强流加速器材料研究

加速器技术的快速发展以及科学技术研究和应用的不断需求,使得高流强和高品质成为新一代加速器装置的最重要的指标。目前大型科学实验装置如重离子束驱动的惯性约束聚变装置、对撞机、中微子及介子工厂、散裂中子源等都需要强流加速器。详细介绍了强流加速器中涉及的材料问题以及强流加速器在聚变堆材料研究中的作用和前景。

聚变堆候选金属材料的惰性气体离子辐照损伤的研究

综述了有关核聚变反应堆材料的辐照损伤问题的研究,主要包括国产316L奥氏体不锈钢中氦的扩散与氦泡形核生长的研究、316L及低活化FeCrMn合金的高能Ar离子辐照缺陷与空洞肿胀的研究、近期开展的低活化马氏体钢和氧化物颗粒弥散强化合金的高能Ne离子辐照损伤和效应的研究成果。

低剂量X射线辐射对BALB/C小鼠免疫系统的影响

为评估低剂量辐射对健康机体产生的生物学风险,检测了低剂量X射线照射对BALB/C小鼠免疫系统的影响。采用X射线全身照射,剂量分别为0、0.39、0.55和1Gy,剂量率为0.2Gy/min,照射24h后取血及器官,用流式细胞仪检测免疫细胞周期和凋亡的变化,用重量法得到胸腺和脾脏指数。发现照射后小鼠的外周血淋巴细胞、胸腺细胞和脾脏淋巴细胞的周期被阻滞在G0—G1期;外周血淋巴细胞和胸腺细胞的凋亡比例随剂量的增大而增大,但是脾脏淋巴细胞的凋亡随着剂量的增大而减小;胸腺和脾脏指数随着剂量的增大而减小。故低剂量X射线全身照射可引起试验动物的免疫细胞周期和凋亡比例发生变化,对其造成一定的损伤;对小鼠免疫系统的影响因器官而异。本实验可为辐射防护提供实验依据。

快重离子在固体材料中的强电子激发效应

简要介绍了快重离子在固体材料中强电子激发效应的基本特点、研究现状和在HIRFL上获得的部分实验结果,并对今后的研究工作进行了展望。

迷道对重离子加速器大厅杂散辐射衰减效果的测试

目的了解主加速器大厅杂散辐射在迷道内的衰减情况。方法在加速器正常运行时,在迷道中有代表性的位置测量中子和γ剂量当量率。结果中子和γ剂量当量率均呈指数衰减,迷道外口剂量当量率远低于国家标准的规定。结论此种结构的迷道作为防护门是安全的。

碳化硅中惰性气体离子辐照引起缺陷的研究

综述了有关碳化硅材料中惰性气体离子引起辐照缺陷研究的进展。包括借助多种方法对氦离子辐照的碳化硅中氦泡集团形成的剂量阈值的实验研究,基于过冷固体假设对氦泡阈值的理论解释,不同剂量氦泡的两种形态及其机理的研究,以及重惰性气体离子(Ne,Xe)辐照下缺陷演化的特点。

高能Xe离子辐照引起的注碳a:SiO_2中新结构的形成

先用120 keV的碳离子注入非晶二氧化硅a:SiO2薄膜,再用能量为1 754 MeV的Xe离子辐照。注碳量为5.0×1016—8.6×1017ion/cm2,Xe离子辐照剂量为1.0×1011和5.0×1011ion/cm2。辐照后的样品中形成的新结构用显微傅立叶变换红外光谱仪进行测试分析。结果表明,Xe离子辐照引起了注碳a:SiO2中Si—C,C—C,Si—O—C键以及CO和CO2分子的形成与演化。在注碳量较高时,Xe离子辐照在样品中产生了大量的Si—C键。与注入未辐照和辐照的低注碳量样品比较,增强的Si—C键的形成,预示着辐照可引起注碳a:SiO2样品中的SiC结构相变。

