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1.
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Xe离子束辐照硼硅酸盐玻璃和石英玻璃效应对比研究
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彭海波 刘枫飞 张冰焘 张晓阳 孙梦利 杜鑫 王鹏 袁伟 王铁山 王建伟《物理学报》,2018年第67卷第3期
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玻璃固化体作为放射性废物地质处置的第一道安全屏障,它的耐辐照性能研究至关重要.玻璃固化体主要网络结构硅氧四面体与石英玻璃的硅氧四面体是一致的,所以这里用石英玻璃代替玻璃固化体作为研究对象.本文采用Xe离子在相同条件下辐照石英玻璃和硼硅酸盐玻璃.利用纳米压痕技术和椭圆偏振仪表征了辐照前后样品的硬度、模量以及折射率的变化情况.结果表明:硼硅酸盐玻璃和石英玻璃的硬度均随着辐照剂量的增大而减小,硼硅酸盐玻璃的模量随着辐照剂量的增大而减小;石英玻璃的模量随着辐照剂量的增大而增大.模量的变化可能和密度的变化有关,这点与折射率的结果相符.
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2.
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分子动力学模拟钠硼硅酸盐玻璃电子辐照诱导的结构演化效应
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袁伟 彭海波 杜鑫 律鹏 沈扬皓 赵彦 陈亮 王铁山《物理学报》,2017年第66卷第10期
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钠硼硅酸盐玻璃作为高放射废物玻璃固化体的候选材料之一,已有大量实验对该类玻璃开展了电子或重离子的辐照效应研究.然而,在理论计算与模拟方面的工作却很少,目前主要集中于重离子的辐照效应,对电子的辐照效应的模拟尚未见报道.本文利用分子动力学工具提出一种新的方法,以实现对电子辐照诱导的玻璃结构演化进行模拟.该方法基于实验中玻璃的结构变化特点,即实验中的拉曼结果已经证实:在大剂量的电子辐照后的玻璃中存在分子氧的事实,由于这些分子氧不会与其他粒子发生相互作用,因而可以通过从体系中逐步地移除一定数量氧原子的方式,以达到模拟大剂量电子辐照的情形,进而得到电子辐照后的玻璃的结构信息.模拟结果显示:随着移除氧原子的数量增加,玻璃中的Si—O—Si平均键角逐渐减小;而且玻璃中的小环数量会因氧的逐渐减少而逐渐增加;玻璃中部分[BO4]结构会转变为[BO3]结构,最终这种转变会达到饱和;大量移除氧之后,玻璃中的钠元素也出现明显的相分离.这些模拟辐照的玻璃结构特性能较好地与实验中的硼硅酸盐玻璃电子辐照诱导的结构变化符合.因此,本文提出的方法有望为通过分子动力学模拟硼硅酸盐玻璃的电子辐照效应提供新思路.
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3.
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辐照导致硼硅酸盐玻璃机械性能变化
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《物理学报》,2017年第2期
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为了模拟研究高放废物玻璃固化体在处置过程中因辐照导致的机械性能变化,本文采用5 MeV Xe离子和1.2 MeV电子辐照硼硅酸盐玻璃,利用纳米压痕技术表征了辐照前后样品的硬度和模量,并利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱测试,研究了辐照导致玻璃机械性能变化的微观机理.结果表明:当能量沉积达到6.6×10~(21)keV/cm~3时,Xe离子辐照样品的硬度和模量下降都达到饱和,其中硬度下降约24%,模量下降约7.4%;电子辐照后样品的硬度和模量也有轻微下降,但在实验所用剂量范围内硬度和模量下降未出现饱和现象,当吸收剂量达到最大值(1×10~9 Gy)时,硬度和模量分别下降约4.7%和2.9%.分析表明:Xe离子辐照后样品的恢复阻力增大,韧性提高,整体机械性能提升,而电子辐照后样品的机械性能无明显变化.研究结果证明了离子辐照导致玻璃机械性能变化的主要因素是离子在样品中的核能量沉积.
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4.
