193nm激光脉冲空气电离及导电特性研究

实验研究了193 nm激光脉冲空气电离及其形成的等离子体导电通道导电特性,采用闪光法测得193 nm激光脉冲空气电离阈值约为9.58×109 W/cm2,用单脉冲能量约145 mJ的纳秒级193 nm紫外激光脉冲在实验室空气中建立了长度约2 m的等离子体导电通道,实验测得通道的等效电阻值可达109Ω量级,通道导电寿命约为30μs。

纳秒紫外激光空气电离及等离子体导电实验研究

为了验证纳秒紫外激光大气等离子体通道技术的可行性,采用实验方法研究了248nm远紫外激光与实验室空气的相互作用,测试了相应的电离击穿阈值;尝试建立了连续的激光等离子体电离通道,并进行了激光等离子体通道直流电传输实验,得到的数据显示,在180m J单脉冲能量作用下,连续闪光柱长度8mm,可导电区长度约20mm。结果表明,纳秒紫外激光建立连续激光等离子体导电通道是可行的。

蒙特卡罗模拟计算中能X射线自由空气电离室电子损失修正因子

采用蒙特卡罗模拟方法计算了中能X射线自由空气电离室在入射不同能量光子时的电子损失修正因子。根据此结果，获得中能X射线基准电离室在5个辐射束规范下的电子损失修正因子，为中能X射线空气比释动能的绝对测量和国际比对提供了重要数据。

自由空气电离室电场分布的研究

自由空气电离室作为X射线空气比释动能的初级标准装置被国内外计量机构广泛使用。本文使用有限元分析法研究自由空气电离室内的电场分布。研究结果发现,通过添加保护电极与保护环保持内部电场均匀性的同时,铅屏蔽外壳的电势对自由空气电离室内部电场同样具有影响。模拟计算结果表明,对铅屏蔽外壳、保护电极与保护环施加适当的电压,同时优化自由空气电离室的设计结构,可优化自由空气电离室内部电场分布。

α射线致空气电离的实验研究

利用平行电极板裂变电离室测量技术对α射线致空气电离进行实验研究,探讨电极板间距离和放射源测量位置对测量结果的影响。结果表明,当电极板间距离小于两倍α粒子飞行距离时,测量结果随电极板距离的增大而微弱增大,电离室中放射源的位置对测量结果影响不显著。实验测量的α射线产生的离子对与理论计算结果相吻合。

低能自由空气电离室优化设计

借助于空气比释动能的基本定义和概念以及空气比释动能绝对测量的理论方法,分析了自由空气电离室可以作为空气比释动能绝对测量方法的原理和条件。通过平板型与圆柱型自由空气电离室的优劣比较,选择平板型作为研究对象,详细介绍了经典的平板型自由空气电离室,并通过理论分析计算以及模拟计算的方法,优化设计包括:光阑半径、空气衰减长度、极间距等低能自由空气电离室的关键几何尺寸,以最小化空气比释动能测量时产生的总不确定度。

用于同步辐射X射线注量绝对测量的自由空气电离室

根据X射线束光子通量、注量和空气比释动能等物理量的关系,通过空气比释动能的测量,转换确定了所需要的光子通量、注量等。依据X射线自由空气电离室原理,针对同步辐射光子束的物理条件,确定了自由空气电离室的设计方案并完成了精密加工和安装调试。电离室主要部件尺寸公差、机械性能和电性能满足计量标准的要求,为计量标准的建立提供了基础。

同步辐射X射线自由空气电离室电子损失和散射荧光修正因子的蒙卡模拟

采用了蒙特卡罗程序EGS5对6～ 20 keV同步辐射低能X射线自由空气电离室的电子损失修正因子和散射荧光修正因子进行模拟计算.结果表明,对于能量范围6～ 20 keV的低能X射线,电子损失修正因子的影响可忽略不计;而当能量增加时,荧光散射修正因子数值逐渐增加.

