Ar离子辐照PET膜引起的表面结构和组分变化研究

用35MeV/u的Ar离子室温下辐照多层堆叠的半晶质的聚酯（PET）膜,采用X射线衍射技术和X射线光电子谱仪分析研究了辐照引起的表面结构和组分的变化。结果表明：Ar离子辐照PET膜引起了明显的非晶化转变和化学键断裂、断裂主要发生在甲氧基和羰基功能团上,并使这两个功能团中的C和O的比分相对减少。非晶化效应和化学键断裂同时依赖于离子的照射剂量和离子在样品表面的电子能量损失、剂量越高,表面电子能量损失越大,效应就明显。同时定性地讨论了结果。     

电子束辐照PET薄膜制备有序多孔阵列高分子模板

本文用掩膜工艺电子束蚀刻技术产生具有潜影的聚酯(PET)薄膜,经强氧化液(浓硫酸与重铬酸钾的混合液)腐蚀,产生有序微米多孔阵列PET模板.讨论了辐照剂量、腐蚀时间以及腐蚀温度等因素对基膜蚀刻和腐蚀的影响.结果表明:随着辐照剂量、腐蚀温度和腐蚀时间的增加,PET基膜更易被腐蚀.IR、DSC测量结果表明:辐照导致化学键的断裂、非晶化转变,是导致辐照PET薄膜的腐蚀失重率增加的原因.用此方法制备了孔径大小一致的微米级有序多孔阵列PET模板.     

快重离子在聚合物潜径迹中引起的损伤效应研究

在室温和真空环境下利用不同的快重离子(1.158GeV Fe56、1.755GeV Xe136及2.636GeV U238)对多层堆叠的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸脂(PC)和聚酰亚胺(PI)进行了辐照,结合X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)及紫外可见光谱测量技术,在较宽的电子能损(1.9-19.0 keV·nm-1)和注量范围(1×1010-6×1012 cm-2)研究了离子在不同聚合物潜径迹中引起的损伤过程,观测到了主要官能团的降解、炔基生成、非晶化及紫外吸收边缘的红移等现象随辐照注量及电子能损的变化趋势.通过对损伤过程的定量分析,应用径迹饱和模型假设,分别给出了Fe、Xe和U离子在不同电子能损下辐照PC时的平均非晶化径迹半径和炔基形成半径,并用热峰模型对实验结果进行了检验.     

γ辐射效应对聚烯烃弹性体的影响

用60Co γ射线辐照聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer,POE ).研究了吸收剂量、辐射敏化剂对POE交联密度的影响,辐照对POE力学性能(拉伸强度和断裂伸长率)以及阻燃性能的影响.POE在空气和氮气中的辐射交联G值分别为0.13和0.14.POE的交联密度随吸收剂量和辐射敏化剂的增加而增加;POE经辐射后拉伸强度和氧指数有所提高,断裂伸长率随辐射剂量的增加略有下降.     

类丁二炔凝胶复合材料的辐射变色性能研究

以丙烯酰胺凝胶为载体、类丁二炔（10,12-二十五碳二炔酸）囊泡为显色物质,合成了一种新型辐射变色复合材料,并对其性能进行了系统研究。辐照后复合材料由无色透明变为蓝色,主吸收峰出现在660 nm附近,其吸光度与吸收剂量具有线性关系。辐照前后类丁二炔囊泡的拉曼光谱分析发现,随着吸收剂量的增加,类丁二炔的拉曼位移在2200cm^-1处的共轭三键振动吸收峰逐渐减弱并消失,2100cm^-1处的三键-双键共轭吸收峰增强且向低波数区域移动,表明类丁二炔囊泡单体在辐照过程中发生了聚合反应。剂量率、分次辐照和扩散效应等因素对类丁二炔凝胶复合材料的影响研究结果显示：在2~40 Gy/min的范围内,剂量响应随剂量率的变化较小;分次辐照与单次辐照的结果一致;类丁二炔囊泡在丙烯酰胺凝胶中无明显扩散效应。综上,该复合材料有望用于三维空间的剂量测定,剂量测量范围为100~2000 Gy。     

