Institutional Repository of Institute of Modern Physics, CAS
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Dynamic studies of HIRFL-CSRe
No full text非线性动力学对于环形加速器，尤其是对现代新型的加速器来说，起着越来越重要的作用。非线性力的引入使得束流在真空管道中的稳定性大大降低，对物理实验产生较大的影响。所以对束流动力学尤其是非线性动力学的研究已成为加速器研究中的一个必要的、重要的课题。 本文首先对加速器物理的基础知识和兰州重离子加速器冷却储存环及其实验环（HIRFL-CSRe）做了一定的介绍。然后给出了非线性力存在时的动力学孔径的理解和此时动力学孔径的多种研究方法。 接着本论文对束流的共振情况做了推导和描述，用映射的观点，通过Normal Form这一数学工具研究了CSRe的非线性动力学。然后用加速器常用的软件（COSY INFINITY）研究了HIRFL-CSRe在各种状态下由于高阶场误差带来的非线性力对各阶共振力的影响。 最后，也是本文的核心部分。用MAD程序研究了CSRe横向动力学。对CSRe色品进行了校正，并计算了色品六极铁对CSRe Lattice的影响。对CSRe理想Lattice的动力学孔径进行了计算，然后根据实际测磁数据计算了CSRe在有二极铁和四极铁高阶误差等多种情况下的动力学孔径，最后通过实际实验时的束流的各种参数的测量说明了理论计算和实际情况一致，强度和稳定性都能够满足物理实验的要求。 本论文对CSRe系统的运行和CSRe各项实验有着一定的实际意
Application of Capacitive Beam Position Monitor in HIRFL-CSR Electron Cooling Experiments
No full text高效率的电子冷却过程，要求电子束与离子束相互平行，要求电子束与离子束同轴。为了同时测量电子束与离子束的相对位置和夹角，考虑了容式、感式、条带型束流位置探针特点以及电子冷却段实际情况，在HIRFL-CSR电子冷却装置上建立了以容性圆筒形极板为感应电极、NI公司PXI-5105高精度数字化仪为数据采集设备、PET公司P/N AM-4A-000110-11030N型宽带放大器为信号处理电路的束流位置测量系统。通过测量束流通过探针时在极板上产生的脉冲信号，对其进行傅立叶变换得到频谱信号，分析四个不同电极上的频谱信号强度获取束流的位置信息。同时，为了调整电子束与离子束的相对位置和夹角，建立了一套以ADLINK公司的PCI-9113和PCI-6216数据卡为主，针对电子冷却装置中各螺线管电源、静电偏转板电源、校正线圈电源的控制系统，完成了校正线圈、静电偏转板以及螺线管对电子束位置的偏移、扫描，实现了电子束的位置、角度调整。 通过使用位置测量系统、电子束位置调整系统获得了校正线圈、螺线管、静电偏转板对电子束的位置偏移能力以及电子束的流强、电流密度分布、径向尺寸、绝热展开因子对束流位置的影响。在冷却累积过程中进行了改变电子束与离子束相对位置、夹角的实验，观察到了冷却力和离子束流强随相对位置、夹角的变化趋势，进而优化相对位置和夹角，实现高冷却效率。 根据实验数据分析了位置测量系统的系统误差来源和精度，提出了今后提高束流位置测量系统、调整系统稳定性、精确性而需要进行的工作；在此基础上使用测量系统、调整系统进行了电子束、离子束相对位置和角度对冷却效果的影响等电子冷却相关实验工作高效率的电子冷却过程，要求电子束与离子束相互平行，要求电子束与离子束同轴。为了同时测量电子束与离子束的相对位置和夹角，考虑了容式、感式、条带型束流位置探针特点以及电子冷却段实际情况，在HIRFL-CSR电子冷却装置上建立了以容性圆筒形极板为感应电极、NI公司PXI-5105高精度数字化仪为数据采集设备、PET公司P/N AM-4A-000110-11030N型宽带放大器为信号处理电路的束流位置测量系统。