光致荧光剂量计β辐照器的研制及性能研究

本文针对空间辐射、核动力远洋、核应急等特殊环境下个人及环境剂量监测量值无法实时校准的问题，研制了一种便携式的β辐照器，可携带至现场对光致荧光剂量计（OSLD）进行校准，为特殊环境下剂量监测的准确性提供计量保障。β辐照器采用可替换的⁹⁰Sr-⁹⁰Y平面电镀源作为校准源，并可溯源至标准β辐射场，通过电磁阀控制辐照动作，其总质量小于3 kg。研究结果表明：β辐照器周围剂量当量率处于环境水平；参考点平均剂量率为0.060~0.083 mGy/s，其相对标准不确定度为6.9%；辐照剂量重复性为3.9%（n=10）。     

基于β粒子源的空腔式粉尘传感器研究

为实现管道烟尘浓度的连续实时测量，设计了一种基于β粒子源的无动力粉尘传感器。传感器基于平板型空腔结构，采用流体力学模拟软件ANSYS fluent 15.0对传感器内部流场进行研究，以优化设计传感器进气口特征、源面积、源 收集极间距等结构参数，并在静态无风和风洞环境下对传感器相关参数进行验证。在风洞内，温度为30～33℃，含湿量为1%～2%，风速为（9.7±0.2） m/s条件下，研究传感器响应与粉尘浓度之间的关系。结果显示，从34 ℃变化至233 ℃时，传感器响应变化约50%；含湿量从6.52%增加到10.65%时，传感器响应变化约30%；在风洞内较低湿度和较低温度条件下，滤膜采样浓度为13.5、26.8、33.6、47.5、63.3 mg•m^-3时，传感器示值对应为16.6、30.4、38.1、45.3、53.2 mg•m^-3。研究证实了基于β粒子源的传感器用于粉尘测量的可行性，实验获得了环境温湿度条件变化与β粒子源的无动力粉尘传感器响应值的初步关系，但对于温湿度变化引起粉尘浓度测量偏差需进一步研究。     

α放射性金属药物的研究现状与展望

靶向α治疗(TAT)是一种很有前景的肿瘤治疗方法。在TAT中，把含有α发射体核素的放射性药物的辐射选择性地传送到癌症细胞，而尽可能将全身的毒副作用最小化。与β粒子相比，α粒子具有更高的能量、更高的线性能量传递(LET)和更短的组织穿透距离。因此，TAT在靶向治疗中具有明显的优势。本文概述了用于TAT的一些锕系元素和它们的放射性金属衰变子体。这些放射性金属核素包括²²⁵Ac、^212/213Bi、²¹²Pb、²²⁷Th以及²²³Ra。首先比较了α粒子和β粒子的物理和辐射生物学性质。然后，描述了这些放射性金属核素的化学性质和来源。接着，展示了TAT中常用的一些双功能螯合剂。其后，介绍了TAT放射性药物的研究现状。最后，给出了TAT放射性药物研发中的挑战性问题和前景展望。     

β粒子腋臭治疗仪的研制

研制了一种专门用于治疗腋臭的新型近距放疗仪,即β粒子腋臭治疗仪,又称β粒子腋臭敷贴器。该治疗仪由照射器、护持器、屏蔽罩、升降器、控制器和治疗车组成,利用设置在照射器内的90Sr/90 Yβ放射源对患者腋窝下的大汗腺实施全覆盖敷贴治疗,达到消除腋臭的目的。初步临床试验表明,无论是直接进行大汗腺照射,还是术后残留大汗腺的辅助照射均取得了确切疗效。该治疗仪为腋臭患者提供了又一种非手术、无痛苦、无创伤的治疗手段,且具有安全、有效、简便和操作自动化等特点。     

放射性核素标记胰高血糖素样肽1类似物的研究进展

胰高血糖素样肽1（glucagon-like peptide-1, GLP-1）是一种有效的抗高血糖内源性激素，可以促进葡萄糖依赖性的胰岛素分泌，抑制胰高血糖素释放。天然的GLP-1半衰期短，易受二肽基肽酶4降解，GLP-1类似物可以在延长半衰期的同时保持其生物活性。GLP-1受体（GLP-1 receptor, GLP-1R）在胰腺β细胞和胰岛素瘤表面高度表达，因此通过放射性核素标记GLP-1及其类似物对GLP-1R可视化在胰岛素瘤的诊治、胰腺β细胞的量化和功能评估、活体示踪胰岛移植等领域展现出了独特优势。随着GLP-1及其类似物在体内更多系统的生理和药理作用被揭示，这类放射性探针在包括心血管疾病和神经精神类疾病中的应用也逐渐成为可能。本文主要概述了靶向GLP-1R的放射性探针在胰岛素瘤和β细胞显像中的研究进展，并进一步结合GLP-1生理学作用，对放射性核素标记的GLP-1及其类似物未来在更多领域的发展进行综述。     