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高功率脉冲电子束辐照SiO$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;的光学和激光损伤性能
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钟勉 杨亮 任玮 向霞 刘翔 练友运 徐世珍 郭德成 郑万国 袁晓东《物理学报》,2014年第63卷第24期
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研究了不同剂量的60 kW高功率脉冲电子束辐照对高纯熔石英玻璃的微观结构、光学性能和激光损伤特性的影响规律. 光学显微图像表明, 辐照后熔石英样品由于热效应导致表面破裂, 裂纹密度和尺寸随辐照剂量增加而增大, 采用原子力显微镜分析表面裂纹的微观形貌, 裂纹宽度约1 um, 同时样品表面分布着大量尺寸约0.1–1μm的碎片颗粒. 吸收光谱测试表明, 所有样品均在394 nm处出现微弱的吸收峰, 吸收强度随着电子束辐照剂量增大呈现先增加后减小的趋势. 荧光光谱测试发现辐照前后样品均有3个荧光带, 分别位于460, 494和520 nm, 荧光强度随辐照剂量的变化趋势与吸收光谱一致. 利用355 nm激光研究了不同剂量电子束辐照对熔石英激光损伤阈值的影响, 结果表明熔石英的损伤阈值随着辐照剂量的增加而降低. 在剂量较低时, 导致熔石英激光损伤阈值下降的原因主要是色心缺陷; 剂量较高时, 导致损伤阈值降低的原因主要是样品表面产生的大量微裂纹和碎片颗粒对激光的调制和吸收. 关键词： 熔石英 电子束辐照 色心 激光损伤阈值
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5.
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质子辐照硼硅酸盐玻璃盖片的物理效应分析
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《强激光与粒子束》,2020年第2期
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作为航天器电源系统的重要组成部分,太阳电池需要更高的转换效率和可靠性以及更长的使用寿命。通过在太阳电池表面覆盖抗辐照玻璃盖片,可以增强太阳电池对粒子辐射的防护,延长太阳电池的服役寿命,使航天器获得可靠的能源供应。硼硅酸盐玻璃就是一种理想的太阳电池玻璃盖片材料。采用蒙特卡罗方法,结合SRIM软件模拟研究质子辐照硼硅酸盐玻璃的损伤物理机理。基于粒子与物质相互作用的理论以及基本公式,通过分析不同入射能量的质子在硼硅酸盐玻璃中的阻止本领、电离能损、位移能损、空位的产生情况,对辐照损伤的物理机制进行研究。结果表明:能量为30～120 keV的质子辐照损伤主要发生在硼硅酸盐玻璃表面;质子沉积、空位分布等均为Bragg峰型分布;电离能损是能量损失的主要部分,随入射能量的增加而增大,导致电子的电离和激发;位移能损在玻璃内部随能量降低而增大,导致硼、氧和硅等空位缺陷的产生;电离效应和缺陷的产生是硼硅酸盐玻璃色心形成的重要原因。
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6.
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光纤辐照缺陷的电子自旋共振研究
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刘方新 张辰华 金嗣昭 轩植华 李宗民《物理学报》,1994年第43卷第11期
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用电子自旋共振方法研究光纤的γ射线辐照缺陷情况。结果发现，射线辐照产生一系列同磁缺陷，缺陷中心的浓度随着辐照剂量的增加而增加；缺陷的种类主要是Ｅ＇心、非桥连氧空穴心和过氧根（ＯＨＣ）心，并对它们形成的机制进行了分析和讨论。 关键词：
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7.
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高功率脉冲电子束辐照SiO_2的光学和激光损伤性能
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钟勉 杨亮 任玮 向霞 刘翔 练友运 徐世珍 郭德成 郑万国 袁晓东《物理学报》,2014年第24期
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研究了不同剂量的60 kW高功率脉冲电子束辐照对高纯熔石英玻璃的微观结构、光学性能和激光损伤特性的影响规律.光学显微图像表明,辐照后熔石英样品由于热效应导致表面破裂,裂纹密度和尺寸随辐照剂量增加而增大,采用原子力显微镜分析表面裂纹的微观形貌,裂纹宽度约1μm,同时样品表面分布着大量尺寸约0.1—1μm的碎片颗粒.吸收光谱测试表明,所有样品均在394 nm处出现微弱的吸收峰,吸收强度随着电子束辐照剂量增大呈现先增加后减小的趋势.荧光光谱测试发现辐照前后样品均有3个荧光带,分别位于460,494和520 nm,荧光强度随辐照剂量的变化趋势与吸收光谱一致.利用355 nm激光研究了不同剂量电子束辐照对熔石英激光损伤阈值的影响,结果表明熔石英的损伤阈值随着辐照剂量的增加而降低.在剂量较低时,导致熔石英激光损伤阈值下降的原因主要是色心缺陷;剂量较高时,导致损伤阈值降低的原因主要是样品表面产生的大量微裂纹和碎片颗粒对激光的调制和吸收.
