基于γ射线的多相流检测系统

多相流体特征参数的准确测量是国际上亟待发展的探索性研究课题,断层成像技术是多相流检测技术的一个重要研究方向。本系统利用射线透射原理,结合多相流复杂多变的流动特性,设计了基于γ射线的多相流在线检测系统。该系统由探测单元、数据采集及信号处理单元、计算机图像重建单元三部分组成,其中探测单元采用5个能量为59.5 keV的241Am源,5组CdZnTe半导体探测器阵列均匀分布于管道截面实现实时同步检测。为提高探测精度,设计了由低噪声电荷灵敏前置放大单元、具有零极点相消的低噪声主放大单元以及滤波单元组成的低噪声探测电路。测试结果表明,常温下系统对于59.5 keV的241Am源,其能量分辨率为4.38%。应用实验测试数据,利用滤波反投影算法对多相流的典型流型进行了图像重建,实验表明该系统的有效性。     

中重核中子辐射俘获γ射线强度函数研究

假设退激过程中除包含巨偶极共振模式外还存在⁶He,⁶Li,⁶Be,⁷Li和⁷Be等粒子集团激发态的退激过程.本文对这一物理假定作了进一步分析.利用据此建立的包括这些过程在内的γ射线强度函数,计算了在核素⁹³Nb,¹⁸¹Ta和天然元素Ag上入射中子能量在0.01—5MeV能区以及在核素¹⁹⁷Au上入射中子能量在0.01—10MeV能区的中子辐射俘获反应截面和γ能谱,得到了与实验数据较好符合的结果.特别是可以较好地解释γ能谱中5.5MeV之后的反常突起.这表明,上述物理假定适用于中重核中子辐射俘获反应.     

超顺磁纳米γ-Fe_2O_3/SiO_2复合材料的制备和磁性能研究

本文以正硅酸乙酯(TEOS)、Fe(NO3)3.9H2O、无水乙醇(Eth)、盐酸(HCl)和去离子水作为原料,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米γ-Fe2O3/SiO2复合材料.主要研究了CTAB、热处理温度以及Fe2O3的浓度对纳米γ-Fe2O3/SiO2复合材料的形成及磁性能的影响.用X射线衍射分析(XRD)对纳米粒子进行表征以及用Quantum Design Model物理性质测量系统(PPMS)测量纳米颗粒的零场冷却(ZFC)和加场冷却(FC)时的磁化强度随温度的变化关系.通过对XRD衍射图和ZFC/FC曲线分析,可知制备纳米γ-Fe2O3/SiO2复合材料最佳热处理温度为700℃左右,Fe2O3最佳浓度为30wt%左右.尤其加CTAB改性后,所得的纳米γ-Fe2O3/SiO2复合材料较纯正和表现出超顺磁性.     

耐γ辐射匹配层的制备及其在超声换能器的应用*

超声换能器是超声无损检测系统的核心器件。匹配层作为超声换能器的重要组成部分,能减小声阻抗失配造成的声能损失,提高换能器能量传输效率。传统超声换能器由于匹配层等有机材料在射线辐照条件下引起化学键断裂而失效,从而影响检测的准确性。为了研制高性能耐辐射超声换能器,本文选择具有良好耐辐射性能的双酚A型环氧树脂作为基体,氧化铝陶瓷粉末作为无机填料,制备了不同氧化铝含量的匹配层(0%～80%),研究了该系列匹配层样品经过γ射线辐照后的颜色、密度、声速、声阻抗和声衰减的变化情况。随着辐照剂量的增加(0～1000kGy),样品的颜色逐渐加深,密度几乎保持不变;声速,声阻抗和声衰减略有提高。基于该匹配层,研制了中心频率9MHz的超声换能器,换能器辐照前后信号变化不大,表明该系列匹配层在较大剂量辐照下仍然具有良好的声学性能,是较为优异的耐辐射匹配层材料,具有较好的应用前景。     

