重离子辐照

摘要： 第三代宽禁带半导体碳化硅(SiC)功率器件在航天、航空和核工业等强辐射领域的极端环境下应用时会受到辐照损伤的影响诱生缺陷,最终导致器件性能退化或者失效。简要介绍了SiC功率器件辐照效应发展历程和辐照效应,梳理轻离(粒)子辐照诱生缺陷与敏感参数退化的实验规律,分析总结重离子辐照SiC功率器件中一些关键技术问题,特别是不同温度辐照诱生缺陷形成机理的异同,为今后深入开展SiC肖特基二极管(Schottky Barrier Diode,SBD)的辐照诱生缺陷、器件性能退化研究及SiC相关器件的材料抗辐照性能的改善和结构优化提供实验数据和理论依据。

摘要： 目的采用小冲杆测试方法测量高能重离子辐照反应堆压力容器A508-3钢的辐照硬化和脆化特性,为工况条件下反应堆压力容器寿命预测提供实验依据。方法采用兰州重离子加速器提供的高能C^(6+)离子通过减能装置在290°C条件下开展A508-3钢辐照实验,并在样品表面形成一定厚度、准均匀分布的离位损伤层。通过开展不同辐照剂量辐照样品的小冲杆测试,得到不同辐照剂量A508-3钢的小冲杆载荷-位移曲线。通过对小冲杆测试得到的载荷-位移曲线的分析,测定不同辐照剂量样品的辐照硬化和脆化特性。结果压力容器A508-3钢辐照样品的硬化和脆化随着辐照剂量的增加逐渐增强,0.15 dpa以前呈线性增长,而后缓慢增大,约0.2 dpa时达到饱和趋势。结论通过小冲杆测试可以得到离子辐照样品的硬化和脆化行为,A508-3钢辐照硬化和脆化行为具有一致的变化趋势。

摘要： 在室温和773 K下,使用能量为5 MeV,注量为3×10^(13),6×10^(13)cm^(-2)的Xe离子辐照了不同组分的In_(x)Ga_(1-x)N(x=0.32,0.47,0.7,0.8,0.9,1.0)薄膜。利用X射线光电子能谱和光学显微镜对辐照前后薄膜的化学组分和表面形貌进行了表征。结果表明,Xe离子辐照造成了In_(x)Ga_(1-x)N薄膜的辐射分解和表面氧化,氧化程度随In组分x的增加而增强。与室温下的离子辐照相比,在773 K温度下进行辐照时,薄膜中辐照缺陷的积聚速率明显减慢;但当离子注量从3×10^(13)cm^(-2)增加至6×10^(13)cm^(-2)时,薄膜的损伤速率显著加快。与富Ga组分的In_(x)Ga_(1-x)N(x<0.5)薄膜不同,富In组分的薄膜在Xe离子辐照后发生了起皮和剥落现象,表现出明显较差的抗辐照能力。

摘要： 近代物理所在聚合物亚纳米孔道研制方面获进展 中国科学院近代物理研究所材料研究中心的科研人员采用重离子辐照技术,结合紫外光敏化和脉冲电场蚀刻,在PC膜中可控制备出平均孔径小于2.4~9.7埃的亚纳米孔道。研究表明,制备出的亚纳米孔道具有良好的阳离子选择性,并且表现出电压激活的离子非线性传输行为,该行为不同于传统化学蚀刻核孔膜的欧姆型离子输运形式。

摘要： 为探讨重离子束对盐生杜氏藻(Dunaliella salina)的生物效应及光合响应机制,本研究利用0～320 Gy剂量范围内的重离子对盐生杜氏藻进行辐照处理,并对重离子辐照后10 d内的藻细胞生物量、叶绿素荧光参数及β-胡萝卜素的积累量等进行了系统的测定和分析.对细胞干重的测定结果表明:与未辐照盐生杜氏藻相比,90 Gy、240 Gy和320 Gy的重离子辐照均显著提升了藻细胞10 d内的生物量,240 Gy辐照后的藻细胞生物量最大提升了1.78倍;进一步应用叶绿素荧光成像系统Water-PAM对辐照后藻细胞的叶绿素荧光参数,包括光系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学效率(Fv/Fm)、实际光合效率(ΦPSII)及热耗散能力(NPQ)等,指标的变化趋势进行分析.表明上述3个剂量的辐照有效提升了盐生杜氏藻的光合作用效率,其中240 Gy辐照可以使藻细胞更快地启动光保护机制.通过紫外分光光度法对辐照后β-胡萝卜素的积累进行了检测分析,结果表明,利用240 Gy和320 Gy的重离子辐照10 d后,β-胡萝卜素产量分别提高了1.3倍和1.1倍.本研究首次探讨了重离子辐照的剂量和时间对盐生杜氏藻的生物效应,同时也为绿藻光合系统对辐照损伤的响应机制提供了初步的理论和实验依据.

