电子束在放射性核束物理研究中的应用

利用电子束与重离子冷却储存环中的放射性核束相互作用，包括电子的弹性散射、非弹性散射以及电子散射引起的核反应，可以对不稳定核的结构和性质进行有效的研究．文中对进行这些研究的物理意义、所需电子束亮度以及设备进行了描述和粗略地估计．

态选择电荷交换实验测量以及对天体物理软X射线发射模型的检验

在高温天体等离子体环境中,低能高电荷态离子与中性原子和分子之间的电荷交换是天体物理环境中软X射线发射的重要机制之一.电荷交换软X射线发射相关的天体物理建模需要大量的主量子数n和角量子数l分辨的态选择俘获截面数据,目前这类数据主要来自于经典或者半经典的原子碰撞理论模型.本文利用反应显微成像谱仪,系统测量了炮弹能量为1.6—20.0 keV/u Ne~(8+)与He的单电子俘获n分辨的态选择俘获截面.将测得的相对态选择截面与多通道Landau-Zener方法以及分子库仑过垒模型计算的结果进行比较,发现理论模型计算结果与实验测量结果在弱反应通道上存在显著差异.进一步结合天体物理中常用的l分布模型,计算了1.6和2.4 keV/u Ne~(8+)与He之间电荷交换中的软X射线发射谱,通过与近期实验测量的X射线谱比较,发现计算的软X射线谱强度明显偏离已有的测量值.这些研究表明,多通道Landau-Zener方法、分子库仑过垒模型以及l分布模型在定量描述电荷交换态选择截面时存在一定的不足,如果将这些理论模型应用于天体物理的X射线背景研究中,可能导致对天体等离子体参数的描述不够准确.

无涯学海破浪行 竭忠尽智报国心——记核物理学家、中国科学院院士魏宝文

1989年5月,柏林。 第12届国际加速器会议在一座富丽堂皇的宫殿式大楼里举行。一位身材魁梧、目光炯炯的中国学者登上讲台作特邀报告。他含笑的面容、高亢的声调,显露出一种发自内心的自豪感。

粒子辐照对碳纤维复合材料力学性能影响

对部分碳纤维复合材料粒子辐照前后的力学性能进行了测试和比对，分析了粒子辐照对该材料力学性能影响的部分机理和一些变化规律，进行了微观理论上的探讨。

重离子及电子辐照沙打旺(Astragalus Adsurgens Pall)干种子的辐射生物学效应

本文采用80MeV/u12C6+和50keV的电子辐照沙打旺干种子,研究沙打旺干种子不同注量的辐照生物学效应,检测其生理生化指标。结果表明:无论是碳离子辐照还是电子辐照,发芽势都随注量的增加先升高后降低,发芽率都随注量增加逐渐降低。其次,碳离子辐照样品,其超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性变化随注量增加先升高后降低,即存在一个峰值,过氧化氢酶(CAT)在高于5×106ions/cm2注量的离子辐照中其活性基本不发生变化;不同注量的电子辐照,样品的CAT、SOD、GSH-Px活性都是先升高后降低。第三,无论是碳离子辐照还是电子辐照样品的谷胱甘肽(GSH)含量变化不显著,与注量的变化没有明显的相关性。总而言之,本工作发现碳离子及电子辐照样品,其多个生理生化指标均随注量的增加呈先升高后降低的趋势,但GSH变化对碳离子或电子辐照都不敏感。

电离辐射诱导的DNA双链断裂

利用γ射线和不同LET的碳离子辐照小鼠B16黑色素瘤细胞、Hela细胞、V79中国仓鼠肺细胞和人肝癌SMMC -7721细胞的DNA ,采用脉冲场凝胶电泳结合荧光扫描技术研究了DNA双链断裂(DSB)片段的分布。结果发现DSB片段是非随机分布的 ,而且这种分布与DNA序列有关。原因可能在于沉积的能量直接或间接沿DNA链迁移 ,链上相对较弱的化学键优先产生反应 ,并最终导致链的断裂 ,从而引起断裂的不均匀分布。

红外通信IrDA标准与应用

红外光是有许多优势的通信媒介 ,红外通信 Ir DA标准是目前 IT和通讯业普遍支持的近距离无线数据传输规范。本文介绍了红外通信 Ir DA标准的内容以及它的物理层协议 ,脉冲调制的必要性 ,不同传输速率下不同的脉冲调制方式 ,连接建立协议层的帧结构。给出了符合Ir DA标准的芯片 TOIM32 32和 TFDS450

基于模型预测控制的三相-一相矩阵变换器偏磁控制

针对3相1相矩阵变换器(3-1MC)中间侧无储能电容导致的弱抗扰性缺陷,提出一种适用于3-1MC带偏磁控制的模型预测控制(MPC)方法,利用模型预测控制提高3-1MC抗扰性。模型预测控制开关选择存在随机性,此随机开关状态会导致变压器直流偏磁饱和,在不改变硬件电路的前提下,在模型预测控制脉冲序列分配环节或品质函数中引入偏磁控制形成两种偏磁控制方案。搭建一台样机对方案进行验证,实验结果表明模型预测控制下3-1MC系统具有较强的抗扰能力,方案一改善了偏磁现象,方案二能有效解决3-1MC在模型预测控制下的偏磁问题。