一种新型辐射变色膜的γ射线辐照研究

报道了以高聚物为载体,以有机染料及添加剂为变色指示剂体系,制备一种辐射变色膜。这种辐射变色膜为无色透明固体薄膜,经60Co γ射线辐照后,其颜色变为蓝色。辐照后样品的紫外-可见吸收光谱表明,在可见光区其最强吸收峰出现在624 nm附近。在10～90 kGy的剂量范围内,不含添加剂的辐射变色膜的光密度变化与吸收剂量呈线性关系,而含有添加剂的辐射变色膜对γ射线辐照的响应在50 kGy时就达到饱和。同时还探索了该体系辐照效应的化学反应机理。     

脉冲γ射线对光纤的辐射效应

介绍了光纤的损耗机制和γ射线对光纤的辐射效应,设计了针对脉冲γ射线作用于光纤而产生辐射感生损耗的实验测量系统。利用平均光子能量为0.3 MeV、脉冲宽度25 ns、剂量率2.03×107Gy.s-1,和平均光子能量为1.0 MeV、脉冲宽度25 ns、剂量率5.32×109Gy.s-1的2种脉冲γ射线分别作用于多模和单模光纤,分别采用波长为405,660,850,1 310和1 550 nm的激光光纤传输系统对辐射感生损耗进行了测量。获得了光纤辐射感生损耗和辐射剂量的关系,并对实验结果进行分析。从实验结果可以看出:在近红外到可见光范围内,脉冲γ射线对光纤作用产生的辐射感生损耗随探测波长减小而增大;在0.1~3.5 Gy剂量范围内,多模光纤辐射感生损耗和辐射剂量呈线性关系。分析辐射对光纤的作用机制和实验结果后得出:光纤基质原子的电子能级对传输光子的共振吸收而造成吸收损耗增加;光纤折射率分布的改变从而导致波导损耗增加。     

脉冲γ射线对光纤的辐射效应

介绍了光纤的损耗机制和γ射线对光纤的辐射效应,设计了针对脉冲γ射线作用于光纤而产生辐射感生损耗的实验测量系统。利用平均光子能量为0.3 MeV、脉冲宽度25 ns、剂量率2.03×107 Gy·s-1,和平均光子能量为1.0 MeV、脉冲宽度25 ns、剂量率5.32×109 Gy·s-1的2种脉冲γ射线分别作用于多模和单模光纤,分别采用波长为405,660,850,1 310和1 550 nm的激光光纤传输系统对辐射感生损耗进行了测量。获得了光纤辐射感生损耗和辐射剂量的关系,并对实验结果进行分析。从实验结果可以看出：在近红外到可见光范围内,脉冲γ射线对光纤作用产生的辐射感生损耗随探测波长减小而增大;在0.1~3.5 Gy剂量范围内,多模光纤辐射感生损耗和辐射剂量呈线性关系。分析辐射对光纤的作用机制和实验结果后得出：光纤基质原子的电子能级对传输光子的共振吸收而造成吸收损耗增加;光纤折射率分布的改变从而导致波导损耗增加。     

基于激光等离子体的X/γ辐射研究进展

随着激光技术的不断发展,激光功率突破10 PW量级,激光与物质相互作用进入近量子电动力学（QED）范畴。从弱相对论激光到相对论激光再到强相对论激光,激光场与物质的耦合可以产生能量从keV到MeV甚至GeV的X/γ射线。这些辐射具有通量大、亮度高、能量高和脉宽短等特点,在核物理、高能量密度物理、天体物理等基础研究以及材料科学、成像、医学等领域具有广泛应用前景。系统梳理了近年来相对论强激光与气体、近临界密度等离子体及固体靶相互作用,通过诸如同步辐射、betatron和类betatron辐射、Thomson散射和非线性Compton散射过程等产生高能X/γ射线的最新研究进展,总结了各种方案产生的X/γ射线的品质因子和潜在应用,并为下一步基于强激光大科学装置的实验研究提供理论参考。     

