194 resultados para relativistic heavy ions reactions


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具有特殊结构的SiO2基材料与Si平面工艺具有好的兼容性,在光电技术中的发光二极管、固体显示屏等器件的研制方面有巨大的潜在应用价值。本论文以快重离子与物质相互作用的特点为依据,选择具有重要应用价值的SiO2基材料,研究快重离子辐照在SiO2基材料中引起的强电子激发效应,特别是辐照相变等现象,探索制备具有特殊功能的新型材料的方法,主要开展了如下研究: 1)在单晶Si衬底上通过高温湿法氧化一层SiO2薄膜,制备出SiO2/Si样品;在室温条件下,用能量为100 keV的碳离子注入样品,注入剂量分别为2.0×1017、5.0×1017和1.2×1018 ions/cm2,使样品SiO2薄膜中一定区域内C、Si和O原子达到适当的原子浓度配比;再用能量为308 MeV的Xe和853 MeV的Pb离子在室温下对注碳后的SiO2/Si样品进行辐照,Xe离子辐照是在兰州重离子加速器国家实验室的扇聚焦回旋加速器(HIRFL-SFC)的重离子辐照终端上完成,辐照剂量分别为1.0×1012、5.0×1012、1.0×1013、1.0×1014 Xe-ions/cm2,Pb离子辐照实验是在法国重离子激光交叉学科研究中心(CIRIL,Caen)的中能离子辐照终端(IRASME)完成的,辐照剂量分别为5.0×1011、1.0×1012、2.0×1012、5.0×1012 Pb-ions/cm2;最后用荧光光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱和透射电子显微镜分析等技术对样品进行了表征。研究了样品发光与注碳剂量、辐照剂量和离子在薄膜中电子能损值的依赖关系,辐照引起SiO2薄膜中微结构改变与实验参数的依赖关系。发现快重离子辐照能显著改变注碳SiO2/Si样品的发光特性,如在5.0×1012 Pb-ions/cm2辐照的注碳2.0×1017 ions/cm2的样品中,探测到了很强的位于456、484和563nm的发光;在电镜照片中观察到了8H-SiC纳米晶及其他微结构的形成。基于实验结果,对薄膜发光特性与微结构改变之间的关系进行了初步探讨。 2)利用磁控溅射在单晶SiO2表面沉积Ni薄膜,制备了Ni/SiO2样品;在室温下用能量为308MeV的Xe和853MeV的Pb离子辐照Ni/SiO2样品,离子穿透Ni薄膜和Ni/SiO2界面,Xe、Pb离子辐照分别在HIRFL-SFC和法国CIRIL的IRASME辐照终端上完成,辐照剂量为1.0×1012、5.0×1012 Xe/cm2和5.0×1011Pb/cm2;用卢瑟福背散射技术和X射线衍射谱对样品进行了分析,研究了界面原子混合及相变效应与辐照剂量、电子能损值的依赖关系。发现快重离子辐照能引起Ni/SiO2样品界面处原子的混合,并导致界面形成NiSi2或Ni3Si新相,且原子扩散量随辐照剂量和电子能损值的增大而增大。 3)以热峰模型原理为基础,对实验观测到的快重离子辐照效应特别是电子能损效应的产生机理进行了探讨

