1 天津工业大学纺织科学与工程学院 天津 300387
2 天津金发新材料有限公司 天津 300000
通过γ射线辐照技术引入“自掺杂”缺陷，优化硬碳层间尺寸和孔结构。通过扫描电镜、X射线衍射、拉曼光谱、等温氮气吸脱附等方法探究了吸收剂量对硬碳层间距与内部缺陷、无序结构的影响；通过恒电流充/放电研究了材料的电化学性能。结果表明：较低剂量辐照会提升硬碳表面结晶度，而随着吸收剂量的增加，硬碳无序结构增多，辐照后硬碳电化学性能得到明显改善。在140 kGy剂量辐照下，硬碳呈现出425.343 m2/g的高比表面积，硬碳在30 mA/g能够提供300 mAh/g的储钠容量，在1 A/g大电流密度容量仍然保持在195 mAh/g，对比未辐照处理的硬碳，电极容量提高了3倍，并且在大倍率充/放电过程中保持优良的稳定性能。这项工作为设计先进的纳米材料及缺陷工程在储能领域的应用提供了新的途径和思路。
γ射线 辐照 硬碳 缺陷 层间尺寸 储钠性能 γ-Ray Irradiation Hard carbon Defects Interlayer spacing Sodium storage properties 辐射研究与辐射工艺学报
2024, 42(1): 010202
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(6): 060401
1 中国科学技术大学核科学技术学院合肥 230026
2 中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥 230029
铜与铜合金广泛应用于核材料领域，对于材料腐蚀控制和氢爆风险评估，含铜离子水溶液辐解的影响必须予以考虑。本工作开展了含铜离子水溶液γ辐解实验，探究了不同吸收剂量、吸收剂量率和Cu2+浓度对H2O2、O2和H2生成的影响。实验结果表明：随着吸收剂量的增加（0~1.80 kGy），H2O2和气相中H2的浓度先增大后趋于稳态，其稳态浓度分别为5.41×10-6 mol/L和7.91×10-5 mol/L，而气相中O2的浓度则维持在9.04×10-4 mol/L。Cu2+的存在使H2、H2O2的平衡浓度分别提升一个和两个数量级，对H2O2、H2的生成起到促进作用，但对O2的生成基本没有影响。H2O2和H2的平衡浓度随着吸收剂量率的增大而升高，当吸收剂量率从1.40 Gy/min增大到46.93 Gy/min，其平衡浓度分别从4.56×10-6 mol/L和1.78×10-5 mol/L升高到2.46×10-5 mol/L和3.81×10-4 mol/L，而在此吸收剂量率范围内O2基本不受影响。同时，基于水辐解反应动力学和气液两相传质双膜理论，我们构建了含铜离子水溶液辐解计算模型。模拟结果与实验数据相比，标准化平均偏差的绝对值基本在1%~7%之间，最大约24%，证明了计算模型的有效性和正确性。在此基础上，运用该模型计算了C6+离子辐照下含铜离子水溶液的辐解行为，模拟结果与文献报道的实验数据吻合良好，表明模型具备可扩展性。
含铜离子水溶液 γ射线 辐射分解 化学动力学模拟 Aqueous solution containing copper ion γ-rays Radiolysis Chemical kinetics modeling 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(4): 040201
1 湖南农业大学食品科学技术学院 长沙 410125
2 湖南省农业科学院湖南省核农学与航天育种研究所 长沙 410125
