重离子束在生物医学中的应用

重离子束的主要特点在辐射研究和放射治疗中,贯穿离子束(如质子束,重离子束)是γ射线和电子束的重要补充。它们的宏观剂量分布是以近似直线贯穿和射程末端有一个“Bragg peak”为特征的,也就是在射程末端的剂量分布有一个狭窄的高峰。而它们的微观剂量分布则是用平均线性能量转移(LET)来表示的。     

重离子束在医学治疗中的应用

重离子束治癌是重离子束在医疗领域中的一项典型的应用技术,文章从重离子束在物理学与生物学上的特点,描述了它对肿瘤治疗具有优越性,物理剂量深度分布在射程末端有一个能量沉积集中区,其深度和大小均可调节;在靶区的相对生物效率（RBE）高、氧增比（OER）低;射程歧离与横向散射小;利用正电子发射断层照相（PET）技术术可以实时在线监测;可以三维扫描进行适用形治疗,半致死损伤修复小;辐射敏感性不依赖细胞周期相,文章还介绍了这项技术的国内外进展,并对其未来进行了展望。     

重离子束在诱变育种和分子改造中的应用

重离子束具有与中性辐射X,γ和中子不同的特性,利用这些特性开展它在生物学领域内的应用和基础研究具有重要的理论和实际意义.简要阐述了这种应用的理论基础,以及多年来实践的一些工作与取得的结果. Heavy ion beams have different character from X, γ rays and neutrons. It has important value in theory and practice to use the character to carry out application and fundamental researches in biological field. Theoretical basis of the application and some practice and their results are briefly described here.     

带电粒子活化分析中的重离子束

带电粒子活化分析的发展与重离子束的应用是分不开的。采用最轻的入射粒子(氢、氦)的活化分析法已为大家所熟悉,并在许多科学领域和工业技术等方面发挥着引人注目的作用。应用重离子束进行分析的报导近年来越来越多了。     

重离子束在等离子体靶中的能量损失

借助于线性Vlasov方程,我们研究了重离子束在等离子体靶中的有效电荷数和电子阻止本领。在高速情况下,分别得到了它们的解析表示式。以~(40)Ga,~(74)Ge,~(84)Kr,~(110)pd,~(208)pb及~(238)U等重离子束在氢等离子体中的能量损失为例,将我们的理论结果与Hoffmann等人的实验结果进行了比较。     

重离子束在微生物诱变育种及生物能源开发中的应用

作为一种新型的辐射诱变源, 重离子束在辐射诱变育种中的优越性已经显现。 在此基础上综述了重离子束用于微生物诱变育种的基本原理、 独特优点、 所取得的成果及研究进展, 并对其在新型生物能源开发中的潜力进行了展望。As a new radiation source, heavy ion beams have demonstrated the outstanding advantage in mutation breeding. Based on this background, the basic principal and unique peculiarity of heavy ion beams, the achievement and the progress in the research of microbial mutation breeding are reviewed in the paper. The potential application of heavy ion beams to new biological energy is also prospected.     

离子束在材料改性中的应用

引言离子束固体材料改性是核技术应用的一个重要方面。它是利用小型加速器将所需的离子加速并注入到材料的近表层,从而改变材料表层的物理、化学和机械性质的一种新技术,通常称为离子注入技术。国外在六十年代初,离子注入材料改性的研究是从半导体开始的。     

重离子束治癌

本文回顾了辐射治癌的历史发展和国内外动态,讨论了重离子束与常规辐射相比在肿瘤治疗上的优势,提出了为治疗应用的重离子束的主要参数以及在兰州重离子研究装置（ＨＩＲＦＬ）拟建的冷却储存环（ＣＳＲ）上建立治疗实验室的初步考虑． Historical background and trends at home and abroad for radiation therapy arelooked back in the paper. The advantages of heavy ion beam in comparision with conventional radiation in tumour treatment are discussed. The main parameters of heavy ion beams fortherapy application and a tentative idea constructing treatment rooms at Cooling StorageRing(CSR) of Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL) are proposed.     

重离子束聚变装置

可以预见,作为21世纪的主要能源,氘氚聚变反应核能源,将取代目前宝贵的石油与煤炭。当前,各国核学家与工程人员正在紧张地研究各型聚变装置。用磁约束氘氚等离子体的大型托克马克装置,已取得很好的进展。     

重离子束治癌

本文回顾了辐射治癌的历史发展和国内外动态，讨论了重离子束与常规辐射相比在肿瘤治疗上的优势，提出了为治疗应用的重离子束的主要参数以及兰州重离子研究装置（HIRFL）拟建的冷却储存环（CSR）上建立治疗实验室的初步考虑。     

强流重离子束在轴对称电场中的温度和能量展宽

本文研究带电粒子束在轴对称电场(包含束空间电荷平均场)中的温度和能量展宽,所得结果表明,在漂移区内,此种能量展宽与束电流成正比,与束的宏观流动速度成反比,因此,对于强流重离子束而言,此种能量展宽在总的能量展宽中将起重要的作用,若束能为20keV,束流为20mA,在漂移区中,¹H离子束的能量展宽为26.5eV,而相同条件下的¹²¹Sb离子束则为291.5eV,而且随束流增加线性上升,本文对束温度的研究结果表明,在漂移区中,束空间电荷效应使束温度增加。 关键词：     

