35MeV/uAr离子辐照聚酯膜引起的效应研究

采用多种手段研究了 35Me V/u的 Ar离子辐照聚酯 (PET)膜产生的微观结构变化 .结果表明 ,辐照使聚酯的化学键断裂并产生了炔端不饱和基团和自由基 .断键主要发生在乙二醇残留物、苯环的对位和酯的 C— O键上 .随着吸收剂量的增加 ,材料的结晶度逐渐降低 ,由原始的41 .7%减至最高辐照量时的 1 5.0 % .研究发现 ,聚脂的非晶化转变截面与电子能损呈线性关系 ;断键和非晶化效应主要取决于样品的吸收剂量 ,并存在一个约 4.0 MGy的阈值.Stacked polyethylene terephthalate films were irradiated with 35 MeV/u Ar ions at room temperature. The ion induced effects were studied by ultraviolet visible spectrometer, Fourier transform infrared spectroscopy, X ray diffractometer, X ray photoelectron spectroscopy, electron spin resonance spectroscopy and differential scanning calorimetry. Bond breaking and the formation of alkyne end groups and free radicals were observed. The bond breaking processes occurred mainly...     

22 MeV/u的Fe离子在PET 膜中引起的辐照效应研究

用能量为22 MeV/u的 Fe离子在室温和真空条件下辐照了多层堆叠的半晶质聚酯膜, 采用傅里叶转换红外吸收光谱、 紫外/可见吸收光谱 和X射线衍射技术分析测量了辐照后聚酯膜的微观结构所发生的变化, 详细研究了分子结构的变化和非晶化转变与离子剂量、 离子在样品中的平均电子能损以及吸收剂量的依赖关系． 分析结果表明: 辐照导致化学键的断裂、 新化学键的形成和非晶化转变． 非晶化效应和化学键的断裂随离子剂量和电子能损的增加而增大, 但变化的总量仅依赖于总的吸收剂量, 表明在所涉及的能损范围里, 辐照产生的变化与辐照离子的种类和能量没有直接的关系, 而只决定于材料对辐照离子能量的吸收程度． Semicrystalline polyethylene terephthalate (PET) film stacks were irradiated with 22 MeV/u Fe ions at room temperature under vacuum. Ion beam induced microscopic structural modifications and amorphous transformation were investigated by means of Fourier transform infrared spectrosocopy (FTIR), ultraviolet visible absorption spectrosocopy (UV/Vis) and X ray diffractometer (XRD). It was found that irradiation induces bond breaking, formation of new free radiculs and amorphous transformation. These effects were found to depend on ion fluence , the electronic energy loss and aborbed dose. The creation of alkyne groups was found only at the aborbed dose higher than 5.0 MGy.     

高能Ar离子辐照PET引起的光吸收变化研究

采用紫外–可见光吸收技术分析和研究了35MeV/uAr离子辐照聚酯膜引起的光吸收改性.结果表明,Ar离子轰击聚酯膜时引起了碳键的共轭体系形成,从而导致了紫外–可见光区域中光吸收明显增加,光吸收增加的幅度依赖于离子的照射剂量、离子在样品中的平均电子能量损失以及光的波长,剂量越高,电子能损越大,光吸收增幅越大;而光的波长越长,光吸收的增加则越不明显.利用测量到的光吸收曲线,同时还定量地研究了各种辐照条件下聚酯膜的光能隙和碳原子团的尺寸.     

Ar离子辐照非晶态合金引起的尺寸变化

利用兰州重离子加速器(HIRFL)提供的2.79MeV/u Ar离子,在50K以下的低温辐照了Fe₄₇Ni₂₉V₂Si₆B₁₆等4种非晶态合金样品,室温下使用光学显微镜对辐照前、后的同一样品拍照,对比测量了样品的宏观尺寸. 结果表明:在辐照剂量为1.5×10¹⁴离子/cm²时,非晶态合金形变不明显,测量到的样品宽度相对增长Δb/b₀均小于1.0%;当辐照剂量增加到1.6×10¹⁵离子/cm²时,所有非晶态合金样品都发生了显著的形变,其宽度相对增长分布在4.3%—12.0%之间,对此结果进行了定性的分析.     

Ar离子辐照单晶Si引起的顺磁缺陷研究

采用电子顺磁共振研究了112MeVAr离子50K以下的低温辐照的单晶Si中缺陷产生和退火效应.结果表明:Ar离子辐照Si引起了中性四空位(Si-P3心).非晶化区域等缺陷的形成,Si-P3心分布在电子能损起主导作用的辐照区域,并在200℃的退火温度消失,伴随着四空位的退火,复杂的空位团,如Si-P1心.Si-A11心等出现,并保持到较高的温度.孤立的非晶区域的完全再结晶发生在350℃左右的退火温度,理论估算表明低剂量Ar离子辐照Si产生的非晶区域的半径分布在16-20A之间,定性地讨论了结果.     