惰性气体氙β-γ符合能谱分析软件的研制

基于惰性气体氙β-γ符合测量原理,研究建立了基于相关法的符合谱解谱算法,研制了具有图形化用户界面的惰性气体氙β-γ符合能谱分析软件,实现了β-γ符合能谱的分析、能谱的图形化显示和分析结果数据库存储等功能,使北京放射性核素实验室具备了惰性气体氙β-γ符合能谱数据的分析处理能力。并与国际数据中心的β-γ符合能谱自动处理程序bg_analyze进行了比较,结果表明：两种软件的4种氙同位素活度浓度计算结果在1.2%内一致;最小可探测浓度计算结果在1.7%内一致。     

β-环糊精交联磁性壳聚糖对U(Ⅵ)的吸附性能及机制研究

利用接枝共聚的方法制备了β-环糊精交联磁性壳聚糖,并将其用于吸附水溶液中的U(Ⅵ),考察了溶液初始pH、吸附时间、温度等因素对U(Ⅵ)去除率的影响。吸附实验结果表明：β-环糊精交联磁性壳聚糖对U(Ⅵ)的吸附平衡时间为60 min;温度越低,吸附剂投加量越大;溶液初始pH在3.0～6.0的弱酸性范围内有利于β-环糊精交联磁性壳聚糖对U(Ⅵ)的吸附。解吸实验结果表明,β-环糊精交联磁性壳聚糖经5次解吸后对U(Ⅵ)的吸附去除率仅下降7.41%。SEM表明,β-环糊精交联磁性壳聚糖表面粗糙。IR分析显示,β-环糊精交联磁性壳聚糖表面的-OH、-NH₂是U(Ⅵ)结合的主要位点,吸附U(Ⅵ)后并未明显改变原有结构。     

β-环糊精改性介孔二氧化硅材料对U（Ⅵ）的去除机制

以三乙氧基(3-异氰酸丙基)硅为交联剂，通过后接枝法合成了β-环糊精改性介孔二氧化硅（SBA-15-CD）材料。通过静态吸附试验研究了溶液pH值、SBA-15-CD投加量、吸附时间、温度等因素对SBA-15-CD吸附U(Ⅵ)的影响。通过扫描电镜（SEM）、X射线粉末衍射（XRD）、BET比表面分析、傅里叶红外光谱（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）对材料进行表征分析，并探讨了SBA-15-CD吸附U(Ⅵ)的机制。结果表明，当U(Ⅵ)初始浓度为5 mg/L、温度为30 ℃时，SBA-15-CD吸附U(Ⅵ)的最佳条件为:pH=5、SBA-15-CD投加量0.20 g/L、吸附平衡时间30 min，在此条件下，平衡吸附量为24.4 mg/g，U(Ⅵ)去除率为98.3%。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型，即以化学吸附为主，且主要是通过表面的羟基、酯基和氨基与U(Ⅵ)配位。30 ℃下SBA-15-CD的饱和吸附量达330 mg/g，升高温度有利于吸附的进行。SBA-15-CD具有良好的重复使用性能。     

快中子伴随α粒子成像技术在包裹爆炸物检测中的应用

快中子伴随α粒子成像技术（API）用于爆炸物检测，可有效探测隐藏爆炸物，基于该方法设计了包裹爆炸物检测中子装置，模拟计算硅酸钇镥（LYSO）γ射线探测器的探测效率和能量响应，并与实验进行对比，符合较好。分别采用快中子非弹性散射直接测量方法和API方法对石墨样品进行对比检测实验，结果表明，API方法可有效抑制快中子与周围环境产生的强γ干扰信号；通过对石墨、水、三聚氰胺等进行实验测量，获得C、N、O元素的相对纯净谱。同时将洗衣粉、奶粉等干扰物与TNT、硝铵样品一起放置进行测试，得到多种样品在不同条件下的高信噪比谱数据，可为爆炸物的准确鉴别提供参考。     

基于90Sr源β射线的外推电离室入射窗修正因子

为实现外推电离室对β辐射吸收剂量的准确测量，对影响外推电离室入射窗修正因子k_wi的主要量进行了研究。实验测量了外推电离室不同极间距和不同源 探距（源到外推电离室入射窗表面的距离）下的k_wi。研究结果表明，在源 探距不变的条件下，k_wi随电离室极间距的增大而减小；在电离室极间距为3 mm的条件下，k_wi随源-探距的增大而减小。利用蒙特卡罗模拟计算出不带展平过滤器、源 探距为30 cm、电离室极间距为3 mm时，k_wi为1.0845，与实验测量结果比较，其相对偏差为0.11%。因此，在给出k_wi的同时，应提供相应的源-探距和电离室极间距。     

