放射性核束的产生

为适应国际核物理学的发展，开展放射性核束物理这一世界前沿工作，对放射性核束的产生和加速方面的多项工作进行了研究。文章简要介绍相关的离子源和加速器工程技术问题。     

放射性核束靶源系统研究进展

一台利用HI-13串列加速器作为驱动加速器提供初级束流轰击厚靶产生放射性核束的ISOL试验装置已经建成并开展了离线实验研究。初步研究了源磁场、阳极电压、阴极电流、进气量等参数对离子源效率的影响,初步的测量结果显示,靶源系统电离、引出及传输的总效率大于0.7％,进一步提高效率的工作正在进行。     

62Zn放射性核束的产生

介绍了利用串列加速器作为驱动加速器在线产生62Zn放射性核束的方法,包括靶的制备和束流调试方法,在线产生了能量为25 keV、强度大于106/s的62Zn放射性核束.也评估了实验产生放射性核束的效率,实际测量了实验结束后的放射性剂量.     

放射性核束首次物理实验的探测器系统

描述了放射性核束进行首次物理实验所使用的探测器系统的构成及各类探测器的性能,同时给出了该系统用于物理实验所得到的人令人满意的在线获取结果。     

放射性离子束的产生和加速

研制了一条次级放射性束流线 ,产生放射性核束11C ,17F ,7Be,13N ,6 He。利用所获的放射性核束7Be,成功地完成了7Be(d ,n) 8B反应的角分布测量。采取离线方法产生和加速了放射性核束6 4Cu ,在实验靶上获 1.2× 10 5ions·s- 1(80MeV) ,完成了6 4Cu库仑激发实验研究。     

BRISOL钾同位素放射性核束的产生

北京放射性核束装置在线同位素分离器（BRISOL）采用一台100 MeV回旋加速器提供的最大200 μA的质子束打靶在线产生放射性核束,其最高质量分辨率好于20 000。2015年,BRISOL装置建成并使用05 μA质子束轰击氧化钙靶产生了37K+、38K+放射性核束,其中38K+的产额为1×106 pps。为了提高氧化钙靶产生钾放射性核束的产额以满足物理用户需求,BRISOL于近期开展了氧化钙靶的在线实验。实验中使用氧化钙靶产生了36～38K+、43K+、45～47K+等多种放射性核束,同时将38K+的最大产额提高到了112×1010 pps。本文详细介绍氧化钙靶的研制及在线实验结果。     

BRISOL钠同位素放射性核束的产生

北京放射性核束装置在线同位素分离器（BRISOL）采用100 MeV、200 μA回旋加速器提供的质子束打靶产生中、短寿命放射性核束,在线分析后供物理用户使用,其质量分辨率好于20 000。为开展²⁰Na核的奇异衰变特性研究,研制了氧化镁靶,并采用100 MeV质子束轰击氧化镁靶在线产生了^20～26Na⁺的钠同位素放射性核束。当质子束流强为8 μA时,²⁰Na⁺离子束的最大产额为2×10⁵ s^-1,²¹Na⁺离子束的最大产额为4×10⁸ s^-1。完成了北京放射性核束装置首个放射性核束物理实验,累计供束近200 h。     

产生放射性核束的厚靶的物理设计

介绍用来产生放射性核束的厚靶的物理设计过程，提出对靶材料特性和温度条件的严格要求，列举了几种候选靶材，设计了１个石墨靶衬并合理安排靶的水冷散热结构，计算了厚靶的三维温度分布情况。计算结果表明：此厚靶完全能够承受最高达１４ｋＷ的质子束入射束流功率，靶的温度可以根据不同要求控制在１３００—２０００℃。     

~(64)Cu离线放射性束的产生及测定

介绍了6 4Cu放射性束的产生及传输 ,以及利用加速器质谱离子鉴别新技术对放射性束的成分和6 4Cu离子束强度进行的测定。结果显示 ,在不同的时间 ,测量值与预期值在 12 %误差范围内均符合。     

Production of radioactive 9C ion beam and its optimization

1IntroductionCarbonionbeamhasattractedgrowinginterestintumortreatmentinthepastdecade.Thisisattrib-utedtoexcellentphysicalcharacteristicsofcarbonbeamlikedoselocalizationintheBraggpeakandhighrelativebiologicaleffectivenessoverthepeak.Toenhancetheefficacyofheavyionbeamsintreatingtumors,wehaveevenproposedanovelideausingdelayedβ-particledecaybeamssuchas9Cand8Bfortumortreatment.Theseradioactiveionscanisotropi-callyemitlowenergyα-particlesand/orprotonsaftertheir+β-decay.Besideslocalizingionsinbo…     

^64Cu离线放射性束的产生及测定

介绍了^64Cu放射性束的产生及传输,以及利用加速器质谱离子鉴别新技术对放射性束的成分和^64Cu离子束强度进行的测定。结果显示,在不同的时间,测量值与预期值在12％误差范围内均符合。     

放射性血管支架制备研究进展

综述了用于预防PTCA后血管再狭窄的放射性血管支架的各种制备方法：同位素离子注入法、活化法及直接表面沉积或涂覆法的研究进展,分析了各种方法的特点,简述各种放射性支架的应用情况,并对发展趋势进行了评述。     

放射性核束在生物医学中的应用

不同衰变方式和半衰期的放射性核束在生物医学领域有不同应用。本文评述了自20世纪70年代中期美国LBL实验室首次产生高能放射性核束以来，世界范围内利用放射性核束开展的生物医学应用研究情况，并提出了一些可在兰州放射性束流线（RIBLL）和将要建成的兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL－CSR）装置上进行的生物医学应用研究的设想。     

IS-A离子源的实验研究和初步应用

为加热HT-6M托卡马克等离子体而研制的IS-A十厘米双潘宁离子源具有强流、大功率、高质子比等特点。经过进一步的发展,该源可以引出多种气体离子束,以满足不同实验的需要。本文详细地研究了几何结构和运行条件对源等离子体的影响。报道了该离子源在其它领域中的初步应用。     

Materials science and biophysics applications at the ISOLDE radioactive ion beam facility

The ISOLDE isotope separator facility at CERN provides a variety of radioactive ion beams, currently more than 800 different isotopes from ∼70 chemical elements. The radioisotopes are produced on-line by nuclear reactions from a 1.4 GeV proton beam with various types of targets, outdiffusion of the reaction products and, if possible, chemically selective ionisation, followed by 60 kV acceleration and mass separation. While ISOLDE is mainly used for nuclear and atomic physics studies, applications in materials science and biophysics account for a significant part (currently ∼15%) of the delivered beam time, requested by 18 different experiments. The ISOLDE materials science and biophysics community currently consists of ∼80 scientists from more than 40 participating institutes and 21 countries. In the field of materials science, investigations focus on the study of semiconductors and oxides, with the recent additions of nanoparticles and metals, while the biophysics studies address the toxicity of metal ions in biological systems. The characterisation methods used are typical radioactive probe techniques such as Mössbauer spectroscopy, perturbed angular correlation, emission channeling, and tracer diffusion studies. In addition to these “classic” methods of nuclear solid state physics, also standard semiconductor analysis techniques such as photoluminescence or deep level transient spectroscopy profit from the application of radioactive isotopes, which helps them to overcome their chemical “blindness” since the nuclear half life of radioisotopes provides a signal that changes in time with characteristic exponential decay or saturation curves. In this presentation an overview will be given on the recent research activities in materials science and biophysics at ISOLDE, presenting some of the highlights during the last five years, together with a short outlook on the new developments under way.