重离子辐照模拟的实验验证及α—Al2O3空洞产生研究

理论上由于重离子和中子都通过碰撞产生缺陷,在相同等效剂量条件下它们产生的缺陷相同。重离子的损伤率较中子高105～107,可用重离子辐照模拟高剂量中子辐照。现在,实验上采用重离子辐照模拟来研究现有中子源难以产生的高剂量中于辐照引起的辐照效应,但是还没有实验依据证明相同剂量条件下重离子和中子产生的缺陷相同。此外,理论预言在金属和绝缘材料中高于一定剂量的粒子辐照后,经过一定温度退火,在其中可能产     

脉冲激光和重离子辐照FPGA产生的多位翻转效应的比较

以SRAM型FPGA为试验对象,研究脉冲激光模拟重离子产生单粒子多位翻转效应的可行性。FPGA的多位翻转依据其物理位置关系的不同分为3种类型:同帧同字节、同帧相邻字节和相邻帧。针对Virtex-ⅡFPGA分别进行脉冲激光与重离子的单粒子多位翻转效应的测试,对比脉冲激光和重离子在Virtex-ⅡFPGA产生多位翻转的类型、多位翻转的物理位置关系。结果表明,脉冲激光触发的Virtex-ⅡFPGA的多位翻转物理位置关系与重离子相同,对比脉冲激光与重离子的饱和翻转截面发现,应用脉冲激光和重离子得到的Virtex-Ⅱ饱和翻转截面基本一致,表明脉冲激光可模拟重离子研究Virtex-ⅡFPGA的多位翻转效应。     

静态随机存取存储器重离子单粒子翻转效应实验研究

应用重离子加速器和 2 52 Cf源进行单粒子翻转效应实验 ,测量得到 IDT系列和 HM系列静态随机存取存储器的单粒子翻转重离子 L ET阈值为 4～ 8Me V· cm2 /mg,单粒子翻转饱和截面为 10 -7cm2 · bit-1量级 ,位单粒子翻转截面随集成度的提高而减小。实验结果表明 ,可以用 2 52 Cf源替代重离子加速器测量静态随机存取存储器的单粒子翻转饱和截面     

重离子生物效应研究进展

重离子特有的物理学特性及其在物质中特殊的能量沉积方式,使重离子在各学科领域展现出极大的应用前景。本文简要介绍了重离子的辐射生物效应研究进展,以及本实验室的研究结果,并对进一步的研究提出建议。     

不同LET低剂量辐射诱发人外周血淋巴细胞微核的剂量-效应关系

采用松胞素B微核法,分别检测了60Coγ射线1、2C重离子2、52Cf混合中子三种射线0～1 Gy(0、0.25、0.5、0.75、1 Gy)照射人离体外周血的微核率,建立了相应的微核低剂量-效应曲线,并对其剂量-效应关系进行比较。结果表明6,0Coγ射线2、52Cf混合中子的剂量-效应关系均为线性平方模型,拟合方程分别为YCo=0.008+0.016D+0.075D2(R2=0.9645,剂量为0～1 Gy)和YCf=0.008+0.297D+0.075D2(R2=0.9842,0～1 Gy);12C重离子是指数模型,拟合方程为Yc=0.033e1.9732D(R2=0.9978,剂量为0.25～1 Gy)1。2C重离子2、52Cf混合中子造成的微核率明显高于60Coγ射线。在1 Gy以内低剂量范围,高LET射线对离体外周血淋巴细胞的损伤明显高于低LET射线,且252Cf混合中子的相对生物效应(RBE)高于12C重离子。     

用CB微核法预测癌细胞的放射敏感性

用细胞质分裂阻断微核技术（简称CB微核法）研究了癌细胞的放射敏感性,结果表明LCB微核法可用来预测癌细胞对重离子和γ射线的放射敏感性,具有省时且成功率高的特点。细胞受重离子作用后,每双核细胞的微核与剂量的效应关系适合方程Y＝c kD^n或Y＝c aD βD62,受γ射线作用后,每双核细胞的微核与剂量的效应关系适合方程Y＝c aD。在相同剂量下,重离子效应高于γ射线效应。     

