基于FLUKA平台的重离子治癌模拟实验

重离子治癌是指利用大型重离子加速器产生的高能带电重离子束辐照病灶来治疗恶性肿瘤的一种新型放射治疗方法.与传统的常规放射治疗方法相比,重离子束治疗癌症具有特殊的布拉格峰和高RBE优势.相关研究目前已成为放射治疗领域的前沿和热点,同时作为核科学前沿也常被引入到相关专业教学中,由于使用大型重离子加速器的实验教学很难引入高校,为了更好地展示加速器在核医学实验和临床治疗中的使用过程和效果,本文利用FLUKA软件作为操作平台,模拟了用碳离子束治疗脑部肿瘤的实验过程,并根据模拟结果调节参数,给出优化的治疗方案,使学生更深刻的掌握重离子与物质相互作用过程以及重离子治癌的基本原理.     

高能重离子物理进展与展望

介绍了高能重离子碰撞物理的基本要领指出这一领域的中心课题是研究实现夸克一胶子等离子体相变的条件，文章了对各种可能的ＱＧＰ相变信号的理论分析及实验探测的最新进展，并展望了该领域实现了理论研究进展的未来前景。     

高压条件下高能重离子辐照材料研究进展

高能重离子辐照处于高压条件下材料的研究,是随着高能重离子加速器技术的快速发展而出现的一个新的研究领域, 研究结果涉及材料学、 地质学、地质年代学、核废料处理学等学科。简要介绍最近几年国内外在高能重离子辐照高压条件下材料研究领域的研究现状及已取得的结果,并对未来在兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL CSR）上开展相关研究工作的前景作了展望。With development of high energy heavy ion accelerator, it is possible to perform heavy ion irradiation experiments of pressurized materials in diamond anvil cells(DACs). It is a new research field. The results expected from irradiation experiments under high pressure will have impacts on several scientific fields such as materials science,geo science,geochronology,and nuclear waste storage. In this paper, some of recent works in this field are presented and reviewed. Furthermore,the research plan of materials under high pressure based on HIRFL-CSR is introduced.     

原子核重离子集团衰变的研究

从理论和实验两个方面综述了原子核的重离子团衰变这一前沿领域的发展和现状，考虑了在兰州重离子加速器国家实验室开展对Ｚ＝５６－６４，Ｎ＝５８－７２核区核素的α和重离子集团衰变所研究的设想。     

中国科学院近代物理研究所重离子辐照生物研究平台

介绍了中国科学院近代物理研究所和兰州重离子加速器国家实验室的重离子加速器辐照生物研究平台、 重离子辐照生物研究发展规划及在现代农业和生物产业方面取得的一些最新进展。 Heavy-ion accelerator facilities for the researches on biological effects induced by heavy ion at Institute of Modern Physics（IMP）, Chinese Academy of Sciences and National Laboratory of Heavy ion Accelerator in Lanzhou（HLHIAL） are introduced. New progresses in modern agriculture and biological industry are presented.     

CSR能区重离子反应中的介子产生

重离子反应中介子产生的观测对于认识重离子反应动力学和核物质性质具有重要的意义 .讨论了重离子反应中阈能附近介子产生的一些特点和研究现状 ,特别讨论了π介子产生和K+ 介子产生 .在我国兰州重离子冷却储存环上开展这方面的实验研究具有可能性 ,可望得到很有意义的结果 .及时开展这方面实验研究和相应的理论研究是必要的.It is important to measure meson productions in heavy ion collisions in order to understand the dynamics of heavy ion reactions and the properties of nuclear matter. In this paper we review the characteristic and present status of meson productions near the threshold energies in heavy ion collisions. Especially the pion and K + productions are discussed. We point out that it is meaningful and possible to carry out the experimental studies at the CSR. It is necessary to carry out timely the...     