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8.
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Bi_2WO_6光催化剂的γ射线辐射效应（英文）
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《化学物理学报》,2018年第5期
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本文首次研究了高能辐射(γ射线)对Bi_2WO_6纳米晶体结构和光催化性能的影响.结果表明,尽管高能辐射不会改变Bi_2WO_6纳米晶体的形貌,但是Bi_2WO_6粉末的颜色在高吸收剂量辐照(507 kGy)后发生了明显的变化,并且辐照后Bi_2WO_6的XRD谱图也显示,随着吸收剂量的增加,(113)晶面对应的2θ从28.37°移到28.45°,说明晶格参数在γ射线辐照下还是发生了细微的变化.XPS表征结果证明,Bi_2WO_6晶体结构的变化源于高剂量辐射下氧空位缺陷的产生.Bi_2WO_6纳米晶体的禁带宽度(E_g)随吸收剂量的增加也出现减小的趋势.用水溶液中亚甲基蓝的可见光照分解反应作为模型反应考察了辐照后的Bi_2WO_6纳米晶体的光催化活性,结果表明,辐照后的Bi_2WO_6纳米晶体的光催化活性随着吸收剂量的增加而逐渐升高.将经过反应后的Bi_2WO_6纳米晶体再次回收,进行循环催化,发现这些辐照后的Bi_2WO_6纳米晶体在三次循环使用后光催化性能仍然能够保持,说明高能辐射产生的氧空位缺陷具有良好的稳定性.
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9.
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氟锆酸盐玻璃的γ射线辐照效应
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王浩炳 李瑞华《光学学报》,1992年第12卷第7期
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用电子顺磁共振谱研究了在液氮温度及在室温下氟锆酸盐玻璃的γ射线辐照效应.实验结果表明,辐照后的玻璃中形成了Zr~(3+)、F_2、F~0及一种俘获氧杂质的空穴中心(标号为U)等缺陷.在低温辐照时,非桥氟的存在是产生F_2~-和F~0缺陷的原因.温度高于400K时,所有缺陷全部消失.常温下经γ射线辐照过的玻璃,在紫外区出现一个吸收峰.辐照对该玻璃的红外透过率影响不大.
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10.
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γ射线辐照对类金刚石薄膜中氢含量的影响
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刘贵昂 王天民 游佩林 李奇良《光学学报》,2002年第22卷第4期
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用射频等离子体方法在玻璃基底上制备了类金刚石 (DLC)薄膜。采用拉曼光谱、可见紫外近红外光谱、红外光谱等手段对经γ射线 (其平均能量为 1 2 5MeV)辐照后的类金刚石薄膜中氢含量及其变化进行了分析。结果表明 ,随γ射线辐照剂量的增加 ,薄膜中SP3C H键数量明显减少 ,与此同时 ,薄膜中氢含量也随之减少。当辐照剂量达 1× 10 5Gy时 ,SP3C H键减少了约 5 0 %。利用光学带隙数据、完全抑制网络 (FCN)理论及相关计算得出膜中氢含量为 10 %～ 2 5 % ,且其含量随辐照剂量的增加而减少。随辐照剂量增加 ,类金刚石薄膜附着力增加及红外透过率的降低进一步验证了上述结论的正确性。
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11.
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γ辐照对熔融织构YBa2Cu3Ox的电磁性能的影响
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张永红 刘文宏《低温物理学报》,1993年第15卷第6期
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本研究了γ辐照对熔融织构（ＭＴＧ）ＹＢＣＯ的电磁性能的影响，辐照剂量分别为４×１０＾９ｒａｄ，２×１０＾９ｒａｄ。我们观察到当辐照剂量为２×１０＾９ｒａｄ时辐照后样品的Ｊｃ随磁场的增加而下降的速度比辐照前慢，但在我们所测磁场范围内辐照后的临界电流比辐照前低。通过对这些结果分析我们得出：γ辐照在晶界处理产生了缺陷，这些缺陷对磁通钉扎是有利的。
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12.
