同步辐射射线荧光光谱研究台湾红珊瑚生长环带的元素分布

红珊瑚具有的生长环带结构可以记录生态环境变化的过程。采用同步辐射微聚焦X射线荧光光谱(SR-μXRF)技术研究红珊瑚横截面生长环带中主要元素Ca,过渡金属元素Cu、Fe、Mn和Zn,稀土元素Dy以及毒害元素Hg等含量的空间分布。结果显示,Ca元素随生命活动呈周期性变化,Fe元素含量变化能够反映出珊瑚生命活动的活跃程度,Hg元素能够反映珊瑚虫从幼年到成年的变化。应用同步辐射技术开展珊瑚横截面生长环带结构中元素分布和生态环境关系的研究,进而探讨珊瑚生态环境与海洋大环境关系,可以为了解海洋环境变化提供具有时间维度的信息。

电磁点源辐射线法用于复杂二维干涉仪测向研究

战斗机综合电子战系统采用二维干涉仪实现方位和俯仰同时测向,用于实现高精度无源定位或引导火控雷达等快速截获目标等。方位干涉仪天线通常安装在机翼前缘等位置,由于受重力或在飞行中颤动等影响,天线出现下倾而不在飞机机体水平面内,现有基于电磁辐射源远场近似平行投射原理进行测向建模过程方法非常复杂且困难。针对非正交二维干涉仪测向难题,提出了一种简洁高效的测向模型,将投射电磁波假设为空间中的辐射点源,由辐射点源到二维干涉仪天线距离差与相位差的关系,再利用辐射点源对应的空间方向线上超过一定距离时的任意点到干涉仪天线相位差近似相等的前提,得到辐射点源空间三维位置的三个方程,求解得到空间三维位置进一步得到电磁波方位俯仰的二维测向公式。对算法模型及其误差进行理论、仿真分析和实际工程验证,结果证明了该方法的有效性。

沿黑体辐射线类太阳光LED调光系统调配及优化

为了使发光二极管(LED)光源光谱在可见光波段更接近太阳光光谱,且相关色温实现沿黑体辐射线连续可调,选取不同峰值波长LED芯片及荧光粉,覆盖可见光波段;采用相应LED芯片激发相应荧光粉,获得多个调光光源并记录色点及相对光谱;根据光谱叠加性原理,混合光源色点位于调光光源在CIE 1931色坐标图中围成的区域内。对四色光源混合调光进行了系统的调配优化,基于脉宽调制(PWM)调光模式,使用LED驱动模块控制各调光LED的光通量,实现了光源沿黑体辐射线色温可连续调节。模拟与实测结果显示,在常用照明色温2700~6500 K时,LED光源的一般显色指数大于98,且各特殊显色指数均大于90。光谱特性与太阳光类似,填补了LED白光中青光波段的凹陷,去除了短波长蓝光危害。

基于同步辐射X射线荧光光谱与机器学习的非靶标金属组学预测PVC纳米塑料对水稻毒性的浓度依赖性

环境中的微/纳米塑料污染引起了人们极大关注。土壤中的微/纳米塑料不可避免对植物产生影响,因此预测微/纳米塑料的植物毒性可为土壤中微/纳米塑料治理提供抓手。以水稻为研究对象,发展了基于同步辐射X射线荧光(SRXRF)光谱与机器学习的非靶标金属组学方法,以预测聚氯乙烯纳米塑料(nPVC)对水稻的毒性。首先将水稻暴露于不同浓度(500 ng/g与500μg/g)nPVC中,培养35 d后,收集水稻叶;其次,利用SRXRF研究暴露nPVC后水稻叶中金属组的变化;然后,利用机器学习方法区分暴露不同浓度nPVC水稻样品。对SRXRF光谱进行主成分分析(PCA)非监督聚类,发现500μg/g组能够良好聚类,而500 ng/g组与对照组无明显差异,表明500 ng/g的nPVC暴露对植物的毒性远低于500μg/g nPVC。对SRXRF全光谱,利用线性模型k近邻算法(kNN)和非线性模型支持向量机(SVM)建立预测模型,区分不同组别的准确率可达94.12%。为了提升运算速度,减少模型计算量,使用竞争性自适应加权重采样算法(CARS)挑选特征光谱建立预测模型,区分不同组别的准确率为89.51%。相对全光谱模型,特征光谱预测模型虽然预测准确率下降了4.61%,但模型输入参数减少了99.38%,因此同样具有良好潜力。研究表明,基于SRXRF和机器学习的非靶标金属组学可准确预测不同浓度nPVC对水稻金属组的干扰程度,从而反映nPVC对水稻毒性的浓度依赖性。方法同样可用于预测其他微/纳米塑料毒性的浓度依赖性。

