质子和电子对聚丙烯及聚乙烯辐射改性和作用机制的研究

用20和100keV的质子束及8和12MeV的电子束对低密度聚乙烯和全同立构式聚乙烯薄膜进行了辐照试验。首次发现质子和电子对聚丙烯和聚乙烯的作用效果是完全不同的:电子使聚乙烯交联、使聚丙烯裂解;质子可显著地改善聚丙烯的力学性质,而使聚乙烯变坏。这种性质的改变与粒子辐照剂量存在密切关系。另一方面,通过对辐照前后样品进行X射线衍射、正电子湮没、红外吸收和电子顺磁共振等结构分析,表明在高能电子辐照聚丙烯时,随着剂量的增加,聚丙烯内发生α相和β相的转换,但总结晶度不变。而电子辐照聚乙烯则不发生这类相变。红外吸收谱的研究表明,在质子辐照过的聚丙烯中出现三个新的振动频带,其中3350cm~(-1)是未曾观察到过的共振峰,对应着一种新的组构。它可能是质子辐照使聚丙烯应力-应变特性增强的原因。此外,在研究质子和电子与聚丙烯大分子不同用机制的基础上,提出了质子和聚丙烯大分子相互作用可以产生交联的反应模式。证实了辐射交联不仅与剂量有关,而且与辐照粒子的类型存在密切的联系。     

辐照接枝氟塑料的正电子寿命谱研究

用正电子湮没寿命谱研究了对聚四氟乙烯和聚合氟乙丙烯进入γ辐照接枝的反应机理。结果表明：γ辐照和辐照接枝使聚合物的凝聚态结构发生了变化。随着辐剂量的增加,接枝率不断提高,而正电子湮没长寿命产生明显改变。说明了辐照接枝主要发生在非晶区以及非晶区和晶区的交界处,将实验结果与红外光谱进行了比较。     

界面极化和自由体积尺寸对正电子素形成的影响

测量了高冲聚苯乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯和高冲聚苯乙烯分别与其它3种材料的共混物随时间测量的正电子湮没寿命谱。结果显示,所有测量样品的长寿命组分τ3值不随时间变化,而且大部分样品相应的长寿命强度I3也保持不变,仅有几种聚合物随时间呈现减小。I3的减小被认为是在测量过程中聚合物表面电场形成的结果,I3保持不变则与聚合物体内的自由体积尺寸和在测量过程中形成的界面极化密切相关。     

中子辐照硅的正电子湮没研究

采用正电子湮没方法研究了１．４５×１０＾２０ｎ／ｃｍ＾２和３．１０×１０＾１７ｎ／ｃｍ＾２快中子辐照高纯单晶硅的辐射损伤及其退火效应。在３４３－１０７３Ｋ温度范围内测量了正电子湮没寿命随退火温度的变化。实验观察到氧－空位对和在高中子剂量辐照的Ｓｉ中发现的双空位复合成四空位。正电子湮没短寿命成分τ１是晶格正电子寿命和氧－空位对捕获的正电子寿命的加权平均值，而长寿命成分τ２是双空位或四空位捕获的正电子     

高能氩离子辐照SiO_2玻璃的正电子寿命谱学研究

用 1.15GeV的氩离子在室温下对二氧化硅玻璃样品进行了辐照 ,并通过正电子寿命测量技术研究了辐照后材料微观结构的变化。结果表明 ,在未辐照二氧化硅玻璃中有近 81%的正电子是以正电子素的形式湮灭的 ;根据o -Ps的撞击湮灭寿命确定出未辐照样品的自由体积分布在0 .0 2— 0 .13nm3的区域里 ,平均自由体积半径约为 2 .5nm。辐照后材料的自由体积分布函数变窄 ,峰位下移 ,显示样品经辐照后有密度增大的现象。随着剂量的增大 ,第二正电子寿命成分的强度逐渐增加 ,而相应于o -Ps的寿命成分的强度逐渐减小 ,这被认为是由于辐照产生的电离电子在自由体积中漫游 ,使正电子与这些漫游电子发生湮灭的几率增大 ,从而减小了正电子素的形成几率。     

高能氩离子辐照SiO2玻璃的正电子寿命谱学研究

用1．15GeV的氩离子在室温下对二氧化硅玻璃样品进行了辐照,并通过正电子寿命测量技术研究了辐照后材料微观结构的变化。结果表明,在未辐照二氧化硅玻璃中有近81％的正电子是以正电子不的形式湮灭的;根据o-Ps的撞击湮灭寿命确定出未辐照样品的自由体积分布在0．02－0．13nm^3的区域里,平均自由体积半径为2．5nm。辐照后材料的自由体积分布函数变窄,峰位下降,显示样品经辐照后有密度增大的现象。随着剂量的增大,第二正电子寿命成分的强度逐渐增加,而相应于o-Ps的寿命成分的强度逐渐减小,这被认为是由于辐照产生的电离电子在自由体积中漫游,使正电子与这些漫游电子发生湮灭的几率增大,从而减小了正电子素的形成几率。     