电子束蚀刻聚酰亚胺制备微孔分离膜的研究

以电子束蚀刻技术,结合微孔掩膜和溶液氧化腐蚀的方法,制备聚酰亚胺(Polyimide,PI)微孔分离膜.通过称重法,讨论了吸收剂量、腐蚀时间和腐蚀温度等因素对PI基膜蚀刻和腐蚀的影响,结果表明,随着吸收剂量、腐蚀温度和腐蚀时间的增加,PI基膜更容易被腐蚀;IR检测结果表明,辐照导致PI分子化学键断裂,分子量变小,是辐照PI腐蚀失重率增加的原因;试验对微孔铅和铁掩膜遮蔽的PI基膜进行电子辐照,再用浓硫酸和重铬酸钾混合溶液腐蚀辐照PI基膜,得到具有规则且垂直孔道的聚酰亚胺微孔分离膜.     

辐射硫化对硅橡胶自粘带性能影响的研究

采用⁶⁰Coγ射线辐射交联技术对硅橡胶自粘带进行辐射硫化，研究吸收剂量对辐射硫化硅橡胶自粘带的拉伸强度、断裂伸长、自粘性能、击穿电压强度的影响以及剂量率对自粘带性能的影响。研究结果表明：随着吸收剂量的增加，硫化橡胶自粘带的拉伸强度亦增加，而断裂伸长率随之减小；在吸收剂量小于25kGy时，自粘性能随着吸收剂量的增加而增强，25kGy时达到最佳，随后逐渐减弱；吸收剂量对自粘带的击穿电压强度的影响不大；剂量率对自粘带性能的影响不明显。     

电子束辐照制备卤胺抗菌棉织物

选用(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵(AAPTAC)为卤胺抗菌单体,采用共辐照工艺制备抗菌棉织物。研究了吸收剂量对织物含氯量和断裂强力的影响。结果表明,织物含氯量随吸收剂量的增加而增多,织物断裂强力随吸收剂量的增加而下降。傅里叶红外光谱证明AAPTAC已成功接枝到棉织物上,扫描电子显微镜分析表明,棉织物的表面具有覆盖物。吸收剂量为43.3 kGy时,氯化后的棉织物可在5 min内杀灭100%的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。     

大剂量γ辐照聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子运动与陷阱性质的研究

大剂量(500-5000kGy)~(60)COγ射线辐照使PET分子链断裂并导入含氧的苯环基团。TSC研究发现随辐照剂量增大,玻璃化温度降低,平均陷阱深度加深,初始载流子浓度升高,解俘获电流增大。γ辐照对偶极热松弛活化能和时间常数的影响较小。     

γ射线辐照对超高分子量聚乙烯片材机械性能和结晶度的影响

采用钴源以剂量率为2.5 k Gy·h~(-1)的γ射线对超高分子量聚乙烯(Ultra-high Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)片材在空气、水、甲醇和乙醇氛围中进行了辐照,吸收剂量范围为0 200 k Gy。通过机械性能、凝胶含量、差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)、傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer,FTIR)等对不同辐照氛围中辐照前后UHMWPE样品进行了测试和表征。机械性能测试结果表明,在空气中UHMWPE的断裂伸长率随吸收剂量呈幂指数下降,同时屈服强度略有下降,而在水、甲醇、乙醇为辐照体系中UHMWPE的断裂伸长率随吸收剂量也是呈下降趋势,但下降的程度依次减轻,同时屈服强度基本保持不变;DSC测试结果显示,在空气氛围中,随着吸收剂量的增加,UHMWPE样品的初始熔融温度、熔点、结晶温度和结晶度逐渐降低;而在空气、水、甲醇和乙醇氛围中,UHMWPE样品的初始熔融温度、熔点和结晶度依次上升;红外光谱测试结果显示在空气中辐照,UHMWPE样品表面随着吸收剂量的增加其氧化程度加重,而在水、甲醇和乙醇中辐照UHMWPE分子链生成了不饱和的分子双键。     