同步辐射X射线衍射技术在残余应力分析中的应用

残余应力贯穿于材料及构件的设计、生产、加工、制造、服役和失效的全生命周期,是影响材料及构件加工精度、尺寸稳定性及疲劳强度的关键因素,如何准确无损表征残余应力具有重要意义。与传统实验室X射线衍射方法相比,同步辐射X射线衍射技术在亮度、准直、时间分辨率、空间分辨率、穿透深度等方面具有显著优势,是一种无损原位精确表征工程材料和关键构件残余应力有效的方法之一。本文围绕同步辐射X射线衍射技术在材料残余应力中的研究进展,重点阐述增材制造过程中高温合金的残余应力分析、激光喷丸技术对钛合金残余应力的影响、焊接铝合金残余应力评价、热处理参数对结构钢残余应力的影响以及陶瓷涂层的残余应力研究。最后,分析同步辐射X射线衍射技术在工业应用方面的不足,并展望未来的研究及发展方向,包括发展原位测试环境及装置、同步辐射X射线衍射技术与其他无损检测方法相结合等。

X-射线辐射分选技术在某矿山预选中的应用

随着中国对矿产资源需求的急剧攀升,越来越多的低品位矿山和成分复杂的矿区被开发。X射线辐射技术作为一种高效的无损检测与分类手段,凭借其穿透性强的特性,能够在不损坏样本的前提下,透过矿石表面的杂质、水分、形态变化及粒度差异等因素,准确捕捉X射线穿透后的衰减信号,以此揭示矿石内部结构,尤其适用于解决透明度相关的分类难题。某铜矿面临原矿铜含量偏低的问题,导致大量无用的脉石矿物进入后续的研磨流程,不仅能耗巨大,也推高了整体生产成本。为了企业的持续运营与经济效益最大化,该矿业迫切需要探索成本更低、效率更高的选矿解决方案。本研究通过具体案例,深入阐述了X射线选矿设备的构造、操作原理及其配套软件系统,并探讨了影响选矿效率的多重因素,旨在为改进选矿工艺提供科学依据。

医用诊断全景牙科X射线辐射源关键参数不确定度评定

全景牙科X射线机是用于诊断口腔疾病的先进医学影像设备,广泛应用于各级医疗机构,其准确性对医生准确诊断病人口腔疾病至关重要。本文分析了医用诊断全景牙科X射线辐射源关键校准参数的不确定度来源,按照要求建立模型,对空气比释动能率及管电压的不确定度进行评定。

医用乳腺X射线辐射源检测方法及剂量计位置对测量结果的影响

医用乳腺X射线辐射源是对乳腺软组织进行成像,从而帮助医务人员进行乳腺疾病诊断的仪器。乳房腺体组织是辐射敏感组织,X射线的使用在提高乳腺癌检出率的同时也随着剂量的增大从而增加了乳腺癌的发病风险。因此,对医用乳腺X射线辐射源的平均腺体剂量(AGD)的测量尤为重要。本文对国内外现行技术文件有关乳腺X射线辐射源的辐射剂量测量方法及影响因素进行综述,并研究了诊断水平剂量计放置压迫板不同测量位置对测量结果的影响。

X射线辐射分选原理及应用

本论文详细介绍了X射线辐射分选技术的原理及应用此原理研制的X射线辐射分选机(PPC)在工业中的应用,并对当前矿业形势下X射线辐射分选技术在矿业领域的应用前景进行了展望。

用于大尺寸样品的同步辐射硬X射线衍射增强成像方法研究

作为 X 射线相衬成像的方法之一,衍射增强成像方法由于能获得较高的信噪比及分辨率而引起了人们的研究兴趣。北京同步辐射装置(BSRF)形貌学实验站也开展了该方法的探索研究。此前的衍射增强成像方法中,当白光 X 射线光束横截面尺寸为 20 mm×10 mm 时,经过双晶单色器后最大只能获得横截面尺寸为20 mm×4 mm 的均匀单色 X 射线,从而造成成像区域减小。在对通常衍射增强成像光路排列分析的基础上,提出了一种新的光学排列几何并进行了衍射增强实验。应用新光学排列几何首次获得了与入射白光 X 射线尺寸相当的、大的成像光斑均匀区域,因而新光学排列几何更适合于大尺寸样品的研究工作。同时,该光学排列几何成像分辨率可以达到微米量级并且更方便于实验操作。

