Institutional Repository of Institute of Modern Physics, CAS
Not a member yet
5769 research outputs found
Sort by
Heavy ion beam Delivery system for deep-seated tumour therapy
No full text在辐射治疗应用方面，相比传统体外辐射疗法，高能量的重离子束流有着巨大的优势。近年来，世界上多数重离子治疗中心都对重离子的辐射特性已经进行了深入研究，从2006年起中国科学院近代物理所也开始了重离子辐射治疗肿瘤的临床实验。目前绝大多数重离子治癌中心都采用了包括一对独立的二极铁的束流配送系统，将从加速器引出的笔形束流在肿瘤的各层等深横截面上进行均匀照射。本文重点阐述了HIRFL-CSR重离子治癌装置中的束流配送系统的工作原理和分系统结构，包括深层治癌重离子束运线，终端扫描系统和根据治疗计划生成的扫描路径软件系统。第一部分简单介绍了世界上各大重离子医疗辐射工程，总结了医疗重离子加速器的设计经验，尤其对日本的HIMAC和德国GSI重离子治癌装置进行了详细介绍，同时对新型重离子治癌装置的特点和重离子治癌装置的发展方向进行了介绍。侧重分析研究了束流引出系统、控制系统和扫描系统的工作原理和相关在线设备，详细比较了两种扫描方式的优缺点。第二部分重点介绍了HIRFL-CSR加速器及其重离子辐射应用工程。CSR是中国第一台重离子冷却存储环，其主加速器CSRm是在兰州重离子治癌装置的核心，负责提供对应不同穿透深度不同能量的慢引出束流。兰州近代物理所的治癌临床实验分为三个阶段，其中第一阶段利用HIRFL辐照终端引出的重离子束流对浅层肿瘤进行适形照射。第二阶段利用CSRm引出的重离子束流开展对深层肿瘤的辐照实验，包括动物实验和临床实验。第三阶段在技术成熟后将小型医用重离子加速器向社会推广。第三部分中总结回顾了深层治癌重离子束运线的设计原理和和束运线的磁聚焦结构。对扫描系统（栅扫描和点扫描）进行了计算机模拟和束斑尺寸的控制方式进行了讨论。在重离子深层治癌进行第一次动物实验时，利用位于终端的分条电离室测试了治癌重离子束流的基本参量，得到了引出束流在垂直和水平方向以及束流微结构的品质信息，并用梯度法测量了束流的发射度。这些工作对于模拟不同引出束流情况对应的不同扫描方式时束流照射均匀度很有帮助，也给制定肿瘤的治疗计划提供了一些参考。最后论文还简单介绍了束流的共振引出系统，侧重说明引出束流的特性，提及重离子垂直治疗终端桶型旋转机架的设计在辐射治疗应用方面，相比传统体外辐射疗法，高能量的重离子束流有着巨大的优势。近年来，世界上多数重离子治疗中心都对重离子的辐射特性已经进行了深入研究，从2006年起中国科学院近代物理所也开始了重离子辐射治疗肿瘤的临床实验。目前绝大多数重离子治癌中心都采用了包括一对独立的二极铁的束流配送系统，将从加速器引出的笔形束流在肿瘤的各层等深横截面上进行均匀照射。本文重点阐述了HIRFL-CSR重离子治癌装置中的束流配送系统的工作原理和分系统结构，包括深层治癌重离子束运线，终端扫描系统和根据治疗计划生成的扫描路径软件系统。第一部分简单介绍了世界上各大重离子医疗辐射工程，总结了医疗重离子加速器的设计经验，尤其对日本的HIMAC和德国GSI重离子治癌装置进行了详细介绍，同时对新型重离子治癌装置的特点和重离子治癌装置的发展方向进行了介绍。侧重分析研究了束流引出系统、控制系统和扫描系统的工作原理和相关在线设备，详细比较了两种扫描方式的优缺点。第二部分重点介绍了HIRFL-CSR加速器及其重离子辐射应用工程。CSR是中国第一台重离子冷却存储环，其主加速器CSRm是在兰州重离子治癌装置的核心，负责提供对应不同穿透深度不同能量的慢引出束流。兰州近代物理所的治癌临床实验分为三个阶段，其中第一阶段利用HIRFL辐照终端引出的重离子束流对浅层肿瘤进行适形照射。第二阶段利用CSRm引出的重离子束流开展对深层肿瘤的辐照实验，包括动物实验和临床实验。第三阶段在技术成熟后将小型医用重离子加速器向社会推广。第三部分中总结回顾了深层治癌重离子束运线的设计原理和和束运线的磁聚焦结构。对扫描系统（栅扫描和点扫描）进行了计算机模拟和束斑尺寸的控制方式进行了讨论。在重离子深层治癌进行第一次动物实验时，利用位于终端的分条电离室测试了治癌重离子束流的基本参量，得到了引出束流在垂直和水平方向以及束流微结构的品质信息，并用梯度法测量了束流的发射度。这些工作对于模拟不同引出束流情况对应的不同扫描方式时束流照射均匀度很有帮助，也给制定肿瘤的治疗计划提供了一些参考。最后论文还简单介绍了束流的共振引出系统，侧重说明引出束流的特性，提及重离子垂直治疗终端桶型旋转机架的设