基于EGSnrc仿真的二维空气电离室剂量探测器收集电极影响研究

收集电极是二维空气电离室剂量探测器的重要组成部分,影响剂量测量的准确度。为了研究收集电极对剂量测量的影响规律,采用蒙特卡罗程序EGSnrc,分别在不同射线能量下对不同材质(C、Al、Cu)、不同收集电极厚度(5~70μm)进行模拟仿真,给出了影响规律的定量分析。结果表明,在工艺允许的情况下,应优先选择C作为收集电极材料;当只能采用Cu作为收集电极材料时,应采用工艺可达的最小厚度,并在使用中进行标定。

二维空气电离室矩阵MatriXX系统的应用研究

目的探讨二维空气电离室矩阵MatriXX系统应用于放疗质量控制中的特点。方法用MatriXX系统和自制的剂量测量体模，对临床放疗质量控制中的一些重要内容进行了初步的研究，主要包括MatriXX系统的刻度、X线虚拟楔形野的离轴比、半野和偏心野衔接、均整块的校准、放疗计划剂量分布的二维验证、散射屏对大面积电子线特殊野的影响、大野附加散射屏后铅挡块的遮挡效果和挡块的最佳位置和厚度的确定。结果任意角度的虚拟楔形野的离轴比均可用MatriXX来测量，测量时只需要1次照射；半野和偏心野衔接位置可精确到小于1mm；用MatriXX系统可对照射野内任一点的计算值与测量值，或整个射野内任意百分比的等剂量曲线分布以及任意方向离轴比进行对比分析；均整块校准后射野的平坦度和对称性分别为1．85％和0．98％；散射屏明显改变了电子线射野的剂量特性，大面积电子线特殊野照射时远距离遮挡难以达到遮挡目的，近距离或直接遮挡效果最佳。结论二维空气电离室矩阵MatriXX系统用于放疗质量控制时，比普通指形电离室和胶片剂量测量更简便、高效，是放疗质量控制的理想工具。

激光电离空气的多元过程及其应用

论述了由大功率激光器引发的空气电离多元过程。阐明多光子电离和串级电离在空气激光电离中的地位及空气电离对激光阈值的要求。在此基础上 。

激光电离击穿空气机理研究

激光制僵武器是一种远距离非致命电传导武器,空气的电离击穿是激光制僵武器研究的关键。本文首先根据激光电离空气的原理建立了数学模型,其次运用MATLAB软件对击穿过程进行了仿真模拟,通过仿真得出了不同激光与空气作用的主要方式,分析了影响击穿过程的几种因素,并且得出了不同激光击穿空气时所需要的最低初始强度。

抽真空法测量自由空气电离室空气衰减修正因子

空气衰减对自由空气电离室是最大的修正项,对总的修正因子不确定度影响也大。本文采用钼靶X射线、真空管测试系统和圆柱型自由空气电离室测量电离电流,用EGSnrc(Electron Gamma Shower)程序模拟恒压管对X射线束额外损失的影响;用抽真空法对圆柱型自由空气电离室空气衰减修正因子的测量,修正了实际测量中圆柱型自由空气电离室限束光阑入射面到收集极这段距离的空气衰减,得到准确的电离电流测量值。结果表明:自由空气电离室的电离电流与恒压管的压强成正比,恒压管对于X射线束额外损失小于0.5%;在钼靶X射线基准的4个辐射质条件下测得的圆柱型自由空气电离室空气衰减修正因子与德国物理技术研究院(The Physikalisch-Technische Bundesanstalt,PTB)的测量结果比较,呈现相同的变化趋势,符合实验要求和国际标准。圆柱型自由空气电离室空气衰减修正因子的实验测量对于钼靶X射线空气比释动能的绝对测量具有科学参考价值。

用于中低能质子回旋加速器剂量监测的空气电离室初步研究

目的研制用于测量中低能质子回旋加速器产生的伽玛场的空气电离室。方法分别采用有限元分析方法和蒙特卡罗方法模拟计算空气电离室的电场分布和伽玛射线在电离室中的能量沉积,确定电离室各个部分的机械尺寸和结构;根据中低能回旋加速器实际运行时的剂量率情况,设计了低电流放大器,并进行了初步校准试验。结果模拟结果表明空气电离室对1～8 MeV的光子灵敏度在±30%以内,信号输出噪声小于2 m V,运行稳定。结论初步测试结果表明,该电离室工作稳定,能量响应范围宽,满足设计指标要求。