摘要： Nd2Zr2O7烧绿石因其稳定的物理化学性质和辐照稳定性可以作为高放废物中锕系核素的固化基材.通过溶胶凝胶—喷雾热解—高温烧结方法制备了含铀的Nd2Zr2O7烧绿石固化体;开展了Nd2Zr2O7和Nd1.9U0.1Zr2O7固化体的重离子辐照实验,辐照剂量为1 dpa和3 dpa;利用X射线衍射和Raman光谱对固化体结构进行了分析.研究发现铀在Nd2Zr2O7烧绿石体系的固溶量仅为10 at％,高价态铀掺杂导致固化体结构向无序化转变.重离子辐照实验表明,Nd2Zr2O7烧绿石基材具有较高的抗辐照稳定性;而Nd1.9U0.1Zr2O7在较低辐照剂量下,固化体烧绿石体系结构破坏,重离子辐照诱导固化体结构转变为更加无序化的萤石结构.低固溶量和抗辐照能力减弱主要是由于锕系核素烧绿石固化体的结构无序化所致.

摘要： 国产Zr-Sn-Nb系新锆合金SZA-4和SZA-6是CAP1400大型先进压水堆包壳材料的主要候选材料,对其辐照性能的研究可为制备工艺改进提供科学依据.在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器辐照终端,在300°C温度下,用100 MeV的Fe束流对两种新锆合金包壳管材进行5 dpa剂量辐照.辐照前后的正电子湮没寿命测量表明:两种样品辐照前湮没寿命为Zr中单空位寿命,表明管材制备过程中最后的退火温度和时间尚未完全消除加工引入的缺陷;两种样品辐照后的正电子湮没寿命减小,分析表明这是由于辐照导致Fe在锆合金中重新分布,主要分布在bcc结构的β-Nb沉淀相颗粒与hcp结构的α-Zr基体之间具有开空间的相界,正电子被相界捕获,与周围Fe原子电子湮没,造成湮没寿命减小.

摘要： Nd_2Zr_2O_7烧绿石因其稳定的物理化学性质和辐照稳定性可以作为高放废物中锕系核素的固化基材.通过溶胶凝胶—喷雾热解—高温烧结方法制备了含铀的Nd_2Zr_2O_7烧绿石固化体;开展了Nd_2Zr_2O_7和Nd_(1.9)U_(0.1)Zr_2O_7固化体的重离子辐照实验,辐照剂量为1 dpa和3 dpa;利用X射线衍射和Raman光谱对固化体结构进行了分析.研究发现铀在Nd_2Zr_2O_7烧绿石体系的固溶量仅为10 at%,高价态铀掺杂导致固化体结构向无序化转变.重离子辐照实验表明, Nd_2Zr_2O_7烧绿石基材具有较高的抗辐照稳定性;而Nd_(1.9)U_(0.1)Zr_2O_7在较低辐照剂量下,固化体烧绿石体系结构破坏,重离子辐照诱导固化体结构转变为更加无序化的萤石结构.低固溶量和抗辐照能力减弱主要是由于锕系核素烧绿石固化体的结构无序化所致.

摘要： 运行于空间辐射环境的微纳米器件不仅要承受电场强度增强带来的自身可靠性问题,还要受到外部辐射环境中高能粒子导致的辐射损伤.同时,空间高能粒子带来的辐射损伤可进一步加剧器件的可靠性问题.本文对130nm SOI工艺不同面积的电容样品进行了重离子辐照试验前后的器件电学特性、介质经时击穿特性研究.研究结果表明,虽然重离子辐照后器件电学特性没有发生显著变化,但是经时击穿电压显著降低,即重离子辐照对介质产生了潜在损伤.

