北京慢正电子强束流运行性能测试

慢正电子强束流采用高能脉冲电子束流轰击金属钽靶, 以产生正负电子对的方式提供正电子, 作为慢正电子束流方法学研究和薄膜材料缺陷研究的束流基础. 本文是在该装置实现运行后, 对慢正电子束流的强度、能散、形貌等运行性能的测试工作的介绍, 以及慢正电子湮没多普勒测量系统的调试和标准样品的测量结果.     

22Na放射源慢正电子束流插入装置的研制

北京慢正电子强束流是利用北京正负电子对撞机电子直线加速器电子打靶产生的高强度低能单色正电子束流. 为了提高强束流的机时利用效率和节省强束流用于新建实验站的调试机时, 设计了一套基于²²Na放射源的慢正电子束流装置插入到强束流输运线上. ²²Na放射源慢正电子束流插入装置主要包括²²Na放射源及慢化体、E×B能量选择器、多级静电加速管、磁场输运系统、真空系统、高压绝缘和辐射防护措施等.     

正电子湮没多普勒谱中的3γ/2γ分析

在慢正电子束研究表面的实验中,一般仍使用高纯Ge γ谱仪测量正电子湮没多普勒展宽能谱,对能谱的分析采用线形参数S,W,这些参数提供的信息有限. 例如,当电子与正电子在材料中形成电子偶素时,简单的线形参数非但不能表征它们,反而因它们的存在使得分析变得复杂. 本工作在对多普勒展宽能谱进行数据处理的过程中,引入正态电子偶素自衰变强度I_3γ参数,建立了从能谱中获得I_3γ参数值的方法. 以标准样品为基准,选用Ag盖帽的气凝硅胶进行I_3γ参数计算,工作表明新参数对研究介孔材料及纳米薄膜能提供更丰富的信息.     

基于北京慢正电子强束流的微脉冲化系统设计

慢正电子湮没寿命测量是研究材料表面微观缺陷的重要分析方法．束团化系统是实现慢正电子湮没寿命测量的核心部件, 主要由斩波、聚束两部分组成, 它可以将随时间连续分布的束流束团化, 从而获得正电子湮没寿命测量的时间起点及满足时间分辨率要求的束团．本文以粒子动力学计算为基础, 完成了束团化系统的物理设计, 其时间分辨率设计值为150ps(FWHM)．     

不同参数溅射的ZnO薄膜硫化后的特性

采用直流反应磁控溅射法在玻璃和石英衬底上沉积了ZnO薄膜, 然后将它们在H^２S气流中 硫化得到ZnS薄膜．用x射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和UV-VIS透过光谱对Zn S薄膜样品进行了分析．结果表明, 该ZnS薄膜为六角晶体结构, 沿(002)晶面择优取向生长, 其结晶状态和透过光谱与工作气压、Ar/O^２流量比密切相关. 当气压高于1Pa 时, 得 到厚度很小的ZnS薄膜; 而气压低于1Pa时, 沉积的ZnO薄膜则不能全部反应生成ZnS. 另外, 当Ar/O^２流量比低于4∶1或高于4∶1时, 结晶状态都会变差. 此外, 由于ZnS薄 膜具有高 的沿(002)晶面择优取向的生长特性, 使得退火或未退火ZnO薄膜硫化后的晶粒尺寸变化很小 . 关键词： ZnS薄膜 磁控溅射 ZnO硫化 太阳电池     

