黄芩苷与苦参碱分子间相互作用的量子化学计算与验证

为探究苦参碱能极大增强黄芩苷在水中的溶解度的原因,采用量子计算对二者反应过程及共存状态进行分析,并使用单晶衍射和红外图谱验证计算结果.本研究表明,黄芩苷和苦参碱并非简单的以非共价作用相结合,二者存在质子转移现象,反应生成黄芩苷阴离子和苦参碱阳离子,以静电作用为主导形成共无定型物,导致水溶性极大增加.

基于玻璃毛细管的大气环境MeV质子微束的产生与测量

本文采用玻璃毛细管产生了大气环境中工作的2.5 MeV质子外束微束,并对束斑直径及能量分布随玻璃毛细管与束流方向之间角度(倾角)变化进行测量.测量结果表明,在玻璃毛细管轴向与束流方向一致时(倾角为0°),产生的微束中存在保持初始入射能量的直接穿透部分以及散射部分,其中直接穿透的质子占比最大,束斑直径也最大.随着玻璃毛细管倾角的增大,当其大于几何张角时,束斑直径变小,产生的微束全部为能量减小的散射部分,直接穿透质子消失.我们对质子在玻璃毛细管内传输时的内壁散射过程进行了模拟计算及离子轨迹分析,发现大角度的散射部分决定了形成的外束微束斑外围轮廓,而束斑中心区域由不与毛细管内壁产生任何作用的直接穿透离子构成,其大小由玻璃毛细管出口直径以及几何容许张角决定.采用玻璃毛细管产生的外束微束具有产生简单廉价,微束区域定位简单的特点,有望在辐射生物学、医学、材料等领域得到广泛应用.

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。

中国散裂中子源伴生质子辐照实验平台及其技术参数的确定

为了利用负氢离子加速器中伴随产生的质子成分,中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)在直线加速器末端建设了伴生质子辐照实验平台(associated protons experimental platform,APEP)。为了确定其性能参数,采用散射测量、束斑照相、同位素活化法等实验方法对伴生质子辐照实验平台的主要参数进行了刻度。实验证实,该辐照平台可以提供的质子能量范围为10~80 MeV,束斑分布均匀,束流强度范围为1.2×10^(7)~4.0×10^(9) cm^(-2)·s^(-1)。伴生质子辐照实验平台运行稳定,每年提供超过5000 h的束流时间,可以满足宇航器件可靠性测试、探测器刻度、辐照育种以及材料抗辐照特性测试等多种应用需求。

Diatomite-KH560对水中碘离子吸附行为研究

研究γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)负载到廉价易得的硅藻土表面制备复合吸附剂Diatomite-KH560,探究其对水溶液中碘离子的高效吸附分离性能。通过浸渍水解实现硅藻土负载KH560,考察吸附时间、温度、pH、初始浓度和共存离子对Diatomite-KH560吸附碘离子的性能进行评价。结果表明,制备条件温和的Diatomite-KH560具有较高的热稳定性,KH560修饰量大于13.3%。Diatomite-KH560吸附碘离子达到平衡所需时间较长,这可能受控于碘离子在溶液中的扩散、在吸附剂表面的吸附反应速率等多因素的影响,随着吸附环境温度的升高,控速步骤转变为化学吸附过程;弱酸环境下,Diatomite-KH560上环氧基发生了质子化,形成了带正电荷的吸附位点,通过静电吸引作用吸附碘离子;根据卤水阴离子组成特征,考察了高浓度氯离子和微量溴离子和硫酸根对碘离子吸附的影响,发现初始Cl/I达到2500倍时,Diatomite-KH560对碘离子的吸附量仍有0.63 mg/g。根据EDS和FTIR表征结果,结合KH560分子结构式分析,Diatomite-KH560可能是通过环氧基质子化实现对碘离子的高选择性吸附。

质子重离子联合免疫治疗在恶性肿瘤治疗中的理论研究进展

放射治疗联合免疫治疗是目前最有前景的肿瘤治疗方法之一。粒子束(质子和重离子)作为一种新兴的肿瘤治疗方法,主要是通过提高免疫治疗的疗效,从而更有效地诱导肿瘤细胞凋亡。然而,临床前和临床研究表明,与常规放疗相关的潜在免疫抑制机制可能会限制其免疫潜力。质子重离子作为带电粒子,在正常细胞和肿瘤细胞中所表现出来的剂量和生物学差异,不仅能够增强放疗的免疫辅助作用,还能降低免疫抑制机制。所以理论上来讲,粒子束联合免疫治疗的疗效不劣于常规放疗联合免疫治疗的疗效,但目前在临床上并没有得到广泛的使用。本文就常规放疗或粒子束治疗联合免疫治疗的抗肿瘤作用及其机制的研究进展作一综述。