摘要： 辐照腐蚀是核反应堆材料失效的重要形式,但迄今对吸氢和辐照相互作用的认识仍然不足.文中以国产N18锆合金作为研究对象,采用电解渗氢方式研究锆合金服役过程中的吸氢行为对其腐蚀性能的影响,同时利用重离子辐照的方法模拟堆内中子辐照对吸氢锆合金钝化膜性能的影响.利用Raman光谱和俄歇电子能谱(AES)对氧化膜的结构和深度分布进行表征,同时使用电化学方法测试材料在吸氢和重离子辐照后的电化学性能.结果表明:氢的渗入会导致锆合金氧化膜致密度下降,降低氧化膜的阻抗,引起腐蚀电流密度增大.重离子辐照的离位原子效应会在N18锆合金试样表面引入缺陷,充氢试样在重离子辐照作用下更容易产生缺陷,从而进一步破坏氧化膜的完整性.

摘要： 紫花苜蓿(Medicago sativa)种子经不同剂量(0,50Gy,100Gy,200Gy,300Gy,500Gy)80MeV/u碳离子辐照处理后,对种子发芽率、开花期植株的叶茎比及茎、叶的饲用价值指标进行了考察.结果表明,碳离子辐射对种子发芽率影响不大,苜蓿开花期植株的叶茎比都有不同程度的提高.通过对苜蓿叶、茎饲用价值指标的测定发现,较低剂量(50Gy,100Gy)处理组苜蓿茎、叶中粗蛋白提高和粗纤维下降幅度较大,而较高剂量(300Gy,500Gy)辐照有利于粗脂肪的累积.

摘要： 本文介绍了SRAM存储器单粒子翻转效应测试方法，探讨了SRAM存储器在重离子辐照下单粒子翻转现象，通过分段数值模拟计算方法得出了σhl重离子翻转饱和截面和LET(025)，值的试验结果，这些结果对器件抗辐射加固评估技术研究有重要价值。

摘要： 目的:研究不同剂量重离子和X射线辐照小鼠全身对骨髓细胞周期分布的影响,为面向生物学对象的重离子治疗提供基础数据。方法:用X射线和重离子辐照BALB/c小鼠后,24小时后制得骨髓细胞,采用PI染色用流式细胞仪测骨髓细胞周期变化。结果:发现辐照24小时后,X射线辐照的各个组的骨髓细胞周期分布与对照组没有显著差异;重离子辐照组与对照组向相比出现G1/GO期和G2/M期阻滞;重离子辐照组与相同剂量X射线辐照组相比亦出现G1/GO期和G2/M期阻滞。结论:相同剂量的重离子辐照较X射线对骨髓细胞有更重损伤,能够引起不同的生物学效应。

摘要： 本文介绍一种实验确定微电子器件单粒子翻转(SEU)灵敏体积(Sv)厚度d的方法.用从低到高不同能量的重离子辐照微电子器件,测量其SEU截面随离子射程的变化曲线σseu(r),用数学计算从σseu(r)和LET(r)函数提取d.利用测得的d和σseu(LET),经过模型计算可得到更精确的空间SEU率的预言值。

摘要： 本工作用多种快重离子辐照高定向石墨,通过扫描隧道显微镜系统研究了表面及体内缺陷,结果表明离子在表面及体内都形成了小丘状的缺陷,且在表面较容易形成,可以用非连续损伤径迹结构来对其进行解释.

摘要： 在长期载人航天中，除失重外，空间辐射尤其是重离子辐射，对人体是一个严重的威胁。利用地面模拟技术和装置进行空间辐射危害及防护研究，能大大提高空间辐射生物效应研究的有效性和成功率。而另一方面，利用重离子辐射治疗肿瘤具有一系列独特的物理学和生物学优势。许多天然抗氧化剂，对各种电离辐射具有一定的防护作用，且大多数毒性小、有效剂量范围广，适合于长期服用。因此，研制和筛选高效低副作用的辐射防护剂，对空间环境下辐射损伤的防护和救治，以及探讨天然抗氧化剂在重离子治癌中的辅助作用，具有重要的实际意义。