重离子注入生物材料质量沉积效应评述

前人曾用重离子束注入生物小分子，借助先进的仪器分析手段，对重离子注入质量沉积进行了初步研究，但质量沉积对处于生命状态下的活生物体组织细胞和生物大分子所带来的生物学效应，即质量沉积效应的研究还未见报道。将来可用放射性重离子束注入活细胞和生物分子，借助放射自显影示踪、放射性测量和分子生物学等研究技术对重离子注入质量沉积效应开展进一步研究。     

高纯硅辐射损伤的正电子湮没和扰动角关联研究

采用正电子湮没和扰动角关联方法研究了１．４５×１０２０、３．１０×１０１７ｎ／ｃｍ２中子辐照和５×１０１１／ｃｍ２１７８Ｗ重离子辐照单晶硅引起的辐射损伤及其退火效应。实验测量的正电子湮没寿命和四极相互作用频率表明在Ｓｉ中存在氧一单空位对．高中子剂量和重离子辐照Ｓｉ后，用两种方法都观察到了双空位复合成四空位。     

重离子治疗肿瘤中RBE的影响因素及计算方法

相对生物学效应(Relative biological effectiveness,RBE)是重离子治疗肿瘤过程中的一个重要参数,是确定吸收剂量的重要参考因素之一。与传统放射治癌领域不同,在重离子治疗的过程中,它不再作为一个定值出现,而是一个变量,与很多生物和物理因素相关。本文综述了影响RBE的因素,并简略介绍了日本、德国和中国重离子治癌过程中确定RBE的计算方法。     

重离子治疗三维剂量验证方法研究进展

综述了重离子治疗三维剂量验证方法的研究进展。重点介绍了凝胶剂量计、PET在线验证和电离室阵列实现重离子治疗三维剂量验证的优缺点,探讨了重离子治疗中三维剂量验证技术的发展趋势。研究认为,目前通过研制三维电离室阵列,可以真正快速准确地实现重离子治疗的三维剂量验证。     

80cm大面积位置灵敏电离室探测器系统

由８０ｃｍ大面积位置灵敏电离室与一维位置塑料闪烁体组成的探测器系统首次在中能重离子核反应实验中进行了测试。电离室可以测量较重的低能离子，有较好的粒子鉴别能力，能给出能量信息及两维位置信息。闪烁体能使该系统用于较高能量轻带电粒子的测量，它能给出能量及一维位置信息，与电离室配合可以进行元素鉴别。     

电流模式下微型裂变电离室参数对探测性能的影响

裂变电离室在工作时,其内部气体中持续地发生着电离和复合过程。为了进一步了解这些过程对探测性能的影响,需要从等离子体物理的角度来研究裂变电离室。借助BOLSIG+以及电流模式下微型裂变电离室的基本理论模型,计算了电极的几何尺寸、裂变率以及气体电离度等参数对探测器饱和区电压范围的影响,并对结果进行了讨论。此外,根据不同电离度情况下的计算结果,对高温导致探测器饱和区电压范围变小这一现象给出了一种可能的解释。     

电离室充不同气体的饱和特性实验研究

对体积为1 L的球形不锈钢高气压电离室,用实验方法测量了5种气体（Ar、N2、He、Kr和Xe）的饱和特性.本文主要介绍了测量方法及其结果.结果表明,在相同的充气压力下,He气最容易饱和,Xe气最不容易饱和,Ar气和N2气的饱和电压相近.     

Effects of the Discharge Parameters on the Efficiency and Stability of Ambient Metastable-Induced Desorption Ionization

Ionization efficiency is an important factor for ion sources in mass spectrometry and ion mobility spectrometry.Using helium as the discharge gas,acetone as the sample,and high-field asymmetric ion mobility spectrometry(FAIMS) as the ion detection method,this work investigates in detail the effects of discharge parameters on the efficiency of ambient metastableinduced desorption ionization(AMDI) at atmospheric pressure.The results indicate that the discharge power and gas flow rate are both significantly correlated with the ionization efficiency.Specifically,an increase in the applied discharge power leads to a rapid increase in the ionization efficiency,which gradually reaches equilibrium due to ion saturation.Moreover,when the discharge voltage is fixed at 2.1 kV,a maximum efficiency can be achieved at the flow rate of 9.0 m/s.This study provides a foundation for the design and application of AMDI for on-line detection with mass spectrometry and ion mobility spectrometry.     

