低能离子注入小麦种子胚内的射程分布

采用110keV56Fe1+离子束垂直注入小麦种胚后,将小麦沿腹面的纵沟掰开,形成剖面,将剖面水平朝上粘贴在金属铜托上,用扫描电镜在剖面上从胚表面向纵深进行点分析,测定不同深度上由Fe元素激发出的特征X射线强度,由此得到了该种离子注入小麦胚内的最大射程约5μm,最可几射程为0.935μm.并对这种低能离子注入作物种子能诱发突变的机理进行了详细讨论. After embryo of wheat seed was right implanted by 110 keV 56Fe1+ions, the seed was broken into two parts by hand along its abdomen trench to form two cross sections. A half seed was pasted on a metal holder in keeping the cross section upwards horizontal. Spot analyses were carried out from embryo surface towards depth on the cross section under SEM and the intensity of characteristic X rays induced by electrons in Fe elements of the embryo was measured. From this, the maximum range of the ionsi...     

低能离子注入引起的植物种子微结构的变化

以植物干种子芸豆和花生为生物体材料，采用正电子湮没技术（PAT）测定了该两类生物样品的正电子湮没寿命谱（PAL）。测量结果表明，在芸豆和花生生物体内存在着大量微小的孔洞，孔洞的直径分别为0．48nm和0．7nm。植物种子的这类特殊的微孔结构是低能离子注入生物效应机理的基础。对注入200keV低能V离子的花生样品也测量了它的PAL谱，并与未经离子注入的花生样品的PAL谱作了比较。     

低能离子注入植物种子的深度分布及生物效应机理研究

采用四种物理测量方法：扫描电子显微镜和能量色散x射线分析，质子激发x荧光分析，双光子激光扫描显微技术和正电子湮没技术测定了能量为200keV V⁺ 注入干花生种 子的深度分布.测量结果表明，注入的低能离子在干种子花生内的深度远比TRIM95的理论计算值为高.对低能离子注入植物种子后的生物效应的机理进行了讨论. 关键词： 低能离子注入 植物种子 深度分布 生物效应机理     

低能离子注入宫颈癌细胞的红外光谱分析

利用离子注入机所产生的低能N+模仿宇宙中低能离子作用于人宫颈癌细胞(HeLa cell),探索其对人类细胞的影响及作用机制。因实验中的低能离子产生和加速要在真空中进行,细胞在离子注入同时将受到真空的影响,为此研究人员利用石蜡油保护细胞以防止注入时的水份蒸发。注入处理完毕后收集细胞,采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)分析真空和低能N+束注入后细胞中大分子的相对含量、构型及其构象变化等方面的信息。结果表明：(1)不同处理后的样品在3 300 cm-1附近吸收谱带存在明显差异。对照样品的特征峰位为3 300 cm-1,而其他样品中除了注入5×1014 N+·cm-2外,红外吸收峰均向长波数方向移动,真空2×1015 N+·cm-2样品的频移尤为明显至3 420 cm-1处。(2)与对照样品相比较,各处理样品的1 378 cm-1处吸收峰峰位均向长波数方向频移。(3)处理样品相对于对照样品而言,2 360 cm-1处吸收峰均向长波数方向移动。该结果说明低能离子注入处理可以引起细胞中核酸、蛋白的含量和构象变化。     

导体周围稀薄空气电离次级电子等离子体的粒子模拟

介绍了稀薄大气环境中飞行体X射线响应的数值模拟过程中，由初级电子激励的空气次级电子的粒子跟踪技术，对1Pa以下气压条件进行了计算，讨论了次级电子的等离子体行为及其对电磁场响应的影响。     

真空、低能离子注入后HeLa细胞的吸收光谱研究

在选用了石蜡油作为细胞耐受真空的保护剂基础上,分别采集了人宫颈癌细胞(HeLa细胞)经真空和不同剂量低能离子注入后的紫外吸收光谱.实验结果显示:HeLa细胞在202及260 nm附近均有特征性的吸收峰.数据的进一步分析发现:(1)HeLa细胞经真空处理后的紫外吸光值随着真空时间的延长而增加,且真空对细胞紫外吸收光谱的影响大于单纯的石蜡油浸泡影响;(2)真空对于HeLa细胞紫外吸光值的影响远低于低能离子注入的影响;(3)HeLa细胞在注入不同剂量的低能N+后,紫外吸光值会随着注入剂量的增大而增加.在上述分析的基础上,本文又探讨了低能N+束注入对肿瘤细胞的结构、各成分的组成比例及分子排列的影响,该研究为深入探索低能离子注入生物样品的作用机理奠定了基础.     

