氚水对 λ-dsDNA结构影响的拉曼光谱分析和DFT模拟

用拉曼光谱法和密度泛函理论（DFT）研究了氚水与λ双链脱氧核糖核酸（λ-dsDNA）之间的相互作用。拉曼光谱法用于分析不同剂量（50 mGy~8 Gy）HTO（活度浓度1×10⁹ Bq/L和1×10¹¹ Bq/L）和γ射线辐照后λ-dsDNA的结构变化。在低剂量（100~500 mGy）的1×10⁹ Bq/L HTO作用下,HTO主要是通过电离辐射过程中的间接作用,破坏碱基之间的氢键,从而导致碱基的错配和碱基结构的修饰,引起碱基对不配对。而低剂量（50~100 mGy）的1×10¹¹ Bq/L HTO对λ-dsDNA具有类似于γ射线的短期影响,主要是通过射线的直接电离或质子化引起λ-dsDNA基本结构的破坏。此外,高辐射剂量（2~8 Gy）的HTO可能导致呋喃糖环的构象转移或通过氚-氢（T-H）交换反应裂解共价键。通过拉曼光谱标记观察到,HTO的三种作用方式可能最终导致λ-dsDNA骨架构象和λ-dsDNA变性的改变。     

含氚气体中氚分压BIX在线测量方法研究

建立了一种聚变堆氘氚燃料循环系统燃料气及工艺气等含氚混合气体中氚分压在线快速测量方法,该方法通过测量氚衰变产生的β射线与材料相互作用发射的轫致X射线（BIX）,利用轫致X射线的计数率与含氚气体氚分压的标定关系曲线,实现含氚气体中氚分压（活度浓度）的实时测量。该方法中的轫致X射线是通过β射线与表面喷金的铍窗材料作用而产生的,X射线的测量采用NaI(Tl)探测器。研究过程中建立了轫致X射线计数率与氚分压的标定关系曲线,对于纯氚气体,氚压测量范围为1 Pa~10 kPa（氚活度浓度为10¹²~10¹⁵ Bq/m³）时,计数率（C）与氚压（p）的标定曲线为C=5.01×10⁴（1-e^-4.55×10-5p）,其指数拟合相关系数为1.000 00。对于氚体积分数为1%的氚-氦混合气体,氚分压测量范围为1~100 Pa（氚活度浓度为10¹¹~10¹⁴ Bq/m³）时,计数率与氚分压的标定曲线为C=5.24×10²(1-e^-4.69×10-3p),其指数拟合相关系数为0.998 60。对于氚体积分数为1%的氚 氢混合气体,氚分压测量范围为1~100 Pa（10¹¹~10¹⁴ Bq/m³）时,计数率与氚分压的标定曲线为C=5.18×10²(1-e^-4.61×10-3p),其指数拟合相关系数为0.999 53。利用以上标定曲线,对任意氚分压的含氚混合气体进行验证测量,结果表明,该方法测量精度较高、响应速度快、测量稳定性好,在氚测量技术中是一种很有前景的方法。     

氚诱发人淋巴细胞染色体畸变

本文介绍了用氚照射处于不同细胞周期的离体淋巴细胞所诱发的染色体畸变的剂量-效应关系。实验表明:~3H-TdR 或 HTO 照射 S 期,G_2期淋巴细胞诱发染色体单体型畸变;染色单体断裂与剂量呈线性关系,但~3H-TdR 每拉德诱发的每个细胞中的染色单体断裂产额约是 HTO 的10倍。HTO 照射 Go 期淋巴细胞诱发染色体型畸变。HTO 诱发双着丝点体加着丝点环与剂量的关系,适宜以 Y=αD βD_2表示。以~(60)Co-γ射线为参考辐射,HTO 诱发人淋巴细胞双着丝点体加着丝点环的 RBE 值,在本实验用的剂量率和剂量范围内不是恒定的,而是随β射线剂量的增加而降低,其波动范围在2.6—1.4之间。     

氚β射线出生前照射致大鼠大脑甘氨酸含量改变的相对生物效应研究

对2组妊娠11 d 的大鼠分别注入氚水(HTO)和用~(137)Cs γ射线照射,以仔鼠出生后18 d 时大脑甘氨酸含量的改变为生物学终点,观察两种辐射的剂量效应曲线,并将两者比较,求出氚的 RBE值。结果表明,仔鼠受氚β射线和~(137)Cs γ射线照射,吸收剂量范围分别为0.0038—1.9 Gy 和0.07—2.68 Gy,仔鼠大脑甘氨酸含量皆随剂量的增加而增加(P<0.01);大脑甘氨酸含量增加的百分数 Y 与剂量 D(Gy)可拟合成对数直线回归方程(?)_β=113.9+30.1 lgD 和(?)_γ=86.2+49.7 lgD。氚β射线的 RBE 值在吸收剂量1.9—0.19 Gy 时为2.8—6.08。     

