肿瘤治疗的重离子束物理性质研究

重离子在肿瘤治疗方面的优势主要是由于其优越的物理性质，因此，研究其与生物体相互作用也就成为肿瘤治疗中的基本课题，介绍一些研究结果来解决人们关心的问题.The advance of tumor therapy with heavy ions beam is due to the physics quality of heavy ions.So,the investigation of heavy ions action with biological materials will be a basic task. In the paper, the investigated results show a picture to resolve some problems which attract people＇s attention.     

展宽重离子束的Bragg峰

介绍了自行设计加工的用于对重离子束Bragg峰进行展宽的旋转式射程调制器. 实验上运用双电离室法测定了75MeV/u ¹²C离子束的Bragg曲线以及经该射程调制器调制的75MeV/u ¹⁶O及¹²C离子束的Bragg曲线,调制的离子束展示出明显展宽的Bragg峰,并将测量结果同计算结果进行了比较.     

质子束治疗中非均匀组织的等效水厚度修正研究

非均匀组织等效水厚度修正是研究质子放射治疗的重要组成部分, 利用蒙特卡罗Fluka2011.2程序模拟了不同能量(50–250 MeV)的质子束入射到不同介质中的输运过程, 总结出了在不同介质中质子束初始能量与质子束Bragg峰深度关系, 并拟合出质子束在介质中的等效水厚度修正公式. 结果表明, 对不同能量的质子束入射到非均匀组织中, 通过拟合公式计算出Bragg峰深度值与Fluka模拟的质子束Bragg峰的位置相差在1 mm 之内. 如果建立起介质和水的Bragg峰比与电子密度比关系的数据库, 该公式有可能用于临床上的质子放射治疗的剂量计算中. 关键词： 蒙特卡罗 质子治疗 等效水厚度 Bragg 峰     

重离子束治癌中深度剂量分布优化

针对兰州重离子研究装置所加速的120MeV/u ¹²C离子束,利用模拟退火优化算法进行了Bragg峰展宽的剂量优化.取相同的展宽区域(30mm),4种不同的步长(2,1,0.5,0.25mm)进行Bragg峰展宽模拟.对所得到的剂量平均值,均方差,入射口剂量,峰坪比等优化结果的参数做了比较.讨论了重离子束治癌临床上最优的Bragg峰展宽模型的选取.     

12C离子束的剂量学研究

研究了L-α-丙氨酸剂量计测量^12C离子辐射的剂量学特性，实验证明丙氨酸剂量计适用于^12C离子辐射的剂量学测量。另外，还研究了^12C离子照射人外周血诱发的染色体畸变（双着丝粒＋着丝粒环）的剂量效应，在0-8．0Gy范围内拟合的最佳回归方程为Y=0．858503D＋0．3615×10^-2D^2。Dosimetric characteristics of L-α-alanine dosemeter used for dosimetry of ^12C ion radiation have been studied. The experimental results indicate that the alanine dosemeter can be used to measure the ^12C ion radiation. In addition, dose effects of chromosome aberration dicentrics and cenric rings were studied after human peripheral blood being irradiated by ^12C ions; the best regression equation, Y = 0. 858 503D ＋ 0. 361 5 ×10^-2D^2, was obtained within 8.0 Gy.     

C离子束放射治疗肿瘤的进展

重离子(C离子)用于肿瘤放射治疗具有物理学和生物学两方面的优势, 被誉为面向21世纪最佳放疗用射线。 综合论述了世界各国重离子束治癌的发展历史, 在日本国立放射医学综合研究所(NIRS)提供的临床试验数据基础上分析了C离子束治疗的适应症以及对正常组织的放射损伤。 此外, 通过分析潜在患者人数和治疗相关硬件与软件设备, 对C离子束治癌的运用前景做了初步评估。Heavy ions (carbon ions) were considered currently as the best radiation in radiotherapy for their two superiorities in the physical and biological properties. This paper firstly put the focus on the history of development of heavy ion radiotherapy in the world, then a comprehensive analysis of the indications and radiation damages of normal tissues in clinical trails of heavy ion therapy was made based on the published data by NIRS. Moreover, the prospect of using carbon ions in radiotherapy was estimated by analyzing the potential patients’ number, its related instruments and etc.     

