强激光与粒子束
2024, 36(4): 043027
1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院,安徽 合肥 230026
2 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,中国科学院环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031
3 珠海广睿汇利发展有限公司,广东 珠海 519000
4 合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽 合肥 230009
5 四川省辐射环境管理监测中心站,四川 成都 610000
放射性核素进入水环境所导致的水体污染问题一直备受关注。水体放射性核素毒性的现场快速检测是当今环境领域面临的重要挑战。针对此问题,将蛋白核小球藻作为受试生物,以三种典型放射性核素锶(90Sr)、铯(137Cs)和钴(60Co)为研究对象,利用荧光动力学方法,研究了快速叶绿素荧光诱导动力学(OJIP)曲线及最大光化学量子产率(Fv/Fm,Fv是可变荧光,Fm是最大荧光)和光合性能参数(PIABS)对90Sr、137Cs和60Co三种放射性核素在180 min短期胁迫下的响应规律与特性,从而明确了藻类荧光动力学技术应用于水体放射性核素毒性现场快速检测的可行性。此外,通过Fv/Fm与PIABS对三种放射性核素响应性能的对比,进一步优选出可用于放射性核素毒性灵敏检测的最佳光合荧光参数。结果表明:在暴露180 min以内,90Sr、137Cs和60Co三种放射性核素均会破坏蛋白核小球藻的光合系统,引起OJIP曲线的显著变化,表明微藻荧光动力学方法能够用于水体放射性核素毒性的快速检测;Fv/Fm和PIABS对三种放射性核素的响应均具有活度浓度依赖性和时间依赖性,表明基于微藻荧光动力学方法所获取的Fv/Fm和PIABS均可作为毒性响应参数用于放射性核素毒性的检测和评估;根据基于Fv/Fm和PIABS所获取的三种放射性核素的20%效应浓度(EC20)和50%效应浓度(EC50)对比可知,PIABS相较于Fv/Fm对放射性核素毒性具有更灵敏的响应特性,因此PIABS是基于藻类荧光动力学技术实现水体放射性核素快速检测的最佳毒性响应参数。本研究为水体中放射性核素毒性的现场快速检测提供了重要的方法基础。
荧光动力学 放射性核素 微藻 光合荧光参数 毒性检测
张胜 1,2,3,*王永军 1,2,3王瑞军 1,2,3黄清波 1,2,3[ ... ]武明洋 1,2,3
1 核工业航测遥感中心石家庄 050002
2 国家核应急航空监测技术支持中心石家庄 050002
3 中核核应急航空监测工程技术研究中心石家庄 050002
针对当前海洋、湖泊、水库、河流等水体放射性在线监测和应急监测的实际需要,研制了一套水体γ放射性在线监测系统。监测系统由基于NaI探测器的γ射线监测装置、4G远程终端(4G Remote Terminal Unit,4G-RTU)通信单元、供电一体化防水抗压浮体装置以及配套软件组成。利用监测系统开展了γ射线监测装置的主要性能指标、系统的适应性和准确性以及软件功能等测试,采集了足量的原始能谱数据,进行了设计指标与实测指标的对比分析,并开展了初步应用研究。结果表明:在4G网络覆盖的范围内,该系统能够实现全天时远程操控设备,完成实时在线监测并上传数据,满足应用需求,达到预期功能。系统的可探测能量范围为30~3 000 keV,对137Cs的662 keV γ射线的能量分辨率为7.3%;对208Tl的2 614 keV γ射线的能谱漂移为0.33%,能谱能量线性度为0.999 970;系统在连续工作7 h条件下,能谱稳定性最大值为2.28%,最小值为-2.36%,对137Cs的最小可探测活度(Minimum Detectable Activity,MDA)为0.75 Bq?L-1;系统的工作温度范围为-5~+50 ℃。该系统可用于海洋、湖泊、河流等水体的放射性在线监测和应急监测领域,具有重要的推广价值和应用前景。
4G-RTU 水体 γ放射性 在线监测 4G-RTU Water body γ radioactivity Online monitoring