Measurement of low-level radioactivity in environmental samples
No full text环境样品中的低水平放射性测量在环境放射性现状调查和探矿中有广泛的应用。本论文对CSR环境水样品的放射性利用γ能谱方法进行了测量；对铀矿坑水样铀电沉积层用红外谱图和扫描电镜进行了表征，并且对其进行了α能谱测量；对便携式钾40探测器样机在不同条件下进行了测试。 CSR环境水样品经过采集，静置，预处理和封装，用高纯锗探测器在低本底大铅室内对水样品进行了测量，每个样品测量86400秒。标准源由中国原子能科学研究院提供，用相对比较的方法，给出样品中天然铀、钍、镭和钾的放射性活度。测量结果表明，CSR环境水样品中的放射性处于兰州地区本底水平，在样品中没有发现人工放射性核素。 对铀矿坑水样中的铀进行离子交换化学分离，在0.8M的硫酸铵溶液中进行电沉积，电流密度为0.6A cm-2,pH值为2.5；和同样条件下电沉积的硝酸铀酰进行对比，并对二者分别作了红外光谱、扫描电镜、元素分析以及α能谱测量，红外谱上铀酰离子的反对称伸缩振动峰在887cm-1附近，电沉积在不锈钢片上的铀主要以铀酰离子水合物的形式存在，电沉积层中铀化合物形式为UO2(OH)2•xNH3•yH2O或者UO2(OH)2-x•(ONH4)x•yH2O。扫描电镜照片显示电沉积层均匀，没有成团现象出现。α谱表明电沉积层中铀的同位素主要是238U和234U，相应的α能量峰分别为4198keV和4773keV。 对研制的40K探测器样机在屏蔽和未加屏蔽的条件下进行了测试，测量配制的40K标准源，绘出标准曲线，在同样的条件下测量未知钾含量的样品，根据峰面积计算40K的含量。研制的40K探测器样机基本满足样品中钾含量测量的需要，在野外测量时，在一定程度上受本底的影响环境样品中的低水平放射性测量在环境放射性现状调查和探矿中有广泛的应用。本论文对CSR环境水样品的放射性利用γ能谱方法进行了测量；对铀矿坑水样铀电沉积层用红外谱图和扫描电镜进行了表征，并且对其进行了α能谱测量；对便携式钾40探测器样机在不同条件下进行了测试。 CSR环境水样品经过采集，静置，预处理和封装，用高纯锗探测器在低本底大铅室内对水样品进行了测量，每个样品测量86400秒。标准源由中国原子能科学研究院提供，用相对比较的方法，给出样品中天然铀、钍、镭和钾的放射性活度。测量结果表明，CSR环境水样品中的放射性处于兰州地区本底水平，在样品中没有发现人工放射性核素。 对铀矿坑水样中的铀进行离子交换化学分离，在0.8M的硫酸铵溶液中进行电沉积，电流密度为0.6A cm-2,pH值为2.5；和同样条件下电沉积的硝酸铀酰进行对比，并对二者分别作了红外光谱、扫描电镜、元素分析以及α能谱测量，红外谱上铀酰离子的反对称伸缩振动峰在887cm-1附近，电沉积在不锈钢片上的铀主要以铀酰离子水合物的形式存在，电沉积层中铀化合物形式为UO2(OH)2•xNH3•yH2O或者UO2(OH)2-x•(ONH4)x•yH2O。扫描电镜照片显示电沉积层均匀，没有成团现象出现。α谱表明电沉积层中铀的同位素主要是238U和234U，相应的α能量峰分别为4198keV和4773keV。 对研制的40K探测器样机在屏蔽和未加屏蔽的条件下进行了测试，测量配制的40K标准源，绘出标准曲线，在同样的条件下测量未知钾含量的样品，根据峰面积计算40K的含量。研制的40K探测器样机基本满足样品中钾含量测量的需要，在野外测量时，在一定程度上受本底的影
Searching the Proton Dripline Nuclei 25P、26S