25 MeV/u Kr辐照下PET薄膜的损伤机制研究

通过25 MeV/u 86 Kr离子辐照叠层结晶聚对苯二甲酸乙二醇酯膜（PET）, 在不同的电子能损（3.40-7.25 keV/nm）和离子注量(5×1011----3×1012 ions/cm2)辐照条件下, 对Kr离子在PET中引起的辐照损伤效应进行了研究。借助傅里叶变换红外光谱分析,通过对样品的红外吸收峰进行扣除基底后的Lorentz拟合,分析了与主要官能团对应的吸收峰强度的变化趋势, 研究了化学结构与组分在重离子辐照下的变化规律; 利用X射线衍射光谱仪测量, 研究了Kr离子在PET潜径迹中引起的非晶化过程,并通过对吸光度和非晶化强度随离子注量的指数衰减规律的分析, 获得了不同电子能损离子辐照PET时主要官能团的损伤截面和非晶化截面及对应的潜径迹半径。 At room temperature, polyethylene terephthalate(PET) foil stacks were irradiated by 25 MeV/u Kr ions in the electronic stopping power range(3.3--7.66 keV/nm) and the fluence range from 5×1011 to 3×1012 ions/cm2. The behaviour of the main function groups with fluence and electronic stopping power were studied by using Fourier transform infrared(FTIR) spectroscopy, the degradation of the function group was investigated with the Lorentz fitting subtracted baseline. The amorphous processes in the latent tracks of PET were studied by X ray diffraction(XRD) measurements. The Kr ion induced degradation cross section and amorphisation cross sections(radii) for different electronic energy loss were acquired from the experimental data(FT IR and XRD) by exponential decay function respectively.      

2.1GeV?Kr离子在聚碳酸酯膜中引起的辐照效应研究

用傅立叶变换红外光(FTIR)谱仪和紫外/可见光(UV/VIS)谱仪研究了2.1GeVKr离子在聚碳酸酯(PC)膜中产生的效应.研究结果表明,在高能Kr离子辐照下,PC膜中发生了断键、断链和键的重组,炔基的出现是键的断裂和重组的结果.这些效应与辐照剂量和电子能损有关.辐照也使PC膜中发生了从氢化非晶态碳向非晶态碳的转变,在UV/VIS中,波长为380,450和500nm处的相对吸光度随能量沉积密度的增加近似按线性变化.     

Fe/Nb多层膜中离子辐照效应研究(英文)

〗采用磁控溅射技术在Si衬底上沉积Si/\[Fe(10 nm)/Nb(4 nm)/Fe(4 nm)/Nb(4 nm)\]2/ \[Fe(4 nm)/Nb(4 nm)\]4多层膜。 用2 MeV的 Xe离子在室温下辐照多层膜。采用俄歇深度剖析、X射线衍射和振动样品磁强计分析辐照引起的多层膜元素分布、 结构及磁性变化。AES深度剖析谱显示当辐照注量达到1.0×1014 ions/cm2时, 多层膜界面两侧元素开始混合; 当辐照注量达到2.0×1016ions/cm2时, 多层膜层状结构消失, Fe层与Nb层几乎完全混合。XRD谱显示, 当辐照注量达到1.0×1014ions/cm2时, Nb的衍射峰和Fe的各衍射峰的峰位相对于标准卡片向小角方向偏移, 这说明辐照引起Nb基和Fe基FeNb固溶体相的形成;当辐照注量大于1.0×1015 ions/cm2时, 辐照引起非晶相的出现。 VSM测试显示,多层膜的磁性随着结构的变化而变化。 在此实验基础上, 对离子辐照引起界面混合现象的机理进行了探讨。The behavior of the metallic multilayers of Si/\[Fe(10 nm)/Nb(4 nm)/Fe(4 nm)/ Nb(4 nm)\]2/\[Fe(4 nm)/Nb(4 nm)\]4 under 2 MeV Xe ion irradiation has been investigated by depth profile analysis of Auger electron spectroscopy,X ray diffraction and vibrating sample magnetometer. The obtained experimental results show that the inter mixing between Fe and Nb layers occurs in the 1.0×1014 ions/cm2 irradiated multilayer sample which results in the formation of Nb based and Fe based FeNb solid solution. For the samples irradiated to fluence larger than 1.0×1014 ions/cm2, amorphisation is observed, and moreover, the layered structure of the multilayer samples is broken up completely for the samples under 1.0×1016 or 2.0×1016 ions/cm2 irradiation. Vibrating sample magnetometer measurement also reveals that the magnetization of the samples changes with the evolution of the structure of multilayers. Possible mechanism of the modification in Fe/Nb multilayers induced by Xe ion irradiation is briefly discussed.     