通过测量束流通过探针时在极板上产生的脉冲信号，对其进行傅立叶变换得到频谱信号，分析四个不同电极上的频谱信号强度获取束流的位置信息。同时，为了调整电子束与离子束的相对位置和夹角，建立了一套以ADLINK公司的PCI-9113和PCI-6216数据卡为主，针对电子冷却装置中各螺线管电源、静电偏转板电源、校正线圈电源的控制系统，完成了校正线圈、静电偏转板以及螺线管对电子束位置的偏移、扫描，实现了电子束的位置、角度调整。 通过使用位置测量系统、电子束位置调整系统获得了校正线圈、螺线管、静电偏转板对电子束的位置偏移能力以及电子束的流强、电流密度分布、径向尺寸、绝热展开因子对束流位置的影响。在冷却累积过程中进行了改变电子束与离子束相对位置、夹角的实验，观察到了冷却力和离子束流强随相对位置、夹角的变化趋势，进而优化相对位置和夹角，实现高冷却效率。 根据实验数据分析了位置测量系统的系统误差来源和精度，提出了今后提高束流位置测量系统、调整系统稳定性、精确性而需要进行的工作；在此基础上使用测量系统、调整系统进行了电子束、离子束相对位置和角度对冷却效果的影响等电子冷却相关实验工
Studies on Screening of Biocontrol Bacterium BJ1 Mutation by Ion Irradiation and the Mechanism of Induced Resistance
No full text目的： 利用重离子辐照技术选育出对农作物具有更好防病促生作用的突变生防菌株，探讨利用突变株诱导黄瓜对枯萎病菌产生抗病性的作用机制。 材料与方法： 采用兰州重离子研究装置(HIRFL)加速的碳离子束辐照生防菌BJ1，测定抑菌能力、抑菌谱，确定对该菌株最适宜的离子辐照参数，选育突变菌株。对突变株进行室内盆栽和田间防病促生试验。对原菌株和突变株进行16SrDNA和生理生化反应鉴定，确定分类地位。以突变株为对象进行诱导黄瓜对枯萎病菌产生抗病性的实验。 结果与结论： 1.重离子辐照生防菌BJ1的存活曲线随剂量的增加，呈先降后升再降的马鞍型变化，但是由于离子的能量不同也存在差异，表现为在相同的剂量下，能量越低其能量沉积效应即传能线密度（LET）越大，致死率越高。诱变效果随LET的不同也不尽相同，高LET时的突变株不但有更广的抑菌谱而且抑菌活性较对照也有比较大的提高，在存活率较高的条件下，低剂量就可以得到较多的突变体，有利于筛选优良的正突变体； 2.对于生防菌BJ1最适宜的12C6+辐照参数应选择剂量在200-400Gy，LET为60keV/m范围可筛选获得抑菌活性较高的菌株； 3.通过12C辐照结合抑菌试验最终获得了突变菌株154，该突变株通过20代的移植能够稳定遗传； 4.利用突变株154对黄瓜枯萎病菌进行室内盆栽促生试验，结果表明突变株154能够使促进黄瓜幼苗的生长发育，同时提高了黄瓜植株的抗病性，在对黄瓜枯萎病的防治效果上经154处理的达到了70.34%，高于原菌株和农药防治的效果； 5.传统的生理生化特征结合16SrDNA同源性比对的方法，对菌株BJ1及其突变株154的鉴定结果表明二者均属枯草芽孢杆菌，亲缘关系近，但是突变株154生化测定不同于原菌株，表现为抗菌物质的产量较高； 6.BJ1、154都可在番茄、当归和黄芪的根部有效的定殖，适应根部的生长环境， 并且154的定殖能力稍强； 7.BJ1、154防治当归麻口病效果较好，防治效果最好的是154的20倍液浸苗，防效为82.6%；BJ1的20倍液浸苗与154的10倍液浸苗对麻口病防治效果差别不大，防效分别为78.3%、75.62%；其余处理防效低于62%。 