4-21 Numerical Simulation of Intense Heavy Ion-target Interaction

High power laser facility has been widely used for the high energy density physics (HEDP) research for years. Recently, the development of intense heavy ion beam accelerators opened a new way for heavy ion-driven HEDP research. Due to the special energy deposition mechanism of heavy ion beams, large volume of uniform high energy density matter could be obtained for fundamental physical research such as equation of state study.

拍瓦激光驱动纳米刷靶高品质质子束的产生

超强激光加速产生的高能质子束源在基础物理研究、材料科学、生物医疗等领域具有广泛应用前景。基于激光聚变研究中心的SILEX-II装置,开展了高对比度飞秒激光驱动纳米刷靶质子加速实验研究。采用等离子体镜技术进一步提升激光对比度,有效降低了预脉冲对纳米刷靶结构的影响。相比于平面靶,采用纳米刷靶质子截止能量提高到1.5倍,质子束产额增加近一个量级,成功验证了超高功率密度下纳米刷靶对激光离子加速的增强效果,并且有效提升了质子束空间分布的均匀性。研究结果为高品质质子束源的产生和应用提供了技术途径。

长脉冲高功率负离子源实验平台量热靶研制

[目的]高能、强流、长脉冲中性束负离子源技术是磁约束聚变堆等离子体达到燃烧条件的核心技术之一。为满足长脉冲高功率负离子源实验平台200 kV/20 A参数下的束诊断需求,研制了用于截获负离子束或中性束、诊断两种束功率密度分布和束发散角以及负离子的中性化效率等性能参数的量热靶。[方法]根据现有的实验平台真空室结构和引出电极尺寸,利用matlab程序获得了该参数下,束发散角为1°时的负离子束在量热靶前端处的功率密度分布和束斑尺寸,进而设计了V字形靶板的量热靶物理结构;在此基础上采用Workbench软件对无氧铜V字形靶板结构进行满功率运行状态下的热负荷模拟计算,获得了水流量为80 m~3/h条件下的量热靶长脉冲运行时的温度分布,最高温度为610℃。[结果]根据模拟计算结果,结合实验平台工程结构和诊断需求,完成了量热靶的工程设计。[结论]量热靶采用磁流体真空密封,实现V字形靶板开合,靶板背面布置了热电偶阵列实时监测靶板温度。量热靶工程结构紧凑,安装尺寸能够兼容离子束流诊断真空室和中性束流诊断真空室,满足诊断需求,能够长脉冲安全运行。

荧光靶历史图像数据存储系统设计与实现

针对兰州重离子研究装置(HHIRFL)荧光靶历史图像数据存储系统所产生的数据不断递增和历史数据检索速度慢的问题,构建了基于MongoDB数据库的荧光靶历史图像数据存储系统。为了能够保存和观测分析荧光靶束流图像,搭建了基于EPICS的历史数据归档系统获取荧光靶图像过程变量(PV)数据,用MongoDB数据库分片技术对所得数据进行存储,通过Django框架完成图像的转化和Web页面的实现,并在系统中应用了图像分类算法,提高了数据读写的速率。该系统在HIRFL上可以稳定获取、存储、观测荧光靶束流历史图像,为束流分析、调束工作提供了便利。

慢性疼痛基因治疗相关离子通道的研究进展

慢性疼痛严重影响病人生活质量且造成巨大经济负担,现有的治疗方式不能很好的满足病人的镇痛需求。近年来,人们对于生物基因组有了更加全面的认识,同时精准递送系统的研发为基因治疗提供了有效手段,可以靶向递送抗伤害感受性分子或阻断痛觉传导。目前,已发现多种疼痛相关靶点,不同靶点介导不同类型的疼痛,为基因治疗慢性疼痛开辟了新的思路。新兴的基因疗法应用前景广阔,但也面临巨大的挑战。本文主要总结了与慢性疼痛基因治疗相关的离子通道靶点,为进一步寻找特异性靶点提供思路。