No full text原子核的滴线是指原子核沿同位旋自由度从束缚态核变为非束缚态核的边界，也是原子核存在的极限。质子滴线是在缺中子方向的边界，中子滴线是在丰中子方向的边界。到目前为止，S 同位素的质子滴线核被认为是27S，P 同位素的质子滴线核是26P，虽然有实验发现了25P，但是还没有被重复，需要进一步的确认。而理论模型计算表明束缚态的26S 和25P 是存在的，因此寻找25P、26S 一直是一个很有意义的课题，如果能够确认25P 和26S 的存在与否，不仅可以检验相关理论模型的正确性，确认原子核在同位旋自由度上的存在极限，帮助人们对核力的进一步深入认识，而且对于天体物理，宇宙演化及元素的形成等都有着重要的科学意义。本论文介绍了2008 年6 月在兰州放射性束流线(RIBLL)上进行的专对25P、26S存在与否寻找的实验，并分析了实验数据。实验使用80.387MeV/u32S 初级束轰击9Be 初级靶，经过RIBLL 对次级束产物进行了分离以后，利用Bρ+ΔE+ER+TOF 联合鉴别的方法对次级束产物了鉴别。重离子在CsI 探测器中沉积能量与光输出响应之间满足一定的经验公式，本文利用RIBLL 上的次级束产物刻度了粒子在CsI(Tl)探测器中的能量沉积与光输出响应的光输出曲线，通过一组刻度数据可以确定核素在CsI 探测器中光输出响应道数，发现粒子在CsI(Tl) 探测器中信号的ADC 读出与CsI(Tl)探测器的光输出(QDC 读出)具有很好的线性关系。论文最后比较了实验统计数据与EPAX 经验公式计算结果，并利用计算结果与实验数据分析结果估算了25P、26S 的半衰期上限原子核的滴线是指原子核沿同位旋自由度从束缚态核变为非束缚态核的边界，也是原子核存在的极限。质子滴线是在缺中子方向的边界，中子滴线是在丰中子方向的边界。到目前为止，S 同位素的质子滴线核被认为是27S，P 同位素的质子滴线核是26P，虽然有实验发现了25P，但是还没有被重复，需要进一步的确认。而理论模型计算表明束缚态的26S 和25P 是存在的，因此寻找25P、26S 一直是一个很有意义的课题，如果能够确认25P 和26S 的存在与否，不仅可以检验相关理论模型的正确性，确认原子核在同位旋自由度上的存在极限，帮助人们对核力的进一步深入认识，而且对于天体物理，宇宙演化及元素的形成等都有着重要的科学意义。本论文介绍了2008 年6 月在兰州放射性束流线(RIBLL)上进行的专对25P、26S存在与否寻找的实验，并分析了实验数据。实验使用80.387MeV/u32S 初级束轰击9Be 初级靶，经过RIBLL 对次级束产物进行了分离以后，利用Bρ+ΔE+ER+TOF 联合鉴别的方法对次级束产物了鉴别。重离子在CsI 探测器中沉积能量与光输出响应之间满足一定的经验公式，本文利用RIBLL 上的次级束产物刻度了粒子在CsI(Tl)探测器中的能量沉积与光输出响应的光输出曲线，通过一组刻度数据可以确定核素在CsI 探测器中光输出响应道数，发现粒子在CsI(Tl) 探测器中信号的ADC 读出与CsI(Tl)探测器的光输出(QDC 读出)具有很好的线性关系。论文最后比较了实验统计数据与EPAX 经验公式计算结果，并利用计算结果与实验数据分析结果估算了25P、26S 的半衰期上
Theoretical and Experimental Research on High Voltage Transformer Type Electron Accelerator
No full text根据工业辐照对大功率电子加速器的需求，中科院近物所开展了高压变压器型DG系列电子加速器的研制。本文的主要工作是围绕其中两个型号DG-1.2（1.2MeV/40mA）和DG-2.5（2.5MeV/40mA）的研制及产业化而展开的研究。该类型电子加速器具备技术和市场优势， DG系列的研制成功，必将推动我国辐照加工业的发展。论文重点研究了基于空心变压器结构高压发生器的性能，改进了线圈、磁路结构，提高了发生器耦合效率；优化了高压电极结构，改善了电极周围电场分布，提升了发生器的绝缘性能，并评估了发生器高压击穿故障时的特性；选取了匹配的无功补偿方式，提高了发生器的功率因数。设计出新型热辐射间热式强流电子枪，研究了六硼化镧、六硼化镧钡两种材料热阴极的发射特性，均获得300mA以上的稳定束流发射。分析了DG型束流加速、传输结构，改进了引出系统结构，提高了束流引出效率；构建了基于PLC的工业化加速器控制系统，运行状况良好。通过专家测试，DG-1.2型已经达到设计参数1.2MeV/40mA，并能够稳定运行在1.2MeV/50mA；DG-2.5型，1.6MeV/30mA下通过测试，能够调试到2.0MeV/40mA。 最后，分析了DG系列电子加速器的进一步发展方向，初步确定了DG加速器的产业化目
Modification of Silicon Thin Films Induced by Swift Heavy Ion irradiation