120~430 MeV/u 碳离子的微剂量学特性研究(英文)

单粒子微剂量谱在放射治疗中是一个极其重要的参数,它可以用来评估辐射场的生物学效应。利用蒙特卡洛程序FLUKA模拟计算了由碳离子产生的混合辐射场能量沉积的微观模式。从已公开发表的文献中选取了实验测量300 MeV/u 碳离子的线能能谱,并与相同物理条件下模拟计算得到的线能能谱相比较,结果吻合得很好。此外,还计算了120~430 MeV/u 的碳离子的剂量平均线能能谱、频率平均线能和剂量平均线能。所得到的频率平均线能值为185~ 28.3 keV/m而剂量平均线能值则为272~ 64.1 keV/m。本文的结果对于制定碳离子放射治疗的治疗计划有着重要的意义.Microdosimetric single event spectrum is a significant parameter in radiotherapy, which can be used to evaluate the radiation biological effect. In this paper, microscopic patterns of energy deposition are simulated with Monte Carlo code FLUKA at mixed radiation fields during carbon ions therapy. The results are compared with experimental measured results at 300 MeV/u carbon ion and good agreement has been found. Meanwhile, dose-weighted lineal energy spectra, frequency averaged lineal energy values and dose averaged lineal energy values of carbon ion with energy from 120 to 430 MeV/u were calculated,too. The frequency averaged lineal energy values are from 185 to 28.3 keV/m while the dose averaged lineal energy values are from 272 to 64.1 keV/m. These studies are useful for treatment plan in carbon ion radiotherapy.     

低能离子在C60薄膜中引起的辐照效应

用Raman(拉曼)散射技术分析了120keV的H,Ar和Fe离子在C₆₀薄膜中引起的辐照效应,主要指由晶态向非晶态的转变.分析结果表明,在Fe和Ar离子辐照的C₆₀薄膜中,核碰撞主导了由晶态向非晶态的转变过程.而在H离子辐照的情况下,电子能损起主导作用,并发现在H离子辐照过程中,电子能损有明显的退火效应,致使由晶态向非晶态转变的过程中,经历了一个石墨化的中间过程.     

聚对苯二甲酸乙二醇酯C=O伸缩振动模式ATR二维相关红外光谱研究

采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)结合二维相关红外光谱技术,分别研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的羰基红外伸缩振动模式(νC=O)。研究发现:玻璃转化温度(Tg)以下时,PET的νC=O的红外吸收频率包括1700cm~(-1)、1709cm~(-1)和1718cm~(-1),而随着测定温度的升高(313~343K),其红外吸收强度变化快慢顺序为:1709cm~(-1)1700cm~(-1)1718cm~(-1);而当在Tg以上时,PET的νC=O的红外吸收频率包括1709cm~(-1)和1718cm~(-1),而随着测定温度的升高(353~393K),PET的νC=O红外吸收强度变化快慢顺序为:1718cm~(-1)1709cm~(-1)。本项研究拓展了ATR二维相关红外光谱技术在PET高分子材料热变性研究的范围。     

GeV能量的Fe离子在C60薄膜中的辐照效应研究

利用傅立叶转换红外光谱和Raman谱仪分析了0.98 GeV的Fe离子在电子能损Se为3.5 keV/nm时， 不同辐照剂量（5×1010 —8×1013 ions/cm2)下， 在C60薄膜中引起的辐照损伤效应。 分析表明， Fe离子辐照引起了C60分子的聚合与损伤。 在辐照剂量达到一中间值1×1012 ions/cm2， C60分子的损伤得到部分恢复， 归因于电子激发引起的退火效应。 通过对Raman数据的拟合分析， 演绎出Fe离子辐照在C60材料中形成的潜径迹截面或引起损伤的截面约为1.32×10-14 cm2。     

35MeV/u 40Ar+197Au反应中复合核的激发能与温度

利用大面积位置灵敏气体探测器对35MeV/u ⁴⁰Ar+¹⁹⁷Au反应中形成的裂片进行了符合测量,由此得到了裂变复合核的速度分布.在大质量转移假设下扣除前平衡发射粒子的影响,得到复合核的激发能.另外利用望远镜探测器对反应中出射的轻带电粒子也进行了符合测量,并由后角α,p,d,t的能谱提取了复合核的温度.温度与激发能的关系没有表现出理论预言的相变特征.     

25MeV/u6He+9Be反应的轻粒子发射

在25MeV/u ⁶He与⁹Be靶的反应中,107°和128°处明显地观察到了轻粒子发射.粒子能谱形状与平衡热源蒸发相一致,分析得到热源的核温度为完全熔合条件下的5.6MeV或非完全熔合条件下的5.2MeV .实验发现发射氚的数量特别大,这可能与目前广泛研究的⁶He的集团结构和同位旋效应有关.