铝合金焊缝疲劳开裂的原位同步辐射X射线成像

基于第三代高精度同步辐射X射线三维成像技术,开展表面经抛光的铝合金光纤激光-脉冲电弧复合焊接头疲劳裂纹萌生和扩展的原位可视化研究.结果表明,疲劳裂纹均优先从样品(亚或次)表面或角(亚)表面上的焊接气孔处萌生和扩展,并呈现典型的I型表面半椭圆或四分之一椭圆(或圆形)裂纹形貌.一旦裂纹萌生,裂纹在表面的扩展速率低于内部,且存在局部加速和停滞现象,萌生源的特征长度越大,则裂纹萌生和扩展寿命越短,裂纹形貌为高度非线性的空间特征.此外基于经典Newman表面半椭圆形裂纹形貌预测结果与试验基本一致.

同步辐射X射线荧光法分析藏药材和藏药制剂中金属元素

同步辐射X射线荧光(SR-XRF)技术具有光强高、能量范围宽、信噪比高、检测限低、无损伤分析等特点,在元素分析中具有极为显著的优势。采用SR-XRF技术,对临床治疗肝胆疾病常用的藏药材(川西獐牙菜)及藏药制剂中的金属元素进行较为准确的定量半定量分析,以期揭示藏药中这些金属元素与其药效的关系。SR-XRF分析结果发现,藏药材川西獐牙菜中含有钾(K)、钙(Ca)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、锌(Zn)、铅(Pb)共九种金属元素(含量均处于ppb或亚ppm级别),且不同来源样品间的元素组成具有明显的差异性。另外,发现研究的藏药复方制剂含有钾(K)、钙(Ca)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铷(Rb)、铅(Pb)、汞(Hg)、钴(Co)、镓(Ga)15种金属元素及一种非金属元素砷(As),各元素含量均在ppb至ppm级别,不同复方制剂中的元素组成具有显著性的差异。利用SR-XRF技术对常用藏药材和藏药制剂中元素进行了,初步揭示了传统藏药中微量金属元素与其生物学效应的关系,并发现该技术可用于藏药微量金属元素的直接、快速检测。

脑血管介入造影检查中患者X射线辐射评价与剂量控制方法

目的研究脑血管介入造影检查中患者所受的X射线辐射,探讨降低辐射剂量的控制方法。方法85例疑诊脑血管病变患者,分2组。A组55例采用机器默认曝光条件,其中男性38例,女性17例,年龄(46.21±16.26)岁。B组30例采用人工设定曝光条件进行剂量控制,其中男性19例,女性11例,年龄(45.62±17.58)岁。采用Siemens Angiostar Plus数字减影血管造影(DSA)机配置的电离室型实时剂量测量系统(diamentor K1 and diamentor ED),回顾性分析设备默认条件下和剂量控制方法后的脑血管介入造影检查患者所受的X射线辐射剂量资料。在DSA机上读取光盘存储的面积剂量乘积(DAP)和入射表面剂量(ESD)数据;分析采用剂量控制方法后对射线剂量的影响。结果A组患者的透视时间为(18.36±13.29)min,摄片(454.31±152.35)帧,总DAP为(14 286.63±5 324.19)cGy.cm2,总ESD为(1 107.25±432.21)mGy,其中透视对总DAP的贡献为(9.04%±6.08%),小于摄片对总DAP的贡献(90.96%±6.08%),透视对总ESD的贡献为(10.68%±7.96%),小于摄片对总ESD的贡献(89.32%±7.96%)。B组患者的每分钟透视剂量、每帧射影剂量、每序列帧数及总的辐射剂量均比A组低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论脑血管介入造影检查中,患者受到一次性较大剂量的X射线辐射;造影时适度提高管电压、降低摄片数量和透视时采用低频率脉冲透视,是有效减少患者X射线辐射剂量的控制方法。

用X射线辐射分选机预选某金铜共生矿石

赤峰金厂沟梁金矿石中的金主要与黄铜矿共(伴)生。根据矿石这一特点,对碎至150～0 mm矿石中150～90、90～30 mm粒级进行了X射线辐射预选试验,分离阈值按铜含量来选取。结果显示:150～90 mm粒级1粗1扫分离阈值分别为0.1和0.07时,可获得Cu品位为1.26%、Au品位为9.80 g/t、Cu回收率为96.27%、Au回收率为90.61%的预选精矿;90～30 mm粒级1粗1扫分离阈值分别为0.06和0.04时,可获得Cu品位为1.32%、Au品位为6.77 g/t、Cu回收率为98.69%、Au回收率为96.75%的预选精矿;全流程预选抛尾产率达35.08%。这说明,金主要与黄铜矿共(伴)生时,可用铜含量来确定X射线辐射分选机富集金时的分离阈值。