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本项工作选择了不同种类、不同电荷态的从低能到高能的多种荷能重离子,对C60薄膜进行了辐照。并且通过多种分析测试手段(Raman、FTIR、XPS、AFM)分析了荷能重离子在C60薄膜中的辐照效应,并对机理进行了研究。同时也研究了低能B离子在碳的三种同素异构体:石墨、金刚石和C60中引起效应的差异。对于以弹性碰撞为主导的低能区,用170keV B离子辐照了碳的三种同素异构体,并从这些辐照样品的Raman谱数据演绎出了C60、金刚石和石墨的损伤截面σ。首次在完全相同的辐照条件下,研究了碳的三种同素异构体对辐照的敏感性和结构稳定性的差异,研究结果表明:C60对B离子辐照的敏感性最强,金刚石次之,相比之下石墨在B离子辐照下结构最为稳定,而且在辐照过程中,随辐照量的增加三种靶材料遭破坏的程度截然不同,表明它们的辐照敏感性差异随辐照量而变化。由XPS谱得知,在最高辐照量下石墨的sp2 C转变不多;而金刚石的sp3 C基本转变成了sp2 C。再次证明在B离子辐照下石墨的结构最为稳定。随着170keV B离子辐照量的增加,C60薄膜的FTIR和Raman谱中各激活模的强度都有不同程度的衰减,最终消失,即C60分子完全被破坏。在B离子的辐照下,C60分子的不同红外激活模和Raman激活模的辐照敏感性和结构稳定性也有差异:在C60分子的4个红外激活模中,T1u(4)对辐照最为敏感,而T1u(2)最为稳定。并率先确定了明显可见的5个Raman激活模对辐照的敏感性和结构稳定性的差异,其中Hg(4)对辐照最敏感,而Hg(3)最稳定。在以非弹性碰撞为主导的高能区,用2.15GeV的Kr离子辐照了多层堆叠的C60样品,辐照样品的分析结果表明:在相同能量或相同电子能损下,C60分子的辐照损伤随辐照量的增加趋于严重;而在相同辐照量下,C60的损伤程度随电子能损的增加而增强;但C60分子的损伤在某居中的电子能损值和辐照量下有一定的恢复。在电子能损相同或相近时,速度较低的Kr离子对C60分子的损伤更为严重,揭示了团簇材料的快重离子损伤建立过程中的离子速度效应。为了研究低速高电荷态离子在C60薄膜中引起的辐照效应,用不同电荷态的Xe离子辐照了C60薄膜。由AFM形貌图可知,不同电荷态Xe离子辐照C60薄膜,使其表面形貌发生了不同程度的改变。其粗糙度随着辐照Xe离子电荷态的不断增加而不断减小

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马蔺子是鸢尾科植物马蔺的干燥成熟的种子。本科植物的种子中富含对醌类化合物,据报道马蔺子甲素具有对γ射线的辐射增敏作用。本文研究了马蔺子甲素的分鉴定,基衍生物的制备以及对荷 S180 小鼠的重离子增敏作用。在研究马蔺子甲素 Q 以及衍生物 Q1-Q8 对荷 S180 小鼠的辐射增敏作用时,分别在有氧和乏氧条件下进行,小鼠被随机分成 6 组,对照组,γ射线照射组,碳离子照射组,背地里纯用药组,γ射线合并用药组,碳离子合并且药级。乏氧条件是通过夹住小鼠的茶瘤肢造成局部缺氧 20 分钟。马蔺子甲素及衍生物用叶温 -80 及生理一盐水稀释,在辐照前用药。γ射线的照射剂量为18Gy,而碳离子选用剂量为 6Gy, 肿瘤体积每隔 2 天测定一次,我们通过计算肿瘤的抑瘤率(IR),增敏比(SER),氧搁置比(OER)发现,在乏氧情况下 Q、Q7、Q8 全并碳离子的增敏比大于有氧情况下,同时氧搁置比降低,而抑瘤率和体外细胞毒率(HCR)的选择性增加。这一结论表明,某些对醌类化合物有选择性的增加乏氧细胞的敏感性。肿瘤中的乏氧细胞一直被认为是放疗不能完全奏效的主要原因,生物还原性药物在肿瘤的治疗中能杀死实体瘤中对射线不敏感的细胞。SR-4233 是一苯并三嗪二氧化物,它已被证明具有放射增敏作用,并且有选择性的细胞毒作用。通过 Beirut 瓜合成了两个(M1,M2) 喹喔啉类化合物,对荷 S180 小鼠的增敏作用实验分为 6 组,在乏氧情况下,单纯碳离子照射的抑瘤率 58.8%,而合并 M2 为 66.36%,合并 M1 为 70.1%。通过紫外光激发 M1 分子的 ESR 谱发现,此类化合物在光激发下发生 O-N=C-C=N-O 体系的的电子转移引起的双键转移,形成氮氧双自由基。推测碳离子可能产生更多的稳定自由基作用于 S180 瘤组织。同时研究了用重离子对乙酰甲喹、喹酰氨醇及 BF0 的结构改性,其可能性及机理通过对其结构与生物活性的分析得到,因为辐照生成的产物复杂且量非常小,分析结构工作困难,然而发现经辐照后搞菌作用明显提高。从这个实验我们和道重离子与药物分子的作用不仅有能量的沉积而且有质量的沉积,这不同于X,γ射线。由于这种原因重离子引起药物结构改变较X,γ射线更重要,重离子作用机制有自己的特点,有待于深入认识,因此加强重离子药物分子改性的基础研究有重要意义。