重离子辐照模拟的实验验证(英文)

采用正电子湮没寿命技术研究了等效剂量的5.28×1016cm-2 85 MeV氟离子和3×1020cm-2En≥1 MeV中子辐照的α-Al2O3中产生的辐射损伤及其细致的热退火行为。实验结果表明重离子辐照的α-Al2O3中的正电子湮没寿命及其强度与中子辐照的α-Al2O3中的完全符合,从实验上验证了重离子辐照可以很好地模拟中子(质子)的辐照。     

用正电子湮没技术研究新锆合金包壳的离子辐照效应

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 ℃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。     

85MeV~(19)F离子辐照GaP的正电子湮没研究

用正电子湮没寿命技术研究了 2 .4× 10 15 cm2 和 2 .2× 10 16 cm2 85MeV19F离子辐照GaP的辐照效应。结果表明 ,辐照在GaP中产生浓度较高的单空位 ,且随辐照剂量增大浓度增加     

含卤素高聚物的正电子湮没特性

用正电子湮没辐射一维角关联实验装置和正电子湮没寿命谱仪观察了全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)系列试样和不同含氯量的聚乙烯系列试样的正电子湮没特性,并分别与聚四氟乙烯均聚物(PTFE)和聚乙烯(PE)进行了对照。结果表明:分子材料的介电性质对正电子湮没特性有明显的影响。极性基团的加入改变了分子链上的电荷密度分布,导致微观偶极电场的产生,使在自由体积内部或陷落在缺陷巾的0-Ps正电子波函数与分子链上轨道电子波函数的重迭几率增加,长寿命τ_3减小;同时,由于卤素原子的电负性较强,抑制了Ps的形成,增加了自由正电子的数目,使角关联曲线低动量成分减小。     

Hardening and microstructural evolution in A533B steels under high-dose electron irradiation

Commercial A533B steels (0.12, 0.16 wt% Cu) irradiated at 290 °C up to 22 mdpa with 5 MeV electrons were examined by hardness measurements, positron lifetime spectroscopy, the coincidence Doppler broadening (CDB) technique and three-dimensional atom probe microanalysis (3DAP). The radiation-induced hardening increased with electron dose and lay on the same trend of neutron-induced hardening within data scatter. CDB measurements revealed that clustering of Cu atoms occurred at doses over 1 mdpa and proceeded with increasing dose. 3DAP results showed that well-defined Cu-rich precipitates with a diameter of less than 2 nm were formed at doses of 10 and 22 mdpa. The precipitates had a shell structure consisting of a Cu–Fe core region and a surrounding Mn–Ni–Si shell, which are similar to those formed under neutron irradiation. The size and number density of the precipitates were consistent with previous neutron data. Positron lifetime spectroscopy showed that no microvoids were formed. The electron irradiation caused almost the same hardening efficiency and evolution of Cu-rich precipitates as those under neutron irradiation on a dpa basis.     

电子束辐照对生湿面条杀菌效果及品质影响的研究

为减少防腐剂的使用,并延长生湿面条的货架期,利用电子束辐照处理生湿面条,研究其对生湿面条杀菌效果及品质的影响。结果表明：电子束辐照对细菌和霉菌的杀菌效果明显（P<0.05）,D₁₀值(杀死90%微生物所需的辐照剂量)分别为1.64 kGy和2.53 kGy。生湿面条的明度值L*显著提高（P<0.05）,2~5 kGy下辐照生湿面条的黄度值b*明显降低（P<0.05）。电子束辐照处理后的生湿面条中水分含量和蒸煮吸水率变化不显著（P>0.05）,1~3 kGy蒸煮损失率显著降低（P<0.05）。1~3 kGy电子束辐照处理后的生湿面条硬度无显著变化（P>0.05）,5 kGy时咀嚼性显著提高（P<0.05）,1 kGy时黏性显著降低（P<0.05）,弹性变化不显著（P>0.05）。以上结果表明,电子束辐照对生湿面条杀菌效果显著,4 kGy以下对品质影响不大。     

