气溶胶中F和Na分析的外束质子诱发γ射线激发曲线测量

在大气颗粒物离子束分析中,质子诱发γ射线分析（PIGE）作为质子诱发X荧光发射（PIXE）的补充方法,通常用于分析轻元素。为得到外束PIGE定量分析气溶胶样品中F和Na元素的最佳实验条件,本工作在北京师范大学串列加速器上测定了质子能量在1.8～2.9 MeV范围内,核反应¹⁹F(p,p’γ)¹⁹F（E_γ=110 keV和197 keV）和 ²³Na(p,p’γ)²³Na(E_γ=440 keV)的γ射线激发函数。     

核分析相关技术用于上海市大气污染特征研究

本文研究了近年来上海市区和郊区大气气溶胶颗粒物的污染状况,采用的多种核分析方法及相关技术有质子激发X荧光分析(PIXE)、激光粒径谱仪(LPS)、同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS)和扩展X射线吸收谱精细结构(EXAFS)分析等先进技术.充分发挥核分析技术高灵敏度、快速无损、多元素微量微区同时分析的优势,从大气颗粒物的形貌特征、粒径分布、质量浓度、元素浓度、化学价态等入手,对上海大气可吸入颗粒物PM23和PM1o展开多方位的综合研究.     

微束背散射分析元素微区分布的研究

微束背散射分析元素微区分布的分析方法使上海原子核研究所的质子微探针能在微区内综合使用质子激发Ｘ射线荧光和背散射等多种核效应，为样品由轻元素到重元素的全面无损、双微（微区、微量）分析提供了依据。应用该方法还测量了Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ复合陶瓷材料，证明了该分析方法的可靠性。     

用X射线吸收近边结构谱研究大气颗粒物中元素的种态

大气颗粒物中元素的种态研究,对评价其毒性和污染来源等有很重要的意义。本工作采集了不同地点和不同粒径的大气颗粒物样品,测定了样品中铬、锰、铜和锌的X射线吸收近边结构(XANES)谱,利用该谱分析了这些元素在颗粒物中的种态。结果显示,所采集的样品中铬主要以三价形式存在,锰主要以二价形式存在,铜也以二价形式存在,而锌主要以硫酸盐存在。用质子激发X射线荧光(PIXE)法测定了这些元素在样品中的浓度,观察到不同采样点和不同粒径的颗粒物中金属含量的差别,但未看到种态的这种变化。     

PIXE和XRF用于北京新镇地区PM2.5源解析研究

大气颗粒物(APM)对人体健康和环境的影响越来越受重视,我国增设了PM2.5标准,同时提出了大气污染的专项治理措施。本文采用GENT二级取样器在北京郊区新镇进行连续取样,并用质子激发X射线荧光分析和能量色散X射线荧光分析对北京新镇地区收集到的140个大气颗粒物样品进行了多元素分析,对测量数据进行了可靠性评价和数据重组,结合取样、气象等参数建立了新镇地区大气颗粒物污染成分数据库,利用正矩阵因子模型进行污染源解析研究。初步认定了5个主要污染源,即燃煤源(29.2%)、汽车尾气和垃圾焚烧源(26.2%)、建筑工业源(23.3%)、土壤源(15.4%)以及含氯工业源(5.9%)。并结合气象数据进行了污染源来源研究,根据条件概率函数和潜在源贡献函数的计算结果作出了污染源来源分布图,发现污染来源与周围环境基本符合。     

北师大串列加速器在气溶胶离子束分析上的新进展

气溶胶样品中Z＞12元素含量的质子X射线荧光分析是北师大GIC4117串列加速器的主要应用领域之一.为弥补该方法不能分析H、C、N和O等轻元素之不足,我们通过在PIXE靶室40°和160°散射角安装金硅面垒探测器,用质子前角弹性散射分析和非卢瑟福背散射方法对核孔膜采集的气溶胶样品中H、C、N和O等轻元素的含量进行了测量.     