探讨不同疗程的电针干预对放射性脑损伤小鼠学习记忆的影响及其作用机制。60只4周龄雄性C57/BL6J小鼠随机分为空白组、模型组、电针组1(7 d)、电针组2(14 d)、电针组3(21 d)、电针组4(28 d)。除空白组外,其余各组给予X射线(8 Gy,2 min)照射,构建放射性脑损伤模型,电针组给予针刺“百会”、“风府”及双侧“肾俞”穴,并依据分组分别干预7、14、21、28 d。电针结束后,Y迷宫检测各组小鼠学习记忆功能,苏木精-伊红染色法、透射电镜观察海马齿状回(DG)神经元形态、突触超微结构,Western blot检测Notch信号通路Notch 1、Hes 1、ASCL 1的蛋白表达。结果显示:与空白组相比,模型组小鼠学习记忆功能显著下降(p<0.01);海马DG区神经元数量减少,排列紊乱;神经元突触前膜突触囊泡数量减少,突触界面率减小、突触后致密区(PSD)厚度降低、突触间隙增大均有显著差异(p<0.01);与模型组相比,电针各组小鼠的学习记忆功能均显著提高(p<0.05,p<0.01);电针组小鼠DG区神经元数量增多,排列整齐;各组小鼠DG区突触界面率均有显著改善(p<0.01),电针组2、3和4小鼠PSD厚度显著增加(p<0.01),电针组2、3和4的突触间隙显著减小(p<0.01)。与空白组相比,模型组小鼠Notch 1蛋白表达显著升高(p<0.05),Hes 1蛋白表达显著升高(p<0.01),ASCL 1蛋白表达显著降低(p<0.01);与模型组相比,电针组2、3和4的Notch 1、Hes 1蛋白表达显著降低(p<0.05,p<0.01),电针组3和4的ASCL 1蛋白表达显著升高(p<0.05,p<0.01)。提示不同疗程的电针可以改善放射线照射对小鼠学习记忆功能造成的损伤,该作用与改善DG区突触超微结构及调控Notch信号通路相关蛋白的表达有关。
放射性脑损伤 电针 学习记忆 Notch信号通路 Radiation-induced brain injury Electropuncture Learning and memory Notch signaling pathway 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(5): 050301
1 西北师范大学物理与电子工程学院,甘肃 兰州 730070
2 中国科学院高能物理研究所核探测器与核电子学国家重点实验室,北京 100043
为了更精确方便地分析测量样品的放射性含量,本文提出了利用蒙特卡罗应用软件工具(Geant4)获取高纯度锗(HPGe)探测器的全能峰效率曲线,进行放射性样品测量中全能峰效率的模拟及修正。测量距离高纯锗探头25 cm处探测器对点源中不同特征能量γ射线的实验探测效率,与模拟探测效率进行对比,采用Geant4模拟方式研究了高纯锗晶体表面死层对探测器效率的影响。通过修正上、下死层厚度依次分段对模型探测效率进行校正,优化探测器蒙特卡罗几何模型参数。将优化模型的模拟计算效率与点源的实测效率进行比较,得到了高纯锗探测器在59.54~1406 keV范围内的全能峰效率曲线。实验结果表明,蒙特卡罗模拟结果与实验测量结果有很好的一致性,相对误差在5%之内,并证实高纯锗晶体表面死层厚度随探测器的老化而发生变化,在7年后死层厚度从0.5 mm增加到约为1.40 mm0.05 mm。
探测器 放射性 高纯锗探测器 能量刻度 蒙特卡罗模拟 死层厚度 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2304001
1 中广核研究院有限公司放废与放化研究所,深圳 518028
2 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉 430070
核设施退役过程中会产生大量污染或活化的低放射性混凝土核废物,相比于传统的水泥固化,玻璃材料因对放射性元素包容广、化学稳定性优良而被广泛应用于固化处理放射性废物。本文通过高温熔融的方法玻璃固化处理模拟结构用混凝土核废物,在混凝土中添加一定量玻璃添加剂(包括SiO2、B2O3及Na2O,其在玻璃固化体中质量分数分别为~26%、~13%及~6%),于1 300 ℃下将混凝土核废物转化为熔融态玻璃,获得的玻璃固化体化学稳定性满足国际低放废物固化体处置抗浸出标准,同时分析了模拟核素在高温熔融过程中的挥发行为及在固化体中的赋存状况。本研究可为混凝土核废物熔融固化提供基础数据支持。
核设施退役 放射性固体废物 混凝土 玻璃固化 化学稳定性 挥发 decommissioning of nuclear facility radioactive solid waste concrete vitrification chemical durability volatility
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(4): 040601
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(2): 020102