纳米壳聚糖复合材料的制备与性能研究

为了提高壳聚糖的水溶性及其止血方面的性能,将壳聚糖(CS)纳米化,并引入具有抗菌作用的Ag~+离子和凝血辅助作用的Ca~(2+)离子,制备出纳米壳聚糖金属离子复合止血材料。首先,采用离子交换法制备纳米壳聚糖(nmCS),再分别加入AgNO_3和饱和CaCl2溶液,制得nmCS-Ag、nmCS-Ca、nmCS-Ag-Ca复合材料。然后,采用FTIR、XRD、SEM等手段对复合材料的结构进行表征。最后,对复合物的凝血、止血性能进行了测试。实验结果表明:改性后的壳聚糖IR图谱在1647cm-1和1560cm-1处出现了纳米壳聚糖钠盐的特征吸收峰;复合了金属离子的纳米壳聚糖在XRD图谱中表现出了Ag~+、Ca~(2+)的晶型特征;扫描电镜显示nmCS-Ag中Ag~+有部分析出而nmCS-Ca的复合效果较好;nmCS-Ag-Ca的凝血、止血效果要优于nmCS-Ag和nmCS-Ca,同时nmCS-Ag和nmCS-Ca的凝血、止血效果要优于nmCS。测试结果表明,成功制备了纳米壳聚糖金属离子复合止血材料。     

197Au中子辐射俘获过程中γ射线强度函数与能谱研究

文章假定在复合核首次和级联γ退激过程中,除包含巨偶极共振模式外,还存在⁶He,⁶Li,⁶Be,⁷Li和⁷Be等粒子集团的激发态的退激过程,并据此建立了包括这些过程的γ射线强度函数,计算了入射中子能量在0.01—3MeV能区的中子辐射俘获反应:¹⁹⁷Au(n,γ)的反应截面和γ能谱,得到了与实验数据较好符合的结果.特别是,很好地解释了γ能谱中5.5MeV之后的反常突起.     

BL Lac天体的γ射线和射电辐射的统计特性

给出了一个带有射电5.0GHz,8.4GHz 和γ射线辐射流量密度的22个γ噪BL Lac天体的样本,研究了它们在1GeV处的γ射线辐射流量密度最大值、平均值及最小值与射电5.0GHz,8.4GHz辐射流量之间的可能关系.结果表明：1）射电5.0GHz,8.4GHz辐射与γ射线辐射在低态时没有相关,但在高态和平均态时都存在较强的相关,最大相关系数r=0.85,置信度均好于10^-4;2）γ射线谱指数和射电谱指数之间也有一个弱相关关系存在.因此,认为γ射线的辐射主要是同步自康普顿辐射. 关键词： BL Lac天体 γ射线 射电辐射 谱指数     

长时γ暴和短时γ暴的脉冲辐射

采用小波分析方法对康普顿γ射线天文台 (CGRO)上的BATSE仪器观测到的γ暴光变曲线数据进行去噪处理 ,并提出更有效的脉冲识别算法 ,然后用对齐叠加方式分别计算长暴和短暴光变曲线的主脉冲的平均辐射曲线和归一化的平均脉冲辐射曲线。统计结果表明两类暴的平均辐射曲线有显著的差异性 ,而归一化的平均脉冲辐射曲线差异不大。这个结果意味着两类暴的暴源可能有本质的差异 ,但两类暴的辐射机制没有根本区别。这个结果进一步支持了把γ暴分为长暴和短暴两类暴的分类办法 ,同时解释了为什么γ暴的持续时间有非常显著的分类特征 ,但其它观测量在两类暴中没有体现出明显的分类特征的问题。     

γ射线辐射下制备聚苯胺/银纳米复合材料及其输运性质

在γ射线辐射下,采用一步法制备了聚苯胺/银复合材料,通过红外光谱、紫外-可见光光谱、X射线衍射分析表明,所制备的样品由聚苯胺和面心立方相的银组成. 反应机理研究表明,聚苯胺是通过苯胺阳离子与·OH反应生成的苯胺阳离子自由基之间的反应生成的,银是通过银Ag⁺与e^-_aq的反应生成的. 扫描电子显微镜和透射电子显微镜显示聚苯胺/银复合物呈纳米纤维和纳米颗粒的形貌,这种形貌可能是由于类似〝快速混合〞聚合反应的过程造成的. 在80～300 K,聚苯胺/银复合材料的输运行为可较好地符合变程跃迁模型,而在80 K以下,则明显地偏离变程跃迁模型.     