低剂量氚β射线和~(60)Coγ射线诱发人淋巴细胞染色体畸变及相对生物效应的研究

介绍了用氚β射线和~(60)COγ射线离体照射G_0期人淋巴细胞诱发染色体畸变的剂量效应关系(剂量范围为0-0.5Gy)。实验表明:无论是氚β射线还是~(60)Coγ射线所诱发的淋巴细胞染色体畸变均以染色体型畸变为主,诱发的双着丝粒体与剂量的关系均适合以Y=a+bD模式来表示。以~(60)Coγ射线为参考辐射,以淋巴细胞染色体畸变为生物终点,测得氚的RBE值为2。     

提高HPGe γ能谱法测量131Xem和133Xem探测灵敏度的方法研究

放射性氙同位素（¹³¹Xe^m、¹³³Xe^m、¹³³Xe和¹³⁵Xe）具有化学惰性、裂变产额大、易释放的特点,是监测核试验尤其是地下核试验最关键的核素之一。¹³¹Xe^m和¹³³Xe^m的γ射线发射概率小,X射线能量完全相同,致使HPGe γ能谱法测量¹³¹Xe^m和¹³³Xe^m活度的探测灵敏度低。针对这一技术难题,本文研究建立了¹³¹Xe^m和¹³³Xe^m活度测量的X/γ射线交互分析方法。利用贝叶斯方法推导了γ能谱中净峰面积概率分布,根据得到的¹³¹Xe^m和¹³³Xe^mX射线和γ射线净峰面积分布构建了活度分布的似然函数,采用最大似然法得到了¹³¹Xe^m和¹³³Xe^m活度。相对于仅用γ射线分析,提高了¹³¹Xe^m和¹³³Xe^m的探测灵敏度。     

批制辐射加工用辐射变色薄膜剂量性能研究

以尼龙为基材、副品红氰化物为染料制备了辐射变色薄膜剂量计,并在⁶⁰Co γ射线及10 MeV电子束参考辐射场中对辐射变色薄膜的各剂量学响应性能进行了研究。研究结果表明,在1~210 kGy剂量范围内,该辐射变色薄膜剂量计具有较好的剂量响应线性,且在本实验范围内未发现明显的能量和剂量率依赖性;该剂量计重复性好于1.0%,照射后置于低温条件下贮存2周内信号较稳定;在1~210 kGy剂量线性范围内得到的辐射变色薄膜剂量计测量吸收剂量的扩展不确定度对⁶⁰Co γ射线为4.4%（k=2）,对电子束为6.2%（k=2）。通过在加速器上进一步的实验表明,该辐射变色薄膜除可用于辐射加工中剂量监测外,还可用于电子束辐照参数的测量。     

固体219Rn源的γ能谱法放射性纯度检验

对利用从铀矿石中提取得到的²²⁷Ac制备的固体²¹⁹Rn源进行了γ能谱分析,确定了²²⁷Ac的4个子体核素²²⁷Th、²²³Ra、²¹⁹Rn和²¹¹Bi的活度,并分析了能对²¹⁹Rn造成干扰的²²²Rn、²²⁰Rn母体核素²²⁶Ra、²²⁴Ra的活度。待²²⁷Ac及其子体达到放射性平衡后,通过测量²²⁷Th的235.97、256.25 keV,²²³Ra的154.21 keV,²¹⁹Rn的401.81 keV,²¹¹Bi的351.059 keV共5条γ射线,最终确定固体²¹⁹Rn源中²²⁷Th、²²³Ra、²¹⁹Rn和²¹¹Bi的活度为（1 069±3）、（1 079±5）、（1 095±13）、（1 096±14）和（11 089±4） Bq,固体²¹⁹Rn源的平均活度为（1 093±8）Bq;通过测量²²⁴Ra子体²¹²Pb的238.632 keV、²⁰⁸Tl的583.191 keV γ射线以及²²⁶Ra子体²¹⁴Bi的609.312、1 120.287 keV γ射线得到²²⁶Ra与²²⁴Ra的平均活度分别为5.12 Bq及0.433 Bq,远低于固体²¹⁹Rn源的平均活度,说明固体²¹⁹Rn源放射性纯度较高。以上结果表明,此源有望制成标准固体²¹⁹Rn源以用于延迟符合法测²²³Ra、²²⁷Ac装置的刻度。     