基于伴随粒子的快中子成像系统角分辨研究

不同于传统的快中子成像系统，采用伴随粒子成像技术无需机械准直即可消除大部分γ射线和散射中子的干扰，实现对厚重物体的高对比度成像。角分辨是影响系统成像质量的一项重要参数。通过理论分析，研究了入射离子的初始动量、靶点尺寸和探测器空间分辨等多个因素对系统角分辨的影响。利用基于GEANT4的模拟程序，计算了不同参数下被标记中子出射角分布的二维图像。分析及模拟结果表明，靶点直径和α探测器空间分辨率是影响角分辨的重要因素。为满足系统角分辨小于1°的设计目标，入射离子的初始动量变化范围应较小，靶点直径应小于1 mm，同时α探测器的空间分辨率应小于0.5 mm。     

欧空局单粒子监督器在北京HI-13串列加速器上的单粒子效应校核实验

为检验北京HI-13串列加速器单粒子效应(SEE)实验能力与数据测量的可靠性,利用束流参数校核系统——欧空局单粒子监督器进行了单粒子效应校核实验。实验使用C、F、Cl、Cu 4种离子辐照单粒子监督器,通过改变入射角度获得了有效LET值在1.8~67.4 MeV·cm~2·mg~(-1)之间的单粒子翻转(SEU)截面数据。实验结果与比利时HIF、芬兰RADEF装置上测得的截面数据一致性较好,证实了北京HI-13串列加速器单粒子效应实验束流参数测量的准确性及截面数据测试的可靠性。     

小型粒子加速器人身安全联锁系统设计与实现

20世纪30年代以来，世界上运行中的粒子加速器已超过3万台，其中用于科研的大型粒子加速器有200台左右。粒子加速器在运行过程中会产生对人体有害的电离辐射，为保障工作人员在联锁控制区内的人身辐射安全，避免出现辐照事故，需建立一套人身安全联锁系统。本文利用全硬件、模块化的设计思想，基于PLC、置换型机械联锁钥匙、自主研制的急停/巡更装置及摄像监控等一系列硬件设备，专门为小型粒子加速器研制了人身安全联锁系统。该系统在加速器驱动的次临界系统（ADS）注入器Ⅰ和中国科学院高能物理研究所（IHEP）加速器电子标定束线装置两个项目中至今运行稳定可靠，并可推广应用于工业辐照装置。     

低剂量α粒子辐照对斑马鱼胚胎初级造血分子标记物的影响

为探究低剂量α粒子辐照对斑马鱼初级造血的影响,使用241Am作为α粒子辐照源,对脱绒毛膜后的5 hpf胚胎进行0、0.425、0.85、1.7 mGy的辐照,采用整体原位杂交技术检测了约14 hpf斑马鱼胚胎初级造血分子标记物gata1a和spi1b的表达,采用实时荧光定量PCR技术检测了22 hpf斑马鱼胚胎初级造血分子标记物gata1a和spi1b的相对表达,并采用联大茴香胺染色法检测了48 hpf血红蛋白含量的变化。通过与对照组相比发现,0.425 mGy剂量组的gata1a表达无显著性差异（p>0.05）,spi1b表达略有减少（p<0.05）,血红蛋白含量显著减少;0.85 mGy剂量组的gata1a和spi1b表达均显著降低（p<0.01）,血红蛋白含量明显减少;1.7 mGy剂量组的gata1a和spi1b表达均显著升高（p<0.001）,血红蛋白含量显著增加。以上结果表明,剂量小于0.85 mGy的α粒子辐照对初级造血产生了抑制作用,而剂量为1.7 mGy的α粒子辐照诱导了胚胎兴奋效应,即剂量为1.7 mGy 的α粒子辐照对胚胎期斑马鱼初级造血具有促进作用。     

核电站β表面污染监测仪校准源的选取

通过对3种堆型核电站大修期间现场系统设备辐射测量,确定了核电站主要存在的放射性核素种类及伴随β射线能量范围。实验测量了核电站目前使用的部分β表面污染监测仪对不同能量β射线的表面活度响应特性,发现核电站β表面污染监测仪测量结果使用⁹⁰Sr-⁹⁰Y放射源的表面活度响应或校准因子修正,会导致测量的表面污染水平偏低。根据核电站存在的β射线能量分布范围,建议核电站β表面污染监测仪测量结果采用²⁰⁴Tl或³⁶Cl的表面活度响应值或校准因子修正。     