自旋与手征动力学的输运模拟研究

自旋相关的物理是多个研究领域的热门课题。核子和夸克都是自旋为1/2的费米子,在非对心重离子碰撞中受到自旋-轨道相互作用以及磁场的影响,会产生有趣的自旋动力学,特别是在垂直于反应平面方向上会出现自旋极化。在相对论重离子碰撞中,由于产生了极端的高温高密环境,夸克可以近似看作无质量粒子,此时自旋动力学过渡为手征动力学。在外界电磁场、涡旋场作用下以及在电荷与手征荷不对称的条件下,会产生一系列手征反常效应。本文介绍我们课题组基于输运模拟在自旋与手征动力学方面开展的一系列研究工作,包括中能重离子碰撞及相对论重离子碰撞中粒子的自旋极化、理想体系及相对论重离子碰撞中的手征磁波等。     

聚合物材料的快重离子辐照效应

简要介绍了快重离子辐照损伤的特点,通过与低电离辐射粒子辐照在聚合物材料中产生的效应的类比论述了快重离子辐照在聚合物材料中产生的效应及其研究现状 ,并结合快重离子辐照效应的应用展望了该领域未来的发展.The irradiation effects in polymers induced by swift heavy ions were reviewed in comparison with that induced by low ionization particles based on the characteristics of swift heavy ion irradiations. It is shown that bond breaking and cross linking, gas releasing, amorphization and carbonization of polymers depend strongly on the electronic energy loss. Besides special effects such as alkynes production, can be induced under swift heavy ion irradiation. The perspectives...     

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.     

重离子惯性聚变的研究

本文描述了重离子惯性聚变的研究现状和用于重离子惯性聚变的重离子加速器． The present researching status and the heavy ion accelerators used for inertial fusion of heavy ions are decribed in the paper.     

兰州在线同位素分离器ISOLAN

本文描述兰州在线同位素分离器ISOLAN的设计原理、结构和特性.对Ar和Xe的离线调试结果,分辨本领达到700—1200.ISOLAN将与兰州重离子加速器联机,以中能重离子核反应进行新核素的合成和远离β稳定线核素的研究.     

重离子冷却贮存环与原子物理研究

文中概要介绍了重离子冷却贮存环的工作过程,对在这个装置上目前进行的原子物理学领域有关前沿研究课题进行了简述和讨论.     

基于大肠杆菌的重离子辐射靶点序列定位和LacI突变分析的实验体系构建及验证

重离子辐射具有独特的物理和生物学特性,在诱变育种等领域有着广泛的应用,但其诱变的机制并不完全清楚。不同于传统的X和γ射线,重离子辐射具有较高的线传能密度(Linear energy transfer,LET),主要诱导团簇状的DNA损伤,其演化为遗传变异的过程更为复杂,突变类型也更难预测。目前的实验技术很难在序列水平对重离子击中DNA的靶点进行定位,这致使重离子辐射诱变机制的研究相对滞后。针对这一问题,根据重离子辐射诱导的团簇损伤核心区域富含DNA双链断裂(Double-strand break,DSB)以及同源重组机制对DSB特异性响应的特性,首先构建了四环素抗性基因(TetA)同源重组元件用于确定DNA团簇损伤的序列定位,并在重组原件侧翼连接反向突变筛选基因LacI用于团簇损伤—突变的检测,最后把该质粒转化到大肠杆菌E.coll。在此基础上,比较分析γ射线与碳重离子(80 MeV/u)辐照后同源重组和报告基因突变的情况,验证了该体系用于重离子辐射靶点序列定位及突变检测的可行性,为进一步研究重离子辐射诱变的相关机制奠定了方法学基础。     

快重离子辐照非晶态合金引起的塑性形变研究进展

简单介绍了国内外关于快重离子低温辐照非晶态合金引起的各向异性的塑性形变研究新进展，并对该领域今后的研究方向作了展望. Present status in study of fast heavy ion beam induced plastic deformation in amorphous alloys is briefly reviewed. Further research trend and relevant problems are also discussed.     

兰州重离子加速器的大面积电离室实验终端

本文叙述了与兰州重离子加速器配套建造的物理实验终端之一——大面积电离室实验终端的一般概貌.介绍该实验终端的基本结构及所配置的探测器系统.并给出若干探测器测试性能的结果.最后还简介了目前在该实验终端上正在开展的中能重离子区域反应机制研究的课题.     