一种用于SPM分析的大气气溶胶单颗粒样品的制备方法

介绍了一种用于扫描质子微探针分析的大气气溶胶单颗粒样品的制备方法。通过实验摸索出一种适合于支撑颗粒物的材料聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。大气颗粒物被直接采集在PVB薄膜上从而制成样品,保持了颗粒物的原始信息。用显微镜观察了采集的颗粒物,颗粒物之间完全分开,颗粒物间距合适。样品的扫描质子微探针试验结果表明,所制成的单颗粒样品能经受住质子束的长久轰击。对PVB薄膜的本底测试表明,这种膜的本底很小,不会对被测颗粒物的元素产生干扰。     

大气颗粒物中碳官能团组分的NEXAFS分析

2010年1月14日及10月16-17日,在位于上海西北郊的上海应用物理研究所分粒径采集了大气颗粒物,并于2010年10月19-21日进行了采集样品和三种标准物质(草酸、蔗糖、石墨)的X射线近边吸收精细结构(NEXAFS)谱分析.发现在不同粒径及不同时间段(如昼、夜)的新采集的大气颗粒物中的C(1s)NEXAFS谱存在...     

“基本”粒子原子X射线分析

在质子激发X射线荧光分析中,轻元素发射的X射线能量太低,不能进行分析。 负的“基本”粒子如μ~-、π~-、K~-等,入射到物质中时,通过放出Auger电子和X射线而减速,最后到达IS轨道,和物质中的原子核一起形成“基本”粒子原子。这种原子的结合能比普通原子的结合能约大M_m/M_e倍(M_m为“基本”粒子质量,M_e为电子的质量);放出特征X射线     

GIC4117串列加速器外束PIXE/PIGE分析系统

本文介绍在北京师范大学GIC4117串列加速器上建立的外束PIXE/PIGE分析系统,和基于此系统的薄样品外束PIXE/PIGE定量分析方法。给出了2010年Teflon滤膜采集的361个气溶胶样品外束PIXE分析得到的各元素平均探测限和最低探测限,并同真空PIXE分析探测限进行了比较。利用标准样品给出了激发曲线不同坪区薄样品外束PIGE分析F和Na的探测限,通过测定¹⁹F(p, p′γ)¹⁹F激发的197 keV γ射线得到的F的探测限可达73.9 ng•cm^-2,Na的探测限可达198.9 ng•cm^-2。     

冬季上海吴淞地区大气颗粒物PM10的元素主成分分析

从2002年12月到2003年2月,利用8通道采样器对上海吴淞地区进行3个月的大气气溶胶PM10(空气动力学直径小于10μm的颗粒)的采样。使用质子激发X射线荧光(PIXE)分析方法进行了多元素质量浓度测定,然后对获取数据进行主成分分析,讨论了吴淞地区8个风向采集的PM10中含有的主要化学元素成分和可能的来源。     

PIXE用于北京市新镇地区大气颗粒物污染特征和来源解析研究

为研究北京市新镇地区大气颗粒物的污染特征及其来源,于2015年12月～2017年12月间以每周两次的频率采集颗粒物样品。利用质子激发X射线荧光分析(Proton Induced X-ray Emission, PIXE)测定了140个样品中的Mg、Al、Si、S、Cl、K、Ca、Sc、Ti、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Pb共16种元素的含量,并对主要的污染元素进行特征分析。结果表明:S、Cl、Cu、Zn、Pb在细颗粒物中占比较大且相关性较强,Mg、Al、Si、Ca、Ti、Fe则主要存在于粗颗粒物中并存在强相关性;污染时期细颗粒物中S、Cl、K、黑碳(Black Carbon,BC)和粗颗粒物中Si、Ca、Fe上升明显。正矩阵因子分析(Positive Matrix Factor Analysis, PMF)得到该地区存在的6种主要污染源:次级硫(34.70%)、建筑工业(24.39%)、含氯工业(13.05%)、土壤扬尘(12.81%)、交通排放(11.63%)和其他污染(3.42%)。     

用核分析技术研究上海市空气和水环境污染

用扫描质子微探针对上海市中心区和若干排放大气气溶胶单颗粒的质子激发X射线能谱进行了测量和形貌分析,然后用人工神经网络计算机识别技术追踪市中心区污染的来源,确定各排放源对它的贡献;用穆斯堡尔效应研究了市中心高架桥和隧道内含铁大气气溶胶颗粒的铁化学形态、尺寸和浓度,以及使用低本底放射性测量技术研究了苏州河水的α、β放射性强度。     

