辐射生物效应研究——低剂量率长时间持续照射的潜在危险

本文介绍了近年来关于低剂量率长时间连续照射生物效应研究的某些进展,指出了低剂量率长时间持续照射对人类健康的潜在危险,同时也指出了各类核设施常规剂量监测的重要性,应当引起人们的高度重视. This paper reports some progress on the study of biological effect for protract exposure tolow dose rate radiation,and indicates the latent risk of this exposure for the human health and theimportance of the routine monitoring of radiation dose for various nuclear installations.The latentexposure to the low dose rate radiation would attract people s extra attention.     

互补金属氧化物半导体器件空间低剂量率辐射效应预估模型研究

给出了一种新的预估互补金属氧化物半导体器件(CMOS器件)空间低剂量率辐射效应模型,相对线性响应预估模型,该模型在预估CMOS器件低剂量率辐射效应方面更接近实际试验结果,且不同剂量率辐射试验结果证实了所建模型的正确性.最后利用新建模型对处于空间低剂量率环境下CMOS器件的敏感参数进行了预估.     

空间低剂量率辐射诱导电荷效应评估技术研究

 介绍了LC4007RHA和LC4007RHB两种器件空间低剂量率辐射诱导电荷效应评估情况，研究结果表明：在MIL-STD-883C 测试方法1019.4的基础上，60Co辐照加25℃室温退火,可以提供对空间氧化物陷阱电荷效应相对于1019.4不太保守的估计；另外，就美军标1019.4测试方法中利用100℃ 168h高温加速“反弹”实验来检验空间环境中与界面态相关的失效可能出现的现象进行了讨论。     

空间低剂量率辐射诱导电荷效应评估技术研究

介绍了LC4007RHA和LC4007RHB两种器件空间低剂量率辐射诱导电荷效应评估情况,研究结果表明：在MIL-STD-883C 测试方法1019.4的基础上,60Co辐照加25℃室温退火,可以提供对空间氧化物陷阱电荷效应相对于1019.4不太保守的估计;另外,就美军标1019.4测试方法中利用100℃ 168h高温加速“反弹”实验来检验空间环境中与界面态相关的失效可能出现的现象进行了讨论。     

超深亚微米互补金属氧化物半导体器件的剂量率效应

对0.18 μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的N型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)及静态随机存储器(SRAM)开展了不同剂量率下的电离总剂量辐照试验研究. 结果表明: 在相同累积剂量, SRAM的低剂量率辐照损伤要略大于高剂量率辐照的损伤, 并且低剂量率辐照损伤要远大于高剂量率辐照加与低剂量率辐照时间相同的室温退火后的损伤. 虽然NMOSFET 低剂量率辐照损伤略小于高剂量率辐照损伤, 但室温退火后, 高剂量率辐照损伤同样要远小于低剂量率辐照损伤. 研究结果表明0.18 μm CMOS工艺器件的辐射损伤不是时间相关效应. 利用数值模拟的方法提出了解释CMOS器件剂量率效应的理论模型.     