离子束清洗在激光薄膜中的应用

介绍了在激光薄膜中End Hall型离子源离子束清洗的应用。通过实验验证了基片的二次污染和离子束的清洗效果,观测了离子束清洗前后基片的表面形貌变化。研究了用离子束清洗基片时对薄膜抗激光损伤阈值的作用。分析了用离子束清洗基片时其基片表面的性质,如清洁度、表面能、接触角、表面形貌的变化机理。指出了杂质微粒的去除和附着力的增加是如何使薄膜抗激光损伤阈值显著提高的。     

重离子束适形放射治疗技术

重离子束适形放射治疗技术主要包括束流配送系统和治疗计划系统等 .前者是实现重离子束适形放射治疗的硬件设施 ,后者为适形治疗的软件支撑系统 ,两者缺一不可 .鉴于重离子束与物质相互作用在物理学及生物学效应上表现出的特殊性,重离子束治癌中特别引入了面向生物学效应的适形治疗和束流的正电子断层在线监控技术. The conformal radiotherapy techniques mainly include the two systems that are beam delivery and treatment planning. The formal is the hardware basis while the later is the software supplement for heavy ion conformal therapy, they are dependent on each other to realize the cancer conformal therapy with heavy ion beam. Because of the specificities of interaction between heavy ion and target on both physics and biological effects, the heavy ion cancer therapy especially involves...     

重离子束定点诱变育种初探

介绍了在兰州重离子加速器上采用 75 Me V/u16O8+离子进行了贯穿与定点注入的实验 ,以及不同注入部位的种子在实验室萌发的根尖细胞染色体的微核率和畸变率与大田培育结果随剂量的变化情况 .经过 3年 5代 (南繁加代 )的系统选育 ,筛选出增产、矮杆、抗 (锈 )病、抗干热风和早熟等 9个稳定突变系.Penetration and site chosen implantation of spring wheat seeds at HIRFL with 75 MeV/u 16 O 8+ ions were caried out. The seeds, of which the different sites ware implanted by the ions were germinated in room. The frequency of micronuclei and chromosome aberration in their root tip cells was observed. The results of their cultivation in the field were different. Through selection of three year five generations (adding a generation in southern China each year), nine stable...     

重离子束治疗肿瘤临床研究

文章综述了重离子束在物理学、生物学、临床治疗等方面的优势,以及在放射生物学方面的基础实验研究内容。分析总结了国内外重离子束辐照治疗肿瘤的临床研究结果。其中,日本已接受治疗了约6 000 名不同类型的肿瘤患者,并取得较高的局部控制率和生存率;德国在头颈部肿瘤临床治疗方面取得了巨大的成功;在兰州重离子研究装置(HIRFL) 肿瘤治疗终端上,中国科学院近代物理研究所联合甘肃省肿瘤医院及兰州军区总医院对肿瘤患者的重离子治疗已进入临床试验阶段。甘肃省肿瘤医院治疗结果显示:43 例患者通过影像学检查评价疗效,客观有效率(CR+PR)为71.4%,主要急性放射损伤为1-2 级皮肤反应(红斑形成和脱皮),发生率为61.9%,治疗1 个月后随访结果显示重离子束(12C6+)对深部肿瘤具有较好的局部控制作用,且无严重不良反应发生。This article reviews the advantages of heavy ion in physical, biological and clinical aspects, discusses the radio-biological basis of experiment research, and summarizes clinical results of heavy ion beam treatment on tumor at home and abroad. Japan has accepted and treated about 6000 cancer patients of different types with high local control rates and survival ones. Germany has achieved great success in head and neck tumor clinical treatment. Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences (IMP-CAS), Tumor Hospital of Gansu Province and Lanzhou General Hospital of PLA have begun clinical trial on heavy ion treatment of deep-seated tumors after the shallow-seated tumor therapy has been done at HIRFL (Heavy Ion Research Facility in Lanzhou). The treatment results of Tumor Hospital of Gansu Province show that the objective response rate (CR+PR) is 71.4% and the rate of 1-2 levels radiation injury to skin reactions (erythema and desquamation) is 61.9% when we evaluate the 43 patients by means of maging. The results of case follow-up after treatment in 1 month indicate that the deep-seated tumor therapy with heavy ion beam has high local control rates without severe adverse effect.     

重离子束在热靶中的电子阻止本领与有效电荷数

采用线性介电响应理论,研究了重离子束在热靶中的有效电荷数和电子阻止本领。为了考虑入射离子的束缚电荷分布,我们将Brandt-Kitagawa的有效电荷理论推广到热靶。在低速和高速情况下,分别得到了有效电荷数和电子阻止本领的解析表示式。数值结果表明,对于低速离子,有效电荷数随电子气的温度增加而增加;在一定的温度范围内,低速离子的阻止本领与冷靶相比有明显增加。对于高速离子,我们的理论结果与实验值符合得较好。 关键词：     

THz关键技术及其在生物医学中的应用

THz电磁辐射的关键技术就是THz的产生和检测.本文分别介绍了两种产生THz辐射的方法及其对应的检测方法,较为全面地论述了THz成像技术,详细分析了THz成像技术的成像装置、成像原理及成像过程,并对其在生物医学方面的应用前景进行了重点分析.     

碳点在生物医学领域中的应用

碳点作为新兴的碳纳米材料之一,由于具有低细胞毒性、强亲水性、良好的生物相容性、优异的光稳定性、可调的发光和易于修饰等独特的理化特性,在生物医学领域具有广泛的应用前景.本综述主要阐述了碳点在生物成像、药物/染料/蛋白/基因的递送和癌症诊断治疗等方面的应用,并探讨了其在生物医学领域应用的当前挑战和未来前景.