MCNP模拟大气颗粒物β能谱响应及其透射率

针对基于β射线法的大气颗粒物浓度测量仪设计过程中β射线源和滤膜的选择难题,运用MCNP建立大气颗粒物浓度测量仪模型。β射线能谱响应的MCNP模拟结果符合典型β射线能谱特征,与理论计算结果一致;对PTFE、PVC、玻璃纤维、PP 4种常用大气颗粒物滤膜透射率、以及14C、85Kr、147Pm、204Tl、90Sr-90Y5种β源对这4种滤膜透射率的模拟误差均小于2%。结果表明:(1)β源射线能量越高,对滤膜的透射效果越好;(2)β源的透射能力由强到弱依次为:90Sr-90Y204Tl85Kr147Pm14C,与这五种放射源的最大β射线能量水平保持一致;(3)不同能量β射线对滤膜的透射能力由强到弱依次为:PPPVCPTFE玻璃纤维。综合考虑仪器安全性、设计与维护成本、材料性能等因素,大气颗粒物浓度测量仪采用14C源即可,并推荐优先采用透射率较高的PP滤膜。本工作的研究方法和结论可直接应用于大气颗粒物浓度测量仪的设计和开发。     

基于同步辐射技术研究上海大气细颗粒物分布特征

用同步辐射X射线荧光分析(SRXRF)测定了上海市大气中粒径0.03-10 μm的13级颗粒物的元素组分,用X射线吸收近边谱(XANES)研究了颗粒物中S的化学价态.结果发现,在生活区和郊区,超细颗粒(<0.4 μm)对粒子质量浓度贡献较大,而工业区则细颗粒(1-10μm)对质量浓度贡献较大.元素浓度测定表明,吴淞工业区大气颗粒物中S、Ca、Ti、V、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn和Pb元素浓度最高,且Ni、Mn、As和Pb等污染元素在细颗粒尤其是超细颗粒中有明显富集.化学价态测定显示,钢研所采样点不同粒径颗粒物中的S主要以硫酸盐形态存在,而在粒径<0.1μm 超细颗粒中还存在着一些还原态的低价态S.     

质子非卢瑟福背散射测量气溶胶样品中氢、碳、氮和氧的含量

气溶胶样品中Z＞12以上元素含量的质子荧光(PIXE)分析是北京师范大学GIC4117串列加速器的主要应用领域之一。为弥补PIXE无法分析H、C、N和O等轻元素之不足，在PIXE靶室160°散射角安装金硅面垒探测器，用质子非卢瑟福背散射分析（PNBS）方法对核孔膜采集的气溶胶样品中H、C、N和O等轻元素的含量进行测量。测量得到的气溶胶样品中H和Si元素含量与质子前角散射（PESA）和PIXE的分析结果相近，表明PNBS可用于核孔膜采集的气溶胶样品的分析。     

质子激发X射线分析——生物医学中痕量元素分析的新技术

本文讨论了质子激发X射线分析对于生物体内各种元素的分析能力,并结合人体和动物的组织、血清、尿、头发中痕量元素分析的实例讨论了质子激发X射线分析的灵敏度、准确度和多元素分析能力,阐明了它在生物医学领域的痕量元素分析中的优点。     

质子激发X射线分析——生物医学中痕量元素分析的新技术

本文讨论了质子激发X射线分析对于生物体内各种元素的分析能力,并结合人体和动物的组织、血清、尿、头发中痕量元素分析的实例讨论了质子激发X射线分析的灵敏度、准确度和多元素分析能力,阐明了它在生物医学领域的痕量元素分析中的优点。     

质子激发X射线分析——生物医学中痕量元素分析的新技术

本文讨论了质子激发X射线分析对于生物体内各种元素的分析能力,并结合人体和动物的组织、血清、尿、头发中痕量元素分析的实例讨论了质子激发X射线分析的灵敏度、准确度和多元素分析能力,阐明了它在生物医学领域的痕量元素分析中的优点。     

质子加速器开发现状及癌的质子射线治疗

用射线治疗癌,是仅次于外科手术的有效疗法之一,美、日两国各有用于射线治疗的电子直线加速器约3000台和500台。目前,能够迅速提高疗效的质子射线疗法,正从试验研究转入实用阶段。 1.质子射线的特性 射线对生物体的作用,是使构成细胞的分子产生电离或激发。与X射线、轻带电粒子不同,质子、重离子等重带电粒子穿过生物体,在接近射程终点时电离作用急剧增强,