聚四氟乙烯密封材料的电子束辐射效应研究

采用低能电子束辐射系统地研究了操作氚系统用密封材料（聚四氟乙烯）的辐射效应。利用扫描电镜和X光电子能谱仪分析了材料的表观形貌和表面元素的变化,用X射线粉末衍射仪和热分析仪分析了辐照前后材料的结晶度改变和热稳定性程度,并利用气相色谱仪和质谱仪测定了辐射降解气体的成分和生成量随吸收剂量的变化规律。采用电子自旋共振谱仪研究了材料在辐照过程中产生的中间体（自由基）,利用正电子湮没寿命谱仪分析了材料中的自由体积孔洞及浓度。结果表明,辐照前聚四氟氟乙烯样品的表面是规则的带状晶形结构,经1×10^5Gy辐照后样品的晶状结构遭到了明显的破坏,向非晶态转变显著。辐照后样品的熔点和热分解温度均呈下降趋势,表明样品的热稳定性降低。聚。四氟乙烯材料在氧气气氛中发生的辐射降解最为严重,其次是真空,而在氘气气氛中辐射降解最少。材料的辐射降解主要发生在主链上,即C—C键断裂,而侧基C—F键的断裂相对较少。第三寿命强度I3的变化规律与τ3相反,即随吸收剂量的增大,第三寿命的强度I3降低,表明自由体积孔洞的浓度降低。 The radiation effect of polytetrafluoroethylene used as a kind of sealing material in the tritium system was studied by using electron beam. The superficial configuration and state were analyzed by SEM and XPS respectively, and the crystal degree and thermal stability were determined by XRD and DSC. At the same time the composition of gas products after radiation ,was measured by GC/MS, and the yield of CO2 with the dose increasing was analyzed. The free radicals produced in the process of radiation were studied by ESR, and the content of free volume of PTFE is analyzed by positron annihilation lifetime spectroscopy. The result is that the crystal structure of the sample irradiated at the dose of 1 × 10^5 Gy is of an obvious damage while the structure of the unirradiated sample is crystal band. The transformation of the sample which has high crystal degree amorphous one. The melting point and thermal ecomposition temperature trend sample＇s thermal stability drops. The radiation decomposition of the sample is is remarkable from crystal state to to decline, which indiccates that the mainly the rupture of C--C bond, and less is the rupture of C--F bond. The Intensity I3 of the third lifetime fails with increasing the absorbed dose, which demonstrates the reduction of free volume cave content. Compared with I3, the rule of τ3 is reverse.     

半导体器件总剂量辐射效应的热力学影响

对商用三极管和MOS场效应晶体管进行了不同环境温度下的总剂量辐照实验,对比了不同辐照温度对这两种器件辐射效应特性的影响。实验结果表明,对于同一辐照总剂量,三极管的基极电流、电流增益和MOS场效应晶体管的阈值电压漂移值都随着辐照温度的不同而存在较大的差异。总剂量为100 krad,辐照温度分别为25,70,100 ℃时,NPN三极管的电流增益倍数分别衰减了71,89和113,而NMOS晶体管的阈值电压V_T分别减少了3.53,2.8,2.82 V。     

重离子辐射植物的诱变效应研究及应用

重离子生物技术已引起人们的广泛关注, 植物育种是重离子生物技术研究和应用的热点之一。 简要介绍了重离子的基本特征和在育种应用中的优势, 综述了重离子辐射对植物分子、 细胞、 个体3个水平的诱变效应研究及重离子辐射育种取得的进展。 Heavy ion biotechnology has received much attention since the mid 1980s, when the first mutagenic effect of heavy ion beams was found in rice. Since then, plant breeding is one of the focuses in heavy ion biotechnology. In this paper we outlined the recent developments in plant breeding by heavy ion beams. We introduced briefly the essential characteristics and superiority of heavy ion beams applied in plant breeding, and reviewed further the mutagenic research in three levels(e.g., molecular, cell and individual) of plants. At last, we summarized artificial mutants obtained in plants irradiated by heavy ion beams.     

基于环形栅和半环形栅N沟道金属氧化物半导体晶体管的总剂量辐射效应研究

在商用0.35 μm互补金属氧化物半导体工艺上制备了两种栅氧化层厚度(t_ox)的条形栅、环形栅和半环形栅N沟道金属氧化物半导体 (n-channel metal oxide semiconductor, 简记为NMOS) 晶体管, 并进行了2000 Gy(Si)的总剂量辐射效应实验. 实验结果显示, 栅氧厚度对阈值电压漂移的影响大于栅氧厚度的3次方. 对于t_ox为11 nm的低压NMOS晶体管, 通过环形栅或半环形栅的加固方式能将其抗总剂量辐射能力从300 Gy(Si)提高到2000 Gy(Si)以上; 而对于t_ox为26 nm的高压NMOS晶体管, 通过环栅或半环栅的加固方式, 则只能在低于1000 Gy(Si)的总剂量下, 一定程度地抑制截止漏电流的增加. 作为两种不同的版图加固方式, 环形栅和半环形栅对同一t_ox的NMOS器件加固效果类似, 环形栅的加固效果略优于半环形栅. 对于上述实验结果, 进行了理论分析并阐释了产生这些现象的原因. 关键词： 环形栅 半环形栅 总剂量 辐射效应     