阴极Mg^(2+)污染物对PEMFC电化学性能及电化学阻抗影响

质子交换膜燃料电池经过长期运行后,其部件(弹性垫片、极板等)会发生损伤,并产生金属离子污染物(如Ca^(2+)、Mg^(2+)),这将影响燃料电池长期运行的稳定性和耐久性。通过向燃料电池阴极空气流中添加不同浓度(100、300和500 mg/L)的Mg^(2+)溶液,研究了极化曲线以及电化学阻抗谱,分析了阴极Mg^(2+)污染物对燃料电池电化学性能及电化学阻抗的影响。极化曲线实验结果表明3种浓度梯度的阴极Mg^(2+)污染物均对燃料电池的电化学性能有明显负面影响,污染后的燃料电池的电流密度出现下降,且下降程度与阴极Mg^(2+)污染物浓度和污染时间呈正相关。极化曲线理论分析结果表明:3种浓度梯度的阴极Mg^(2+)污染物均显著影响质子交换膜的渗透性并增大质子交换膜对氢离子的阻抗,且污染时间越长,质子交换膜性能恶化越严重。电化学阻抗谱分析结果表明:3种浓度梯度的阴极Mg^(2+)污染物均会增大质子交换膜对氢离子的阻抗以及阴极法拉第电阻,且质子交换膜对氢离子的阻抗随污染时间增加而增大;阴极双电层结构受这3种浓度梯度的阴极Mg^(2+)污染物影响不明显。

300 MeV质子重离子加速器及电子器件单粒子效应试验研究

300 MeV质子重离子加速器主要用于模拟空间环境中高能粒子辐照,探索高能粒子与材料、器件以及生命体的相互作用机理。该加速器主要由离子源、直线加速器、注入线、同步加速器、引出线和3个实验终端组成。自2022年11月验收以来,该加速器已完成质子束、氦束、碳束、氪束、钽束、铋束、铀束等离子束的调试,相继开展了材料、电子器件、农作物种子、微生物、小鼠等样品的辐照试验,成为基础研究的实验平台。在基于该加速器的辐照试验平台中,开展了国产SiC功率MOSFET器件单粒子效应研究。300 MeV质子重离子加速器产生能量为1864.3 MeV的^(181)Ta^(31+)离子束,在经过钛窗和空气中传输后,达到SiC表面时LET值为80.7 MeV·cm^(2)·mg^(-1)。通过在SiC功率MOSFET器件漏极上施加不同偏置电压,对栅极和漏极泄漏电流检测分析,获取了在不同偏置条件下SiC MOSFET器件的漏电退化行为。

离子导体电解质的研究进展

传统固体氧化物燃料电池(SOFC)由阴极、阳极和电解质三部分组成。电解质作为SOFC的重要组成部分是离子传输的主要通道。开发具有高离子传导性的电解质是使电池获得良好性能的关键。目前电解质的研究主要集中在氧离子导体、质子导体和混合离子导体三大类。简述了近些年这三类电解质材料的研究进展,综合目前发展低温固体氧化物燃料电池的趋势,对未来电解质的发展前景进行了展望。

医用质子重离子加速器循环冷却水系统低能耗运行模式研究与节能成效分析

研究医用质子重离子加速器冷却水系统低能耗控制方法,在保障运行可靠性的同时降低能耗。分析质子重离子加速器配电系统在各类工作模式下的电流数据以及循环冷却水负载温度数据,区分数据特征;分析模式切换时的电流变化和冷却水负载温度变化,研究模式转换的判断方法,制定控制方案。方案实施后,年度综合能耗下降19.3%。这一方案降低了系统运行成本,可作为质子重离子加速器能耗控制以及新系统设计的参考方案。