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γ射线辐照对含钆磷酸钡玻璃影响的光谱分析
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《光谱学与光谱分析》,2018年第11期
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为研制新型γ射线屏蔽材料,采用熔融淬火法制备了xGd_2O_3-(50-x)BaO-50P_2O_5(0≤x≤7mol%)系列玻璃样品,并经~(60)Co辐照源辐照,利用UV-Vis-NIR,Raman等分析技术研究了玻璃的光学特性和微观结构。结果表明,玻璃在γ射线辐照下产生了磷氧空穴中心(Ⅰ类色心),呈现棕色;Gd2O3能增强磷酸钡玻璃的抗γ辐照能力,玻璃中Gd_2O_3含量越高,γ射线辐照导致的色心数量越少;玻璃产生的色心数量会随着γ射线辐照剂量的增大而增加;Gd_2O_3加入降低了玻璃对可见光和近红外光的透过率;γ射线辐照使玻璃出现了光学吸收带损耗,玻璃在紫外到可见光区的透过率降低;玻璃样品的主要结构为Q2偏磷酸盐结构,伴有少量Q1焦磷酸盐和Q0正磷酸盐结构;玻璃微观网络结构在γ射线辐照下变化不明显。
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13.
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电子辐照对MgAl2O4尖晶石光学性质的影响
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阳生红 张曰理 莫党 何捷《人工晶体学报》,2006年第35卷第2期
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本文利用1.7 M eV电子辐照MgA l2O4尖晶石后,通过吸收谱测量表明,被电子辐照的尖晶石可产生大量的F型色心缺陷,而且电子的辐照剂量明显地影响尖晶石的光谱特性。随着电子辐照剂量增加,F型色心缺陷的浓度增大;椭偏光谱分析得到的光学常数谱随电子辐照剂量的变化而改变。我们对上述现象进行了合理的分析。
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14.
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硼硅酸盐玻璃的电子辐照效应
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段丙皇 陈亮 王铁山 彭海波 张根发 杨坤杰《原子核物理评论》,2014年第2期
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在高放废物长期地质处置过程中,作为第一层工程屏障的固化体玻璃会受到持续的电子辐照,研究其电子辐照效应对高放废物的长期安全处置具有重要的意义。在透射电子显微镜(TEM)上对硼硅酸盐玻璃样品进行原位电子辐照实验。在电子束的作用下,两种硼硅酸盐玻璃均很快发生相分离现象,这主要是由于电离作用导致Na的迁移或逃逸引起网络体结构重组的结果。引入简单的结构模型解释了两种不同组分硼硅酸盐玻璃相分离的不同,结果表明,相分离的不同与玻璃组分中Na成分的多少密切相关。
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15.
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140 keV质子辐照对石英玻璃光谱性能影响的研究 被引次数：4
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刘海 何世禹 魏强 杨德庄 王怀义《光学学报》,2003年第23卷第3期
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研究了JGS3 光学石英玻璃在真空、冷黑和能量为 14 0keV的质子辐照下光学透过率变化的基本规律。在辐照剂量大于 5× 10 14 proton/cm2 后 ,主要引起 2 30～ 2 5 0nm的吸收带 ,其吸收峰值随辐照剂量的增加而单调增加。在较大辐照剂量下 ,近紫外和可见区域也存在某些弱的吸收带。 2 30～ 2 5 0nm的吸收带由E′心引起。质子辐照下在JGS3 光学石英玻璃中形成的E′心是受氢扰动的 ,即辐照过程中不仅发生Si -O键的断裂 ,而且发生[≡Si- ]和 [≡Si-O]向 [≡Si-H]和 [≡Si-OH]的转变
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γ-辐照对纯Y_2SiO_5和Eu~(3+)∶Y_2SiO_5晶体光谱性能的影响
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庞辉勇 赵广军 介明印 朱江 何晓明 徐军《光学学报》,2005年第12期