气体裂变产物88Kr半衰期测量

为准确测定气体裂变产物⁸⁸Kr的半衰期,本工作从辐照铀靶中分离得到3个放化纯的⁸⁸Kr气体测量源。以⁸⁵Kr作内标监督源,¹³⁷Cs或⁵⁷Co作外标监督源,使用多个HPGe探测器分别采用单探测器位置接力法和双探测器位置接力法跟踪测量⁸⁸Kr 196.3 keV能量的特征γ射线,跟踪时间均在8个半衰期以上,以获得其半衰期数据。对3次独立测量数据用多种方法进行处理,最终得到⁸⁸Kr半衰期测定结果为（2.796±0.015） h。     

超临界水氧化处理放射性废TBP/煤油技术研究

针对乏燃料后处理常用的有机溶剂TBP/煤油,采用以质量分数为30%的双氧水为氧化剂的超临界水氧化(SCWO)处理装置进行了模拟实验。结果显示,反应温度（550±50） ℃、停留时间（9±1） min、氧化剂与有机物流量比16.5±0.5条件下,有机物无机化率可达到99.9%以上。在此基础上开展了SCWO处理工艺放射性实验研究。结果表明,在气相产物中,放射性低于检测下限;在液相产物中,α活度浓度为2.37×10³ Bq/L,β活度浓度为8.94×10² Bq/L,γ活度浓度为96 Bq/L;在固相产物中,α比活度为2 750.2 Bq/g,β比活度为5 863.3 Bq/g,γ比活度为5 840.2 Bq/g,根据放射性活度衡算,放射性核素大部分进入固体残渣中。SEM/EDS表征结果表明,反应过程产生的固体产物中,主要以U元素为主,产物中主要含U、Ni、Cr、Fe、Al的磷酸盐及氧化物。     

30%TBP-煤油-HNO3体系的α辐解行为Ⅱ.溶剂辐解生成羰基化合物的规律

以分光光度法研究了²³⁸Pu 为α源的30%TBP-煤油-HNO₃体系辐解产物羰基化合物的生成规律,考察了还原反萃、酸碱洗涤、钚浓度等工艺条件对羰基化合物分析的影响。研究表明：羰基化合物生成量随着α辐照剂量率以及吸收剂量的增加而增大,在剂量率73.7 Gy/min、吸收剂量5×10⁵ Gy时,羰基化合物浓度达到0.039 mol/L;吸收剂量在10⁵ Gy以上时,α辐照产生的羰基化合物生产量明显高于γ辐照;不同稀释剂对羰基化合物生成量影响不明显。     

掺锗石英光纤的稳态和瞬态γ辐射效应研究

开展了掺锗石英光纤在1.0×10~(-4)~0.5Gy(Si)/s剂量率下的稳态γ辐照实验和10~6~10~9 Gy(Si)/s剂量率下的瞬态γ辐照实验。结果表明:光纤辐射感生损耗与辐照总剂量呈饱和指数关系,与色心浓度微分方程推导出的结论相一致。在辐照总剂量相同的情况下,光纤辐射感生损耗随辐照剂量率的增大而增大。辐照期间有光注入较无光注入时的光纤辐射感生损耗低,证实了光褪色效应的存在。对实验用650、850和1 310nm 3个波长,光纤辐射感生损耗随波长的增大而减小。与光纤稳态辐射感生损耗相比,光纤瞬态辐射感生损耗要大得多;光纤瞬态辐射感生损耗峰值与脉冲总剂量呈线性关系,这与饱和指数关系在低剂量下的泰勒展开近似一致。     

质子辐射环境下PNP输入双极运算放大器辐照效应与退火特性

对不同偏置下的PNP输入双极运算放大器在3、10 MeV两种质子能量下的辐照效应进行了研究,并将质子辐射损伤效应与0.5Gy(Si)/s剂量率60 Coγ射线辐射损伤效应进行了比较,以探究质子和γ射线产生的辐射损伤之间的对应关系。结果表明,运放LM837对γ射线的敏感程度较10 MeV质子和3 MeV质子的小,然而其室温退火后的后损伤效应却更严重;相同等效总剂量条件下,10 MeV质子造成的损伤较3 MeV质子的高;质子辐射中器件的偏置条件对损伤影响不大。     

γ吸收剂量率在线探测用硅光电池的电学性能研究

建立了一种γ吸收剂量率实时在线测量系统,研究了半导体硅光电池BBZSGD-4辐射光生电流和γ吸收剂量率之间的关系,并对其耐辐照性能进行了研究。60 Coγ辐照实验表明:半导体硅光电池BBZSGD-4对60 Co的γ射线有较好的响应,其辐射光生电流与吸收剂量率的关系呈线性规律。当吸收剂量率为94.54Gy/min时,辐射光生电流可达1.26μA。在吸收剂量率为50Gy/min时,辐射光生电流随总吸收剂量的增加呈指数下降,总吸收剂量为5 445.8Gy时,其辐射光生电流衰减1%。半导体硅光电池BBZSGD-4具有作为实时在线低吸收剂量率探测器的潜力。     