采用60Co-γ射线和电子束辐射诱变贝莱斯芽孢杆菌选育遗传稳定的突变菌株，用平板对峙法及四点法对突变菌株进行初筛和复筛，研究其对辣椒炭疽病菌的抑菌效果。结果表明：菌悬液经60Co-γ射线辐照，贝莱斯芽孢杆菌D10值为2 366 Gy，在100~2 000 Gy诱变剂量范围内芽孢杆菌致死率随着辐照吸收剂量的增加而升高。在2 000 Gy辐照吸收剂量下，贝莱斯芽孢杆菌的致死率为81.8%，并筛选出5株（B004、B112、B114、B117、B118）突变菌株，其对辣椒炭疽病菌抑制率由出发菌株的51.2%分别提高到57.5%、58.0%、57.0%、57.7%和59.9%；贝莱斯芽孢杆菌菌悬液经电子束（10 MeV）辐照，贝莱斯芽孢杆菌D10值为499 Gy，在100~600 Gy诱变剂量范围内，芽孢杆菌致死率随着辐照吸收剂量的增加而升高，在400 Gy辐照吸收剂量下，贝莱斯芽孢杆菌致死率为91.8%，筛选出2株（D115和D243）突变菌株，其对辣椒炭疽病菌抑制率由出发菌株的55.2%分别提高到58.4%和58.1%；B004、B112、B117、B118贝莱斯芽孢杆菌诱变菌株对辣椒炭疽病菌抑菌效果在6代内遗传稳定。研究结果表明：γ射线和电子束辐照在贝莱斯芽孢杆菌的诱变育种中具有潜在的应用价值，本研究可为贝莱斯芽孢杆菌的诱变育种提供基础，为辣椒炭疽病病害的生物防治提供理论参考。
贝莱斯芽孢杆菌 辣椒炭疽病菌 60Co-γ射线辐射诱变 电子束辐射诱变 抑菌 Bacillus velezensis Colletotrichum gloeosporioides 60Co-γ ray radiation mutagenesis electron beam radiation mutagenesis Bacteriostasis 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(3): 030401
1 中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
2 湖北省珠宝工程技术研究中心, 湖北 武汉 430074
近年来因为高品质银灰色Akoya珍珠备受青睐, 大量改色处理的银灰色珍珠涌入市场, 造成混乱, 其中辐照处理改色的珍珠很难鉴别, 成为检测难题。 对一批白色和浅黄色Akoya珍珠进行了不同剂量的γ射线辐照改色实验, 并对辐照前后的样品和天然呈银灰色的Akoya珍珠进行放大观察及光致发光光谱、 紫外可见光光谱和三维荧光光谱等无损谱学测试。 实验结果表明: 浅黄色Akoya辐照的改色效果明显好于白色者, 随辐照剂量的加大, 改变的颜色加深。 通过对比辐照改色前后的样品与天然呈银灰色Akoya珍珠样品的镜下特征, 发现: 辐照改色者具有浅色珠层和带有深褐色条纹的褐色珠核, 天然呈色者则在浅色珠层和白色珠核间有一褐色有机质夹层, 有机质不均匀的地方在珍珠表面形成“黑斑”。 对比辐照前后样品与天然呈银灰色Akoya珍珠样品的谱学特征发现: 辐照改色者较改色前及天然呈色者的光致发光光谱的荧光背景更高, 但背景峰与文石主峰强度比值F/A值(1.34～1.98)比天然呈色者(0.52～1.12)略高； 辐照改色者较改色前紫外可见光谱反射率明显降低, 在紫外光区的360 nm处出现宽缓吸收, 而天然呈色者在430～530 nm范围内有宽缓吸收, 且随伴色不同位置发生改变, 有时在750～800 nm也可以有弱的宽缓吸收； 辐照改色者三维荧光光谱与改色前样品的发光中心一致, 只是荧光强度较改色前降低了一半, 但改色者与天然呈色者的主要发光中心完全不同, 辐照改色者三维荧光光谱显示两个最高强度的发光中心于Ex/Em为374/449和463 nm处, 而天然呈色者的最强发光中心在Ex/Em为280/340 nm处。 研究结果表明, 珍珠孔眼及表面特征和三维荧光光谱的测试结果, 可以很好地鉴别天然呈色和γ射线辐照改色的银灰色Akoya珍珠, 光致发光光谱和紫外可见光光谱可以作为辅助鉴定依据。
银灰色Akoya珍珠 γ射线辐照 三维荧光光谱 鉴别特征 Gray Akoya pearls γ-ray irradiation treatment 3D fluorescence spectrum Identify characteristics 光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1056