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研究了γ-辐照前后纯Y2SiO5和Eu3+掺杂的Y2SiO5晶体吸收光谱的变化,辐照后,未退火和氢气退火的纯Y2SiO5晶体在260~270 nm和320 nm波段产生了附加吸收峰,分别是由F心和O-心的吸收引起的;经过空气退火的纯YSO晶体中,由于消除了氧空位,因此辐照后没有出现色心吸收峰。在Eu3+∶Y2SiO5晶体中,不但有相同的F心和O-心吸收峰,而且还有Eu2+离子在300 nm和390 nm的吸收峰。随着辐照剂量的增加,色心附加吸收峰增强。空气退火能减少Eu3+∶Y2SiO5晶体中的色心,而氢气退火能增加色心。
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γ-辐照对纯Y2SiO5和Eu3+:Y2SiO5晶体光谱性能的影响
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庞辉勇 赵广军 介明印 朱江 何晓明 徐军《光学学报》,2005年第25卷第12期
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研究了γ-辐照前后纯Y2SiO5和Eu^3＋掺杂的Y2SiO5晶体吸收光谱的变化，辐照后，未退火和氢气退火的纯Y2SiO5晶体在260-270nm和320nm波段产生了附加吸收峰，分别是由F心和O^-心的吸收引起的；经过空气退火的纯YSO晶体中，由于消除了氧空位，因此辐照后没有出现色心吸收峰。在Eu^3＋；Y2SiO5晶体中，不但有相同的F心和O心吸收峰，而且还有Eu^2＋离子在300nm和390nm的吸收峰。随着辐照剂量的增加，色心附加吸收峰增强。空气退火能减少Eu^3＋：Y2SiO5晶体中的色心，而氢气退火能增加色心。
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质子辐照对MQ硅树脂增强的加成型硅橡胶质损及热性能的影响 被引次数：3
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邸明伟 张丽新 何世禹 杨德庄《强激光与粒子束》,2006年第18卷第1期
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采用空间综合辐照模拟设备研究了100 keV和150 keV能量的质子辐照对MQ硅树脂增强的加成型硅橡胶的损伤及其对硅橡胶热性能的影响。试验结果表明：质子辐照后，硅橡胶表面出现损伤裂纹，随辐照能量和剂量的增加，裂纹的数量增多，裂纹增大；质子辐照后，硅橡胶的质量有所损失，其质损率随辐照能量和剂量的增加而增加；质子辐照后硅橡胶的耐热性随辐照剂量的增加先略有增加而后下降，经辐照后的硅橡胶在玻璃态和玻璃转变区的温度区间内收缩率降低，而在高弹态的温度区间内膨胀率增加。
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19.
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γ辐射及退火MgAl2O4透明陶瓷光谱特性研究
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何捷 林理彬 卢勇 邹萍《人工晶体学报》,2002年第31卷第1期
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本文用不同剂量的γ射线辐照镁铝尖晶石透明陶瓷，并对辐照后的样品进行等时退火，UV－VIS和FI－IR测试表明，辐照前3360cm^-1处有吸收峰，它是由VOH^-1心吸收吸的，经γ辐射，样品在370nm处产生吸收带，它是由辐照产生的V型色心吸收引起的，通过火可以使V型色心吸收带消除，结果表明：较低剂量的γ辐照能降低陶瓷紫外到红外的透过率，大剂量的γ辐照能在陶瓷中产生退火效应，能增加陶瓷红外透过率。
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20.
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Bi2WO6光催化剂的γ射线辐射效应
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张 强 姜志文 汪谟贞 葛学武《化学物理学报》,2018年第31卷第5期
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本文首次研究了高能辐射(γ射线)对Bi2WO6纳米晶体结构和光催化性能的影响. 结果表明，尽管高能辐射不会改变Bi2WO6纳米晶体的形貌，但是Bi2WO6粉末的颜色在高吸收剂量辐照(507 kGy)后发生了明显的变化，并且辐照后Bi2WO6的XRD谱图也显示，随着吸收剂量的增加，(113)晶面对应的2θ从28.37°移到28.45°，说明晶格参数在γ射线辐照下还是发生了细微的变化. XPS表征结果证明，Bi2WO6晶体结构的变化源于高剂量辐射下氧空位缺陷的产生. Bi2WO6纳米晶体的禁带宽度(Eg)随吸收剂量的增加也出现减小的趋势. 用水溶液中亚甲基蓝的可见光照分解反应作为模型反应考察了辐照后的Bi2WO6纳米晶体的光催化活性，结果表明，辐照后的Bi2WO6纳米晶体的光催化活性随着吸收剂量的增加而逐渐升高. 将经过反应后的Bi2WO6纳米晶体再次回收，进行循环催化，发现这些辐照后的Bi2WO6纳米晶体在三次循环使用后光催化性能仍然能够保持，说明高能辐射产生的氧空位缺陷具有良好的稳定性.
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