用于n/γ混合场测量的涂硼电离室研制

研制了一种能同时测量混合场中γ和中子注量率的涂硼电离室,并实验测试了其性能。涂硼电离室由两个大小和结构一致的腔室组成：1个仅对γ灵敏,另1个对γ与中子均灵敏。用强度为2.7×10⁷ s^-1 的Am-Be源测得电离室的中子灵敏度达9.2×10^-16 A/(cm^-2•s^-1),在剂量率为5.24 μGy/h的¹³⁷Cs γ场中,电离室的γ灵敏度达7.36×10^-16 A/(MeV•cm^-2•s^-1)。涂硼电离室I-V曲线坪长为600 V,坪斜小于4%/100 V,在工作电压为-400 V时,其γ补偿修正系数<5%,可用于核设施周围的混合场监测。     

Pixel X-ray detectors in epitaxial gallium arsenide withhigh-energy resolution capabilities (Fano factor experimentaldetermination)

Gallium Arsenide pixel detectors with an area of 170×320 μm² and thickness of 5 μm, realized by molecular beam epitaxy, have been designed and tested with X- and γ rays. No significant charge trapping effects have been observed, and a charge collection efficiency of 100% has been measured. At room temperature an energy resolution of 671 eV full width at half maximum (FWHM) at 59.54 keV has been obtained, with an electronic noise of 532 eV FWHM. With the detector cooled to 243 K, the electronic noise is reduced to 373 eV FWHM, and the K_α and K_β lines of the ⁵⁵Fe spectrum can be resolved. The Fano factor for GaAs has been measured at room temperature with 59.5 keV photons yielding F=0.12±0.01     

Measurement and Simulation of TEPC Microdosimetric Spectra in Gamma Radiation Field

According to the different characteristics of microdosimetric spectra measured by tissue equivalent proportional counter (TEPC), the neutron dose equivalent and γ dose equivalent could be distinguished in a unknown neutron and γ mixed radiation field. In order to discriminate the γ radiation dose equivalent from the total value,the pure γ microdosimetric spectra was measured in ⁶⁰Co、¹³⁷Cs radionuclide radiation field with TEPC. TEPC microdosimetric spectra in a series of monoenergy γ radiation field were simulated by FLUKA code. All the γ radiation microdosimetric spectra, including measured spectrum in ⁶⁰Co、¹³⁷Cs radiation field and that of simulation spectrum by FLUKA code, reveal a trait that the linear energy of γ radiation is basically lower than 10 keV/μm. This trait is the very foundation to discriminate the γ radiation from the mixed radiation.     

核部件缓发γ能谱时间演化行为模拟

在分析无外中子源照射条件下核部件中裂变产物的来源及其释放缓发γ射线机理基础上,提出了应用CINDER90程序计算核部件中裂变产物活度的方法,计算并分析了裂变产物的种类、活度及其随辐照时间和冷却时间的变化规律,继而根据裂变产物β^-衰变释放的特征γ射线的能量与分支比数据,计算得到了核部件中裂变产物缓发γ射线源项,并应用蒙特卡罗方法计算了核部件释放的缓发γ能谱随辐照时间和冷却时间的变化,分析了缓发γ能谱的时间演化行为。结果表明：核部件缓发γ能谱中强度最大的γ射线是裂变核素¹⁴⁰La β^-衰变发射的1 596 keV射线,且该γ射线的强度在部件组装一定时间后保持稳定,该结果与文献结果符合一致。本文提出的裂变产物缓发γ能谱模拟计算方法和结果可为核部件γ能谱的测量与分析提供参考。     

TEPC中子和γ分辨技术研究

混合辐射场中子剂量、剂量当量的测量需进行中子、γ分辨。依据各种辐射沉积线能的不同,组织等效正比计数器（TEPC）具有一定的中子、γ分辨能力。本文采用自制的圆柱形TEPC在5SDH-2加速器单能中子辐射场进行了微剂量谱测量,对其中子、γ分辨技术进行了探讨分析。采用¹³⁷Cs纯γ辐射微剂量谱匹配法,在²⁵²Cf、²⁴¹Am-Be中子辐射场进行了中子、γ分辨研究。分辨后的中子剂量当量与约定真值一致性较好,表明TEPC用于中子、γ混合辐射场的吸收剂量、剂量当量测量是可行的。