摘要： 在长期载人航天中，除失重外，空间辐射尤其是重离子辐射，对人体是一个严重的威胁。利用地面模拟技术和装置进行空间辐射危害及防护研究，能大大提高空间辐射生物效应研究的有效性和成功率。而另一方面，利用重离子辐射治疗肿瘤具有一系列独特的物理学和生物学优势。许多天然抗氧化剂，对各种电离辐射具有一定的防护作用，且大多数毒性小、有效剂量范围广，适合于长期服用。因此，研制和筛选高效低副作用的辐射防护剂，对空间环境下辐射损伤的防护和救治，以及探讨天然抗氧化剂在重离子治癌中的辅助作用，具有重要的实际意义。

摘要： 在长期载人航天中，除失重外，空间辐射尤其是重离子辐射，对人体是一个严重的威胁。利用地面模拟技术和装置进行空间辐射危害及防护研究，能大大提高空间辐射生物效应研究的有效性和成功率。而另一方面，利用重离子辐射治疗肿瘤具有一系列独特的物理学和生物学优势。许多天然抗氧化剂，对各种电离辐射具有一定的防护作用，且大多数毒性小、有效剂量范围广，适合于长期服用。因此，研制和筛选高效低副作用的辐射防护剂，对空间环境下辐射损伤的防护和救治，以及探讨天然抗氧化剂在重离子治癌中的辅助作用，具有重要的实际意义。

摘要： 本发明涉及作物育种技术领域，具体公开了一种重离子束辐照诱变油葵的育种方法，其包括选择半致死剂量±20％剂量范围的重离子束辐照油葵亲本种子的步骤。本发明的育种方法通过重离子束辐照处理油葵种子，能够诱发油葵DNA复杂的损伤，突变频率高、变异类型丰富，可筛选到早熟、矮化、增产、增油、抗病、分枝性状变化等优异突变株，丰富了油葵的遗传背景，扩宽了种质资源，为油葵育种提供了更多可用育种材料。

摘要： 本发明涉及一种重离子束辐照装置，包括：束流控制单元，设于第一真空腔体前的真空管道内，用于遮挡束流通过或者放行束流通过；拦截式束流探测器，设于所述第一真空腔体内，用于探测辐照束流的强度；低温辐照单元，用于低温状态下辐照材料，低温辐照单元包括低温辐照腔体和低温系统，低温系统保障低温辐照腔体内处于预设的低温状态；抽真空单元，用于保持第一真空腔体在工作时处于真空状态；送料单元，用于将待辐照材料输送到低温辐照腔体内；连锁控制单元，连锁控制单元通过探测束流的强度控制束流控制单元、低温系统、抽真空单元和送料单元。本发明可以实现材料在常规、低温环境下的辐照，并可实现材料的自动化更换与束流流强的自动化连锁。

摘要： 本发明涉及一种离子辐照系统及方法。所述系统包括真空腔室和横向梯度剂量控制装置，其中，所述真空腔室上设有离子束入射口；所述横向梯度剂量控制装置的一端伸入所述真空腔室，该一端用于固定待辐照样品，所述横向梯度剂量控制装置的轴线垂直所述离子束的入射方向，所述横向梯度剂量控制装置能够沿其轴向移动。本发明用重离子辐照的方法在材料上能够形成连续的梯度剂量损伤区域，在短时间内得到与中子辐照相似损伤分布的样品，为先进核能系统候选材料的筛选和服役寿命评估提供了实验平台。

摘要： 一种基于重离子辐照的透射电镜微栅，该透射电镜微栅由高能重离子辐照后用氢氧化钠的溶液进行蚀刻后得到微孔的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜和通过磁控溅射或热蒸发或电子束蒸发等方式镀在其上的金属薄膜构成，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜的厚度为5‑30μm，所述金属膜的厚度为5‑30 nm。本发明是基于用经过重离子辐照的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜后，再经过蚀刻形成具有孔径均一且可调的微孔，磁控溅射、热蒸发或电子束蒸发镀膜得到较高孔隙率和电导率的透射电镜微栅，相较于现有技术，制备的透射电镜微栅以重离子径迹膜为模板，在模板上覆盖一层厚度、种类可调的金属膜。该透射电镜用微栅由许多孔径均一、尺寸可调的微孔结构组成，该微孔结构较为纯净，可以有效消除传统微栅中金属网格对被测样品成分分析时的干扰，从而有利于提升测试时的精确度。

