压电能量采集器能把环境振动能转换为电能, 该文基于如何将压电能量采集器转化电能最大化提取的研究, 提出了一种压电能量采集器高效能量提取接口电路, 采用有源二极管整流电路降低了整流过程中的导通压降损耗, 电感同步开关电荷提取电路有效提取了寄生电容中储存的电能。利用华虹宏力0.11 μm CMOS工艺进行电路设计和版图布局。测试结果表明, 接口电路可提取80.4%寄生电容中存储的电能, 20 kΩ电阻负载下导通压降为20.2 mV, 在加速度5g(g=9.8 m/s2)和频率40 Hz条件下平均提取功率是标准接口电路的2.58倍。该芯片可应用于基于振动能供电的无线无源传感节点等领域。

为提高复杂情况下目标跟踪的稳健性,提出一种自适应特征更新的目标跟踪算法。对目标提取分级深度特征和手工设计特征,通过不同线性组合方式进行多特征融合,构建多个融合特征器;对不同融合特征器进行可信度判定,选择可信度最高的融合特征作为当前帧的跟踪特征,构建位置相关滤波器,预测出当前帧的目标位置;对跟踪结果进行可靠性检测,可靠性低于阈值则启动融合特征器更新机制,加入时序信息和语义信息进行重跟踪,降低了模型的误差累积。在OTB-2013和OTB-2015数据库上进行测试,结果表明,与近年来比较流行的9种算法相比,提出的算法在快速运动、背景杂波、运动模糊、形变等复杂情况下具有较高的成功率和较好的稳健性。

纳米金粒子（GNP）应用为放疗辐射增敏剂是目前国际上的一个研究热点。使用自主研发的纳剂量生物物理蒙特卡罗程序(NASIC), 模拟研究了光子照射下细胞环境中GNP的物理增敏效应和生物增敏效应。通过建立单个GNP位于细胞核中心以及多个GNP在细胞内四种理想分布的GNP-细胞模型, 分析光子能量、GNP粒子尺寸和分布对能量沉积、DNA辐射损伤和细胞存活的影响。结果表明, GNP附近约2 μm的范围内具有能量沉积的增强效应, 这主要是因为GNP内光电效应作用数目的显著增加。不同条件下细胞核内能量沉积、DSB数目和细胞存活分数增强效应的变化规律基本一致, 但增强因子呈递减趋势, 三种评价指标增强因子的最大值分别为1.55,1.32 和1.14。光子能量为40 keV、GNP直径为100 nm并分布在细胞核表面时, 相比其他参数组合具有较高的物理和生物辐射增敏效应。

在辐射成像系统的设计研发中, 经常需要计算系统的各项物理性能指标。为了提升产品研发的效率, 同方威视联合清华大学, 基于蒙特卡罗程序包Geant4, 研发了国内首套具有自主知识产权的辐射成像系统模拟软件NucRPD(NUCTECH Radiography Performance Design Tools), 其能够快速、精确地模拟系统的各项性能指标。该软件对常用的一些辐射成像系统进行了参数化建模, 用户通过修改软件界面上的少量参数, 就可以快速建立各类辐射成像系统的几何体、源项、物理模型和统计量, 然后在服务器上以并行计算方式完成模拟计算, 能在较短的时间内模拟出系统的性能指标, 并给出直观的图形帮助用户深入理解模拟结果。NucRPD的模拟结果经过了大量的实验验证, 其剂量场分布和物理指标等模拟结果和实验结果符合得很好。NucRPD已经应用于同方威视辐射成像系统产品的设计研发, 在产品的物理指标优化和辐射防护优化中发挥了重要作用。

研制出一款640×512 高性能17 μm 非制冷氧化钒红外焦平面探测器。读出电路输入级采用镜像电路获得盲像元（Rd）和感光像元（Rs）电流差的积分电流（Iint），并能够有效抑制输入偏压噪声；同时采用逐行积分、逐列读出模式。氧化钒采用单层微桥工艺；像元桥臂间距缩至0.8 μm，以尽可能增大桥面及VOx 面积，有效提高像元响应率。器件采用高可靠性的金属真空封装。测试结果表明，器件的噪声等效温差（NETD）小于45 mK，响应率大于15 mV/K，热响应时间小于10 ms。

强激光与固体靶相互作用产生的硬X射线已被证实为一种新的电离辐射源,其辐射防护问题引起国内外相关领域的广泛关注。为了便于开展这类电离辐射源的屏蔽设计,研究了强激光打靶所致硬X射线在常用屏蔽材料中的剂量衰减曲线和十值层(TVL)。利用蒙特卡罗程序FLUKA建立了强激光打靶所致硬X射线的屏蔽计算模型,开发了专门的统计程序,解决了屏蔽层之间由于粒子反散射造成的重复统计问题,使得可以通过一次模拟得到不同屏蔽厚度下的光子剂量。计算结果表明: 当电子温度为0.5~10 MeV时,X射线在混凝土中的十值层从24 cm到56 cm不等。其中X射线的十值层会随着电子温度的增加而增加,并逐渐趋于饱和。而对于铅屏蔽,除了第一个十值层(TVL1)外,平衡十值层随电子温度的变化较小,在4.7~5.4 cm范围内。另外,当电子温度较高时,探测器到屏蔽体的距离不同会使得TVL1值存在明显的差异。

采用MCNP5模拟与数学计算相结合，并利用探测器晶体几何的轴对称性，建立一种HPGe探测器的无源效率刻度方法。基于此方法的计算程序在使用过程中完全脱离MCNP5，运算时间为1~60 s，可实现点源和同轴圆柱体源的效率刻度，能量范围为50 keV~3 MeV。程序计算结果与实验数据以及MCNP5直接模拟结果比较，误差分别不超过12%和7%，证明方法可行。

为了对DNA损伤进行纳剂量蒙特卡罗模拟，先根据D.Emfietzoglou给出的介电响应理论和Born修正模型计算了低能电子与液态水的非弹性反应截面，在Geant4-DNA的基础上建立了纳剂量蒙特卡罗程序的物理模块，同时参照国际纳剂量蒙特卡罗程序使用的模型参数建立了纳剂量蒙特卡罗程序的前化学模块、化学模块、DNA几何模块及DNA损伤模块。利用本程序，采用H. Nikjoo给出的对电子均匀照射DNA情形的模拟方法，还模拟计算了不同能量电子均匀照射DNA所导致的DNA链断裂产额，并与已公布的实验数据进行比对，二者符合良好。