1 中国工程物理研究院材料研究所, 四川 绵阳 621907
2 四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室分子医学中心, 四川 成都 610041
3 表面物理与化学重点实验室, 四川 江油 621908
低剂量电离辐射引发的生物效应复杂而多样, 其研究往往又受到辐射标志物和检测技术手段的限制。 将拉曼光谱技术应用于低剂量辐射生物效应研究, 利用10 mW, 532 nm共聚焦拉曼光谱对经过100, 200和500 mGy三种辐射剂量的X射线辐照之后的人神经母细胞瘤细胞进行检测, 发现细胞嘌呤核苷酸(722～728和1 572～1 581 cm-1等等)、 嘧啶核苷酸(770～785 cm-1等等)等DNA相关的拉曼特征峰受到电离辐射影响而发生变化, 说明低剂量X射线辐照造成细胞DNA水平改变。 采用流式细胞术对同样条件辐照后培养6 h的人神经母细胞瘤细胞进行细胞周期分析发现, 三种剂量的X射线电离辐射均造成细胞在G2期阻滞, 同样提示电离辐射引起DNA水平升高。 通过划痕实验分析辐照后20 h的细胞迁移能力, 结果显示, 相较于未接受X射线照射的对照细胞, 受到三种剂量电离辐射的人神经母细胞瘤细胞均出现迁移水平下降。 研究结果表明, 通过拉曼光谱分析发现低剂量X射线电离辐射引起人神经母细胞瘤细胞DNA水平变化, 其结果与细胞周期分析和迁移分析的结果相一致, 但检测时间大大提前, 利用拉曼光谱技术可以实现低剂量辐射损伤等细胞生物学效应的早期发现与监测。
拉曼光谱 低剂量电离辐射 辐射生物效应 Raman spectroscopy Low-dose ionizing radiation Radiobiological effects
强激光与粒子束
2023, 35(1): 012010
1 云南师范大学 能源与环境科学学院, 昆明 650500
2 中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060
对基于GaN的DC/DC变换器进行了总剂量、单粒子及耦合辐照效应研究,讨论了DC/DC变换器在特定负载及电压条件下,输出电压、输出电流、输出效率随不同辐照条件的变化。试验结果表明,使用GaN MOSFET开关管的DC/DC变换器在总剂量、单粒子及耦合辐照条件下,均表现出了优异的抗辐照性能,即输出电压、输出电流、输出效率等性能在三种辐照条件下均没有发生明显的退化。该DC/DC变换器实现了抗总剂量辐照能力大于1 kGy(Si)和抗单粒子LET≥75 MeV·cm2·mg-1,表明使用基于GaN的DC/DC变换器未来可广泛应用于航空、航天等供电系统领域。
DC/DC变换器 总剂量辐照 单粒子辐照 辐射损伤效应 DC/DC converter total dose irradiation single event effect radiation damage effect
1 吉利学院 汽车工程学院, 四川 成都 641423
2 四川大学 国家生物医学材料工程技术研究中心, 四川 成都610064
3 武警警官学院 基础部, 四川 成都610213
4 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳621900
将10,12-二十五碳二炔酸自组装成纳米剂量囊泡后, 均匀分散于组织等效的凝胶载体中研制出用于三维剂量分布测量的辐射变色凝胶剂量计。用电镜观测了囊泡形貌; 用Co-60源对凝胶剂量计进行辐照; 测试并研究了凝胶剂量计对剂量的变色响应、辐射后效应、扩散效应等剂量学性能; 利用该凝胶剂量计实测了Co-60射线在组织等效凝胶中的深度剂量分布。结果表明: 该辐射变色凝胶剂量计在100~1000 Gy剂量范围内对γ射线辐照具有良好的剂量响应线性, 同时克服了扩散效应、辐射后效应、成型能力差等现有凝胶剂量计的不足。该辐射变色凝胶剂量计可用于辐射加工、科学实验和放射治疗等三维剂量分布测量。
辐射变色凝胶剂量计 三维剂量分布 纳米囊泡 辐射后效应 扩散效应 Radiochromic gel dosimeter 3D dose distribution Nano vesicles Post radiation effect Diffusion effect
1 特种环境复合材料技术国家级重点实验室(哈尔滨工业大学)，哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学分析测试中心，哈尔滨 150001
3 微系统与微结构制造教育部重点实验室(哈尔滨工业大学)，哈尔滨 150001
微机电系统、深空、深海探测任务等对于长效、便携电源提出了更高的要求。同位素电池由于其能量密度高、功率输出稳定，可以在高低温、无太阳光照等极端环境下持续不断地为月球车、海底探测器等提供能量。作为同位素电池中的主要类型，辐射伏特效应同位素电池由于其理论能量转换效率高、易于微型化被广泛研究，并已经成功应用于心脏起搏器。宽禁带的半导体换能结器件制作的同位素电池能够获得更高的能量转换效率。宽禁带半导体中的代表金刚石具有5.5 eV的禁带宽度与耐辐射的特性，使其成为制作辐射伏特效应同位素电池换能结器件的最佳选择。随着化学气相沉积技术的发展，金刚石晶体的外延技术突飞猛进，为金刚石半导体器件的发展打下了材料基础。本文对比了常见的同位素电池换能结用半导体材料和辐射源材料的特性，介绍了辐射伏特效应的基本原理，接着对辐射伏特效应同位素电池的关键参数进行了分析，并汇总了有关金刚石辐射伏特效应同位素电池研究的文献，通过各个参数，如开路电压、转换效率等的对比，指出了目前金刚石同位素电池发展的状态与存在的问题。通过分析金刚石与其他n型半导体材料组成的异质pn结目前的性能与应用情况，给出了基于金刚石异质pn结的高性能同位素电池的结构设计，并进行了总结与展望。