低能离子对氨基酸损伤的红外光谱研究

分别轻注入机和气体常压孤光放电产生的你了子作用于固态和溶液中的氨基酸,研究了样品红外光谱的变化。结果表明,两种方式产生的离子对氨基酸有相同或相似的损伤作用,如分子重排、外来离子沉积等,而且低能离子作用于溶液样品表现出更显著、更丰富的损伤效果。     

低能α粒子与中子耦合输运模拟

开发了低能α粒子与中子耦合输运程序，可以计算低能α粒子在各种介质中的输运、含氧介质中的（α，n）中子产额，跟踪次级中子。采用蒙特卡罗方法中带权重跟踪的技巧，通过大量小权重事件的模拟成功解决了低能（α，n）反应中子产额太低、无法直接模拟的困难。α粒子的射程与阻止本领用SRIM程序计算，（α，n）截面取自最新的JENDL带电粒子库，次级中子跟踪使用MCNP程序。A new code package of alpha-neutron coupled transportation is developed. It can be used to simulate the transportation of alpha particle in media, to compute the neutron yield in media contains oxygen and to track the history of the secondary neutrons. The secondary neutrons are simulated efficiently by tracking lots of neutrons with small weight, which is determined by the alpha-neutron yield. The stopping power and range of alpha particle in media are given by SRIM code, the alpha-neutron cross section is from charged particle library in JENDL, and the neutrons are treated by MCNP code.     

离子注入层的X射线光电子能谱分析

采用金属蒸汽真空弧（MEVVA）离子源发出的强束流脉冲钨离子,对H13钢进行了离子注入表面改性研究,借助X射线光电子能谱（XPS）考察了注入表面层中钨,氧,铁的化学状态,研究发现,钨离子注入层中钨元素以替位钨和三氧化钨形式存在,铁元素以金属铁和三氧化二铁形式出现,而且各价态元素的原子比随深度而变化。     

低能加速器的应用

 加速器是利用电磁场来加速带电粒子的装置,如加速电子、质子、离子等。按能量区分,加速器分成高能加速器、中能加速器和低能加速器。其中能量低于100MeV的小型低能加速器在医学、工业辐照、离子注入及核分析技术等领域均有广泛的应用。一、加速器在医学上的应用1.疾病的诊断传统的XCT是透射型CT,测定的是通过肌体的X射线强度的衰减情况,医生从不同的衰减来分析病变情况。加速器介入医学后,促使了一代能测试脏器功能的新的发射型CT(简称ECT)的问世。     

低能N+注入植物种子射程分布的模拟计算

伴随着离子束生物技术的广泛应用, 国内许多单位开展了低能离子注入植物种子的实验研究. 其中关于低能离子注入植物种子诱变的物理机理, 集中在离子注入的深度-浓度分布上. 一些单位直接使用纵向非静态(LSS)理论和TRIM程序来计算低能离子注入植物种子的深度-浓度分布, 却发现计算结果与实验测量结果相差甚远. 所以在对植物种子靶材料进行处理和对LSS理论进行修正的基础上, 在二维近似情况下, 用蒙特卡罗方法分别模拟计算了200keV V⁺和20keV Ti⁺注入花生和棉花种子的射程分布, 得到了与实验结果较符合的曲线. 在此模型基础上, 计算了同样初始条件和理论计算模型下无法从实验上测量的N⁺注入植物种子的射程分布, 初步地为低能N⁺注入植物种子射程分布提供了一种理论计算方法.     