Development of a laser-enhanced ion-guide ion source

For the purpose of achieving a good efficiency and pulsed output of short-lived reaction products, we propose a laser-enhanced ion-guide ion source for an on-line isotope separator. Two-step resonant, three-color resonance ionization of Ba atoms was established in an off-line experiment and the ionization efficiency per pulse was measured to be 1.9%. In an on-line ion-guide experiment, it was found that the use of heavy gas was effective to stop the recoil atoms and that most of them remain in the gas until evacuation. While enhancement of the ionization efficiency by introduction of a laser beam to the ion-guide chamber has not been achieved so far, possible improvements are discussed.     

Scaling of SEU mapping and cross section, and proton induced SEU atreduced supply voltage

New experimental study of heavy ion and proton induced SEU at reduced voltage (i.e. reduced critical charge) reveals interesting results. It is shown that the heavy ion cross section and microprobe mapping scale like the threshold LET and the parameter, which is almost invariant under bias changes, is the effective charge collection depth. For studying proton induced SEU and surface-barrier-detector spectra we use protons with energies from 5.6 to 300 MeV. The results are analyzed in view of the processes involved in low energy deposition by protons. Detailed calculations show the importance of straggling in proton direct ionization which might be the leading process in very sensitive devices like photodiodes     

混合模式低噪声3 kV高压直流电源设计

高压直流电源是电离室等核辐射探测器的关键部件。针对需要3 kV左右高压的电离室,本文研制了0～3 kV连续可调的低噪声、高效率、小体积及高稳定性的高压直流电源。该高压直流电源系统采用线性与开关混合模式设计,兼顾了转换效率与低噪声。核心部分升压转换部分采用线性罗耶谐振电路与高频变压器实现,保证足够低的高压电源输出纹波。罗耶谐振电路的供电电源则由边沿时间控制型超低噪声开关稳压器LT1534提供,从而实现了混合模式高压直流电源的设计。高压直流电源输出部分采用二阶RC滤波电路进一步降低了输出电压的纹波。实测输出电压范围为0～3 kV,静态功耗为0.4 W,3 kV输出时纹波为16.55 mV,由此可知该电源可用于低噪声的核辐射探测器供电场合。     

凸度仪电离室探测器时间响应特性研究

本文利用脉冲X射线机发射宽度很短的脉冲射线,通过分析数字示波器记录的电离室负载电阻上的电压信号,测量电离室内的离子漂移时间。利用该方法对凸度仪电离室探测器的时间响应特性进行了研究,给出了不同内部结构、不同电压及不同气压的电离室离子漂移时间的测量结果,并分析了误差产生的原因。实验结果表明,凸度仪电离室的时间响应满足在线测量热轧钢板的要求。     

新型平板电离室的研制与初步测试北大核心CSCD

研制一款同时测量质子束流与剂量的平板电离室。利用基于有限元分析的Ansys模拟软件和Geant4蒙特卡罗软件对电离室电场分布、等效水厚度、不同能量质子束穿过电离室后的横向散射等参数进行模拟,进而优化电离室结构。并利用YXLON 450 kV X射线管、6 MeV脉冲加速器与北京大学串列加速器对电离室进行初步测试,电离室运行稳定,射线位置二维分布信息采集准确,性能良好。     

用于校准192Ir医用源的阱型电离室

研制了一种用于校准医用¹⁹²Ir源的阱型电离室。该电离室的灵敏体积约为271cm³，在极化电压约为300V时，电离室的离子收集效率约为99.96%，总位置灵敏度变化小于0.3%。该阱型电离室对¹⁹²Ir的响应因子为0.230nA/GBq，其相对合成不确定度为1.5%，与IAEA校准过的阱型电离室比对，在不确定度范围内一致。