纳米金属-聚苯乙烯复合材料制备

在2002年度的基础上，通过对纳米金属的表面改性，完成了纳米金属与聚苯乙烯的掺杂纳米金属在PS中的分散规律中研究，从实验过程中找出最佳掺杂配方和工艺，最后采用乳液法制备出纳米复合材料的空心微球。确定了最佳的纳米金属-聚苯乙烯复合材料的合成制备工艺。     

用离散相关函数方法分析Blazar天体的γ射线和射电辐射的相关性

收集了119颗有γ射线噪的Blazar天体样品(97个平谱射电类星体和22个BL Lac天体)，用离散相关函数(DCF)方法分析了1GeV γ射线辐射流量(最大值、最小值和平均值)与8.4GHz射电辐射流量之间的相关性.获得的主要结果为：在119个Blazar天体和97个平谱射电类星体中，γ射线辐射流量的最大值以及平均值和射电辐射流量之间有相关性;而γ射线辐射流量的最小值和射电辐射流量之间没有相关性.本文结果表明，γ射线和射电辐射都来自喷流，γ射线很可能产生于同步自康普顿(SSC)过程. 关键词： Blazar γ射线 射电辐射 流量密度     

导电PI/纳米炭黑复合材料的制备和测试

以均苯四甲酸二酐、4,4'-二氨基二苯醚、炭黑为主要原材料制成填充型导电PI/纳米炭黑复合材料.经电子显微镜及伏安法等对其性能进行表征,结果发现:掺入纳米炭黑能使PI的导电能力增强,且这种能力随炭黑掺入量增加而提高,但是炭黑含量继续增加却会引起聚合物体系中团聚现象的加剧,导致导电能力下降,当掺入量为6%时复合材料导电性能达最好,电阻为4.02×106 Ω.     

用于脉冲n/γ混合场γ强度测量的ICI探测器

研制成功一种基于康普顿效应, 用于脉冲裂变n/γ混合场γ强度绝对测量的新型辐射探测器—ICI(绝缘体－导体－绝缘体)探测器. 除具有现有真空康普顿和介质康普顿探测器时间响应快、线性电流大、抗辐射干扰能力强等优点外,该探测器从结构上抑制了真空康普顿在快脉冲γ测量中的前后负冲信号, 并且工作时不需要高真空, 而γ灵敏度却与同尺寸介质康普顿探测器相当. 由于其探测灵敏介质厚度小于2mm, 因而在群脉冲辐射探测中, 不会显著影响后续和周围探测器的 测量环境, 是一种探测脉冲γ射线较理想的探测器.     

气体中蒸发法制备InSb纳米颗粒

用气体中蒸发的方法在蓝宝石基片上制备了纳米InSb颗粒膜．通过透射电镜分析显示，该方法可以制得多晶的InSb纳米颗粒，且颗粒均匀地分布在蓝宝石基片表面上；用X射线能谱仪分析样品得到两种元素的百分比接近1：1．实验结果表明，通过改变设备的工作条件，可以得到具有不同颗粒尺寸的InSb纳米颗粒．     

石墨烯/银纳米复合材料的制备及其影响因素研究

以硝酸银、鳞片石墨为原料, 在强碱环境下, 制备得到石墨烯/银纳米复合材料, 采用X射线衍射、红外吸收光谱、透射电子显微镜、紫外可见分光光度计对所制备的石墨 烯/银纳米复合材料进行了表征.结果表明: 氧化石墨烯和银离子在强碱NaOH的作用下, 氧化石墨烯失去部分含氧官能团, 被部分还原为石墨烯(rGO), 银离子被还原为纳米银颗粒, 均匀分布在氧化石墨烯片层表面, 颗粒大小和分布受硝酸银用量、反应温度、NaOH的加入顺序及前驱物混合方式等因素影响, 在GO与Ag粒子质量比为 1:1.08时, 负载在石墨烯片层上的银纳米颗粒集中在12 nm左右. 关键词： 石墨烯/银纳米复合材料 强碱溶液