基于改进搜索策略的Live-Wire医学图像分割算法

Live-Wire分割算法提供了一种精确的、可再现的交互式医学图像分割方法。Live-Wire算法中最优路径的搜索通常采用Dijkstra算法,其时间复杂度为O[n2]。提出从两个方面对Live-Wire医学图像分割算法的搜索策略进行改进以提高Live-Wire算法的实时性:(1)在最短路径的搜索过程中应用二叉堆排序,使算法的时间复杂度从原来的O[n2]降为O[nlnn];(2)在最短路径搜索中加入到达目标节点即停止的限制条件,可明显减少搜索节点数,使算法的时间复杂度远小于O[nlnn]。经算法分析及实验表明,搜索策略的改进可显著提高Live-Wire算法的运行效率。

一种新型电荷灵敏前置放大器和成形峰保持混合电路

本文介绍一种我们研制的新型电荷灵敏前置放大器和成形放大与峰保持混合电路,该电路采用了新的设计方案,它采用电荷灵敏前置放大器将探测器信号预放大后,再经过放大成形和峰值保持,以便后继电路采样和进行数据的处理。放大器信号成形时间为0.5μs;1μs;2μs三档可调,放大倍数为×10;×100两档选择,峰保持时间为6μs,它具有噪声低;体积小;电路结构简单;价格低等特点,并且对整个电路做了较详细的阐述。

ADS低温氦气回收纯化系统的设计与建设

ADS加速器项目建设过程中,需要进行一系列的超导腔等设备的测试。每次测试消耗液氦量约2500L,所以设计了一套氦气回收与纯化系统。此套系统主要包括回收、存储和纯化三部分,其中,高压储罐(150bar)可储存5000m3低纯氦气,3000m3高纯氦气;氦气纯化系统可以将氦气纯度从98%到提高99.999%甚至更高;设计系统最大氦气回收速率为160m3/h。

菌/酶添加对甜高粱渣青贮预处理作用的强化效果

为实现生物质甜高粱渣的青贮强化预处理和能源化利用,该研究探究了不同添加剂对其青贮质量和酶解糖化效果的影响。试验设置对照组(CK组)、植物乳杆菌组(L组)、纤维复合酶组(E组)和复合添加剂组(LE组),系统考察甜高粱渣在21 d青贮预处理期间的营养成分、木质纤维组分和发酵品质的动态变化,采用隶属函数法评价青贮质量,利用高通量测序技术分析青贮预处理过程的微生物菌群动态演绎。结合酶解糖化性能评价青贮预处理作用的强化效果,从而筛选适宜的添加剂。结果表明:青贮预处理后甜高粱渣的粗蛋白、淀粉、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、半纤维素和纤维素等能量组分含量显著高于原料(P<0.05)。青贮21 d时,3个添加剂组的干物质、可溶性碳水化合物和粗蛋白含量显著高于CK组(P<0.05),综纤维素含量显著低于CK组(P<0.05),且E组的干物质含量最高,L组的粗蛋白含量最高,E组和LE组的可溶性碳水化合物含量最高。青贮预处理期间,3个添加剂组的pH值均低于4.2,L组的乳酸和乙酸含量明显高于CK组(P<0.05),E组的乳酸/乙酸和乳酸/总有机酸比值显著高于CK组(P<0.05)。隶属函数法综合评价E组的青贮发酵质量最高。微生物菌群结果显示,甜高粱渣经青贮预处理后,3个添加剂组的细菌菌群丰富度和多样性都明显下降,门水平细菌主要以变形菌为主,属水平细菌主要包含肠杆菌、泛菌、明串珠菌、魏斯氏菌、拉恩氏菌和葡糖杆菌等,这些微生物与青贮质量密切相关。甜高粱渣经青贮预处理后的还原糖得率显著提升,尤其E组得率比原料提高了117%。结合成本效益法分析,利用纤维复合酶对甜高粱渣进行青贮强化处理的E组纯收益最高,较甜高粱渣原料提高了近3倍。总之,单独添加纤维复合酶不仅能明显改善甜高粱渣的青贮发酵质量,实现稳定保存,还能使其青贮预处理作用得到强化,进而提高甜高粱渣的生物降解性能,是一种经济合理、技术可行的青贮预处理强化方法。

Au^(34+)离子双电子复合过程的理论研究

复杂结构离子的双电子复合(DR)速率系数在核聚变、极紫外光刻光源等应用研究的等离子体谱模拟中具有重要的价值.利用基于全相对论组态相互作用理论的FAC程序包,详细计算了Au^(34+)离子的双电子复合速率系数.研究分析了激发、辐射通道,组态相互作用,级联退激对DR速率系数的影响.其中,级联退激对DR速率系数的贡献必须予以考虑.对双电子复合、辐射复合以及三体复合速率系数做了比较,在温度大于1 eV范围,双电子复合都大于辐射复合以及三体复合速率系数,相应的DR过程对于等离子体离化态分布和能级布居以及光谱模拟都极为重要.对基态和第一激发态的DR速率系数进行了参数拟合,拟合值与计算值的偏差小于1.73%.研究结果将为复杂结构离子双电子复合过程的进一步研究提供参考.