Preliminary simulation studies on a cylindrical PEM scanner using GATE

In this paper, we investigate the performance of a cylindrical positron emission mammography （PEM） by simulation, in order to estimate its feasibility before implementation. A well-developed simulation package, Geant4 Application for Tomographic Emission （GATE）, is used to simulate the scanner geometry and physical processes. The simulated PEM scanner is composed of 64 blocks axially arranged in 4 rings with an axial field-of-view （AFOV） of 12.8 cm and 16.6 cm in diameter. For each block, there is a 16×16 array of 2 mm×2 mm×15 mm lutetium yttrium oxyorthosilicate （LYSO） crystals. In the simulated measurements, the spatial resolution is at the center of the FOV of 1.73±0.07 mm （radial） and 1.81±0.08 mm （tangential）, but of 4.83±0.09 mm （radial） and 4.37±0.07 mm （tangential） while 5 cm off the center. The central point source sensitivity （ACS） is 4.04% （1.50 Mcps/mCi） at an energy window of 350-650 keV. Moreover, the capillary and cylindrical sources are simulated coupled to breast phantoms for the scatter fraction （SF） and Noise Equivalent Count Rate （NECR） test. For a breast phantom with a 350-650 keV energy window, SF may reach the highest 32.95%, while NECR is degraded down to the lowest 255.71 kcps/mCi. Finally, we model a breast phantom embedded with two spheres of different activities. The reconstructed image gives good results despite a bit of difference in image contrast. Further, the image quality will be improved by scatter and random correction. All these test results indicate the feasibility of this PEM system for breast cancer detection.     

高温超导体应力钉扎机制的正电子湮没研究

以Y系123超导相的Eu掺杂样品为研究对象,利用正电子湮没技术,同时测量了不同掺杂成分样品的寿命谱和Doppler展宽谱,发现对于Eu掺杂的Y-123超导体,在掺杂量为30%和70%时,所形成的缺陷具有较大的应力场,对具有此类缺陷的高温氧化物超导体的钉扎机制进行了讨论,研究结果支持应力钉扎机制。     

ZnO退火条件对硫化法制备的ZnS薄膜特性的影响

采用反应磁控溅射法在玻璃和石英衬底上沉积了ZnO薄膜, 然后经过不同条件退火和在H22S气氛中硫化最终得到ZnS薄膜. 用x射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和UV—VIS分光光度计 对ZnS薄膜样品进行了分析. 结果表明, ZnO薄膜硫化后的晶体结构和光学性质取决于它的退 火条件. 真空和纯O2₂中退火的ZnO薄膜硫化后只是部分形成六角晶系结构的ZnS . 而在空气 和纯N2₂中退火的ZnO薄膜则全部转变为ZnS, 在可见光范围内的光透过率 关键词： ZnS薄膜 磁控溅射 ZnO硫化 太阳电池     

硅基底生长FeS2薄膜的同步辐射表面X射线实验研究

通过对硅与玻璃衬底生长二硫化铁薄膜的常规X射线衍射和同步辐射表面X射线衍射研究比较, 结果发现, 硅衬底上生长二硫化铁薄膜时, 图谱中56°,附近出现的衍射强峰并不是由于二硫化铁与硅有良好的晶格匹配导致的, 而是由于硅衬底(311)晶面的衍射造成的. 结合实验与计算论证了该结论.     

接触式机械密封端面摩擦系数影响因素分析与试验

通过理论模拟计算和试验,研究并分析工作参数和端面形貌分形参数对接触式机械密封端面摩擦系数的影响.依据接触式机械密封端面摩擦系数分形模型,并考虑端面摩擦系数与端面平均温度的相互耦合关系,通过模拟计算,对B104a-70型机械密封端面摩擦系数的影响因素进行分析.计算结果表明,端面摩擦系数随着弹簧比压的增大而增大,随着密封流体压力的增大而减小;当转速较小时,端面摩擦系数随着转速的增大而增大,当转速增大到一定数值后,端面摩擦系数则随着转速的增大而略有减小;端面摩擦系数随着软质环端面分形维数的增大和特征尺度系数的减小而增大,且端面越光滑增大的幅度越大.通过在不同的弹簧比压、密封流体压力和转速下的试验对理论计算结果进行了验证,试验密封流体为15℃清水.结果表明:随着弹簧比压、密封流体压力及转速的变化,摩擦系数理论计算值与试验值的变化规律相同;当转速和密封流体压力均较小时,最大相对误差为21.74%;而当转速达到正常工作转速2 900 r/min时,最大相对误差为5.08%.