同步辐射X射线衍射与DSC相结合研究油脂的物性及其动力学机理的进展

介绍了将同步辐射X射线衍射和DSC相结合,用于油脂的结构和物化性质研究的新技术,以及在该领域的研究进展。

同步辐射高能X射线衍射在材料研究中的应用进展

同步辐射是具有连续光谱宽波段、高通量、低发散度等优点的先进脉冲X射线光源,可用于开展其它光源无法实现的诸多前沿科学研究。第三代同步辐射光源产生的高能X射线,能大幅提高衍射的倒易空间分辨率、穿透深度及时间分辨能力,实现使役条件下工程材料与部件内部多尺度微结构单元的高效原位、精确无损表征。配备满足透射几何条件、能施加多种力物性环境的原位装置,有助于建立多场耦合下材料的跨尺度力学模型。简述了同步辐射高能X射线衍射的基本原理、第三代同步辐射光源的装置与特点,介绍了高能X射线衍射在材料形变行为、相变以及再结晶等领域的研究进展。最后基于国内外先进光源的发展现状,展望了同步辐射高能X射线衍射技术进步的主要方向。

γ射线辐射脱除油品中的硫醇

提出利用γ射线辐射的方法对油品进行脱硫的新技术 ,并以十二硫醇为对象考察了主要工艺条件对脱硫效果的影响 .结果表明 :十二硫醇的降解率随辐射剂量的增加而上升 ,在总辐射剂量相同的情况下使用低剂量率进行辐照可得到较高的降解率 ;氧气对十二硫醇降解有明显的促进作用 ,在降解率为 90 %时有氧及无氧辐照所需的辐射剂量分别为 2 5 0kGy和 70 0kGy ;对硫醇的分析发现 ,有氧辐照时有硫酸根产生 ,无氧时则部分转化为硫化氢 。

磷灰石单晶体同步辐射X射线荧光探针成分分析

采用同步辐射X荧光(SRXRF)探针技术对河北峪耳崖和甘肃大水两地花岗岩中单颗粒磷灰石的化学成分进行了分析。结果显示,磷灰石含有P、Cl、S、K、Ca、Mn、Fe、La、Ce、Nd、Sm、Gd、Yb、Sr、Y、Zr、U、Th等多种元素,峪耳崖磷灰石富含Mn、Fe,大水磷灰石则富含As。峪耳崖花岗岩为S型,大水花岗岩为I型,两地磷灰石在稀土元素(REE)含量上具有明显差别:大水磷灰石呈右倾的REE配分模式和明显的轻稀土(LREE)富集;而峪耳崖呈现上凸的REE配分模式和LREE亏损。依据磷灰石的REE配分模式可有效地区分不同类型的花岗岩,以此作为花岗岩岩浆演化的指示。

不同剂量X射线辐射对睾丸生物学效应的影响

目的:观察不同剂量X射线全身照射对西藏小型猪睾丸生物学效应的影响。方法:18头成年雄性西藏小型猪随机分为6组。实验组5组,对照组1组。实验组分别接受2、5、8、11、14 Gy全身X线照射。照射72 h后观察血清睾酮、精子畸形率、生殖细胞DNA损伤、睾丸组织学变化。结果:血清睾酮5、8、11、14Gy组与对照组比较差异有显著性(P<0.05),自5 Gy起随着辐射剂量的增加,血清睾酮浓度降低,各组间差异有显著性(P<0.05);精子畸形率2、5 Gy组别随着辐射剂量的增加明显增高(P<0.01),8、11、14 Gy组别,管腔内已无成熟精子;尾部DNA百分率和尾距随着辐射剂量增加而增加,各组间差异有显著性(P<0.05),存在着明显的剂量-效应关系。睾丸病理形态显示随剂量增加,生精上皮明显变薄,生精细胞剥离脱落,空洞形成,管腔已无成熟精子。结论:X射线辐射后可引起雄性西藏小型猪生殖损伤,具有明显的剂量效应。5 Gy是对睾丸组织生理损伤的关键点。生殖细胞DNA损伤率可作为一种剂量估算的指标。