8.BJ1和154处理黄瓜幼苗后，植物体内一系列与抗病性有关的保护酶的活性均有不同程度的提高，因而可认为这些酶活性的改变与生防菌诱导的黄瓜对枯萎病的抗性可能有一定的相关性目的： 利用重离子辐照技术选育出对农作物具有更好防病促生作用的突变生防菌株，探讨利用突变株诱导黄瓜对枯萎病菌产生抗病性的作用机制。 材料与方法： 采用兰州重离子研究装置(HIRFL)加速的碳离子束辐照生防菌BJ1，测定抑菌能力、抑菌谱，确定对该菌株最适宜的离子辐照参数，选育突变菌株。对突变株进行室内盆栽和田间防病促生试验。对原菌株和突变株进行16SrDNA和生理生化反应鉴定，确定分类地位。以突变株为对象进行诱导黄瓜对枯萎病菌产生抗病性的实验。 结果与结论： 1.重离子辐照生防菌BJ1的存活曲线随剂量的增加，呈先降后升再降的马鞍型变化，但是由于离子的能量不同也存在差异，表现为在相同的剂量下，能量越低其能量沉积效应即传能线密度（LET）越大，致死率越高。诱变效果随LET的不同也不尽相同，高LET时的突变株不但有更广的抑菌谱而且抑菌活性较对照也有比较大的提高，在存活率较高的条件下，低剂量就可以得到较多的突变体，有利于筛选优良的正突变体； 2.对于生防菌BJ1最适宜的12C6+辐照参数应选择剂量在200-400Gy，LET为60keV/m范围可筛选获得抑菌活性较高的菌株； 3.通过12C辐照结合抑菌试验最终获得了突变菌株154，该突变株通过20代的移植能够稳定遗传； 4.利用突变株154对黄瓜枯萎病菌进行室内盆栽促生试验，结果表明突变株154能够使促进黄瓜幼苗的生长发育，同时提高了黄瓜植株的抗病性，在对黄瓜枯萎病的防治效果上经154处理的达到了70.34%，高于原菌株和农药防治的效果； 5.传统的生理生化特征结合16SrDNA同源性比对的方法，对菌株BJ1及其突变株154的鉴定结果表明二者均属枯草芽孢杆菌，亲缘关系近，但是突变株154生化测定不同于原菌株，表现为抗菌物质的产量较高； 6.BJ1、154都可在番茄、当归和黄芪的根部有效的定殖，适应根部的生长环境， 并且154的定殖能力稍强； 7.BJ1、154防治当归麻口病效果较好，防治效果最好的是154的20倍液浸苗，防效为82.6%；BJ1的20倍液浸苗与154的10倍液浸苗对麻口病防治效果差别不大，防效分别为78.3%、75.62%；其余处理防效低于62%。 8.BJ1和154处理黄瓜幼苗后，植物体内一系列与抗病性有关的保护酶的活性均有不同程度的提高，因而可认为这些酶活性的改变与生防菌诱导的黄瓜对枯萎病的抗性可能有一定的相关
Studies on the interaction of slow highly charged ions with nanocapillaries
No full text低速高电荷态离子与纳米微孔箔相互作用的研究无论在基础研究方面还是实际应用方面都扮演着重要的角色，因此在近年来受到了广泛的关注，成为一个研究热点。 论文介绍了在兰州重离子加速器国家实验室320kV高压电子回旋共振离子源（ECRIS）上新建成的表面物理实验终端；着重叙述了在该终端上开展的高电荷态离子与绝缘体纳米微孔箔相互作用的实验工作，包括高电荷态离子穿过微孔箔后的电荷态分布、角分布以及微孔箔的导向能力；系统的研究和讨论了（1）出射离子的电荷态分布；（2）出射离子产额的角度分布，具体内容有入射倾角、入射离子的动能、电荷态以及后表面带电对角度分布的半高宽度的影响；（3）微孔箔导向能力，具体内容有表征导向能力的临界角、入射离子的动能、电荷态的变化以及后表面带电对临界角的影响；（4）总的离子产额随入射离子束流强的变化情况。 实验结果表明，微孔箔对入射的低速高电荷态离子有明显的导向作用，出射离子的角度分布为对称分布，且超过97%的出射离子保持了入射时的电荷态；入射倾角、初始动能、初始电荷态以及微孔箔后表面带电与否等对离子产额角度分布的半高宽和临界角会产生影响；总的离子产额会随入射流强的变化出现拐点。