兰州重离子加速器冷却储存环

兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR,是一个多用途、多功能的双冷却储存环同步加速器系统,由主环CSRm和实验环CSRe构成,并以兰州重离子级联回旋加速器HIRFL作注入器。CSR利用高频变谐波的方法,将重离子束的能量从7~25 MeV/u同步加速到200~1 000 MeV/u,同时利用重离子储存环中空心电子束冷却技术将束流品质提高1个数量级,并通过储存环的快引出及慢引出,提供多种类的重离子束以及放射性次级束(RIBs),以开展范围更广精度更高的物理实验。该装置于2007年投入运行,已取得了重要的运行结果,如实现了剥离注入与多圈注入、空心电子束对重离子束的冷却与累积、变谐波宽能区同步加速、等时性环型谱仪、RIBs的产生收集与ToF高分辨质量测量以及高能重离子束的变能慢引出等。

CSRe团簇内靶的温度控制系统的设计

介绍了国家重大科学工程项目——兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)的实验环(CSRe)团簇内靶的温度控制系统。这个系统主要通过远程控制加热功率来改变喷嘴的温度。温度的测量是通过测量铜丝的电阻得到,加热电流和测量部分构成反馈回路,实现温度的自我调节和手动调节,以满足实验的要求。

一种经济可行的远程实时监测系统

本文主要介绍了一种基于TI公司MSC1210的经济可行的对前端电源模拟量的远程实时监测系统,在监测频率要求不高的情况下,可以取代NI的6133数据采集系统。

CSRe与RIBLLⅡ实时数据交互系统

介绍了国家重大科学工程项目——兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)的实验环(CSRe)以及RIBLLⅡ的子系统——实时数据交互系统。该系统主要实现对前端电源设备的实时同步控制,具体的实现方法是从控制Web界面输入的前端控制设备所需的数据信息传送至中心Oracle数据库,再更新至前端服务器的Oracle数据库,随后传送至ARM板中的sqlite数据库,给DSP板提供输入数据信息,通过同步触发事例对电源设备进行同步实时控制。该系统正在RIBLLⅡ的测试中,运行正常、可靠性强、性能稳定。

~(12)C~(6+)重离子辐照对人肝细胞、肝癌细胞端粒酶活性表达的影响

为探索碳离子束辐照对细胞中端粒酶活性的变化,利用兰州近代物理研究所重离子研究装置(Heavy ion research facility in lanzhou,HIRFL)产生的碳离子(31MeV/μ12C6+),以人肝细胞HL-7702,肝癌细胞SMMC-7721为实验对象,用不同剂量1Gy、2Gy、3Gy、4Gy的重离子分别对两种细胞进行照射,用多聚酶链式反应-银染端粒重复序列扩增法(PCR-telomeric repeat amplification protocol,TRAP-PCR)银染端粒重复序列扩增法检测不同剂量下细胞端粒酶活性的变化。结果显示,人肝细胞HL-7702自身没有端粒酶活性,经1Gy辐照后也没有端粒酶活性,在2和3Gy处出现端粒酶活性,4Gy处端粒酶活性又消失。肝癌细胞SMMC-7721在1～3Gy处随着剂量的增大端粒酶活性升高,在4Gy处又开始下降;在1～3Gy处随着时间的推移端粒酶活性随着时间而加强(p<0.05)。分析得知,重离子辐射可以诱导人肝细胞产生端粒酶活性,也可以改变肝癌细胞的端粒酶活性。端粒酶参与细胞受辐照后DNA单链损伤的修复;辐照后DNA双链断裂导致端粒酶活性减弱。本实验使重离子在辐照治疗中的优势得以体现。

当归新品系“DGA2000-02”与对照品种的遗传差异分析

当归新品系"DGA2000-02"是利用兰州重离子加速器研究装置(HIRFL)对"岷归1号"进行重离子束辐照选育出来的。与岷归1号相比,DGA2000-02表现出更强的抗病性,产量也有较大提高。对这两个品种的表型、品质及遗传差异进行了系统的分析。为将来进一步选育产量高、品质好及抗逆性强的新品种提供研究基础。

丰中子奇异核~(17)B的实验研究

在兰州重离子加速器国家实验室(HIRFL)放射性次级束流线(RIBLL)上,用束流透射法测量了丰中子奇异核17B与C靶反应的总截面.假定17B具有15B(核芯)+2n结构,采用Gauss+HO形式的密度分布和零力程Glauber模型进行计算的结果可以很好地拟合实验数据,并得出17B的密度分布有一个很大的弥散,表明17B是双中子晕核.

中能重离子微束辐照装置的研制

微束辐照装置是将辐照样品的束斑缩小到微米量级,能够对辐照粒子进行准确定位和精确计数的实验平台,是开展辐照材料学、辐照生物学、辐照生物医学以及微加工的有力工具.中国科学院近代物理研究所(IMP)正在研制中能重离子微束辐照装置.该装置以兰州重离子加速器(HIRFL)系统提供的中能和低能重离子束流为基础,采用磁聚焦方式形成微米束.束运线上两台铅垂方向的偏转磁铁辅以四极磁铁构成对称消色差系统,将束流导向地下室,再用高梯度的三组合四极透镜强聚焦形成微米束斑,在真空中或大气中辐照样品.它将成为国内首台能够提供从低能(10MeV/u)到中能(100MeV/u)的重离子微束的公共实验平台,用于定位、定量照射靶物质(生物细胞、组织或其它非生物材料等),有助于深入揭示重离子与物质相互作用的本质,也为探索重离子辐照效应的应用提供新的手段.