测量照射量(空气比释动能)的自由空气电离室

1 基本原理 为绝对测量照射量而设计的电离室被称为自由空气电离室。由于Χ射线束通过电离室时不会撞击到任何室壁,所以其有效收集体积仅由空气电离柱的直径和收集电场的电力线所限定。在大气压力下,自由空气电离室只限于测量能量低于500kV的光子。这种限制主要是由于随着光子能量的增加,次级电子的最大射程也增加了。如对于60Co的光子,次级电子的最大射程大约增加到5米,因此用1个大气压下的自由空气电离室测量这种能量的光子时,它的尺寸就要很大。 按照照射量的定义,对自由空气电离室的基本要求是:收集沿着所有的次级电子的径迹所形成的离子,这些次级电子是由光子束在围绕被研究点的小块空气体积中释放出来的,并需要测量它们的总电荷。但是直接测量这些电荷是不行的,实际的做法是:让一完全确定的待测量的X射线窄束,从电离室的两极板之间的中央通过,并收集和测量与X射线束的轴线相垂直的两个极板之间所产生的总电离。如果满足电子平衡条件,那么在这两个极板之间所产生的电离量,就几乎等于在所有的次级电子（它们是初级Χ射线在通过两极板之间的空气中释放出来的）径迹上所产生的电离量。所需要作出的小校正,可从理论和实验上加以研究。

放射性核素电离空气电子离子对产生率计算

α衰变核素和β衰变核素发射的射线具有电离空气能力而被广泛应用于工业生产中。为研究α或β衰变核素对空气电离能力的大小,本研究采用蒙特卡洛方法模拟理想放射源发出带电粒子在空气中的能量沉积,并结合空气电离理论,计算放射源表面不同距离处电子离子对产生率。利用此计算方法,研究放射源形状、粒子能量、活度和粒子能量分布对电子离子对产生率的影响。结果表明,放射源表面空气中电子离子对产生率的大小主要受放射源活度的影响,而粒子能量及能谱分布等主要影响电离空气范围及电子离子对产生率衰减速率;3.7×10~6 Bq/cm^2的α放射源最大电子离子对产生率可达10^(11)~10^(12) cm^(-3)·s^(-1)量级,3.7×10~6 Bq/cm^2的β放射源最大电子离子对产生率可达10~9~10^(10) cm^(-3)·s^(-1)量级。研究结果可提供数据支持,为新的放射性同位素应用技术开发提供理论指导。

Mo靶X射线空气比释动能及校准因子测量

使用低能X射线自由空气基准电离室对乳腺Mo靶X射线场的空气比释动能进行量值复现,利用绝对测量方法测得电离电流值,结合相关修正因子计算得到该辐射场中600 mm处四个辐射质的空气比释动能值;在同一点处使用传递电离室RC6M进行测量,得到该电离室的刻度因子,与BIPM所测得的刻度因子相差最大为0.13%,在不确定度范围内相符。

气体电离引发的可靠性问题研究

由气体电离引起的飞弧现象会导致电力、电子设备出现可靠性问题,且往往不能由理论准确计算。文中分析了典型的由于空气电离引发飞弧放电现象导致电子元器件失效的案例及其现场特征;在多年失效分析经验基础上,给出了气体电离引发飞弧现象使电子元器件失效的现场判断方法和依据,分析并总结了工程应用中此故障产生的具体原因,并结合实际生产环境从产品设计、制造、使用等阶段,给出了提高可靠性的具体途径及方法。

近距放射治疗源空气比释动能的绝对测量方法

近距离治疗放射源剂量学计量基准在我国还是空白。说明了根据迅速发展的近距离放射治疗技术,建立该计量基准的重要性。描述了可行的计量基准方法——用于低剂量率放射源(如125I、103Pd、131Cs等)的宽角自由空气电离室和用于高剂量率放射源(如192Ir)的石墨空腔电离室。