ENT2465长寿命中子管设计及性能测试

中子管是可控中子源测井仪的核心部件,其工作的稳定性、耐高温、中子产额等指标对仪器的工作性能有重要影响。目前,随着深地探测的发展,应用于石油测井的中子管中子产额、耐高温性能、寿命、工作稳定性均有待提升。从结构、材料、制造工艺三方面,对自成靶中子管进行优化设计,进一步降低功耗,提高工作时间。通过耐高温、寿命和中子产额三项指标对外径为25 mm的ENT2465样管进行了性能评估测试,将样管置于中子实验测试平台的油槽内,连接激励线缆,记录样管工作过程中的温度、累计工作时间、中子产额、靶压、靶流和阳极电流。结果表明:在靶压为80 kV、靶流小于60μA条件下,该样管累计使用寿命超过了1000 h,其中175℃下连续工作时间持续23 h、累计工作超过500 h,室温下连续工作时间持续36 h。在相同靶压、靶流条件下,1000 h后中子产额仅下降5.3%。

基于全永磁微波离子源钛自成靶的D-D中子源设计研究

介绍了一种基于全永磁微波离子源钛自成靶技术的紧凑型氘氘(D-D)中子源,其设计中子产额为1×10^(9)s^(-1)。该D-D中子源已经进行了800 h以上的测试,系统可重复稳定运行。早期测试结果显示,系统打火频率高、中子产额低,长时间放电后反向电子会烧蚀Al2O3陶瓷窗,导致微波耦合困难,氘等离子体无法点亮。通过在等离子体腔室中添加氮化硼(BN)保护片以及在钛靶与高压电极之间增加电子抑制电阻,有效抑制了Al2O3陶瓷窗的损伤。通过对等离子体电极孔径的优化和降低腔室压力,降低了打火频率,提高了中子的产额。系统优化后,氘离子能量为70 keV、束流强度为5 mA时,中子产额达到了2.0×10^(8)s^(-1)。在氘离子能量为97 keV、束流强度为6.6 mA时,系统中子产额达到5.2×10^(8)s^(-1)。

靶磁场强度对电弧离子镀沉积TiAlSiN硬质涂层内应力的影响

用电弧离子镀制备的TiAlSiN硬质涂层,具有硬度高、致密性好、结合力优良的优点,在刀具工业中有广泛的应用市场。TiAlSiN硬质涂层的内应力不仅会影响涂层的硬度和结合力,也会影响刀具的切削寿命。研究了用电弧制备TiAlSiN涂层过程中,TiSi靶的磁场强度变化对涂层内应力的影响。结果表明,当TiSi靶的磁场从MAG3调为MAG6时,磁场强度减弱,靶材离化率降低,TiAlSiN涂层的内应力从−5.84 GPa降低到−3.16 GPa,而涂层的结合力和硬度几乎没有降低,切削寿命提高了30%。研究为提高TiAlSiN涂层的性能,进而提升刀具的使用寿命提供了有价值的试验数据。

金刚石离子注入射程及损伤的模拟研究

离子注入法作为改善半导体材料表层电学性能的有效方法,被应用于金刚石基半导体器件的制造过程中。使用SRIM软件模拟并研究了Ar+、N+、B+、P+、As+等离子在不同能量(20~300 keV)和不同入射角度(0°~40°)下注入金刚石时的射程,及其对金刚石造成的损伤,结果表明,离子的种类、能量和注入角度均是影响离子射程和造成靶材损伤的重要因素,且各有其影响规律。通过改变这些参数,能够精准控制注入离子在金刚石中的射程和靶材损伤程度,为相关科研生产工作提供指导。