四级差分真空系统压力分布计算

介绍了与差分真空系统相等效的电子学电路,用PSpice仿真计算四级差分真空系统各级真空室压力分布,得到了4号真空室的理论压力,并和实验结果作比较,得出了可以用等效电子电路模拟计算真空系统中压力分布的结论。

RIBLLⅡ与CSRe中束流控制系统的设计

介绍了兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)的实验环CSRe以及次级束线RIBLLⅡ中束流控制系统的设计。该系统主要采用了Java,COM,Oracle,ARM,DSP,FPGA等技术实现了对磁铁电源的实时、同步控制,已达到对束流的控制。该系统已经运行于现场的束流调试中,并在RIBLLⅡ的束流调试中运行正常、性能稳定。

中能区丰中子核~(11)Li的反应总截面的测量(英文)

利用HIRFL提供的50MeV/u的~(13)C束流轰击Be靶,通过RIBLL选择出放射性核素~(11)Li.实验采用透射法测量了25—45MeV/u的~(11)Li在~(28)Si靶上的反应总截面.采用双参数Gauss密度分布形式,利用Glauber模型很好地拟合了高能和中能区的~(11)Li实验数据,并从密度分布中提取了核的物质均方根半径.

基于FPGA的VME总线控制器及其驱动程序

本文论述了用于兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)前端控制系统的总线控制器的FPGA设计及其基于ARM-Linux下的驱动程序设计。该总线控制器采用Altera公司的ACEX系列中的EP1K30实现,通过VME总线背板同其它VME设备(CPLD)通信,可读VME设备数据,监视电源运行状况,也可向VME设备发送命令和写数据,并且能够响应VME设备中断,读中断数据。为了能够通过AT91RM9200控制器访问VME总线控制器,必须为其编写相应的驱动程序。驱动程序定义了应用程序调用接口和数据格式,并实现了中断机制、多进程访问和数据的突发(burst)读写。

高LET重离子照射人肿瘤细胞的DNA双链断裂及修复研究

依托兰州近代物理研究所的HIRFL装置对人肝癌细胞SMMC-7721进行高LET的重离子辐照,同时利用脉冲场凝胶电泳研究高LET辐射引起的细胞DSB及其修复的特点。对于不同离子的辐射进行了比较分析,探索重离子的辐射生物学效应机理。结果发现,随着剂量的增加,初始DSB在给定剂量范围内呈线性增长,LET较高的氩离子的剂量效应曲线具有较大的斜率。对于DSB分布情况的研究发现,LET不同,大小片段的分布随着剂量的变化呈现不同的变化情况。修复研究显示两种LET辐射的快修复在30min左右都已经结束,此后都开始了慢修复,对于高LET的氩离子辐射来说,快修复和慢修复完成的修复量均高于较低LET的碳离子辐射。4h时,两种辐射残余的DSB基本一致。结果证明了高LET辐射下初始DSB与剂量的线性依赖关系,且发现不同种类的离子辐射引起的DSB的剂量效应曲线的斜率不同。结果也显示了DSB的非随机分布现象和DSB修复的双阶段模式,发现LET、离子种类和剂量对于DSB的片段非随机分布同时存在影响,同时修复结果提示慢修复机制和错修复在高LET辐射引起损伤的修复研究中可能具有重要意义。

低剂量碳离子全身辐射对小鼠淋巴细胞增殖及血清干扰素的影响

目的:观察小于0.1Gy剂量碳离子全身辐射引起的小鼠脾淋巴细胞增殖及血清干扰素的变化。方法:实验于2006-11在中国科学院近代物理研究所医学物理实验室进行。①实验过程:取昆明系小鼠30只,采用完全随机设计方法分为5组,每组6只,采用离子束进行全身照射。12C6+离子照射在兰州重离子研究装置(HIRFL)辐照终端进行,照射剂量为0,0.01,0.03,0.05,0.10Gy。麻醉照射后24h,小鼠摘眼球取血。②实验评估:采用ELISA法测定血清γ-干扰素含量,操作严格按试剂盒说明进行。将眼球取血后的小鼠脱颈处死,无菌条件下取出脾脏,常规制备单细胞悬液,采用MTT法检测刀豆蛋白A和脂多糖对脾淋巴细胞的增殖作用。结果:30只小鼠均进入结果分析。①辐射对小鼠血清干扰素的影响:与未照射正常小鼠比较,0.01Gy和0.03Gy碳离子束照射后,小鼠血清中γ-干扰素含量明显增高(P<0.05)。照射剂量继续增大至0.05Gy和0.10Gy时,血清γ-干扰素含量下降。②辐射对小鼠脾淋巴细胞增殖的影响:与未照射组比较,0.01Gy碳离子束照射可明显促进刀豆蛋白A诱导的T淋巴细胞增殖和脂多糖诱导的B淋巴细胞增殖(P<0.001,P<0.001),其促进作用与0.03Gy组比较,差异有显著性意义(P<0.01)。0.05Gy照射开始抑制脾淋巴细胞增殖指数,当照射剂量增大为0.10Gy时显示出明显的抑制作用。结论:0.01Gy和0.03Gy碳离子束照射能刺激淋巴细胞增殖,并能诱导γ-干扰素活性以增强机体免疫力。

电源远程控制中非线性误差的软件补偿

本文介绍应用MSC1210实现的HIRFL-CSR大科学工程束流注入线电源远程控制系统的实现原理及其中电源非线性部分远程给定与回读误差的软件补偿方法,从而提高了电源远程调节的读写误差,以满足HIRFL-CSR大科学工程对电源远程调节的高精度的要求。