小角X射线散射实验数据的初步处理

本介绍北京同步辐射装置(BSRF)小角X射线散射实验站实验数据的初步处理方法，即由成像板探测器检测到的散射信号转换成角度及其对应的强度数据的方法，并对数据转换过程中可能遇到的问题进行了详细的讨论．     

一种生物X射线小角散射光束线站自动换样溶液蠕动装置

利用同步辐射X射线小角散射技术可以研究溶液中蛋白质的结构信息。但是在实验过程中,高通量的X射线易造成蛋白质的辐射损伤,发生结构变化。本文介绍了一种自动换样溶液样品蠕动装置,在实验过程中利用Hamilton的PSD/4注射泵控制样品上下运动,减小单位体积照射时间以降低X射线对蛋白质的辐射损伤。此外,通过对注射泵、准直调节台和样品/缓冲液支撑台的协调控制实现了自动换样、回样和清洗功能,提高了实验效率。在上海光源生物X射线小角散射实验站进行了实验,通过对静止模式和蠕动模式下溶菌酶的散射曲线及回旋半径的测量,表明该装置可达到很好的防辐射损伤效果,实现了预期的样品蠕动装置功能。     

同步辐射小角X射线散射数据批量预处理程序PreSAXS1.0

随着同步辐射小角X射线散射(Small-angle Scattering of X-ray,SAXS)技术的快速发展,很大程度提高了散射实验的速度。对于高通量散射实验采集到的海量原始数据,尽管已有国际通用的批量处理软件,但对于高通量表征产生的海量数据进行快速处理还存在难度,国内尚无批量处理程序可用。因此根据实验需求,自行编写了SAXS数据批量处理程序PreSAXS1.0。该程序基于MATLAB平台开发,其功能包括:小角X射线散射实验数据的自动背底扣除、二维散射图像中心定位、样品到探测器距离的校正、批量二维散射图转换成一维曲线。数据以文本格式保存,可直接打开查看并可供相关软件作进一步的分析。     

小角X射线散射中的干涉效应

密集散射体体系的小角散射往往存在干涉效应的影响[1]。所谓密集体系并不一定意味着有相当大的样品浓度，往往散射体的实在体积与样品体积的比值大于5％对散射曲线就有较大的影响。密集散射体之间的相互干涉效应理论上较难分析，因为这时的散射强度不仅取决于散射体按大小的分布，而且还取决于它们在空间的位置分布。在较大角域大散射体的散射强度接近于零，实质上不参与干涉：在很小角域各种散射体的散射强度均比较高而相互干涉。这时由实验曲线计算出的散射体的几何尺寸值将小于真实值。     

用小角X射线散射法研究溶胶结构

采用溶胶－凝胶方法在碱性条件下制备SiO2和ZrO2溶胶,应用同步辐射小角X射线散射（SAXS）法研究了溶胶的结构,结果表明,溶胶粒子是多分散的,其生长、聚集受RLCA和Eden模型的共同控制,是一种非线性的动力学过程,所形成的聚集体呈随机、分岔、稠密不同的结构,具有质量分形的特征。同时还发现所研究溶胶的散射曲线均不遵守Porod定理,形成负偏离或正偏离。这说明在溶胶粒子与分散介质间有过渡相存在。对上述偏离进行了定性和定量的分析,提出了正偏离时的定量解析方法,从而得到了胶体系统中有关过渡层（界面层）结构的重要信息。     

微晶硅薄膜小角X射线散射研究

用小角X射线散射（SAXS），Raman谱，红外透射谱等研究高氢稀硅烷热丝法（HWCVD）制备氢化微晶硅膜微结构，结果表明微晶硅的大小及在薄膜中的晶态比随氢稀释度的提高而增加。SAXS表明薄膜致密度随氢衡释度的增加而增加。结合红外谱和SAXS的结果讨论了不同相结合下硅网络中H的键合状态。认为在非晶硅膜中H以SiH键为主，在微晶硅膜中H以SiH2为主且主要存在于晶粒的界面。     

北京同步辐射软X射线装置与软X射线探测器标定

简单介绍了2套北京同步辐射软X射线装置，主要用于软X射线光学元件测量和软X射线探测元、器件的标定。给出了在软X射线测量装置上计量标准和探测器标定方面的研究结果。     

用于原位小角X射线测量的可变温液体样品槽的研制

根据小角X射线散射(Small angle X-ray scattering,SAXS)技术特点和北京同步辐射装置1W2A小角站光源参数,设计了一款用于液体样品原位变温测试的样品槽。该样品槽采用双面变温方式使样品温度整体均匀,涵盖5-95oC较宽温度范围;待测溶液厚度不仅可根据溶液组分进行调节,且在变温过程中保持恒定,利于提高数据质量。通过设计,实现了待测溶液和背底溶液同时变温和交替测量,节省了宝贵的同步辐射机时。ANSYS热分析表明,设备结构设计合理,样品处温度精度通过校正能得到进一步提高。通过检测聚酰胺-胺(Polyamidoamine,PAMAM)树形大分子结构随温度的变化,表明该样品槽满足液体原位变温SAXS测试要求。     

利用同步辐射X射线衍射研究家蚕的纺丝过程

利用同步辐射广角X射线衍射对五龄家蚕、解剖后的蚕腺体,以及脱胶丝进行了测试,研究了干燥过程及拉伸过程中腺体内丝素蛋白有序态结构的演变。结果表明,蚕头部吐丝口附近的纺丝液形成了与silkⅠ、silkⅡ晶体结构相关的有序排列;湿态腺体在干燥过程中,水分的流失也会导致丝素蛋白有序态结构的形成,丝素蛋白构象转变成β 反平行折叠,并趋于形成完整的silkⅡ层状晶体结构;拉伸作用为丝素蛋白成纤的主要诱导因素,并使丝素蛋白有序态结构发生改变。     

