γ射线辐照后木荷粉自由基的ESR和XPS分析

利用电子自旋共振波谱（ESR）和X射线光电子能谱（XPS）技术分别测量γ射线辐照后木荷粉体的自由基波谱和X射线光电子能谱。分析木荷粉体在60Coγ射线辐照下自由基的变化规律、化学组成和结构变化。结果表明：木荷自由基的光谱分裂因子g=2．0033,自由基的强度随吸收剂量按指数规律,I=1-e40增加;经过200kGy剂量的辐照后木荷表面O／C原子比稍有增加,C—C、C—H和C-O键含量增加,C=O双键含量减少,-O—C=O含量增加为原来的2．5倍,说明木材表面生成了一些含氧官能团,或碳的氧化态增高。     

强γ辐照下Q235碳钢在甘肃北山地区地下水模拟液中的腐蚀行为

利用1.11×10¹⁶ Bq（30万Ci）高强度⁶⁰Co源γ辐照装置,对甘肃北山地区地下水模拟液中高放废物处置罐候选材料Q235碳钢进行了辐照腐蚀试验。采用水化学参数分析、称重、扫描电镜(SEM)、X射线能谱（EDS）和红外光谱（FT-IR）等技术手段,分析了辐照剂量（时间）对辐照腐蚀演化的影响规律,并与未辐照试验进行了对比。结果表明,在长时间强γ辐照下,模拟液辐照分解导致氧化性增强、pH值由弱碱性变为酸性、电导率下降明显,而未辐照的模拟液pH值和电导率未见明显变化;利用质量变化率计算得到的辐照腐蚀速率约为未辐照腐蚀速率的5.5倍,辐照明显加速了Q235碳钢的腐蚀。SEM-EDS和FT-IR分析表明,随着辐照剂量的增加,腐蚀层中出现泡状或针状产物,表面由致密变为稀疏;腐蚀层化学组成以Fe、O为主,含有不同相的羟基氧化铁（α-FeOOH和γ-FeOOH）和氧化铁（α-Fe₂O₃）。     

γ射线和电子束辐照对风味豆干杀菌效果及品质的影响

为探究γ射线和电子束辐照对风味豆干微生物和理化指标影响的差异性,分别采用不同剂量的γ射线（0、3.1、5.9、8.6、11.4 kGy）和电子束（0、2.7、5.5、8.2、10.8 kGy）辐照风味豆干,研究其对风味豆干中微生物存活数、营养成分、理化指标及质构特性的影响。结果表明,γ射线和电子束辐照均能有效控制风味豆干菌落总数、霉菌及大肠菌群数,γ射线辐照杂菌和霉菌的D₁₀值分别为1.82 kGy和1.72 kGy,电子束辐照的D₁₀值分别为2.44 kGy和1.79 kGy,γ射线对风味豆干的杀菌效果强于电子束。两种辐照方式对风味豆干水分、蛋白和灰分的含量没有明显影响,但辐照后脂肪含量均显著降低。γ射线辐照后风味豆干氨基酸的含量无明显变化,但5.5 kGy剂量条件下,电子束辐照会对缬氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸等6种氨基酸的含量产生显著影响。γ射线辐照对风味豆干过氧化值有显著的影响,与酸价无明显的相关性;而电子束辐照与风味豆干过氧化值没有明显的相关性,但会引起其酸价显著上升。γ射线辐照不会对风味豆干硬度、内聚性、胶着性、咀嚼性和弹性产生显著影响,电子束辐照对其硬度、内聚性和胶着性的影响不显著,但5.5 kGy以上剂量辐照会对其咀嚼性和弹性产生显著的影响。综上所述,γ射线和电子束对风味豆干的辐照效应在某些方面存在一定的差异性,但均具有在豆干加工中应用的潜力,研究结果可为γ射线和电子束辐照技术在豆干加工中的应用提供理论依据。     

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。     

尼龙66/紫外辐照线性低密度聚乙烯共混物的力学性能

通过紫外辐照实现了高密度聚乙烯(HDPE)的官能化，改善了HDPE复合材料的性能。本工作采用傅立叶红外(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、凝胶、熔融指数和水接触角测试等研究了紫外辐照对线性低密度聚乙烯(LLDPE)化学结构和性能的影响。紫外辐照后，在LLDPE的分子链上引入了C=O、C-O和C(=O)O等含氧基团，其含量随辐照时间延长而增加。凝胶分析结果表明，紫外辐照过程中，LLDPE产生凝胶，     

辐照加工宝石的放射性测量研究

利用辐照进行天然宝石改色,能显著提升宝石的观赏价值和商业价值。但经反应堆辐照后的宝石含有人工放射性核素,会对相关人员产生照射。本文利用γ能谱分析方法对辐照宝石进行了直接放射性测量。采用实验和蒙特卡罗模拟相结合的方法分析了辐照宝石的几何结构、密度对其γ能谱测量准确性的影响,得到探测效率与能量、样品质量的修正公式,从而实现了无需磨制过程的辐照宝石放射性的γ能谱准确测量。     

氢化锆表面CO2反应层XPS分析

通过X射线光电子能谱分析了经过700℃加热前后的用CO2反应法制备的氢化锆表面反应层中一定深度(100nm、200nm和300nm)的C、O和Zr的化学态,并用相对灵敏度因子法对X射线光电子能谱分析结果进行了计算分析.结果表明:700℃加热前的膜层中含有C、O和Zr以及C-H键和-OH键;经过700℃加热以后,氢化锆表面氢渗透阻挡层中不仅有C-H键和-OH键,而且还出现了-COOH,与H结合的C、O量增大.     