Radiation synthesis and characteristics of PTFE-g-PSSA ion exchange membrane applied in vanadium redox battery

Radiation-induced grafting of styrene onto polytetrafluoroethylene （PTFE） membranes was studied by a simultaneous irradiation technique. Grafting was carded out using γ-radiation from a ^60Co source at room temperature. Effects of absorbed dose, atmosphere, dose rate, and the concentration of initial monomer on the degree of grafting （DOG） were investigated and the most appropriate grafting condition was obtained. Subsequently, sulphonation of the grafted PTFE membrane （PTFE-g-PS） was carded out and a series of ion exchange membranes （PTFE-g-PSSA） was prepared. Further characterizations of FTIR, TGA, and SEM testified that grafting and sulphonation of the membranes were successfully processed; moreover, grafting of styrene not only occurred in the surface of PTFE membrane, but also in the micropores of the membrane. Ion exchange capacity （IEC） and conductivity were found increase with the grafting yield. The results suggest that at a low dose, such as 17 kGy, the ion exchange membrane （IEM） which will be suitable for vanadium redox battery （VRB） use can be obtained.     

Effect of gamma irradiation on the properties of tyre cords

Gamma irradiation of high tenacity Nylon 6.6 (Ny 66) and polyester (PET) tyre cords was investigated. The untreated and treated tyre cords with different twist levels were irradiated at different dose rates in air. The effects of irradiation on both Ny 66 and PET cords were not found to be depending on the twist levels of the cords. The changes in the mechanical and thermal properties with absorbed dose at two different dose rates were measured. The mechanical properties were observed to deteriorate with increasing dose for Ny 66 cords, whereas remained almost unchanged for PET cords both in greige and dipped forms. Hot shrinkage value for the greige Ny 66 cords was found to be improved, i.e. decreased. This decrease was much lower for greige PET than Ny 66 cords. It is concluded that PET cord has higher radiation resistance than Ny 66 cord and the effects of high energy irradiation on tyre cords have to be taken into consideration during tyre design if pre-vulcanization with high energy radiation is to be applied.     

自由结构PET在束监测碳离子治疗剂量成像过程研究

In-beam PET 成像为碳离子、质子等粒子放射治疗提供了一种非侵入式的实时剂量监测方法。本文设计自由结构的in-beam PET模型,包括环形、C型、双平板型和直角型PET,并在蒙特卡罗模拟平台GATE上仿真碳离子打靶的in-beam PET成像过程。该PET包含32个探测模块,通过自由组合的方式形成探测视野相近、适用于人体或小动物体不同部位的碳离子治疗剂量成像。每个探测模块由20×20的硅酸钇镥晶体阵列耦合硅光电倍增管构成。单个晶体大小为1.5 mm×1.5 mm×10 mm,像素为1.6 mm。在蒙特卡罗模拟平台GATE中仿真230 MeV/u的碳离子笔形束轰击聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）靶体和在束PET成像过程,得到正电子核素分布后通过MLEM算法得到PET断层图像。结果显示,图像峰位的变化反映了正电子活度峰位的移动,表明自由结构PET可用于在束监测碳离子治疗剂量分布。使用八探头平板型在束PET成像实验和仿真进行对比,其图像一维谱峰值均为27 mm,验证了自由结构PET模型用于在束监测碳离子治疗剂量成像可行。     

多糖类高分子材料海藻酸钠的辐照降解

对大分子量海藻酸钠进行了⁶⁰Coγ辐照降解,并利用多角度激光光散射仪与凝胶渗透色谱仪联接系统（MALLS/GPC）测量了其辐照前后的绝对分子量变化。实验发现,当吸收剂量率为80Gy/min、吸收剂量为0～60 kGy时,随吸收剂量的增大,海藻酸钠的分子量减小,重均分子量（Mw）从321596.5降至10024。同时,随着吸收剂量的增大,海藻酸钠分子量分布宽度变窄,积分分子重量占83.22%的单峰的Mw降为6 000。分子量小于10 000的海藻酸钠因具有优良的理化性质并能被人体很好吸收,在农业、医药和美容等领域有广泛的应用前景。通过对辐照后分子量分布曲线中出现的各峰值的计算,发现在辐照过程中除产生聚合度不等的海藻酸钠外,还产生了少量的新组分,这些新组分需进一步分离纯化,检测其生物毒性。     