离子通道翻译后修饰在神经病理性疼痛中的研究进展

离子通道是细胞膜上的跨膜蛋白质分子,在神经病理性疼痛(neuropathic pain,NP)的发生和发展过程中发挥重要作用。目前,治疗NP的靶向离子通道药物在临床上被广泛应用,但药物在使用过程中通常会引发一系列不良反应。研究表明,离子通道的翻译后修饰系统可以有效调控疼痛行为,涉及离子电流调节的神经元兴奋性、突触可塑性和膜运输等功能。靶向伤害感受信号通路中的离子通道功能调控可能是潜在的镇痛研究方向。本文将对翻译后修饰的离子通道在调节NP中的作用进行综述,重点介绍泛素化、磷酸化和棕榈酰化等修饰调节,旨在系统阐明其在疼痛调控中的关键作用,为开发治疗慢性疼痛的新型镇痛药物提供新的靶标。

Al_(2)O_(3)对Ti膜离子注入表面损伤及D滞留量的影响研究

为提高中子管Ti膜的储氢及抗溅射损伤性能,该研究通过在Ti膜表面沉积一层Al_(2)O_(3)保护层,研究了该保护层对Ti膜在D离子注入过程中表面损伤及D滞留量的影响。采用射频磁控溅射技术完成了Ti膜和表面有Al_(2)O_(3)保护层的Ti膜(Al_(2)O_(3)/Ti膜)样品的制备,开展了D离子注入实验,利用扫描电子显微镜(SEM)对D离子注入前后的表面形貌进行分析,并通过热脱附谱(TDS)实验研究保护层对Ti膜中D滞留量的影响。SEM结果表明,注入5×10^(17)个D离子后,Ti膜表面出现开裂和剥离现象,而Al_(2)O_(3)/Ti膜表面无开裂和剥离现象,Al_(2)O_(3)保护层抑制了Ti膜的开裂和剥离,可提高Ti膜使用寿命。TDS实验结果表明,增加Al_(2)O_(3)保护层后,D脱附峰值温度提升4.9%,膜内D滞留量提升10.3%,在D离子注入过程中Al_(2)O_(3)保护层可阻止膜内D原子的释放进而提升Ti膜内D滞留量。该文初步验证了Al_(2)O_(3)有作为中子管Ti膜保护层材料的潜力。

靶位注射胶原酶治疗腰椎间盘突出症

目的为提高盘外注射胶原酶治疗腰椎间盘突出症的准确性、安全性和成功率，设计出 靶位注射法。方法用特制靶针自定位点穿刺，将靶针准确地送到靶位即椎间盘突出部位，判 断无误后缓慢注射胶原酶。结果应用靶位穿刺250例次，仅1次失败。应用靶位注射胶原酶溶 盘术治疗腰椎间盘突出症154例，优良率达85.1％，有效率达94.2％，无效9例，占5.8％。 结论靶位注射胶原酶溶盘术治疗腰椎间盘突出症，定位准确、应用安全、方法简便、疗效显 著。

重金属离子印迹技术及其在废水处理中的应用

离子印迹技术是分子印迹技术的一个重要的分支,聚合物具有特定的专一识别性、制备工艺简单、稳定性高,对模板离子有相对较高的选择性和亲和力,有利于水环境中重金属离子的吸附去除。介绍了合成重金属离子印迹聚合物的方法,简述了离子印迹聚合物的产品类型,同时阐述了离子印迹聚合物在吸附处理、固相萃取等水污染治理中的应用,分析了离子印迹聚合物的发展前景。

病毒离子通道——一种新的抗病毒靶

病毒离子通道蛋白是一种在病毒生命周期中起多种作用的小跨膜蛋白 ,可在宿主细胞膜上形成选择性离子通道 ,一些离子通道阻滞剂能阻滞这些离子通道 ,从而抑制这些病毒的繁殖 ,因而病毒离子通道蛋白可作为新的抗病毒作用靶 .