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
为评估辐照对 Cr:MgAl2O4 晶体光谱特性的影响, 采用辐照剂量为 100 Mrad 的 60Co γ 射线照射抛光后的 Cr: MgAl2O4 晶体样品片, 测量了辐照前后的拉曼光谱、透射光谱和荧光特性, 并对辐照前后光谱变化的原因进行了分析。研究结果表明: 样品的拉曼振动峰值的位置和强度都受到辐照的影响, 但振动峰的数量没有改变; 由于色心的吸收, 辐照后 250～600 nm 波长范围内的透射率均明显降低; 辐照前后样品的荧光发射峰位一致, 但辐照后荧光强度明显降低, 同时辐照后的荧光寿命显著增加。
激光晶体 γ 射线辐照 Cr:MgAl2O4 晶体 光谱性能 laser crystal γ irradiation Cr:MgAl2O4 crystal spectral properties
1 湖南省农业科学院 核农学与航天育种研究所/湖南省农业生物辐照工程技术研究中心 长沙 410125
2 湖南大学研究生院 隆平分院 长沙 410125
以经过不同吸收剂量（0?500 kGy）的γ射线辐照处理后的芦苇秸秆为研究对象，机械粉碎后过筛，研究吸收剂量、过筛孔径对其粒径分布、粉碎能耗、主要组分含量、纤维素酶解转化率、纤维素乙醇转化率的影响。研究结果显示：随着过筛孔径的减小，所获得的芦苇秸秆样品质量显著减少，且与吸收剂量负相关；芦苇的粉碎能耗随吸收剂量的升高而降低，获得相同质量的过筛样品，粉碎能耗又随过筛孔径的减小而显著增加；相同吸收剂量处理的芦苇秸秆，其纤维素酶解转化率和纤维素乙醇转化率均随过筛孔径的减小而增大，其中吸收剂量为分别0 kGy、206 kGy、404 kGy，粒径范围在r?0.180 mm的芦苇秸秆样品其纤维素酶解转化率较r?0.850 mm样品分别提高129.20%、85.98%、106.63%，纤维素乙醇转化率分别提高136.04%、21.75%、4.39%。综合比较粉碎能耗与纤维素酶解转化率和纤维素乙醇转化率的增加比率，最终确定未辐照（0 kGy）芦苇秸秆样品的最佳过筛孔径为0.850 mm；吸收剂量为206 kGy、404 kGy的芦苇秸秆样品最佳过筛孔径为0.425 mm。
芦苇 γ射线辐照 粒径 酶解 发酵 Reed straws γ-ray irradiation Grain diameter Enzymatic hydrolysis Fermentation 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(1): 010402
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(1): 010304
1 中国科学院合肥物质科学研究院 合肥 230031
2 中国科学技术大学 合肥 230026
采用氘、氚燃料的核聚变反应会产生大量的中子、γ射线及活化产物等，对人员和环境的辐射安全产生影响。为了减小电离辐射带来的影响，需要准确掌握聚变装置核辐射场强度的时间与空间分布信息。世界上已建设的磁约束聚变装置，均根据其自身运行工况特点，建立了完整的核辐射监测系统来应对电离辐射带来的潜在影响。通过对磁约束聚变装置运行及维护期间辐射剂量的监测，获得实验场所与外围环境的电离辐射和放射性核素数据，为辐射安全防护管理提供数据支撑。基于对国内外磁约束聚变装置辐射监测系统的调研，本文归纳了此类装置主要的电离辐射源项及监测系统架构，进而介绍了磁约束聚变中子与γ辐射剂量的测量方法及常用探测器。最后综述了国内外核聚变装置辐射监测系统的研究状况，展望了未来核辐射监测系统的发展趋势与目标。
磁约束聚变 电离辐射 中子 γ射线 辐射监测 Magnetic confinement fusion Ionizing radiation Neutron γ ray Radiation monitoring 