辐照对盐酸克伦特罗降解效应的初步研究

采用电子束辐照处理盐酸克伦特罗,应用液相色谱串联质谱、红外光谱等技术研究盐酸克伦特罗辐照降解规律及辐解产物的结构,分析辐照对盐酸克伦特罗的降解效应。实验结果表明,原始浓度为18 mg·kg–1和45 mg·kg–1的盐酸克伦特罗水溶液浓度随吸收剂量增加而降低,且在吸收剂量为5 kGy和10 kGy时降解率达到90%以上;在低剂量下(≤5 kGy)盐酸克伦特罗分子的-OH和-Cl基团脱落,随着剂量的增加-OH,-NH2,-NH-和-C(CH3)3等基团也发生了不同程度的改变或脱落,表明电子束辐照可有效降解盐酸克伦特罗。     

Relaxation behaviour of radiochemically aged EPDM elastomers

EPDM-type elastomers (70% ethylene; 28% propylene; diene monomer: 2% norbornene) were characterised before and after irradiation using differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA). Three formulations were studied: pure elastomer, cross-linked elastomer with dicumyl peroxide and protected with a phenolic-type antioxidant agent. Two irradiation methods were used: γ radiation, under oxygen, at a fixed dose rate of 1 kGy/h, for total integrated doses ranging from 50 to 450 kGy and electron irradiation, under inert atmosphere, at a dose rate of 500 kGy/h, for doses of 100 and 500 kGy. For both types of irradiation, for the three EPDM formulations and for any total integrated dose, DSC and DMA show that a cross-linking phenomenon predominates. Cross-linking increases with the total integrated dose. It is also observed that cross-linking is stronger with the γ irradiation than with the electron irradiation, which confirms the influence of the oxidising atmosphere.     

氧化锡气体传感器的电子束辐照效应

There are many traditional ways to improve sensitivity and selectivity of semiconductor gas sensors, such as metal ions adulteration and surface modification. In this paper 1.75 MeV electron beam was used to modify surface structure of tin dioxide gas sensors, and the gas sensing characteristics were studied. Results showed that the sensitivity and selectivity of SnO2 sensors were improved after the electron beam irradiation.     

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。     

TEM and PAS study of neutron irradiated VVER-type RPV steels

Conventional transmission electron microscopy and positron lifetime and Doppler broadening positron annihilation spectroscopy techniques have been used to investigate the radiation-induced microstructural changes in surveillance specimens of VVER-type reactor pressure vessel (RPV) steels, and RPV steels irradiated in the research reactor. Defects visible in transmission electron microscopy consist of black dots, dislocation loops and precipitates concentrated along the dislocation substructure. Their size and density depend on the neutron flux and fluence. The parallel set of thermally aged specimens, specimens recovery annealed after irradiation and specimens irradiated in a lower neutron flux was investigated too. No defects discernible in transmission electron microscopy were found after accelerated irradiation in the research reactor. In addition to visible defects, the small-volume vacancy clusters were identified by positron annihilation spectroscopy.     

H、He离子辐照对国产ZIRLO合金氧化膜的影响

针对国产ZIRLO合金开展了H、He离子辐照对其腐蚀性能影响的研究。对国产ZIRLO合金样品分别进行高温（300 ℃）H、He离子辐照试验,辐照峰值剂量为1 dpa,之后进行模拟一回路腐蚀试验。通过腐蚀增重方法得到腐蚀动力学曲线。利用慢正电子湮没多普勒展宽谱对未辐照样品和辐照样品进行微观结构表征,用透射电子显微镜对腐蚀125 d的样品进行微观结构表征。结果表明,H、He离子辐照并未改变ZIRLO合金的腐蚀机理。He离子辐照产生的空位团可促进腐蚀过程中裂纹形核,增加了氧扩散通道,减少氧扩散激活能,导致腐蚀初期有明显的加速效应。H离子辐照对腐蚀的加速现象不如He离子辐照明显,原因是H离子辐照产生H-空位复合缺陷对氧扩散激活能减少作用较小。     

基于RMC程序的用康普顿轮廓进行束缚态电子多普勒展宽修正研究

堆用蒙特卡罗程序RMC具备中子、光子、电子耦合输运能力，能完成精确的屏蔽计算，其中光子输运过程采用光子数据库进行了康普顿散射模拟。本文对康普顿散射物理原理及多普勒展宽方法进行分析，使用康普顿轮廓数据对束缚态电子进行多普勒展宽修正，实现了RMC程序对自由电子和束缚态电子的选择性处理。通过核素算例测试，观察到了多普勒能谱展宽的效应，证明了该方法的正确性。通过对典型压水堆组件的计算和对比，验证了用康普顿轮廓进行束缚态电子多普勒展宽修正的必要性和正确性。     

慢正电子束研究电子束固化涂层的微观结构

用慢正电子束多普勒展宽谱研究环氧丙烯酸酯体系电子束固化涂层。Ｓ－Ｅ曲线给出了稀释剂分子结构及其相对含量，辐射剂量，预聚物和交联剂含量等对ＥＢＣ涂层 观结构的影响，以及随深度变化的信息。