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在过去的几年里,利用兰州重离子加速器(HIRFL)提供的束流,以及在OUVERTURE合作研究中,利用意大利国家核物理研究院南方实验室(INFN-LNS)超导回旋提供的束流,进行了多次中能区重离子核反应实验研究工作。如,最初的46.7MeV/u ~(12)C+~(58)Ni,~(115)In,~(197)Au的实验及30MeV/u ~(40)Ar+~(58)Ni,~(64)Ni~(115)In和30MeV/u Ni轰击Ni,Au,Al在MULTICS+MEDEA:4π装置上进行的实验工作。此外,本人还从事过一些理论研究工作,包括多粒子散射形式理论和相关数学物理问题研究,量子分子动力学和量子统计模型计算。本文是从事这些核物理研究工作的积累,主要侧重于实验结果的物理内容分析,而不强调实验技术,数据处理的技巧。主要的物理内容有以下几个方面:1.对于利用双同位素产额比提取同位素核温度的方法进行研究推广,使得对于实验中碰到的仅有部分能谱可以实现很好同位素分辩的情况,即使不能得到总的同位素产额,仅仅通过一段能区的同位素产额也可提取核温度。用于具体的实验研究工作中后,对于46.7MeV/u ~(12)C+~(58)Ni,~(115)In,~(197)Au核反应过程,同一体系利用这种方法得到的同位素核温度和利用粒子非稳态布居提取的核温度一致。2.围绕核反应过程中核温度的参量的提取,对于双同位素产额比与核温度的刻度关系进行了分析研究,通过计算考虑中等质量碎片(IMF)内部激发能后的内部配分函数表明,中等质量碎片的内部激发对刻度关系有重要影响。零阶近似下区域密度近似的结果和Gemini模拟计算的结果反映了相同的情况。3.研究核反应机制,多个粒子散射的形式理论的必需的,对于两体散射,其形式理论已经比较成熟,但是对于多个粒子散射问题出现的严重的困难是多体Lippmann-Schwinger方程无唯一收敛的解。作为一种探索性的研究工作,开展了多体散射理论研究工作,发展了一些具有普遍意义的数学物理方法。在本项研究工作中,通过能基础数学中的约当引理的推广,发现一个特例:对非连接图,Lippmann-Schwingwer方程存在收敛的解,因此多体散射形式理论,有可能重新建立。由于核力和多体问题是当今核物理研究的两大难点,世界各国的科学家都在努力以图攻克它们,而且多体问题还是物理学的其它许多领域的难题,因而多体散射还是引起诸多研究学科广泛兴趣的课题。通过发展一些新的数学理论和方法,我们已得到一些有意义的结果。4.将量子分子动力学这种中高能量区域所用的理论分析方法扩展至较低能区,通过对相空间中初始位置和动量抽样增加限制条件。如结合能和实验值要求一致,平均核势,核内Pauli阻塞更强一些,在演化中能量和动量守恒等等。得到一个很稳定的初始基态。均方半径保持不弥散的时间可达1600fm/c,用于研究10.6MeV/u Ne~(20)+Al~(27)的实验分析过程中。另外,量子统计模型(QSM)主要描述中心核-核碰撞,将它和碎裂模型结合,作一些改进后,可以对核-核碰撞进行统一描述。5.在中能核反应研究中发现,核反应过程中有大量的中子,轻带电粒子以及中等质量碎片发射出来,可以将这些粒子发射机制大致分为两大类。其中一类可以归结为动力学发射过程的产物。另一类则可以归于统计发射的产物。在低能核反应中,其发射能谱的斜率的负倒数,可作为复合核的核温度。而在中能重离子核反应中,其发射能谱变得很复杂,不再具有Maxwell分布。通常的三源拟合所给出的温度参数,已不能反映物理实质。提出多阶矩分析方法用于分析中能核反应中统计发射规律及受动力学过程的影响。