纳米花状MoO_(3−x)负极的制备及电化学性能

三氧化钼(MoO_(3))由于自身理论比容量高、热稳定性好以及二维层状结构,成为目前广受关注的锂离子电池负极材料之一。但是,由于MoO_(3)自身的本征导电率低以及转换反应过程中严重的体积膨胀,限制了MoO_(3)的大规模应用。本文通过质子−电子共掺杂以及高能纳米化方式,在MoO_(3)中引入了氧空位和纳米花结构,制备了纳米花MoO_(3−x)材料,并将其用作锂离子电池负极。通过引入氧空位以及进行纳米化处理,有效改善了材料的导电性能,扩大了范德华间隙,缓冲了材料在长期充放电过程中的体积膨胀。结果表明,所制备的纳米花MoO_(3−x)具有良好的锂离子存储性能,在2 A/g的电流密度下能够循环500圈,比容量能够达到591 mA∙h/g,显著高于以往报道的三氧化钼基负极材料。

发泡胶热塑膜组合固定方式下头部及头颈部肿瘤质子重离子治疗中的摆位误差分析

目的:分析发泡胶热塑膜组合固定方式下头部及头颈部肿瘤患者在质子重离子治疗中的摆位误差。方法:回顾性选取2018年1—12月于某院接受质子重离子治疗的20例患者,其中10例为头部肿瘤(临床靶区位于头部)患者、10例为头颈部肿瘤(临床靶区分布于头部及颈部)患者,全部患者均采用发泡胶热塑膜组合方式固定。将影像引导后获取的患者头颈部影像与CT定位数字重建影像进行配准,记录每位患者于首5次和末5次放疗中在六维方向(左右平移、头脚平移、前后平移、等中心旋转、俯仰旋转、横滚旋转)上的摆位误差。采用SPSS 23.0统计学软件和EXCEL对数据进行处理。结果:头部肿瘤患者于首5次与末5次放疗中在六维方向上的摆位误差比较,差异无统计学意义(P>0.05)。头颈部肿瘤患者于首5次与末5次放疗中在头脚平移方向和俯仰旋转方向上的摆位误差比较,差异有统计学意义(P<0.05);在其余4个方向上的摆位误差比较,差异无统计学意义(P>0.05)。头部肿瘤患者与头颈部肿瘤患者在六维方向上的摆位误差经六维治疗床的校准后均可满足临床要求。结论:发泡胶热塑膜组合固定方式对于头部肿瘤患者在六维方向上的摆位重复性良好,而对于头颈部肿瘤患者在头脚平移方向和俯仰旋转方向上的摆位重复性欠佳,临床上可采取相应措施来减少头部及头颈部肿瘤患者在质子重离子治疗中的摆位误差。

基于质子重离子治疗的二次排队叫号优化流程应用

目前,越来越多的肿瘤患者选择利用质子重离子方法进行治疗。然而,普通医院排队叫号流程不满足质子重离子医院签到二次排队的要求,如何妥善安排患者建档、等候二次呼叫并减少等待时间,以及优化患者建档登记流程,成为质子重离子医院亟须解决的问题。基于此,文章提出了一种流程优化方法,包括质子重离子建档、二次排队叫号、预约系统关联取号叫号、文员登记建档等。首先,文章介绍质子重离子建档、取号、排队叫号系统的设计和架构与全流程实现方式;其次,详细阐述了全流程排队的功能和流程,并对实际应用效果进行了评估。通过使用该方法,就医环境得到了显著改善,大幅缩短了候诊时间,减少了医生的工作量,提升了患者及医生的满意度。对医院信息化建设以及患者体验来说,这一结果具有重要意义。

低镁血症与肾移植:免疫影响及感染风险的研究进展

镁作为细胞内含量丰富且具有广泛作用的阳离子,在免疫功能方面发挥着积极的作用,备受关注。在多种因素的影响下,如使用钙调磷酸酶抑制剂等,肾移植术后低镁血症的发生并不罕见。感染是肾移植术后常见的并发症,也是导致肾移植受者死亡的常见原因之一。近年来的临床研究表明,肾移植术后低镁血症与移植后感染风险密切相关。在肾移植受者中关注并监测镁浓度可能有助于预防感染的发生,改善受者及移植物预后。因此,本文就镁与免疫反应、肾移植术后低镁血症发生的原因及肾移植术后低镁血症与感染的相关研究进展进行综述,以期为肾移植术后感染的预防与治疗提供参考。

含孤立四面体基元的AMO_(4)型质子导体的研究进展

AMO_(4)(A=稀土元素,M=Nb,P,As,V…)氧化物因结构中含有灵活旋转和易变形的孤立MO 4四面体结构基元,有利于氧和质子的稳定和离子的长程迁移,是良好的无机固态离子导体候选体系。根据载流子种类可将无机固态离子导体主要分为氧离子导体和质子导体,与氧离子导体相比,质子导体具有较低的迁移能垒。本文首先概述了AMO_(4)型质子导体的晶体结构、导电性与受体掺杂剂对质子导电性的影响,以及部分结构中质子缺陷的稳定形式与离子迁移机制;然后总结了影响AMO_(4)型质子导体导电性、质子稳定及迁移的关键因素,包括A位和M位阳离子尺寸、MO 4四面体的畸变程度和相邻MO 4四面体氧离子之间的距离等;最后展望了AMO_(4)型质子导体未来的发展方向。