准晶的对称性和物理性质

本文较系统地论述了准晶的对称性和物理性质，内容涉及准晶的对称性与点群，群的表示理论与准晶的弹性性质，准晶的平衡性质热力学与物理性质张量等诸多方面，其中也包含了本研究小组近年来在这方面的工作和所取得的重要成果     

重离子Bragg峰的研究及其应用

实验测定了由HIRFL引出的25、30MeV/u ⁴⁰Ar,离子经不同厚度降能片后的相对电离(Bragg曲线),并将实验结果同TRIM88程序的计算结果进行了比较,发现⁴⁰Ar离子贯穿深度较浅时,实验结果与程序计算符合很好. 并对中能重离子在水中贯穿深度与相对电离关系的计算,提出了一种对浅层且体积不大肿瘤的重离子治疗方案.     

ICl分子在外电场中的物理性质研究

摘要：ICl作为一种强氧化剂并广泛用于生产农产品,自身具有毒性并且严重破坏大气臭氧层,本文通过外加电场研究其物理特性和解离特性。本文采用Hartree-Fook的方法在GDZVP基组水平上增加不同外电场( -0.020－ 0.020a. u.) 对ICl分子的基态稳定电子结构进行了计算,研究了外电场对ICl分子的分子结构、键长、偶极矩、总能量、能隙以及红外光谱、势能面的影响规律。结果显示在外电场的作用下分子结构变化显著,随着Z（I-Cl键）方向的外电场的增大,ICl分子键长一直减小,总能量先增大后减小,电偶极矩先减小后增大,能隙EG先增大后减小,同时ICl红外光谱的最强峰先发生蓝移再发生红移,另一方面当电场强度为-0.04a.u.时外电场使I-Cl键断裂,这也证实了研究ICl分子在外电场物理性质是有意义的     

LiF分子在外电场中的物理性质研究

本文采用量子力学从头算方法,运用密度泛函B3LYP方法在6-311基组水平上, 对不同外加电场(--0.15---0.15a.u.) 作用下LiF分子基态的稳定电子结构进行了计算,研究了外电场对LiF分子键长、能量、电荷分布、能级分布、能隙及红外光谱的影响规律.结果表明,随着Z方向外电场的增加,分子键长、偶极矩和能隙递增,原子电荷也递增,总能量降低, 频率及其红外强度递减, LiF基态分子势能曲线降低,离解能减小.     

质子与重离子肿瘤治疗的进展

简要介绍了质子与重离子肿瘤治疗的历史和现状.现在,全世界有质子治疗中心23家,治疗肿瘤患者总数为39 612人;重离子治疗设备有3台,治疗肿瘤患者4 511人（包括He离子治疗2 054例病人）.     

HIRFL浅层肿瘤治疗终端治癌碳离子束物理特性的测量

对HIRFL浅层肿瘤治疗终端提供的碳离子束的物理特性进行了首次测量. 结果显示, 能量为80.55MeV/u的¹²C离子束, 其束流强度在0.001—0.1nA范围时, 直径50mm照射野的均匀性为73.48%, 束流强度在一段时间内的稳定性为80.87%. 测得了束流在治疗装置等中心处的深度剂量分布, 其高剂量的Bragg峰位处在13.866mm的水等效深度, 反推出碳离子束在等中心处对应的能量为71.71MeV/u, 与计算值基本吻合. 对自由空气电离室的读数进行了吸收剂量的标定. 测量结果显示, HIRFL浅层肿瘤治疗装置性能与临床治疗的要求相比稍有差距, 为了达到治疗终端进行临床试验的要求, 须对治癌装置性能做进一步的优化.     

用Delphi实现硫属玻璃物理性质计算与配方设计

硫属玻璃是具有优良红外透过性质的光学材料.为了便于硫属玻璃系统的研究和设计,采用现有的玻璃性质计算理论,运用Delphi语言编程设计实现了硫属玻璃的物理性质计算及配方设计程序.     

半导体带电粒子探测器的研制及其在空间物理中的应用

阐述了空间辐射环境监测的意义,描述了半导体带电粒子探测器的研制及由其组成的望远镜系统在空间物理中的应用,并给出了用此探测器在卫星上进行地球辐射环境监测、太阳质子事件和地磁暴探测的部分结果.     