低压汞灯辐射禁锢效应的实验研究

从原子能级跃迁的角度,分析了低压汞灯的光子的产生过程,说明了辐射禁锢效应的概念。设计了实验装置,通过测量几种不同驱动频率下的光强信号,证明了低压汞灯辐射禁锢效应的存在,并对影响辐射禁锢效应的因素进行了分析。     

浅谈微波辐射对人体的危害效应及防护

 现在科学和技术的发展改变着人们的生活环境,也带来了由于电信系统、无线电、广播、电视传真和雷达设备等的迅速增加而产生的“电磁污染”,给人们的生活带来不同程度的危害。人们有意识地利用电磁场(波)为生活服务,又无意识地暴露其中而受到伤害。电磁辐射好似带刺的玫瑰,它所奉献的物质文明绚丽多彩、日新月异,但人类在享用的同时,也必须提防被刺扎着。随着社会的发展,环境中的电磁辐射量(能量密度)会呈几何级数式增长。有人把电磁污染称为除空气、水、噪声污染以外的第四类污染。     

浮栅ROM器件的辐射效应实验研究

浮栅ROM器件的质子和中子辐射效应实验结果表明，其31.9MeV质子和14MeV中子的辐射效应不是单粒子效应，而是一种总剂量效应。浮栅ROM器件的^60Coγ辐照实验验证了这一点，器件出现错误有个注量或剂量阈值。动态监测和静态加电的器件都出现数据错误，且不能用编程器重新写入数据。然而不加电的器件在更高注量的质子或中子或更高剂量的γ辐照下未出现错误，器件刚开始出错时，错误数及错误地址都是不确定的。     

包含辐射阻尼效应的束流纵向微波不稳定性研究

 包含束团辐射阻尼效应的Fokker-Planck方程是比较完备地描述粒子运动状态的束团分布方程。在Fokker-Planck方程的基础上采用微扰展开方法对纵向微波不稳定性的发生机制及过程进行了分析，并且根据计算结果，研究了辐射阻尼效应对纵向微波不稳定性的影响。在计算中包含了静态的势阱畸变效应。计算结果表明，包含辐射阻尼效应的纵向微波不稳定性阈值高于没有辐射阻尼效应的不稳定性阈值。     

泵浦光源中激光波长辐射引起的退泵浦效应及其研究

本文用速率方程分析了泵浦光源中激光波长辐射对激光介质激发态粒子数积累和激光器阀值的影响情况。实验表明,只要滤掉泵浦光源中激光波长辐射,单脉冲效率就可提高20％,且激光器的阀值保持不变。     

用红外光谱技术研究磁能活性水的生物效应

磁化水具有比普通水曼小的簇合分子，具有硬度、pH值、含氧浓度均增加的性质．采用傅立叶变换红外光谱技术，测量了大豆与玉米实验组与空白组的叶绿体的红外光谱，发现两者在酰氨键的振动吸峰处存在一定的差异，实验组的吸收明显强于对照组，说明磁化水对作物的生长发育有一定影响，具有一定的生物效应。     

浅谈电离辐射生物效应研究过程中模型的建立及其应用

电离辐射的生物效应是当前辐射防护领域的研究热点之一。人们对电离辐射对人类影响的机理、效应、范围、尺度等认识得越明确,在有效避免、防范、减轻电离辐射对人类的损害等方面就可以做到更有的放矢。那么该如何获得电离辐射生物效应的相关知识呢？单纯地依靠实验是不够的,因为大部分相关实验都是在细胞层面进行的,     

BEPCⅡ束流相关本底的蒙特卡罗模拟研究(Ⅲ)——Touschek效应

介绍了Touschek效应本底研究的意义、Touschek效应的作用原理和建模方法. 使用自主开发及通用的模拟工具, 系统研究了BEPCⅡ工作条件下BESⅢ主要探测器的Touschek本底. 模拟和计算束流寿命的比较表明当前的模拟结果是有参考价值的, 建模方法是可行的. 探测器的模拟结果表明Touschek本底不会影响将来BESⅢ的正常稳定运行, 不会造成探测器的辐照损伤.     