HY催化C_4烷基化中异丁烯质子化反应的分子模拟

采用MS QMERA中QM和MM(量子力学和分子力学)相结合的方法,选用84THY分子筛簇模型,研究了HY分子筛催化C4烷基化反应中异丁烯质子化反应过程。结果表明,异丁烯首先吸附在分子筛上形成π-络合物,再通过正碳离子的过渡态生成表面烷氧基团;质子化反应的活化能能垒为98.74kJ/mol,比单纯H+进攻异丁烯的能垒高。过渡态时烷基片段的正电荷数最高(0.675e),且过渡态构象对应于势垒的最高点,极易向反应物或产物转化;同时,过渡态时Al—O1和Al—O2的键长大致相等,而在反应物和生成物时的键长差异较大,表明处于过渡态的正碳离子不稳定。

半导体器件单粒子效应的加速器模拟实验

着重描述了应用加速器开展半导体器件的单粒子效应实验研究的方法。采用金箔散射法可以降低加速器束流几个量级 ,从而满足半导体器件单粒子效应实验的要求。研制的弱流质子束流测量系统和建立的质子注量均匀性测量方法解决了质子注量的准确测量问题。实验测得静态随机存取存储器的质子单粒子翻转截面为 1 0 -14 cm2· bit-1量级 ,单粒子翻转重离子 LET阈值为 4～ 8Me V· cm2 /mg,重离子单粒子翻转饱和截面为 1 0 -7cm2·

全钒液流电池用质子传导膜研究进展

全钒液流电池(VRB)作为一种大规模蓄电储能装备,在可再生能源发电和节能技术领域将发挥重要作用。质子传导膜是VRB中的关键材料之一,其作用主要有两方面:传导质子连通电堆内电路;阻止正负极电解液间不同价态钒离子的相互渗透,避免能量损失。质子传导膜性能对电池效率和成本有重要影响。在分析VRB基本原理基础上,阐明质子传导膜需同时满足优良的导电性、阻钒性、稳定性和合理成本等要求。以高分子膜的化学组成与物理结构的演化过程为线索,分别论述三类膜材料,包括Nafion系列膜、非全氟型质子传导膜、纳米尺度孔径的多孔膜。在归纳现有膜材料化学结构、物理性质与电学性能的基础上,阐述高性能质子传导膜的重点研究方向与发展前景。

“嫦娥一号”卫星太阳高能粒子探测器的首次观测结果

"嫦娥一号"卫星(CE-1)的太阳高能粒子探测器(HPD)是国际上首次在200公里极月轨道观测高能带电粒子的探测仪器.HPD的科学目标是探测月球轨道空间的高能带电粒子(质子、电子和重离子)成分、能谱、通量和随时间的演化特征.通过比较分析HPD的观测结果、ACE卫星的观测结果与CRèME86模型的模拟计算结果,表明在太阳活动低年空间环境相对宁静时期,当月球处于太阳风中时,月球附近具有和行星际空间相近的宇宙线粒子流量背景.卫星在轨运行中发现了多起0.1～2MeV的高能电子流爆发事件.文中总结了2007年11月26日至2008年2月5日HPD观测的41起高能电子流爆发事件,发现此类现象可以发生在从太阳风到磁尾的所有空间区域.在月球经历的不同空间区域中,高能电子流爆发事件可能存在不同的诱发机制.

二(2-乙基己基)磷酸萃取L-苯丙氨酸

以二（2-乙基己基）磷酸（D2EHPA）-正辛烷萃取L-苯丙氨酸为对象,研究了D2EHPA浓度、L-苯丙氨酸初始浓度以及pH值对萃取平衡分配系数的影响。不同pH值下负载有机相的红外谱图分析表明,D2EHPA与L-苯丙氨酸形成的萃合物结构与pH值无关。提出了在萃取过程中同时存在着离子交换反应和质子转移反应的观点。1个氨基酸分子与2个二（2-乙基己基）磷酸二聚体相结合。本文建立的萃取平衡分配系数关联式,拟合精度令人满意。