离子注入/辐照引起Al_2O_3单晶的改性研究

600 K温度下用110 keV的He+,Ne+,Ar+离子注入及320 K温度下用230 MeV的208Pb27+辐照Al2O3单晶样品,研究了离子注入和辐照对Al2O3单晶样品结构和光学特性的影响。从测得的光致发光谱可以清楚地看到,所有样品在波长为375,413和450 nm处出现了强的发光峰,且所有5×1016ion/cm2注入样品的发光峰均最强。经过高能Pb辐照后的样品,在390 nm处出现了新的发光峰。透射电镜分析发现在注入氖样品100 nm入射深度以内形成了高浓度的小空洞(1—2 nm),在Ne沉积区域有少量大空洞形成。傅立叶变换红外光谱分析发现,波数在460—510 cm-1间的振动吸收带经过离子辐照后展宽,随着辐照量的增大,该振动吸收强度显著减弱。1 000—1 300 cm-1对应Al-O-Al桥氧伸缩振动模式的吸收带,辐照后向高波数方向移动。对离子注入和辐照对Al2O3单晶样品结构损伤机理进行了初步探讨。

离子辐照引起的金属/绝缘体界面混合与相变研究

载能离子穿过固体界面引起界面原子迁移使界面原子混合和物质成分变化,从而导致界面发生材料相变。简要介绍了载能离子辐照引起金属/绝缘体界面混合效应及相变现象的主要实验研究进展、低能离子和高能离子辐照引起金属/绝缘体界面现象差异,并对离子辐照引起界面混合及相变的机制进行了初步探讨。

用离子辐照模拟研究反应堆结构材料中金属/金属界面原子扩散行为

介绍了利用载能离子辐照模拟研究反应堆结构材料中金属/金属界面原子扩散行为的实验进展,特别是辐照参数(如辐照剂量、辐照温度、核能损、电子能损以及膜结构等)对界面原子扩散行为的影响,并对可能的机理进行了简要的评述。

铅离子辐照注碳4H-SiC的红外光谱特性研究

主要研究了铅离子辐照注碳4H-SiC样品在3个不同退火温度下傅立叶变换红外光谱的变化。从红外谱的变化可以知道铅辐照注碳4H-SiC样品在一定深度内出现了非晶层,波数在960—1 450 cm-1范围内出现了干涉带,干涉带强度随着退火温度的升高而变弱。1 373 K退火后样品的卢瑟福背散射分析结果显示,一定深度内硅原子的背散射产额明显减少。

重离子治疗计划系统的构想

对重离子束治癌的优势进行简要的回顾,并着重介绍了用于重离子放射治疗的治疗计划系统。治疗计划系统是一套软件系统,不同的硬件设施应有与其相匹配的软件系统,即治疗计划系统。在此基础上,针对兰州重离子加速器的特点提出一些关于治疗计划系统方面的构想。

利用超分次技术进行肿瘤治疗的探讨

以人类肝癌细胞SMMC-7721和正常肝细胞L02为研究对象,以这两种细胞0.3 Gy时超敏感性的存活数据为基础,从理论上探讨了γ射线照射时,用超分次技术治疗肝癌的可能性。经过计算发现:如果目标肿瘤和周围的正常组织超敏感性的存活差异提高到3%,即可利用超分次技术对肿瘤进行治疗。应用超分次进行分次照射时,照射的结果与分次的间隔时间有关。对这一现象的机理进行了一定的探讨,发现时间间隔与细胞G2期的长短可能存在一定的相关性。

~(12)C离子束的剂量学研究

研究了L-α-丙氨酸剂量计测量12C离子辐射的剂量学特性,实验证明丙氨酸剂量计适用于12C离子辐射的剂量学测量。另外,还研究了12C离子照射人外周血诱发的染色体畸变(双着丝粒+着丝粒环)的剂量效应,在0—8.0 Gy范围内拟合的最佳回归方程为Y=0.858 503D+0.361 5×10-2D2。

高电荷态离子~(207)Pb~(36+)与金属Nb表面作用产生的二次离子产额

本文报道了利用兰州重离子加速器国家实验室的ECR离子源引出的高电荷态离子207Pb36+入射到金属Nb表面产生的二次离子的实验测量结果.实验发现,二次离子产额Y随入射初动能Ek的增加有先增加后减小的关系,在初动能为576 keV时二次离子产额达到最大.通过对实验点做高斯拟合发现,曲线峰值对应的入射初动能为602 keV.分析表明,这是势能沉积作用与线性级联碰撞过程协同作用的结果.高电荷态离子本身携带的高势能沉积在靶表面引起势能溅射,促进了二次离子的发射;而主导二次离子溅射的过程是动能溅射,它与靶表面的动量沉积(核能损)过程密切相关.