同步辐射丝扫描连续采样测量系统设计

为提高同步辐射丝扫描探测器的测量分辨率,设计了连续采样测量系统。该系统采用了扫描丝匀速运动、电子学连续采样的新工作方式,可获得更好的分辨率,提高采样率与降低扫描速度可提高光束中心位置的测量分辨率,降低扫描速度可提高光斑大小的测量分辨率,并可根据实验结果方便地确定特定分辨率要求下的采样率和扫描速度等参数的取值,对丝扫描的设计和使用提供了极大的便利。     

用于北京同步辐射的X射线衍射仪的研制

本文介绍一个为北京同步光源研制的高精度X射线衍射仪系统,它包括有精度为0.001°的转角仪、高计数率本领探测器、快电子学、计算机自动控制和在线数据获取,并给出了在转靶X光机上的实验结果。     

基于波带片纳米聚焦装置的快速扫描X射线荧光成像实验系统

在上海光源硬X射线微聚焦光束线站BL15U1,为提高波带片纳米聚焦装置的X射线荧光成像实验效率,设计实现了一种快速扫描荧光成像实验装置。该装置包括运动控制系统、样品荧光探测系统和实验数据同步获取系统。运动控制系统设计了闭环反馈控制、样品台电机运动控制和扫描轨迹,实现了快速扫描过程中样品的准确定位。样品荧光探测系统和实验数据同步获取系统实现了硬件同步触发计数器获取荧光计数,保证了荧光成像的准确性。实验结果表明,运动控制系统三角波形跟踪误差小于20 nm,满足光斑在样品处的重复定位精度小于光斑尺寸1/10的要求。用该系统获取了标准铜网的元素分布图像,图像获取时间是“走停”扫描模式的1/5,验证了实验系统的可行性和高效性。     

17-4PH不锈钢纳米析出物的磁小角中子散射研究

本文充分发挥中子对磁灵敏、穿透力强等技术优势,利用加载磁场小角中子散射实验技术研究核电站实际服役14年的阀杆17 4PH不锈钢样品。结果表明,与不加磁场时相比,加载磁场条件下二维散射图谱呈明显各向异性,在散射矢量垂直于磁场方向上散射强度显著增强。利用多分散球模型对数据进行拟合,结合原子探针实验结果分析得出,衬度的增加降低了Cu析出物周围元素分布不均匀对散射的相对贡献,从而有助于更加准确地获得Cu纳米析出物的尺寸。     

X光机冷轧钢板测厚仪的散射校正

X光机测厚仪是钢厂轧钢生产线上对钢板厚度进行控制的关键设备,其测量精度要求很高,且射线的散射是影响其测量精度的重要因素。本工作根据对散射数据的测定和分析,用数学拟合的方法归纳射线散射的影响规律,根据这一规律进行散射校正,有效地消除了散射带来的偏差。     

不同黑腔的X光辐射和散射光特性实验研究

在神光Ⅱ三倍频实验中，设计了多种半腔靶构型，研究不同黑腔构型的X光辐射和散射光特性。采用多种探测设备对多角度辐射温度、软X光谱、M带角分布、X光总量、超热电子、散射光、漏激光和受激拉曼散射（SRS）等物理量进行了综合测量，并比较了不同靶型的相关物理量。     

参考中子辐射与辐射防护中子测量装置校准

国际标准化组织核能标准化委员会辐射防护分委员会(ISO／TC 85／SC2)最近编制了几个有关辐射防护中子测量装置校准的标准，其中ISO8529规定了参考中子辐射的特性和产生方法、辐射场校准以及场所和个人中子剂量仪(计)校准和响应的确定；此外，ISO12789—2002规定了利用模拟中子辐射场对辐射防护中子测量装置的校准。本文介绍ISO8529系列标准的主要内容及一些相关问题。     

Z箍缩X射线源辐射场理论分析

利用Z箍缩等离子体辐射源产生X射线可开展脉冲X射线辐照材料动力学响应及热力学效应研究,而试验面处的辐射功率密度是热力学效应研究中最关心的参数。本文针对Z箍缩产生的软X射线辐射功率密度场分布,以理论分析和数值模拟为手段,将Z箍缩软X射线辐射源分别等效为线光源和朗伯辐射光源,获得了2种等效情况下X射线辐射功率密度场的分布。分析表明,在线光源等效情况下,远场分布为球面分布,符合距离平方反比关系,而近场则近似圆柱面分布,符合距离反比关系;在朗伯辐射光源等效情况下,远场分布为球面余弦调制分布,而近场分布近似圆柱面分布。等效模型分析结果均表明：对于长度为2 cm的Z箍缩软X射线辐射体,当试验样品放置位置距离Z箍缩光源大于5 cm后,试验面处的辐射功率密度即可视为远场情况,符合距离平方反比关系。     

电荷耦合器件质子辐照效应研究

利用2×6 MV串列静电加速器提供的1~10 MeV质子,开展了线阵电荷耦合器件辐射损伤效应的模拟试验和测量,研制了加速器质子扩束扫描装置及电荷耦合器件辐射敏感参数测量系统,建立了电荷耦合器件质子辐射效应的模拟试验方法,分析了质子注量、质子能量、器件偏置等对器件电荷转移效率和暗电流的影响。模拟试验结果表明,电荷转移效率随辐照质子注量的增加而下降,暗电流随辐照质子注量的增加而增大,在1~10 MeV质子能量范围内,质子能量越低,电荷转移效率的降低与暗电流的增加越显著。