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本工作用兰州重离子加速器提供的2.1GeV的Kr离子分别在空气和真空条件下辐照了多层堆叠的聚苯乙烯薄膜样品,辐照剂量在5 * 10~(10)到3 * 10~(12)ions/cm~2之间,辐照温度在室温附近。辐照后对样品分别进行了傅立叶变换红外光谱和紫外可见光谱的测量,由此研究了快重离子辐照聚苯乙烯产生的物理和化学改性。实验结果表明,聚苯乙烯经Kr离子辐照后发生了降解,包括苯环在内的大部分官能团遭到破坏,相应特征峰的吸光度随辐照剂量和能损的增加而减小。与此同时,辐照还在1650-1750cm~(-1)之间和3300cm~(-1)处产生了新的吸收峰,其分别对应于C=O双键的分子振动和C≡C-H的C-H伸缩振动,表明辐照在聚苯乙烯中产生了炔基。实验发现产生炔基需要离子有足够高的电子能损值,在聚苯乙烯中该能损阈值约为1.0keV/nm。在材料经辐照发生降解的同时,样品的光吸收边界逐渐红移,并伴有透光率的下降。详细的测量显示,在紫外可见区材料吸光度的增加随剂量近似呈线性关系,随能损呈约二次方的指数关系。通过对2.1GeV的Kr离子和1.4GeV的Ar离子辐照结果的比较还发现,快重离子辐照产生的物理化学改性不仅与离子的能损有关,还与离子的速度有关。在同一能损条件下,速度越小,产生的效应就越大。文中用径向能量沉积密度和有效化学反应半径对上述结果进行分析讨论。

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本文简要介绍了快重离子在固体材料,特别是在高分子材料和团簇材料中引起强电子激发效应研究的发展历史、研究现状和基本理论。重点描述了在兰州重离子加速器(HIRFL)上完成的2.1 GeV Kr离子辐照聚碳酸酷CPC)膜的实验和辐照样品的傅立叶变换红外光谱(FTIR )和紫外/可见光谱(UVIVIS )分析。FTIR分析结果表明,高能Kr离子在PC膜中引起的辐照效应主要是键的断裂和材料的降解。随着电子能损和辐照剂量的增大,材料逐渐碳化,同时有炔基生成。在UVNIS中,380, 450, 500nm波长处的吸光度之差(A-A_0)与剂量近似成线性关系,与电子能损呈确定的指数关系(指数分别为1.69,1.86和2.02);与电子能量沉积密度也近似成指数关系。描述了在HIRFL上完成的2.0GeV Xe离子辐照C_(60)薄膜的实验和辐照样品的FTIR谱、拉曼谱(Raman)和X射线衍射谱(XRD)分析。分析结果表明:2.0 GeV Xe离子辐照C60薄膜引起的损伤过程主要取决于强电子激发,在特定电子能损处,损伤的部分恢复是由于强电子激发的退火效应引起的。快重离子辐照产生的物理化学改性不仅与离子的电子能损有关,还与离子的速度有关。在同样的电子能损下,速度越小,产生的效应就越明显。

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用55MeV/u的~(40)Ar,离子对国内第一台专用的单粒子效应加速器模拟实验装置的注时探测器、能量探测器以及均匀度探测器进行了刻度。利用高能~(136)Xe离子获得了静态存储器IDT71256的单粒子翻转饱和截面和单粒子闭锁截面,在国内首次得到了该器件完整的G一LET曲线。并用改进的FONT方法预示了该器件以及其它常用宇航器件的在轨翻转率;用FOM公式、Barak经验公式和Lar叮模型推算这些器件的质子饱爪佩截而,少一仁对二种方法推算的结果进行了比较;探讨了利用HIRFL提供的高能~(12)C离子来模拟质子引起的单粒子效应的可能性;利用翻转截面与离子入射角度的关系估算了IDT71256敏感区的厚度以及聚酞亚胺膜的厚度,获得了截面与离子沉积能量的关系,临界沉积能量与临界LET值吻合,聚酞亚胺膜的厚度与对同类器件测量的结果一致;研究了离子入射角度对多位翻转的影响,在高LET值轰击下以及高能离子掠射的情况下,IDT71256多位翻转的比例可以高达70%,对于MBU敏感区中沉积的总能量及其分布范围是两个重要的参数;IDT71256单粒子翻转截面的角度效应主要是多位翻转的贡献;对实验中各种误差来源进行了分析。部分研究结果己经应用于星载七卜算机系统的抗辐射加固设计,建立的实验方法和理论模型为利用HIRFL开展宇航器件单粒子效应敏感度的评估奠定了坚实的基础。