No full text选择具有重要应用价值的纳米晶硅及非晶硅薄膜材料，对比研究了快重离子辐照薄膜Si材料所引起的辐照效应，主要有如下工作： 1) 用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)以及常压化学气相沉积法(APCVD)在玻璃衬底上制备纳米晶硅薄膜(nc-Si)与非晶硅(a-Si)薄膜。制备的nc-Si和a-Si薄膜的厚度分别为∼200 nm和∼400 nm。 2) 室温下，用94 MeV的Xe离子辐照nc-Si和a-Si薄膜以及单晶硅(c-Si，晶向(100)，电阻率0.001 Ω·cm，作为对比样品)，辐照量分别为1.0×1011、1.0×1012 和1.0×1013 ions/cm2。所有样品均在室温下用UV/VIS/NIR光谱仪、Raman谱仪进行检测分析，对比研究纳米晶、非晶、单晶硅样品的光学性能及结构的变化。 3) 通过UV/VIS/NIR谱，我们得到了不同结构硅材料的光学带隙值及折射率随辐照量的变化规律。通过分析硅材料辐照前后Raman谱的变化，讨论了不同晶体结构的影响。 4) 结合UV/VIS/NIR与Raman结果初步讨论了硅材料结构影响辐照效应的机理。对于a-Si薄膜样品，辐照可能引起了样品局域的再结晶。对于nc-Si薄膜样品，Xe离子辐照先引起nc-Si晶粒的破碎，使样品出现非晶化过程，然后再遵从a-Si薄膜样品中离子辐照效应变化规律选择具有重要应用价值的纳米晶硅及非晶硅薄膜材料，对比研究了快重离子辐照薄膜Si材料所引起的辐照效应，主要有如下工作： 1) 用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)以及常压化学气相沉积法(APCVD)在玻璃衬底上制备纳米晶硅薄膜(nc-Si)与非晶硅(a-Si)薄膜。制备的nc-Si和a-Si薄膜的厚度分别为∼200 nm和∼400 nm。 2) 室温下，用94 MeV的Xe离子辐照nc-Si和a-Si薄膜以及单晶硅(c-Si，晶向(100)，电阻率0.001 Ω·cm，作为对比样品)，辐照量分别为1.0×1011、1.0×1012 和1.0×1013 ions/cm2。所有样品均在室温下用UV/VIS/NIR光谱仪、Raman谱仪进行检测分析，对比研究纳米晶、非晶、单晶硅样品的光学性能及结构的变化。 3) 通过UV/VIS/NIR谱，我们得到了不同结构硅材料的光学带隙值及折射率随辐照量的变化规律。通过分析硅材料辐照前后Raman谱的变化，讨论了不同晶体结构的影响。 4) 结合UV/VIS/NIR与Raman结果初步讨论了硅材料结构影响辐照效应的机理。对于a-Si薄膜样品，辐照可能引起了样品局域的再结晶。对于nc-Si薄膜样品，Xe离子辐照先引起nc-Si晶粒的破碎，使样品出现非晶化过程，然后再遵从a-Si薄膜样品中离子辐照效应变化规
全胶粘二分冲片四极电磁铁
No full text本实用新型主要涉及带电粒子传输使用的电磁铁，主要涉及带电粒子束流聚焦用的一种全胶粘二分冲片四极电磁铁，包括有铁芯冲片（２），铁芯冲片（２）通过胶合构成铁芯（１），铁芯（１）由上铁芯（１－１）和下铁芯（１－２）组成，上磁铁组（６－１）和下磁铁组（６－２）相对设置形成四极电磁铁，上磁铁组（６－１）上设有第一极线圈（７－１）和第二极线圈（７－２），下磁铁组（６－２）上设有第三极线圈（７－３）和第四极线圈（７－４），下磁铁组（６－２）设置在底座（２３）上，上磁铁组（６－１）和下磁铁组（６－２）侧面设有导线卡板（８），导线卡板（８）的外部设有导线固定板（９），导线固定板（９）外部设有第一电联接板（１０）。其磁场质量高，磁铁稳定性好，工作效率高
高精度直流电源远程控制器
No full text本发明涉及一种基于８位单片机的电源远程控制器。一种高精度直流电源远程控制器，包括有单片机（１），单片机（１）的地址总线（１０）连接地址译码器（３）和数据储存器（４），其主要特点是还包括有地址译码器（３）的译码输出端分别作为数据储存器（４）、数模转换电路（５）、多路独立模数转换电路（６）、状态量输入电路（７）和开关量输出电路（８）的片选地址；单片机（１）的８位数据总线（９）分别连接数据储存器（４）、数模转换电路（５）、多路独立模数转换电路（６）、状态量输入电路（７）、开关量输出电路（８）；单片机（１）的串行口与通信接口电路（２）连接。本发明的优点是实现了对高精度高稳定度直流稳流或稳压电源的远程分布控制。各功能模块运行稳定，开发不同的控制软件，达到相应的控制目的；控制数据通信可靠，控制命令响应正确，具有良好的抗干扰能力；远控基准长期稳定度高
