、密度和最大耐热温度降低、力学性能增大、破坏程度低,环氧树脂可耐93.5kGy伽马射线辐照。

伽马射线辐照总剂量对CMOS/SIMOX器件的影响

我们把用SIMOX工艺所形成的纵向隔离结构和新开发的横向隔离结构结合起来,研制出抗辐照CMOS/SIMOX器件。 n沟MOSFET的纵向隔离由多层高浓度氧掺杂多晶硅和埋层二氧化硅组成,横向隔离由多层薄的侧壁二氧化硅、侧壁多晶硅和厚的场二氧化硅组成。p沟MOSFET的纵向隔离结构与n沟MOSFET相同,但其横向隔离中没有侧壁多晶硅层,而是使用厚的场二氧化硅层。高浓度氧掺杂多晶硅和侧壁多晶硅层用来屏蔽被俘获在埋层二氧化硅和场二氧化硅中的辐照感生正电荷。利用这些隔离结构和薄栅二氧化硅层开发的CMOS/SIMOX器件,即使在经受2Mrad(Si)的^(60)Co伽马射线辐照之后,仍具有良好的工作特性。

面向太空环境应用的抗辐照有源光纤特性研究

针对太空恶劣辐射环境会造成光器件的光学性能下降或失效的问题,利用改良化学气相沉积法(MCVD)结合原子层沉积(ALD)掺杂技术制备铋铒共掺光纤(BEDF)和掺铒光纤(EDF),经不同辐照剂量的伽马射线处理后,对它们的光谱特性进行对比研究。光纤样品分别经0.3kGy、0.5kGy、0.8kGy和1.5kGy辐照处理,对比光谱发现BEDF的辐照诱导损耗(RIA)的增幅明显低于EDF,特别是经1.5kGy的辐照处理后,EDF的RIA比BEDF高1.93dB/m。EDF的荧光强度随辐照剂量的增加而降低,且低于未辐照前的荧光强度;而对于BEDF而言,其荧光强度随辐照剂量的增加先增加后减弱,且均高于未辐照的荧光强度。实验结果表明,BEDF具有一定抗辐照特性,对应用于太空环境具有重要研究意义。

脱细胞、病毒灭活与灭菌组合工艺对猪真皮基质理化性能的影响

背景:脱细胞、去抗原、病毒灭活与终端灭菌工艺的组合优化是制备符合临床要求组织再生材料的关键技术。目的:系统比较分析两种脱细胞、去抗原、病毒灭活与灭菌组合工艺对猪真皮基质理化性能的影响。方法:取新鲜猪皮,分两组工艺制备猪真皮基质:①方法A:采用1%Triton X-100、DNase和RNase、1%磷酸三丁脂进行脱细胞处理,1%过氧乙酸+25%乙醇病毒灭活,伽马射线辐照终端灭菌;②方法B:采用中性蛋白酶、0.5%Triton X-100和DNase进行脱细胞处理,α-半乳糖苷酶去除抗原,0.1%过氧乙酸病毒灭活,伽马射线辐照终端灭菌。对两种方法制备的猪真皮基质进行表征。结果与结论:①A组胶原蛋白含量低于B组,弹性蛋白、糖含量高于B组,材料硬度值高于B组;A组基质材料的悬垂性较差,B组基质材料的柔韧性较好;②A组脱细胞处理不影响基质材料的热稳定性,B组脱细胞略降低基质材料的热稳定性;伽马射线灭菌后,A组基质材料的热稳定性大幅度下降,B组基质材料的热稳定性下降很小;③与B组相比,A组基质材料的拉伸强度和弹性较小;体外酶降解实验显示,A组基质材料对胶原酶降解具有很强的抗性,对胰蛋白酶敏感、易降解,B组基质材料则相反;④扫描电镜显示,伽马射线灭菌后,A组基质材料基本看不到胶原三维结构,胶原纤维排列致密,胶原纤维之间存在非纤维结构性凝胶样物质;B组基质材料胶原纤维结构清晰,胶原纤维之间不存在非纤维结构性胶样物质。苏木精-伊红和三色染色显示,伽马射线灭菌后,A组基质材料可见少量细胞核,胶原纤维排列紧密,材料致密;B组基质材料无细胞核,保留了较好的胶原纤维三维空间结构;⑤结果表明,不同组合的制备工艺对脱细胞基质材料的理化性能影响极大,方法B在有效脱细胞和去抗原的同时较完整地保留了天然组织结构,方法A对材料的破坏性较大,制备的基质材料胶原成分含量、柔软度、热稳定性和力学性能均不如方法B。

锰钴镍型红外探测器空间环境效应与1/f噪声甄别方法（英文）

在模拟的空间环境试验中测试了锰钴镍型红外探测器的电阻值和低频噪声参量.采用钴-60源分别在10rad(si)/s和0.1rad(si)/s的剂量率下对两组样品累积辐照到总剂量150krad(si),结果表明:在0.1rad(si)/s剂量率下探测器低频噪声退化量远大于10rad(si)/s剂量率下的低频噪声退化量.对第三组样品先后施加了三种热应力,即无偏热应力(40℃,保持4h),加偏热应力(偏置电压±15V,40℃,保持600h)和无偏热循环(-40℃到40℃,温度变化率1℃/s,峰值温度保持1h,20个循环),结果表明:热应力试验中,样品电阻值变化规律相对一致,但低频噪声的退化趋势存在明显差异,且失效探测器表现为低频噪声突然增大.分析表明,无偏热应力与加偏热应力引起的低频噪声退化来源于电阻薄片内部的缺陷,而热循环导致的低频噪声退化来源于连接Pt引线焊点接触处的潜在缺陷.研究发现噪声系数是锰钴镍型红外探测器低频噪声退化的敏感参量,热应力与热循环则可以有效甄别该类器件噪声退化.

中空管状氮化碳载PtNPs复合材料的制备及其氧还原性能研究

针对当前能源领域氧还原反应动力学缓慢、活性金属材料制备污染严重且易于团聚等问题展开结构设计,使用γ辐照技术构建以氮化碳为载体的贵金属纳米复合材料。研究讨论γ辐照协同制备低维中空管状石墨相氮化碳载铂纳米颗粒结构演变规律及其氧还原性能,该管状结构极限电流密度可以达到6.9 mA·cm^(-2),远超过现有氮化碳基氧还原材料和商业铂碳材料。