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.     

MeV能量离子在生物样品中的能量损失与能量离散

为了研究 MeV能量离子在生物样品中的能量损失与能量离散, 分别使用1.0, 1.8和2.8 MeV质子和4.5 MeV氦离子分别辐照不同质量厚度的洋葱内表皮膜。 当质子穿过该生物样品后, 可以利用透射能谱测量透射离子的能量损失和能量离散。 实验结果显示, 在以上的生物样品中, MeV能量离子的能量损失值和TRIM程序模拟的结果相吻合, 但是透射离子的能量离散值却与TRIM程序模拟结果有很大的不同。 结合生物样品的结构不均匀的特性, 对Bohr能量离散理论进行了修正, 并发现修正后的Bohr能量离散理论计算结果与实验值符合得很好。     

高能重离子加速器次级中子屏蔽的理论估算

用R.Madey等人提出的由核反应参数计算屏蔽的方法,计算了入射离子单核能为0.6、1.2GeV¹²C束轰击厚Cu靶的次级中子屏蔽.当入射离子束流为1×10¹³ions/s时,其前向和侧向混凝土屏蔽厚度分别为9.8、4.8m(对0.6GeV)和11.5、6.9m(对1.2GeV).     

低能电子径迹中能量沉积频率分布

根据我们建立的径迹结构Monte Carlo计算模型,计算了低能电子在液态水中径迹范围内DNA分子片段模型和染色质丝片段模型区域内的能量沉积频率分布,结果与OREC和CPA程序结果进行了比较,这些计算结果为解释低能重离子注入生物体造成深部生物效应而提出的一种物理机制──软X射线机制提供了理论依据.     

高能氩离子在聚苯乙烯中的电子能损效应研究

用1.4GeV氢离子对多层堆叠的厚约53m的聚苯乙烯薄膜在室温和真空条件下进行了辐照;对辐照后的样品进行了从红外到紫外的光吸收测量.测量结果显示,材料经高能红离子辐照后发生化学降解,降解过程强烈依赖于电子能损;在能量沉积密度很高的径迹芯中,分子主链和苯环均遭到破坏;在电子能损高于0.77keV/nm时有炔基产生.     

载能团簇离子诱发的非线性二次离子发射

载能团簇离子进入固体时, 由于集体相互作用,在入射路径上产生非常高的能量沉积密度。 实验发现, 载能团簇离子的作用结果并不等于团簇中各原子独立作用的总和, 而是具有非线性效应。 就二次离子发射而言, 这种非线性通常与团簇的能量、 团簇的大小、 离子的电荷态以及靶物质的结构有关。 通过研究二次离子发射有助于理解载能团簇离子与物质相互作用过程中的能量沉积与释放机制。 Using energetic cluster as projectile is a unique way to produce simultaneous impacts of several atoms and deposit extremely high energy density in a very small area. The cluster impingement on solids has exhibited some non linear effects not presented in collisions of individual atoms with those solids. The study of the secondary ion emissions can give insight into the energy deposition and relaxation steps of the cluster solid interaction. The dependence of the yields of secondary ion emission induced by clusters on the energy of clusters,cluster sizes,charge states and material structures of the targets was reviewed in this paper.     

Fe+注入植物种子射程实验的Monte-Carlo仿真

研究表明,TRIM程序运算结果与实验测量离子注入种子的射程分布数据相差甚远.本文根据种子微结构的特点,综合考虑多种因素,设计种子微结构模型和运算程序,用Monte-Carlo仿真不同能量（110 keV,20 keV,200 keV）、不同注量（2×10¹⁶ ions·cm^-2,5×10¹⁶ ions·cm^-2,10¹⁷ ions·cm^-2,2×10¹⁷ ions·cm^-2）的Fe⁺注入花生、彩棉、小麦种子的射程分布,结果显示本设计程序仿真的结果与实验测量数据较为吻合.所获得的注入离子与种子微结构相互作用的随机抽样模拟运算方法,为离子注入与生命体相互作用的理论研究提供新的思路.