离子通道与肿瘤

钾、钙、氯等离子通道在肿瘤细胞中异常表达,与肿瘤的发生发展密切相关。其可能机制是离子通道通过调节细胞膜电位、细胞周期、细胞体积、胞内钙浓度和胞质pH值等调控肿瘤细胞增殖与凋亡。本文综述了离子通道与肿瘤关系的研究进展,随着研究不断深入,离子通道有可能成为防治肿瘤的新靶标。

抗心律失常药物作用最佳靶点研究

目的:通过研究乌头碱、哇巴因致心律失常作用的离子靶点,揭示抗心律失常药物作用的最佳靶点。方法:采用全细胞膜片钳技术研究乌头碱、硅巴因对大鼠单个心室肌细胞动作电位时程(APD)、L-型钙电流(ICa)、钠电流(INa)、内向整流钾电流(IK1)以及瞬时外向钾电流(Ito)的作用。结果:乌头碱(1μM)使大鼠单个心室肌细胞90%复极化动作电位时程(APD90)从给药前的150.23±7.02ms延长至236.03±23.22ms(n=8,p<0.01)。ICa在0mV刺激电位下从-727.9±178.0pA增加至-1082.1±222.2pA(n=6,p<0.01);IK1在-110mV刺激电位下从-2122.0±511.1pA增加到-2536.3±386.5pA;乌头碱(1μM)抑制Ito,在+50mV刺激电压下,Ito从3203.6±617.1pA下降到2809.0±547.3pA。同时增加INa。哇巴因5μM使大鼠心肌细胞APD缩短(APD90从86.3±25.2ms缩短至58.9±20.8msn=5,p<0.01),ICa在+10mV刺激电位下从-1326.9±318.9pA减少到-782.3±395.3pA;使Ik1从-1868.3±187.8pA增加到-2392.8±366.7pA(刺激电压-120mV,n=10,p<0.01);使Ito从1272.7±317.6pA增加到1706.6±485.5pA(刺激电压+60mV,n=5,p<0.01)。结论:乌头碱、哇巴因诱发心律失常发生的活性点或最佳靶点是ICa,INa,IK1,Ikr和Iks。APD缩短或过度延长均可致心律失常。

靶电流对TiAlN/TiN复合膜组织及硬度的影响

采用多弧离子镀技术在40Cr基体上制备TiAlN/TiN复合膜层,通过金相显微镜、扫描电镜和显微硬度仪研究靶电流对膜层表面形貌、沉积率及硬度的影响。结果表明:靶材电流对膜层组织和硬度有显著影响,电流越高膜层表面越不平整,显微硬度随靶材电流的升高先上升后降低。靶电流越高,膜层中Ti、Al原子的含量就越高。

离子溅射对氚钛靶寿命的影响

应用TRIM程序模拟了离子在氚钛靶上的溅射产额。结果显示,O+、N+、C+和D+2等在氚钛靶上的溅射是导致氚钛靶寿命下降的重要因素。为了减小离子溅射对氚钛靶寿命的影响,束流入射角应小于45°。

46MeV/A ^(12)C离子与^(93)Nb相互作用中靶余核的质量和电荷分在研究

利用核化学技术中的离线γ能谱法测定了46MeV/A ^(12)C离子与^(93)Nb相互作用中50个靶余核的生成截面,通过高斯函数拟合得到了电荷分布及质量分布。平衡统计碎裂模型的计算成功地再现了实验结果。

兰州在线同位素分离器的FEBIAD源研制

叙述了兰州近代物理研究所的在线同位素分离器FEBIAD源的设计原理、结构、运行状况及离线和在线调试结果。离线测定Kr和Xe的总效率分别为 3.1%和 4 .5% ,12 9Xe分辨本领达到36 0 ,离子源总离子束流小于 10 μA。在线测到截面为 10 - 2 8cm2 、寿命短至 1s的反应产物 ,在线测出10 4 In总效率达到 1.5%— 2 % ,10 4 Ag和10 4 Gd达到 1%。