在酚醛/乙醇溶液中利用γ射线共辐照改性碳纤维表面性能的研究

辐射加工技术以其高效、节能和环保等特点,在改性材料界面上已经得到广泛应用。本文利用γ射线共辐照接枝技术,在酚醛／乙醇溶液中对碳纤维表面进行处理。对辐照处理前后的碳纤维,分别利用X射线光电子能谱定性和定量分析表面化学元素及官能团组成;原子力显微镜观察碳纤维单丝表面形貌的变化;用扫描电子显微镜观察碳纤维表面复合材料层间剪切断口;通过层间剪切强度表征碳纤维增强环氧树脂复合材料的界面性能,并在30kGy吸收剂量下(剂量率4．8kGy／h),比较了不同浓度的接枝液对层间剪切强度的影响。结果表明,γ射线引发酚醛能够在碳纤维表面发生接枝反应,处理后碳纤维表面形貌有明显变化,能够有效地增加碳纤维表面O／C值和含氧官能团数量,提高其复合材料的界面强度。     

60Co γ射线辐照剂量对明胶特性和结构的影响

本文以0～60 kGy ⁶⁰Co γ射线辐照的明胶为对象,研究了辐照剂量与明胶的黏度、胶凝特性、力学性能、蛋白组分、分子质量的关系。结果表明：明胶的特性黏度、相对黏度、凝胶强度、断裂伸长率、分子质量与剂量呈良好的负相关;明胶的γ、β、α链含量随剂量的增加而减少,大分子链的降解伴随着小分子多肽链混合物的增加,相对分子质量分布逐渐加宽;明胶膜的断裂强度升高而断裂伸长率下降;辐照后明胶表面结构致密而平滑。在有限水和无限氧气存在条件下,辐照明胶以降解为主,同时伴随着少量的交联,剂量越大,反应程度越高。     

Ar离子辐照PET膜引起的表面结构和组分变化研究

用35MeV/u的Ar离子室温下辐照多层堆叠的半晶质的聚酯（PET）膜,采用X射线衍射技术和X射线光电子谱仪分析研究了辐照引起的表面结构和组分的变化。结果表明：Ar离子辐照PET膜引起了明显的非晶化转变和化学键断裂、断裂主要发生在甲氧基和羰基功能团上,并使这两个功能团中的C和O的比分相对减少。非晶化效应和化学键断裂同时依赖于离子的照射剂量和离子在样品表面的电子能量损失、剂量越高,表面电子能量损失越大,效应就明显。同时定性地讨论了结果。     

空气中γ辐照聚碳硅烷先驱丝的增重特性

利用γ射线在空气中辐照处理聚碳硅烷（PCS）先驱丝,采用凝胶含量、红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱及理论计算等手段研究了PCS先驱丝在空气中的辐照增重特性。结果表明：吸收剂量为4 MGy时,PCS先驱丝的辐照增重为25.4%,Si-H键的反应程度为86.9%;Si-H键的反应程度与辐照增重呈很好的线性关系,R²=0.9972;在γ辐照作用下,空气中的氧通过与PCS反应形成了Si-OH、Si-O-Si、Si-O-C和C＝O结构而造成PCS先驱丝显著增重。理论计算表明,Si-CH₃上的C-H键与空气中的氧发生反应生成C＝O是增重的主要来源。     

双酚A型聚砜X射线致发降解的X射线光电子能谱研究

利用X射线光电子能谱(XPS)研究了双酚A型聚砜薄膜在超高真空下X射线辐照所引起的表面化学组成变化。结果表明:(1)聚砜在X射线辐照下,部分砜基团变成了硫化物。(2)硫化物的生成量取决于辐照时间。(3)在XPS的取样深度里,同一辐照时间下,X射线致发降解的程度基本上是均匀的。     

高能电子束辐射对碳纤维表面结构的影响

利用激光拉曼光谱（Raman Spectroscopy）、X射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）和X射线衍射（XRD）对高能电子束辐射前后的表面结构进行分析，结果表明，随着剂量的增加，碳纤维表面石墨微晶尺寸增大。碳原子在高能电子束的作用下离位，使表面棱角超于圆滑，当剂量较大时，处于石墨片层边缘的活性碳原子重新增多。碳纤维表面极性官能团受辐射介质产生的活性种的影响，同时在高能电子束辐射下激活，发生自淬灭反应和解离反应，前者占优势时，高价态的C＝O增多，反之，C－O基团增多。在试验范围内，高能电子束对碳纤维的晶型结构无影响。     