低剂量氚水β射线对人体外周血淋巴细胞染色体的影响

通过染色体非稳定性畸变来研究低剂量氚水β射线的生物效应。将人体外周血与氚水混合培养24h和48h,共培养72h后获细胞得到与氚水作用后染色体畸变的频率并与相同剂量下⁶⁰Co γ射线的细胞效应对比。将实验结果进行回归方程拟合,得到HTO β射线的最佳回归方程Y=（0.001±0.004）+（0.062±0.018）D+（0.053±0.010）D²（n=3,r²= 0.995,P<0.01）;通过比较HTO与γ射线的最佳回归方程可知,方程系数的主要区别在b值,提示在低剂量的情况下β射线诱发畸变的能力更强。将⁶⁰Co γ射线作为参考可得HTO β射线的相对生物效能（RBE）最大值出现在0.06 Gy,为2.17,RBE值随着剂量的增大而减小。     

α+β两相区热处理对Zr-Sn-Nb合金微观组织和腐蚀性能的影响

对Zr-Sn-Nb合金在α+β两相区温度下不同工艺热处理后所得样品，在360 ℃/18.6 MPa纯水环境中进行均匀腐蚀试验，并采用扫描电子显微镜（SEM）观察样品微观形貌、聚焦离子束（FIB）和原子力显微镜（AFM）分析腐蚀后样品表面氧化膜。结果表明，Zr-Sn-Nb合金在α+β两相区温度下热处理时，锆合金中会形成条带状β-Zr第二相，再经过α相区温度最终退火后，β-Zr区域会分解为α-Zr和第二相粒子；经α相区最终退火的样品，在360 ℃/18.6 MPa纯水中的耐腐蚀性能优于未经最终退火的样品；未退火样品中条带状β-Zr第二相区域的氧化膜较α-Zr基体的氧化膜厚，而经过α相区温度退火后β-Zr发生分解，该区域的腐蚀氧化膜出现凹陷。     

含氚气体中氚分压BIX在线测量方法研究

建立了一种聚变堆氘氚燃料循环系统燃料气及工艺气等含氚混合气体中氚分压在线快速测量方法,该方法通过测量氚衰变产生的β射线与材料相互作用发射的轫致X射线（BIX）,利用轫致X射线的计数率与含氚气体氚分压的标定关系曲线,实现含氚气体中氚分压（活度浓度）的实时测量。该方法中的轫致X射线是通过β射线与表面喷金的铍窗材料作用而产生的,X射线的测量采用NaI(Tl)探测器。研究过程中建立了轫致X射线计数率与氚分压的标定关系曲线,对于纯氚气体,氚压测量范围为1 Pa~10 kPa（氚活度浓度为10¹²~10¹⁵ Bq/m³）时,计数率（C）与氚压（p）的标定曲线为C=5.01×10⁴（1-e^-4.55×10-5p）,其指数拟合相关系数为1.000 00。对于氚体积分数为1%的氚-氦混合气体,氚分压测量范围为1~100 Pa（氚活度浓度为10¹¹~10¹⁴ Bq/m³）时,计数率与氚分压的标定曲线为C=5.24×10²(1-e^-4.69×10-3p),其指数拟合相关系数为0.998 60。对于氚体积分数为1%的氚 氢混合气体,氚分压测量范围为1~100 Pa（10¹¹~10¹⁴ Bq/m³）时,计数率与氚分压的标定曲线为C=5.18×10²(1-e^-4.61×10-3p),其指数拟合相关系数为0.999 53。利用以上标定曲线,对任意氚分压的含氚混合气体进行验证测量,结果表明,该方法测量精度较高、响应速度快、测量稳定性好,在氚测量技术中是一种很有前景的方法。     

中国原子能科学研究院100 MeV质子单粒子效应辐照装置试验能力研究

为检验中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器（CY CIAE-100）建立的单粒子效应（SEE）辐照装置的试验能力和数据测量的准确性和可靠性，利用欧洲航天局（ESA）研制的SEU监测器进行了校核试验。试验中选取多个不同能量点对SEU监测器进行辐照获取了相应的单粒子翻转（SEU）截面，同时对束流的均匀性进行了检验。SEU监测器SEU截面测试结果与其在国外其他加速器，如瑞士PSI、比利时LIF等所获得的数据基本一致。校核试验验证了中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器SEE试验能力以及数据测量的准确性。     

近距离治疗肿瘤的放射性粒子研究进展

放射性粒子近距离治疗肿瘤是现代肿瘤治疗的重要手段之一.其中,125I粒子和103Pd粒子的应用较成熟,125I粒子主要用于治疗分化较好、增殖较慢的肿瘤,103Pd粒子在增殖较快的肿瘤治疗中具有明显的优势.粒子链和复合粒子是粒子研究的重要方向,尤其是103Pd-125I复合粒子源能够结合两种核素的特性,工艺上具备可行性,...