HITFiL准直测量与安装方案

兰州重离子治疗肿瘤专用装置准直测量方案设计中面临的最大挑战来自于无法通视的高能输运线垂直治疗段和高精度的技术要求,采用激光跟踪仪、关节测量臂和数字水准仪等测量仪器,主要解决了磁铁、真空靶室与管道、束诊元件、高频腔等设备的安装方案设计,其过程包括控制网传递测量、元件标定、预安装准直和现场安装。

同步加速器二极磁铁电源的研究

提出了一种基于晶闸管相控整流器和IGBT脉宽调制 (PWM )变换器技术的同步加速器二极磁铁电源的设计方案 ,分析了其工作原理。试验结果表明 。

电子碰撞激发过程的相对论扭曲波理论研究

介绍了本课题组在基于多组态Dirac-Fock理论方法基础上发展的研究电子-离子(原子)碰撞激发过程的全相对论扭曲波方法,给出了利用这种方法对氦原子和类氦离子、锂原子、类铍离子、类氖离子、类镍离子以及氙原子的电子碰撞激发过程的最新研究成果.

羟自由基、γ射线和重离子束致死效应的比较

以集落法测存活率、用双链断裂模型分析实验数据 ,比较研究了羟自由基、γ射线和 12 5 .5keV μm碳离子束对B16细胞和V79细胞的致死效应。结果表明 :三种处理对细胞都有明显的致死作用 ,剂量越大 ,效果越明显 ;重离子束的致死效应比γ射线强 ,而且对抗常规辐射的黑色素瘤也有效 ,证明了重离子治癌的优势 ;羟自由基与DNA的作用没有一次击中的成分 ,碳离子束则以一次击中为主 ,γ射线介于两者之间 ;两种细胞对羟自由基的敏感性与对电离辐射的敏感不同 。

沿重离子贯穿深度的番茄干种子辐射生物学效应研究

本文采用80MeV/u的12C6+辐照番茄干种子,研究处于不同离子贯穿深度番茄干种子的辐照生物学效应,检测其生理生化指标。结果表明:辐照后不同贯穿深度上番茄种子的发芽势与物理剂量对应,第8层样品(对应于碳离子在水中的贯穿深度为15mm)出现峰值76.7%,发芽率随离子入射深度的变化不明显;不同贯穿深度辐照样品的根尖细胞微核率也与物理剂量相对应,在第6、7层样品中出现峰值0.257%;另外,辐照样品幼苗茎叶的一氧化氮合酶(NOS)活性、谷胱甘肽(GSH)含量及总抗氧化力在第9层出现峰值,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性在第7-8层出现峰值,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性的变化与重离子贯穿深度没有明显的相关性。总而言之,本工作发现辐照样品的多个生理生化指标均与入射离子的微剂量分布相对应,即存在生物效应峰。

80MeV/u^(20)Ne^(10+)离子对SMMC-7721细胞DNA损伤及细胞周期的影响

从辐照剂量和修复时间两个角度研究了重离子辐照对肿瘤细胞DNA损伤及细胞周期的影响,为重离子治癌的临床应用积累基础数据。不同剂量的80MeV/u20Ne10+辐照SMMC-7721细胞样品,利用单细胞凝胶电泳技术(SingleCellGelElectrophoresis,SCGE)对细胞DNA损伤进行了检测,利用流式细胞技术(FlowCytometryMethods,FCM)对细胞周期变化进行了分析。80MeV/u20Ne10+辐照后4小时内,SMMC-7721细胞的DNA损伤与辐照剂量呈线性关系,在0小时组其线性相关因子r为0.9621,4小时组为0.914;随着修复时间的增加,DNA损伤与辐照剂量不再线性相关,但0.5Gy,1Gy和2Gy三个剂量点的DNA损伤程度极为相近。另外,重离子辐照后SMMC-7721细胞发生S期和G2/M期阻滞现象,其随剂量变化及时间变化的规律不同于X、γ等低LET(LinearEnergyTransfer)射线辐照。

高离化氩原子光谱的实验和理论研究

利用兰州重离子加速器将从 ECR离子源射出的 Ar4 + 离子加速、剥离 ,获得了能量为93 .8Me V的 Ar8+ 离子束流 ,测量了这些束流通过碳箔后各种离子的发射光谱。根据用全相对论多组态自洽场方法计算出的有关原子数据 ,对这些光谱进行了识别和分析。