伽马射线辐照制备还原氧化石墨烯

在氮气气氛中,以乙二胺(EDA)作为自由基捕获剂,利用γ射线辐照技术在水体系中将氧化石墨烯(GO)辐照还原功能化,制备高分散性的氨基功能化还原氧化石墨烯(rGO)。考察吸收剂量(5.3、15、20、35.3 kGy)对rGO还原程度和功能化程度的影响,并通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)等方法分析GO的化学结构及还原程度。直观上看,辐照后,GO溶液逐渐呈现棕黑色,随着吸收剂量的增加,溶液颜色加深,且具有良好分散性。FT-IR谱显示,经过γ射线辐照后,初始GO上的羰基被还原去除,EDA小分子被连接到了rGO片层上。UV-vis、XPS、TGA及XRD谱图表明,随着吸收剂量的增大可以使氧化石墨烯还原程度提高,当吸收剂量35.3 kGy时,C/O可达7.21。EDA有机小分子与氧化性的·OH反应,在无氧条件下转化为还原性的自由基,参与到与GO之间的氧化还原反应中,并被接枝到GO层的表面。     

基于衰变链计算的裂变产物缓发γ能谱分析

在军控核查技术中,缓发γ能谱是核材料的“指纹”。为计算和分析铀裂变产物的缓发γ能谱,本文将各种类型的衰变链简化为基态线性链和激发态线性链,推导了零时前后各级核素数目的变化公式,建构了计算缓发γ射线能谱的C语言程序代码,并通过实验对理论推导进行了验证。通过分析几种核素的缓发γ射线计数发现,计算结果与实验数据吻合较好。     

60Coγ射线辐照毛竹的自由基研究

对20、200、500 mesh毛竹试样进行γ射线辐照和ESR自由基强度测定,g=2.0033.毛竹辐照的自由基强度随吸收剂量按指数规律增加,吸收剂量100 kGy时,自由基强度是机械自由基的40倍,3组试样的自由基衰变系数各不相同.     

重离子和γ辐照硼硅酸盐玻璃的辐照效应对比

为研究玻璃固化体在不同辐照方式下的宏观和微观结果及其对应关系,使用重离子和γ辐照硼硅酸盐玻璃,分别测量了辐照后硼硅酸盐玻璃的硬度和模量变化。发现在γ辐照条件下,直到吸收剂量达到6×10⁶ Gy,硼硅酸盐玻璃的宏观性质（硬度和模量）均未发生明显改变。在Xe离子辐照条件下,当辐照剂量达到0.1 dpa时,硬度和模量减少达饱和值。此外,测量了γ辐照后的硼硅酸盐玻璃的吸收光谱,得到了辐照后硼硅酸盐玻璃带隙随吸收剂量的变化规律,讨论了辐照产生的微观缺陷来源和产生机理。发现重离子辐照产生的硬度和模量的下降主要来源于玻璃网络结构的断裂,而重离子的核能量沉积是造成网络体结构断裂的主要原因。结合γ辐照样品的吸收光谱结果,通过对比γ射线和重离子辐照后的样品硬度和模量变化不同趋势可发现：γ辐照会在硼硅酸盐玻璃中产生微观缺陷（非桥氧空位色心等）,这些缺陷主要来源于网络体末端与钠相连的键的断裂。而网络体末端的断裂不影响硼硅酸盐玻璃的网络体结构,所以γ辐照产生的缺陷不会引起硼硅酸盐玻璃的硬度和模量变化。     

用于测量高能γ射线的三晶电子对谱仪的研制

为解决高能γ射线的准确测量问题,本文基于自主研发的闪烁晶体探测器研制了一套三晶电子对谱仪,测量了⁵⁶Co放射源1.5 MeV以上γ射线的双逃逸峰能谱。与使用单个LaBr3探测器所测能谱相比,三晶电子对谱仪有效降低了峰与连续本底的比值。本文研究结果为准确测量加速器共振核反应(p,γ)及激光康普顿散射(LCS)产生的高能γ射线奠定了技术基础。     

脉冲中子地层元素测井仪优化设计中的蒙特卡罗模拟研究

采用蒙特卡罗方法研究了脉冲中子地层元素测井仪闪烁晶体材料、井眼屏蔽体厚度、硼套表面密度等设计参数对仪器测井响应的影响。结果表明：LaBr₃晶体的测井响应特性优于BGO晶体;高矿化度盐水对测量结果影响很大,井眼屏蔽体厚度为1.2 cm时,可屏蔽60%以上井眼γ射线;硼套中¹⁰B表面密度达到0.065 g/cm²时,可消除仪器外壳材料产生的俘获γ本底;俘获能谱的探测深度随孔隙度的增加而减小,非弹性散射能谱对不同孔隙度地层的探测深度基本一致,约为14 cm。     

经软X射线辐照的InP的表面损伤态

采用Ｘ光激发光电子能谱对经同步辐射软Ｘ光辐照的ＩｎＰ表面进行了分析。实验结果表明：ＩｎＰ表面辐照损伤与辐照Ｘ光的能量及剂量有关,尤其是具有近Ｐ原子Ｋ壳层共振吸收能量的软Ｘ光辐照与其它Ｘ射线辐照相比,其结果有所不同。文中就实验结果的机制进行了初步探讨。