Investigation of Intermixing and Phase Change of Ni/SiO_2 under Swift Heavy Ion Irradiation
No full textNi/SiO2 interface were irradiated at room temperature with 308 MeV Xe ions to 1×1012,5×1012 Xe/cm2 and 853 MeV Pb ions to 5×1011 Pb/cm2,respectively.These samples were analyzed using Rutherford Backscattering Spectrometry(RBS) and X-ray diffraction spectroscopy(XRD),from which the intermixing and phase change were investigated.The obtained results show that both Xe-and Pb-ions could induce diffusion of Ni atoms to SiO2 substrates and result in intermixing of Ni with SiO2.Furthermore,1.0×1012 Xe/cm2 irradiat...中文摘要：在室温下用308 MeV的Xe离子和853 MeV的Pb离子辐照Ni/SiO2样品,用卢瑟福背散射和X射线衍射技术对样品进行了分析。通过分析Ni/SiO2样品中元素成分分布和结构随离子辐照剂量和电子能损的变化,探索了离子辐照在Ni/SiO2样品中引起的界面原子混合与结构相变现象。实验结果显示,Xe和Pb离子辐照均能引起明显的Ni原子向SiO2基体的扩散并导致界面附近Ni,Si和O原子的混合。实验观测到低剂量Xe离子辐照可产生NiSi2相,而高剂量Xe离子辐照则导致了Ni3Si和NiO相的形成。根据热峰模型,Ni原子的扩散和新相的形成可能由沿离子入射路径强电子激发引起的瞬间热峰过程驱动
H桥斩波电源的小信号数学模型及其数字化控制器的实现
No full textA brief summary of H bridge non-isolated DC-DC converter and operation principles is presented in this paper. A small signal model of the ideal converter in continuous current mode is proposed and simulation results of the converter are given. The hardware structure of digital power supply controller based on TMS320F2808 MCU is introduced. 中文摘要：概括了加速器 H 桥非隔离式电源的运行原理与特点，在简化运行方式基础上建立了理想状态下电源连续工作模式的数学模型，并给出了仿真分析结果，介绍了基于 TMS320F2808MCU 实现的数字化电源控制器结构
Guiding of Highly Charged Ions through PC Nanocapillaries
No full textAngular distribution and current dependence of the transmitted ion fraction are investigated for 40 keV Xe7+ bombarding on polycarbonate (PC) nanocapillaries. By measuring the angular distribution of the transmitted ion fraction, a strong guiding efect is found in PC nanocapillaries. Furthermore, with increase of the incident current, a turning point of the transmitted ion fraction is found, which is explained qualitatively by the discharge capacity of the nanocapillaries