柴油高压物理特性的研究

 柴油物理特性是模拟计算高压燃油喷射系统的基础。针对柴油的密度、体弹性模量和运动粘度等进行了试验研究，在其基础上得出了柴油密度、弹性模量和运动粘度随压力和温度变化的经验公式，能较好地把柴油的密度、弹性模量和声速统一起来，与试验的误差小于3%，相关系数大于0.998，能满足高精度燃油喷射系统仿真的精度要求。     

Biaxially Self-Reinforced High-Density Polyethylene Prepared by Vibration-Assisted Injection Molding. I. Processing Conditions and Physical Properties

A pulse pressure was imposed on the melt in the injection molding cavity during the injection and holding pressure stages, called vibration-assisted injection molding (VAIM) technology. With the VAIM technology, biaxially self-reinforced high-density polyethylene (HDPE) samples were prepared and the physical properties affected by the vibration processing conditions were studied. The tensile properties can be improved in both the machine direction (MD) and the transverse direction (TD) by changing the vibration frequency and vibration pressure amplitude, respectively. The elongation at break increased with increasing the vibration frequency for the VAIM sample processed at constant low vibration pressure amplitude; the yield strength increased with increasing the vibration pressure amplitude for the VAIM sample prepared at constant low vibration frequency. The softening point temperature for the VAIM sample increased by 8°C compared with a conventional injection-molded (CIM) sample.     

全球气候变化中的物理问题

全球气候变化是一个复杂的科学问题,它涉及到气候系统或地球系统的变化,不但需要考虑它们所包含的这些系统内各部分本身的变化,以及它们之间复杂的相互作用,而且还需考虑物理与地球生物化学等许多过程.文章主要讨论全球气候变化中的物理问题,主要有三个方面：（1）辐射传输和全球辐射平衡:不论是由于自然的原因或人类活动（如太阳活动与火山爆发以及温室气体排放增加导致的温室效应加强）一旦破坏全球的辐射平衡,则会引起气候变化,这是气候变化的主要原因与驱动力;（2）大气波动和气候变化的内部变率:除上述外强迫的作用外,气候变化还可由气候系统内部的变率引起,这包括大气内部变率和耦合气候变率.它们主要是通过产生各种大气的波动而实现的.其中最重要的是罗斯贝（Rossby）波.它们的传播和不稳定发展是造成气候变化的另一个原因;（3）气候系统的混沌性质和可预报性:数值预报模式的预报结果对初始场很敏感,即初始场的微小误差可导致完全不同的预报结果,同时模式中物理过程描述的真实程度也影响预报的结果.大气的这种混沌性质限制了天气的可预报性在2周以内.但气候预测由于明显受外强迫的作用,可使大气的混沌时效延长到月、季、年、几十年甚至上百年.为了减少由初始场误差和模式不完善而造成的预报误差,目前气候预报是采用多初值和多模式的集合预报方法,因而气候预测实际上是一种概率预报.     

Phase Transition and Physical Properties of InS

Using the crystal structure prediction method based on particle swarm optimization algorithm, three phases(P nnm, C2/m and Pm-3 m) for InS are predicted. The new phase Pm-3m of InS under high pressure is firstly reported in the work. The structural features and electronic structure under high pressure of InS are fully investigated. We predicted the stable ground-state structure of InS was the P nnm phase and phase transformation of InS from P nnm phase to P m-3 m phase is firstly found at the pressure of about 29.5 GPa. According to the calculated enthalpies of InS with four structures in the pressure range from 20 GPa to 45 GPa, we find the C2/m phase is a metastable phase. The calculated band gap value of about 2.08 eV for InS with P nnm structure at 0 GPa agrees well with the experimental value. Moreover, the electronic structure suggests that the C2/m and P m-3m phase are metallic phases.     

Quantaloids Describing Causation and Propagation of Physical Properties

A general principle of causal duality for physical systems, lying at the base of representation theorems for both compound and evolving systems, is proved; formally it is encoded in a quantaloidal setting. Other particular examples of quantaloids and quantaloidal morphisms appear naturally within this setting; as in the case of causal duality, they originate from primitive physical reasonings on the lattices of properties of physical systems. Furthermore, an essentially dynamical operational foundation for studying physical systems is outlined; complementary as it is to the existing static operational foundation, it leads to the natural axiomatization of causal duality in operational quantum logic.