论文还利用导向效应模型对实验中出现的各种现象进行了定性的解释，并对进一步深入研究该项课题提出了初步的设想低速高电荷态离子与纳米微孔箔相互作用的研究无论在基础研究方面还是实际应用方面都扮演着重要的角色，因此在近年来受到了广泛的关注，成为一个研究热点。 论文介绍了在兰州重离子加速器国家实验室320kV高压电子回旋共振离子源（ECRIS）上新建成的表面物理实验终端；着重叙述了在该终端上开展的高电荷态离子与绝缘体纳米微孔箔相互作用的实验工作，包括高电荷态离子穿过微孔箔后的电荷态分布、角分布以及微孔箔的导向能力；系统的研究和讨论了（1）出射离子的电荷态分布；（2）出射离子产额的角度分布，具体内容有入射倾角、入射离子的动能、电荷态以及后表面带电对角度分布的半高宽度的影响；（3）微孔箔导向能力，具体内容有表征导向能力的临界角、入射离子的动能、电荷态的变化以及后表面带电对临界角的影响；（4）总的离子产额随入射离子束流强的变化情况。 实验结果表明，微孔箔对入射的低速高电荷态离子有明显的导向作用，出射离子的角度分布为对称分布，且超过97%的出射离子保持了入射时的电荷态；入射倾角、初始动能、初始电荷态以及微孔箔后表面带电与否等对离子产额角度分布的半高宽和临界角会产生影响；总的离子产额会随入射流强的变化出现拐点。论文还利用导向效应模型对实验中出现的各种现象进行了定性的解释，并对进一步深入研究该项课题提出了初步的设
Preparation and optical properties of nanowires/nanotubes in ion-track templates
No full text本论文主要研究内容包括重离子径迹模板的制备，一维纳米材料包括半导体CdS纳米线/管和金属Cu纳米线的制备，以及纳米线/管的光学性质测量三个部分。利用高能重离子辐照、蚀刻技术，制备了不同孔径的聚碳酸酯和白云母两种模板。聚碳酸酯模板的孔道形状为圆柱形。云母模板的孔道形状与蚀刻时间有关，短时间蚀刻为圆形，长时间蚀刻为菱形。利用聚碳酸酯模板结合电化学的方法可控制备了CdS纳米线和纳米管。纳米线和纳米管的直径在20至110 nm，长度在十几个微米。X射线衍射和选区电子衍射表明所制备的CdS纳米线和纳米管为多晶结构。通过对嵌有CdS纳米线和纳米管的聚碳酸酯模板的紫外可见光谱分析，发现随着纳米线和纳米管尺寸减小，吸收峰明显蓝移。实验中同时发现，制备的CdS纳米线是由纳米管通过填充生长机制产生的。利用白云母模板结合电化学方法可控制备了金属Cu纳米线。Cu纳米线的形状由模板孔道的形状决定。通过嵌有Cu纳米线的云母模板的紫外可见光谱分析，发现直径小于60 nm的Cu纳米线有一个强的共振峰和一个微弱的次峰。随着纳米线直径增加，吸收峰发生明显的红移，同时次峰增强。结果表明，Cu纳米线直径和形状可以改变电子的共振模式，从而引起纳米线光吸收的改变本论文主要研究内容包括重离子径迹模板的制备，一维纳米材料包括半导体CdS纳米线/管和金属Cu纳米线的制备，以及纳米线/管的光学性质测量三个部分。利用高能重离子辐照、蚀刻技术，制备了不同孔径的聚碳酸酯和白云母两种模板。聚碳酸酯模板的孔道形状为圆柱形。云母模板的孔道形状与蚀刻时间有关，短时间蚀刻为圆形，长时间蚀刻为菱形。利用聚碳酸酯模板结合电化学的方法可控制备了CdS纳米线和纳米管。纳米线和纳米管的直径在20至110 nm，长度在十几个微米。X射线衍射和选区电子衍射表明所制备的CdS纳米线和纳米管为多晶结构。通过对嵌有CdS纳米线和纳米管的聚碳酸酯模板的紫外可见光谱分析，发现随着纳米线和纳米管尺寸减小，吸收峰明显蓝移。实验中同时发现，制备的CdS纳米线是由纳米管通过填充生长机制产生的。利用白云母模板结合电化学方法可控制备了金属Cu纳米线。Cu纳米线的形状由模板孔道的形状决定。通过嵌有Cu纳米线的云母模板的紫外可见光谱分析，发现直径小于60 nm的Cu纳米线有一个强的共振峰和一个微弱的次峰。随着纳米线直径增加，吸收峰发生明显的红移，同时次峰增强。结果表明，Cu纳米线直径和形状可以改变电子的共振模式，从而引起纳米线光吸收的改