典型模拟电路低剂量率辐照损伤增强效应的研究与评估

采用变剂量率和变温两种辐照方法,对4款典型模拟电路的低剂量率辐照损伤特性及变化规律进行了研究与评估,分析了两种辐照方法下其辐照敏感参数的变化,比较了不同辐照方式下器件的退化程度,讨论了这两种实验室加速评估低剂量率辐照损伤方法的机理.结果显示,变剂量率辐照可以较快地预测实际低剂量率下的辐照损伤趋势,且在较低的总剂量下能够给出不太保守的估计,但其预测的总剂量受到器件退化速度的影响;变温辐照加速评估方法能够保守地估计其低剂量率下的辐照损伤,其评估范围不仅可达1000 Gy(Si),且可将评估时间缩短为12 h左右.研究结果表明,双极电路的低剂量率辐照损伤增强效应与感生的界面态密度和氢化的氧空位缺陷有关,辐照时剂量率和温度的改变会促进界面态的生长,抑制界面态的钝化作用,从而激发器件的辐照损伤潜能.     

利用拉曼光谱技术研究低剂量X射线辐射对人神经母细胞瘤细胞的影响

低剂量电离辐射引发的生物效应复杂而多样,其研究往往又受到辐射标志物和检测技术手段的限制。将拉曼光谱技术应用于低剂量辐射生物效应研究,利用10 mW,532 nm共聚焦拉曼光谱对经过100,200和500 mGy三种辐射剂量的X射线辐照之后的人神经母细胞瘤细胞进行检测,发现细胞嘌呤核苷酸（722～728和1 572～1 581 cm-1等等）、嘧啶核苷酸（770～785 cm-1等等）等DNA相关的拉曼特征峰受到电离辐射影响而发生变化,说明低剂量X射线辐照造成细胞DNA水平改变。采用流式细胞术对同样条件辐照后培养6 h的人神经母细胞瘤细胞进行细胞周期分析发现,三种剂量的X射线电离辐射均造成细胞在G2期阻滞,同样提示电离辐射引起DNA水平升高。通过划痕实验分析辐照后20 h的细胞迁移能力,结果显示,相较于未接受X射线照射的对照细胞,受到三种剂量电离辐射的人神经母细胞瘤细胞均出现迁移水平下降。研究结果表明,通过拉曼光谱分析发现低剂量X射线电离辐射引起人神经母细胞瘤细胞DNA水平变化,其结果与细胞周期分析和迁移分析的结果相一致,但检测时间大大提前,利用拉曼光谱技术可以实现低剂量辐射损伤等细胞生物学效应的早期发现与监测。     

金纳米粒子对黑色素瘤细胞的重离子辐射增敏效应研究

采用配体交换法合成了粒径15 nm左右的11-巯基十一烷酸包被的金纳米粒子（mAuNPs）,使用透射电镜和纳米粒度电位仪对合成后的金纳米粒子进行了表征,然后用MTT法检测了mAuNPs对体外培养小鼠黑色素瘤B16-F10细胞的毒性。在传能线密度（LET）为50 keV/μm的碳离子束照射下,利用香豆素-3-羧酸（3CCA）作为荧光探针检测mAuNPs对水溶液中羟自由基的增强效应、二氯荧光素双醋酸盐（DCFHDA）检测mAuNPs对细胞内活性氧（ROS）的增强效应、克隆形成法检测mAuNPs对B16-F10细胞的辐射增敏效应。实验结果表明:mAuNPs对小鼠黑色素瘤B16-F10细胞基本无毒;mAuNPs对水溶液中的羟自由基产额增强为1.08~2.95倍;在共培养浓度为5 μg/mL情况下mAuNPs增加了胞内活性氧水平,mAuNPs在10%细胞存活水平下的辐射增敏比（SER）为1.15。因此,mAuNPs在黑色素瘤细胞中展现出对重离子的辐射增敏效应。