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目的:木论文重点研究重离子不同剂量离子辐照后DNA损伤程度的变化,以及进而引起的细胞周期改变等现象。为重离子治癌的临床应用积累必要的基础数据。材料与方法:采用兰州重离子研究装置(HIRFL)加速的碳、氖等重离子辐照体外培养的贴璧肿瘤细胞,以单细胞电泳法(SCGE)检测DNA的损伤程度;以流式细胞技术(FCM)检测细胞的周期改变现象。结果:1.SMMC-7721月干癌细胞经重离子(氖、碳)辐照后,DNA损伤现象明显,表现为单细胞电泳中出现的普遍的拖尾现象(t-test,P<0.001,compared with control。2.80MeV/u 2ONe10+辐照后立即检测发现:2Gy造成100%的细胞损伤:8Gy照射造成80%的细胞严重损伤:且彗尾拖尾长度随剂量增加早.指数关系增长,仔值为0.99058。3.辐照后12小时,若干不同剂量辐照的样品其彗尾长度趋于相同:如05协、Ic)和ZGy辐照样品的彗尾长度分别为132.3±12.8、132.9±9.5和133.1±11.7μm,24h,时为35.0±3.9、35.5±4.1和48.2±6.Oμm,这说明在一定剂量范围内(0.5-2Gy)的辐照下,随着修复时间的延长,细胞DNA的损伤程度将趋于相同。同时,细胞继续孵育12小时,对于0.55-2Gy辐照组来说DNA的损伤情况是24小时内操作最严重的。4.辐照后24小时,0.5-2Gy辐照组埙份明显修复,略高于对照,但是对于4Gy和SGy辐照组仍带有明显的损伤现魏。簇说眼熏离子辐照(>4Gy)所致DNA报伤的不足修复性。5,DNA的损伤将导致细胞通过一系列调节机制抑制细胞周期的进行,为DNA修复系统提供充足的时间进行DNA修复,从而造成明显的细胞周期阳.滞现琢,这在重离子辐照实验中同样得到证实,尤其是S期、G2/M期阻净带现象非常明显。

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Effect of fluoride ions introduction on structural, OH- content and up-conversion luminescence properties in Er3+-doped heavy metal oxide glasses have been investigated. Structure was investigated, indicating that fluoride has an important influence on the phonon density, maximum phonon energy of host glasses. With increasing fluoride content, the up-conversion luminescence intensity and quantum efficiencies increase notably, which could not be explained only by the maximum phonon energy change of host glasses. Our results show that, with the introduction of PbF2, the decrease of phonon density and OH- content contributes more to the enhanced up-conversion emissions than that of maximum phonon energy. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

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197Au were irradiated with 47 MeV/u 12C ions. Iridium was produced via the multinucleon transfer reactions in bombardments of 197Au with 12C. and was separated radiochemically from Au and the mixture of the reaction products. The γ radioactivities of Ir isotopes were measured by using a HPGe detector. The production cross sections of Ir isotopes were determined from activities of Ir isotopes at the end of bombardment and the other relative data. It has been found that the cross sections for neutron-rich iso...

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Within the framework of a dinuclear system (DNS) model, the evaporation-residue excitation functions and the quasi-fission mass yields in the 48Ca induced fusion reactions are investigated systematically and compared with available experimental data. Maximal production cross sections of superheavy nuclei based on stable actinide targets are obtained. Isotopic trends in the production of the superheavy elements Z = 110, 112–118 based on the actinide isotopic targets are analyzed systematically. Optimal evaporation channels and combinations as well as the corresponding excitation energies are proposed. The possible factors that influencing the isotopic dependence of the production cross sections are analyzed. The formation of the superheavy nuclei based on the isotopes U with different projectiles are also investigated and calculated.

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Excitation energies and electron impact excitation strengths from the ground states of Ni-, Cu- and Zn-like Au ions are calculated. The collision strengths are computed by a 213-levels expansion for the Ni- like Au ion, 405-levels expansion for the Cu-like Au ion and 229-levels expansion for the Zn-like Au ion. Configuration interactions are taken into account for all levels included. The target state wavefunctions are calculated by using the Grasp92 code. The continuum orbits are computed in the distorted-wave approximation, in which the direct and exchange potentials among all the electrons are included. Excellent agreement is found when the results are compared with previous calculations and recent measurements.

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The shell correction is proposed in the improved isospin dependent quantum molecular dynamics (Im-IQMD) model, which plays an important role in heavy-ion fusion reactions near Coulomb barrier. By using the ImIQMD model, the static and dynamical fusion barriers, dynamical barrier distribution in the fusion reactions are analyzed systematically. The fusion and capture excitation functions for a series of reaction systems are calculated and compared with experimental data. It is found that the fusion cross sections for neutron-rich systems increase obviously, and the strong shell effects of two colliding nuclei result in a decrease of the fusion cross sections at the sub-barrier energies. The lowering of the dynamical fusion barriers favors the enhancement of the sub-barrier fusion cross sections, which is related to the nucleon transfer and the neck formation in the fusion reactions.