摘要： 本发明涉及一种用于高能重离子辐照样品的小冲杆测试装置和方法，该装置包括：下夹具，设置于底座上，所述下夹具上设置有样品槽，用于容纳高能重离子辐照样品；上夹具，其与所述下夹具相适配，所述上夹具内容纳有冲压球，用于挤压所述高能重离子辐照样品；冲杆，所述冲杆的上端与连接杆连接，所述冲杆的下端为自由端，用于挤压所述冲压球；线性位移传感器和固定杆，所述固定杆与所述连接杆活动连接，所述线性位移传感器设置于所述下夹具上，并与所述固定杆固定连接，用于测定所述连接杆的位移。本发明装置能够使得离子辐照样品在小冲杆测试过程中不会进入薄膜拉伸阶段进而能够获得其屈服应力等有效参数。

摘要： 本发明涉及一种离子辐照系统及方法。所述系统包括真空腔室和横向梯度剂量控制装置，其中，所述真空腔室上设有离子束入射口；所述横向梯度剂量控制装置的一端伸入所述真空腔室，该一端用于固定待辐照样品，所述横向梯度剂量控制装置的轴线垂直所述离子束的入射方向，所述横向梯度剂量控制装置能够沿其轴向移动。本发明用重离子辐照的方法在材料上能够形成连续的梯度剂量损伤区域，在短时间内得到与中子辐照相似损伤分布的样品，为先进核能系统候选材料的筛选和服役寿命评估提供了实验平台。

摘要： 本发明为阿佛曼链霉菌种的重离子辐照诱变方法及辐照菌种的培养，涉及微生物菌种选育的领域，阿佛曼链霉菌种用现有的诱变方法发酵效价达到4000微克/毫升，再提高已非常困难，为此本发明采用

摘要： 本发明公开的属于重离子辐照技术领域，具体为一种质子重离子辐照屏蔽门及其使用方法，包括墙壁、导向座和门体，所述导向座安装在墙壁上，所述门体滑动连接在导向座的下端，还包括：安装机构，所述安装机构分别设置在墙壁和门体上；所述安装机构包括第一防护组件、移动组件和第二防护组件，所述第一防护组件包括风琴罩和不锈钢防护栏一，所述风琴罩安装在门体的左侧，所述不锈钢防护栏一安装在地面上，所述不锈钢防护栏一设置在风琴罩和门体的外侧，本发明有益效果是：通过优化质子重离子辐照屏蔽门的安装结构，使门体在安装和运行方面更加的方便快捷，通过增设两组防护组件，对门体外侧进行高警惕防护。

摘要： 本发明涉及一种利用重离子辐照获得高产蓝色素节杆菌的筛选方法，该方法包括以下步骤：⑴将QL17菌株接种到R2A液体培养基中进行摇床培养，得到QL17菌株发酵液；⑵将QL17菌株发酵液用无菌盐水进行连续稀释，得到细菌稀释液；⑶将1.0ml细菌稀释液移入无菌小皿中，采用12C6+重离子束辐照该细菌稀释液，辐照剂量为500Gy；⑷选取500Gy辐照条件下菌液涂布于R2A琼脂平板上，挑取单个菌落接种于96孔板和R2A琼脂平板中，15°C培养；每12小时在分光光度计上于590nm处检测吸光度，得到蓝色素产量增高最大的突变体，即为天然蓝色素节杆菌，记作M157。本发明解决了抗氧化节杆菌天然蓝色素的产量不足问题，易于实现大规模生产，为天然蓝色素的获取提供了新的途径。

摘要： 本发明提供一种重离子辐照影响β‑Ga2O3MOSFET器件电化学性能的方法，包括：将外延层中掺杂施主Si元素的β‑Ga2O3在室温条件下进行不同注量的重离子辐照；检测重离子辐照前后β‑Ga2O3外延晶片的单斜结构、弯曲振动、拉伸模式光学性质和化学结合状态；对步骤S2中得到的实验数据进行总结，得出重离子辐照β‑Ga2O3外延晶片后产生的点缺陷；将步骤S3中产生的点缺陷引入β‑Ga2O3MOSFET模型中，输出模拟电学性能曲线。本发明通过将β‑Ga2O3外延晶片的辐照研究与β‑Ga2O3MOSFET器件的模拟研究进行结合，对β‑Ga2O3MOSFET器件抗辐射机理研究产生了显著的效果。