100 MeV质子束流品质诊断及剂量测量准确性评估方法研究

质子辐射生物学效应是太空放射生物学和质子束放疗研究的重要基础，可为空间环境下人员的危险性评估以及质子治疗优化设计提供科学依据。依托加速器建立相应的生物样本辐照技术是开展此类研究的前提条件。中国原子能科学研究院最近建立的100 MeV强流质子回旋加速器提供的中能质子束流为目前国内能量最高，特别适合用于太空放射生物学和质子治疗相关研究。本研究中，利用在束和离线等多种手段建立了中能质子束流诊断和剂量测量方法，对加速器引出的100 MeV质子照射野大小、均匀性等束流品质以及剂量测量系统准确性进行了分析和评估。结果表明，对光子剂量响应好的LiF(Mg, Ti)热释光探测器，对90 MeV质子同样具有良好的剂量响应关系，可作为中能质子剂量准确性评估的手段之一。在5.0 cm×5.0 cm照射野范围内，加速器引出的100 MeV质子束流的均匀性好于90%，在线剂量测量系统准确性好于93%，束流品质和剂量测量条件基本满足辐射生物学的要求，可为质子辐射生物学效应研究的开展提供可靠保障。     

核反应截面替代测量方法介绍

核反应截面替代测量方法是一种间接测定核反应截面的方法, 这种方法对于测定不稳定核的反应截面具有重要的意义。 详细介绍了替代方法的理论基础、 影响其精确性的重要因素, 以及基于该方法的3种变型方法: 外替代比率方法（ESRM）、 内替代比率方法（ISRM）和混合替代比率方法（HSRM）。 阐明了每一种方法的基本原理, 给出了相关的实验验证, 并且对每一种方法的优缺点进行了分析。发现在每一种方法中, 所求反应与替代反应之间的自旋 宇称不匹配始终是不可消除的一个影响因素。 但是经过实验验证, 替代方法（包括3种变型方法）也可以达到较高的精确度, 因而在不能够直接测定核反应截面的情况下, 该方法不失为一种很好的间接测量方法。The surrogate nuclear reaction approach plays an important role in the determination of nuclear reaction cross sections that are difficult to be measured directly. In this paper, we investigate its basis, factors affecting its accuracy, and its three variants: the external surrogate ratio method (ESRM), the internal surrogate ratio method (ISRM) and the hybrid surrogate ratio method (HSRM). Each method was described, and their applications or experimental tests were given, from which we could see their respective advantages and disadvantages. And it is found that the spin parity mismatch, or the (weak) Weisskopf Ewing limit equivalently, is an inherent limitation of the approach. It is also seen that the surrogate approach can reach a high accuracy, so it is a good indirect approach when the nuclear reaction cross sections are unavailable to be measured directly.     

聚马来松香乙二醇酯Cu(Ⅱ)配合物固定化漆树漆酶的研究

制备了聚马来松香乙二醇酯(MEEP)Cu2 、Ni2 、Ca2 和Mg2 金属离子配合物,并分别以4种配合物为载体固定化漆树漆酶,初步探讨了反应时间对酶固定化的影响,考察了固定化酶的性质.实验结果表明,在反应温度为25℃条件下,漆树漆酶的最佳固定化时间为16h;MEEPCu2 配合物固定化酶的固定化结果较好,重复使用6次后,酶相对保留活力为55.0%;该固定化酶的最适作用温度为40℃,pH值范围为5.89～9.23,固定化漆树漆酶具有比游离酶更好的热稳定性和更广泛的pH值适用范围.     

准单能中子单粒子效应研究现状

对国际上用于单粒子效应(SEE)研究的准单能中子源进行了相关调研,对产生准单能中子源的7Li(p, n)7Be核反应、装置布局以及表征中子场性质的中子注量率、中子能谱、中子束流轮廓及其均匀性、热中子本底等参数的理论计算及实验测量进行了系统的介绍。进行准单能中子SEE实验要求中子源有较高的中子注量率水平、较大的束流轮廓、较好的束流均匀性以及较低的热中子本底,并且能测量出精确的中子能谱。对准单能中子SEE实验过程以及三种中子SEE截面的尾部修正方法进行了介绍。     

一种二进制降能器设计方法

为提升在中国原子能科学研究院的100 MeV质子回旋加速器上进行多能点质子单粒子效应实验的效率,针对该加速器提供的100 MeV质子设计了一种二进制降能器.降能器包括6片铝降能片,厚度分别为0.5,1,2,4,8,16,32 mm,即后一片厚度均为前一片的2倍.提出相对厚度的概念,此概念也可用来表示产生的质子能点的次序以及降能器的状态或操作.降能器产生的9.69 MeV以上的61个质子能点间隔在0.84—4.09 MeV之间,且能量岐离均在10%以下,散射角半高宽均在45 mrad以下,基本可满足质子单粒子效应实验的要求.对加速器直接提供的质子的能量精度对降能器产生的质子能点的影响进行分析,发现经降能器产生的质子能量越低,其影响也就越大.此外,降能器对加速器直接能够提供的70—100 MeV能区的质子也是适用的,且可通过增加降能片数量的方式来获得更加连续化的质子能点.本文提出的降能器设计方法简单有效,具有较强的借鉴价值.     

100MeV质子双环双散射体扩束方案设计

为满足质子单粒子效应实验对大面积、均匀化质子束流的需求,针对中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器提供的100 MeV质子进行了双环双散射体扩束方案设计.Geant4模拟表明该方案可在2.4 m位置产生一个均匀性为±1.89%、半径为8 cm的照射野,在5 m位置产生一个均匀性为±5.32%、半径为20 cm的照射野.此外,利用Geant4对双环双散射体扩束方法的基本原理进行了进一步探索,并对第二散射体后加速器管道、初始束斑尺寸、照射野形成距离、改变入射质子能量等实际中各种可能因素对该方案扩束效果的影响进行了讨论.