同位素电池 辐射伏特效应 金刚石 肖特基器件 开路电压 半导体换能结 转换效率 isotope battery radio-voltaic effect diamond Schottky diode open circuit voltage semiconductor material for energy converter conversion efficiency
从业内普遍接受的电磁环境和**装备电磁环境效应概念入手，提出了复杂辐射环境概念，解释了其内涵和意义；围绕**问题，探讨了辐射环境的基本构成，从辐射来源上突出了水声环境、电磁环境、光学环境和核辐射环境四个剖面，从效应考虑又将其分解为自然辐射环境、自扰互扰辐射环境、背景辐射环境和威胁辐射环境四个剖面，指出了这些剖面的统计独立性；根据辐射环境结构、特性和信息承载效应，定义了辐射环境的复杂度，介绍了辐射对抗的基本原理；指出复杂辐射环境下**装备试验与评估问题与传统问题一样，仍是个概率统计问题，并且给出了可按环境剖面进行分解的高效简便的试验与评估方法。
**装备 辐射环境 辐射环境效应 复杂度 试验与评估 电子战 military system radiation environments radiation environments effects complexity test and evaluation electronic warfare
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所
2 微系统与太赫兹研究中心，四川 绵阳 621999
因对半导体器件进行安全、快捷、无损伤的辐射效应研究及验证的迫切需求，激光模拟辐射电离效应方法应运而生，并得到了国外科研界的推动和认可。相比于大型地面辐射模拟装置，激光模拟方法具有许多独特优势，可为深入认识半导体器件辐射效应，开展有针对性的抗辐射加固设计提供重要的补充手段，其研究在理论和应用方面均具有重要意义。本文简要叙述了γ射线、激光与半导体器件相互作用产生电离效应的主要机理，归纳了激光模拟的物理基础和主要特点，总结了国内外发展的情况，深入分析了当前研究存在的问题，并提出了开展研究可以采取的手段和方法。最后展望了未来值得进一步探索的研究内容和方向。
半导体器件 辐射电离效应 激光模拟 semiconductor devices ionization radiation effect laser simulation 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(1): 160
1 四川大学 原子核科学技术研究所 辐射物理及技术教育部重点实验室, 成都610064
2 四川大学 国家生物医学材料工程技术研究中心, 成都 610064
3 武警警官学院 数学与物理学系, 成都 610213
4 成都市第五人民医院 放疗室, 成都 611130
5 四川大学 华西医院 肿瘤中心放射物理技术中心, 成都 610041
6 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
将类丁二炔化合物自组装成纳米囊泡后,均匀分散于凝胶载体中,研制出一种新型的辐射变色凝胶剂量计.用电镜观测了囊泡形貌,采用CL-1000型紫外交联仪对凝胶进行辐照,测试并研究了凝胶对紫外辐照的变色响应、辐射后效应、扩散效应等剂量学性能.结果表明:该辐射变色凝胶在5~150 mJ/cm2能量密度范围内对紫外线辐照具有良好的响应线性,同时克服了扩散效应、辐射后效应、成型能力差等现有凝胶剂量计的不足.该辐射变色凝胶剂量计适于光学扫描方式测量剂量分布.
辐射变色凝胶 纳米囊泡 紫外辐照 辐射后效应 扩散效应 radiochromic gel nanovesicle ultraviolet irradiation post-radiation effect diffusion effect 强激光与粒子束
2015, 27(7): 076002
为了研究Compton散射对强激光等离子体中辐射阻尼效应的影响, 采用多光子非线性Compton散射模型、相对论理论和洛伦兹变换方法, 对Compton散射对不同极化激光在等离子体中产生辐射阻尼效应的影响进行了理论分析和数值计算。提出了将Compton散射光作为等离子体产生辐射阻尼效应的新机制, 给出了辐射阻尼满足的修正方程。结果表明, Compton散射使等离子体辐射阻尼效应对电子运动产生重要作用的几率增大, 这主要是由于产生这种作用所需的入射激光强度降低, 从而使电子频率增大、电场耦合频率增大的缘故。多光子非线性Compton散射光是产生和提高等离子体辐射阻尼效应的一个重要机制。
激光光学 等离子体 极化激光 辐射阻尼效应 洛伦兹变换 多光子非线性Compton散射 laser optics plasma polarized laser radiation damping effect Lorentz transformation multi-photon nonlinear Compton scattering