γ辐照对枯草芽孢杆菌营养体的损伤

选用不同剂量γ射线辐照枯草芽孢杆菌营养体,分别用细胞计数、黄嘌呤氧化及脉冲场凝胶电泳法分析了辐照后的细胞存活率、胞内SOD活性及细胞DNA双链断裂水平。研究发现,随着γ辐照吸收剂量的增大,细胞存活率不断下降;SOD活性随剂量的变化无明显的规律;DNA双链断裂水平与细胞存活率密切相关,DNA的释放百分比和断裂水平值随辐照剂量增加而不断增大。结果表明：γ辐照对枯草芽孢杆菌营养体有较高的灭活能力,其损伤效果可能与SOD活性及双链断裂相关。     

用CaSO_4:Dy超薄型元件对模体吸收剂量分布的测量

热释光探测器(TLD)在人体及环境辐射监测、食品辐照剂量学和治疗剂量学等的研究中已得到广泛应用。在放射生物学实验中,TLD的优点之一是可以制成各种形状和不同厚度的探测元件,以适用于动物或模型体内吸收剂量分布的测量。但是由于含较高原子序数的CaSO_4磷光体在模体中对低能散射光子的过响应,使得实验结果处理较为复杂。据文献[2]报道,对较大的~(60)Co辐照场,模型中由散射产生的低于200keV光子,使位于模型中心的CaSO_4:Dy的过响应达10％。然而若将CaSO_4材料制成极薄的TLD(其厚度远小于次级电子在组织等     

尼龙-66滤膜电子束预辐照接枝丙烯酸的研究

采用电子束预辐照接枝法,以水为溶剂,硫酸铜为阻聚剂,将丙烯酸接枝到尼龙-66滤膜上面。探讨电子束吸收剂量、丙烯酸单体浓度、接枝时间和反应温度对滤膜接枝率的影响。对不同接枝率的滤膜进行吸水性测试,并利用扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪对接枝前后的滤膜进行表征。结果表明:丙烯酸成功接枝到尼龙-66滤膜表面,接枝后样品表面孔洞减少,表面粗糙度增加;接枝率随着吸收剂量、丙烯酸单体浓度、接枝时间和反应温度的增加而增大,而后渐渐趋于平缓;接枝后的滤膜吸水率有很大的提高。     

低能14N+1离子微剂量学研究

叙述了用圆柱型流气式组织等效正比计数器测定用Ｋ－２００ＫＶ低能重离子加速器加速的能量为６６－１１９ｋｅＶ的＾１４Ｎ＋１离子穿过４μｍ厚的ＰＥＴ薄膜后的微剂量谱、径向剂量分布等微剂量学参数。     

Atomistic modeling of the effects of dose and implant temperature on dopant diffusion and amorphization in Si

We discuss atomistic simulations of ion implantation and annealing of Si over a wide range of ion dose and substrate temperatures. The DADOS Monte Carlo model has been extended to include the formation of amorphous regions, and this allows simulations of dopant diffusion at high doses. As the dose of ions increases, the amorphous regions formed by cascades eventually overlap, and a continuous amorphous layer is formed. In that case, most of the excess interstitials generated by the implantation are swept to the surface as the amorphous layer regrows, and do not diffuse in the crystalline region. This process reduces the amount of transient enhanced diffusion (TED) during annealing. This model also reproduces the dynamic annealing during high temperature implants. In this case, the local amorphous regions regrow as the implant proceeds, without the formation of a continuous amorphous layer. For sufficiently high temperatures, each cascade is annealed out independently; interstitials and vacancies can escape from the cascade and thus increase dopant diffusion.