辐照交联电线电缆生产线束流反射和偏转装置
No full text一种用于电子束辐照交联电线电缆生产线的束流反射和偏转装置，由安装在支撑架上的两只电磁铁反向排列而成，在磁铁两端固定的磁轭上端有长方体形磁极。本实用新型置于生产线辐照窗下，形成的磁场将线缆间隙漏下的电子束流定向反射以提高束流利用率，改变线缆的缠绕排列方式。本实用新型还可用于辐照加工扇形线。一种用于电子束辐照交联电线电缆生产线的束流反射和偏转装置，由安装在支撑架上的两只电磁铁反向排列而成，在磁铁两端固定的磁轭上端有长方体形磁极。本实用新型置于生产线辐照窗下，形成的磁场将线缆间隙漏下的电子束流定向反射以提高束流利用率，改变线缆的缠绕排列方式。本实用新型还可用于辐照加工扇形线
一种超导电源研究与设计
No full text本文介绍了一台为FAlR(Facility for Antiproton and lon Research)项目预研的超导磁铁电源设计与研究。文中首先详细介绍了该电源所采用的由多相同步整流技术、无损平均电流测量技术所构成的拓扑结构。介绍了电源采用的控制拓扑和设计中所涉及的一些软硬件技术细节。最后通过一些波形和数据介绍了整个方案的设计结果
碳离子辐照对甜高粱幼苗保护酶同工酶表达的影响
No full text[目的]分析碳离子辐照对甜高粱幼苗叶片中保护酶同工酶的影响。[方法]以甜高粱品种KFJT-CK为对照,以经碳离子辐照选育的早熟突变株KFJT-1为试材,采用垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳法(PAGE)对幼苗叶片中的过氧化物酶(POD)、酯酶(EST)和超氧化物歧化酶(SOD)同工酶谱进行了分析。[结果]突变后代KFJT-1与对照KFJT-CK相比,POD同工酶酶谱基本相同,说明碳离子辐照并未使甜高粱POD同工酶的表达发生明显的变化;SOD同工酶酶谱的条带数相同,只是条带的颜色深浅有所差异,说明碳离子辐照仅使SOD同工酶的表达量有所差异;EST同工酶增加了1条新谱带,说明碳离子束辐照使甜高粱EST的表达发生了变异。[结论]碳离子辐照对甜高粱幼苗叶片中POD的影响很小,对SOD有较微弱的作用,而对EST的同工酶谱有很大的影响
碳离子辐照对甜高粱种子萌发及幼苗酶活的影响
No full text[目的]研究辐射能量为100MeV/u时不同剂量的碳离子辐照对2个甜高粱品种的种子萌发及几种酶活性的影响,为甜高粱品种的选育提供理论依据。[方法]甜高粱种子萌发后,统计发芽势和成苗率,并测定幼苗叶片中几种酶的活性。[结果]随着剂量的增加,发芽势先升后降,而成苗率逐渐下降,呈"类肩形";GSH-Px、CAT、SOD及LDH酶活性的总体趋势是随着剂量的增加先升后降,不同酶略有不同。[结论]低剂量辐射促进了种子萌发,使酶的活性维持在较高的水平;高剂量时酶活下降,会抑制甜高粱的生长
不同LET射线对细胞的生物学效应
No full text以人肝癌细胞系和正常肝细胞系为材料,报道了不同传能线密度射线辐射引发细胞染色体原初断裂及24h内的修复情况。计算了相对生物学效应的值。以L02染色体总断裂数量得出的RBE值96.05keV/μm的12C6+为3.6,512keV/μm36Ar18+为2.9。而以7721染色体总断裂数量得出的RBE值:96.05keV/μm的12C6+为3.5,512keV/μm36Ar18+也为2.9。用产生等点染色单体断裂计算,则RBE更高。对比得出,高LET对增加等点染色单体断裂量的作用要远远大于对增加染色单体断裂量的作用。等点染色单体的断裂修复难度要远远大于染色单体断裂的修复难度,这也是高LET高致死率的一个重要原因