超重原子核与新元素研究

当前,原子核物理研究的一个重要前沿是探索原子核的电荷与质量极限,研究超重原子核与超重元素的性质,以及合成超重原子核。20世纪60年代,基于量子壳效应,理论预言质子数为114、中子数为184的原子核及其相邻核具有较长的寿命,甚至可能是稳定的,形成一个超重稳定岛。这个理论预言促进了重离子加速器及相关探测设备的建造,推动了重离子物理的发展。到目前,已经合成到了118号元素,填满了元素周期表的第7行。然而,合成更重的超重元素或包含更多中子的超重原子核面临着很多挑战,需要理论与实验密切结合,探索超重原子核的性质与合成机制,以登上超重稳定岛。文章概要评述超重原子核与新元素研究。首先介绍超重原子核与超重元素研究的背景及理论预言,包括超重核存在的根源、理论预言的概况等。之后简要给出实验合成超重核取得的主要进展和新元素命名情况。关于合成更重的超重元素面临的挑战,文章将针对利用重离子熔合蒸发反应合成超重核的截面低、所合成的超重核缺中子等情况展开讨论。最后评述近年来超重原子核结构性质、衰变、裂变与合成机制等方面的理论研究进展,包括超重核区的幻数和超重岛的位置,超重核的稳定性,利用重离子熔合蒸发反应合成超重核的三步过程及其复杂性,利用多核子转移合成超重核的探索,等等。The exploration of charge and mass limits of atomic nuclei and the synthesis of long-lived or stable superheavy nuclei (SHN) are at the frontier of modern nuclear physics. In the 1960s, based on the stability originating from quantum shell effects, the possible existence of an island of stability around 298114 was predicted. This prediction advanced the construction of heavy ion accelerators and detectors and the development of heavy ion physics. So far, superheavy elements (SHE) with Z up to 118 have been synthesized via heavy ion fusion reactions in laboratories. Recently the IUPAC/IUPAP Joint Working Party (JWP) concluded that criteria for the discovery of new elements have been met for those with Z=113, 115, 117 and 118. Therefore the seventh period of the periodic table of elements is completed. To synthesize even heavier elements or more neutron-rich SHN by using heavy ion fusion reactions, one confronts many challenges. More efforts should be made to study the properties of SHN both experimentally and theoretically. In this short review on the study on SHN and SHE, we will first introduce the background and theoretical predictions of SHN, including the origin of the possible existence of SHN and the predicted island of stability of SHN, etc. Then we will present progresses made up to now concerning the synthesis of SHN and the naming of the four new elements. As for the challenges nuclear physicists confront in synthesizing even heavier SHEs, we will detail those connected with heavy ion fusion-evaporation reactions, namely, the tiny cross sections to produce SHN and the fact that only neutron-deficient SHNs can be synthesized. Finally we will discuss some theoretical progresses on the study of SHN, including the structure of SHN and proton and neutron magic numbers after 208Pb, the stability and the synthesis mechanism of SHN as well as what we should focus on in the future.     

相对论重离子碰撞与夸克物质

介绍了相对论重离子碰撞与夸克物质研究领域的有关最新进展.讨论了QCD热力学与量子输运理论,对于与QCD相变紧密联系的几个热点问题作了评述,最后分析了该研究领域在近期发展前景.     

强相互作用自旋-轨道耦合与夸克-胶子等离子体整体极化

在非对心相对论重离子碰撞中,参与反应的原子核物质系统具有巨大的初始轨道角动量,经过强相互作用的自旋-轨道耦合,这一巨大的轨道角动量可以转化为产生的夸克-胶子等离子体的整体极化.整体极化效应在理论上提出后,首先被美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机上的STAR实验所证实,激发了人们对相关问题的研究,成为重离子碰撞物理研究的一个新方向——重离子碰撞自旋物理.本文简单回顾了整体极化原始基本思想、理论计算体系与主要结果以及近几年的理论进展.     

高离化态重离子研究的最新进展

简要介绍利用重离子冷却储存环开展高离化态重离子研究的最新进展，着重介绍高离化态重原子研究的最新状况，以及高离化态重离子在核物理、天体物理和原子物理等交叉研究中的应用。     

基因芯片技术及其在放射治疗中的应用

基因芯片技术是建立在杂交序列基本理论上的分子生物学技术, 它以一种全面、 综合和系统的思维方式研究生命现象。 基因芯片技术可以完整地研究整个细胞或器官全部基因变化, 可以通过基因分析发现对电离辐射的基因反应差异, 从而建立一种新的分子放射生物学方法。 综述了基因芯片技术及应用领域, 重点介绍了基因芯片技术在辐射治疗癌症中的应用。 概述了重离子治疗肿瘤优于其它射线的原因。 展望了利用基因芯片技术的优势探索肿瘤经重离子辐照前、 中、 后期的生物学效应。