空气中两种辐照场下聚碳硅烷先驱丝的辐照不熔化效应

采用⁶⁰Co产生的γ射线与10MeV电子加速器产生的电子束在空气中辐照聚碳硅烷先驱丝。利用凝胶含量测定、红外光谱分析、凝胶渗透色谱分析、热重分析等手段研究了经两种辐照场辐照后聚碳硅烷先驱丝的凝胶含量、化学结构、分子量分布及其热分解特性的变化。结果表明：两种辐照场下能满足聚碳硅烷先驱丝不熔化处理的剂量分别为3、6.5MGy,两种辐照场下聚碳硅烷先驱丝的辐照不熔化机理一致,均通过形成Si—C—Si、Si—O—Si桥联结构而实现不熔化处理;在相同吸收剂量下,γ射线辐照不熔化效果较电子束辐照的好;γ射线辐照的聚碳硅烷先驱丝陶瓷产率也较电子束辐照的高。     

空气中γ射线辐照聚碳硅烷陶瓷先

将聚碳硅烷(PCS)陶瓷先驱丝在开放空气中用γ射线辐照,然后在惰性气氛中高温热解制备出SiC纤维。研究了吸收剂量对先驱丝的结构、热分解特性以及热解产物微观形貌的影响。结果表明,在辐射作用下,空气中的氧与PCS中的部分Si—H发生氧化反应生成Si—OH,同时辐照产物中还形成了Si—C—Si,Si—O—Si等桥联结构。吸收剂量为0.5 MGy时,PCS先驱丝在热解过程中没有并丝;吸收剂量为3.0 MGy时,PCS先驱丝的凝胶含量和陶瓷产率分别达到75%和85.17%。这说明开放的空气气氛能够有效降低PCS先驱丝的不熔化处理剂量。     

γ辐照联合热交联聚碳硅烷先驱丝热解制备高强度氮化硅陶瓷纤维

在空气气氛中采用γ射线辐照处理聚碳硅烷(PCS)先驱丝,辐照先驱丝经Ar中热交联、NH3中热解氨化、N2中高温氮化处理制备了氮化硅陶瓷纤维。研究了热交联处理对辐照先驱丝化学结构、凝胶含量、氨化陶瓷产率、抗拉强度、微观形貌及氧含量的影响。结果表明:热交联处理生成了Si—CH2—Si和Si—O—Si桥连结构,桥连结构使PCS先驱丝实现凝胶化;热交联处理不仅大幅提高了辐照PCS先驱丝的氨化陶瓷产率,还提高了热解所得氮化硅陶瓷纤维的抗拉强度,而且还降低了陶瓷纤维的氧含量;吸收剂量为1.0MGy的辐照丝经热交联处理后,其热解所得氮化硅陶瓷纤维抗拉强度达2.05GPa,氧质量分数仅为9.5%。     

空气中电子束辐照对聚碳硅烷先驱丝化学结构与热解特性的影响

采用10 MeV电子加速器产生的电子束在空气中辐照聚碳硅烷(PCS)先驱丝,研究了吸收剂量对先驱丝的化学结构、凝胶含量、热解特性及烧成SiC纤维抗拉强度的影响.结果表明,在电子束作用下,辐照产物形成了Si-C-Si, Si-O-Si等桥联结构;辐照产物的凝胶含量与陶瓷产率及烧成SiC纤维的抗拉强度都随吸收剂量的增加而增加,先驱丝在吸收剂量为4.0 MGy时,开始产生凝胶,吸收剂量为7.0 MGy和10.0 MGy时,其凝胶含量分别达81%和85%,陶瓷产率分别达80.5%和83.8%,所烧成的SiC纤维抗拉强度分别达1.7 GPa和1.9 GPa.     

反应堆辐照聚碳硅烷陶瓷先驱丝的结构与热解

将聚碳硅烷(PCS)先驱丝在惰性气氛下用反应堆的混合辐射辐照,研究了辐照产物的化学结构以及中子注量等实验条件对不熔化效果的影响.在N2气氛下辐照中子注量为2.6×1017cm-2时,PCS先驱丝的凝胶含量和陶瓷产率分别达到了80%和94.3%,其高温烧成产物保持纤维形状,实现了不熔化处理.红外光谱分析结果表明,在辐照产物中形成了Si-CH2-Si的桥连结构,且未检测到与氧有关的吸收峰,说明此过程中引入的氧元素的量极少,可望制得高温性能优异的SiC纤维.     

气氛对γ射线辐照聚碳硅烷陶瓷先驱丝的化学结构和 …

将聚碳硅烷先驱丝分别在Ｎ２,Ｈｅ,ＮＨ３和限量空气条件下封装于石英管中,用γ射线辐照至特定剂量后,在高温条件下热解转化为ＳｉＣ陶瓷材料,结果表明：除在大气条件下因Ｓｉ－Ｈ的氧化,在波数为３４００ｃｍ＾－１处产生吸收峰以外,其它氛中辐照产物的红外吸收光谱并无明显差异。用热重－红外光谱（ＴＧＡ－ＦＴＩＲ）联用技术和气相色谱法检测到热解过程中有ＣＨ４和大量的Ｈ２析出。当吸收剂量达到１３．８ＭＧｙ时,辐照     

气氛对γ射线辐照聚碳硅烷陶瓷先驱丝的化学结构和热解特性的影响

将 聚碳 硅烷 先驱 丝分 别在 Ｎ２ 、 Ｈｅ 、 Ｎ Ｈ３ 和限 量空 气条 件下 封装 于石 英管 中, 用 γ射线辐照至特 定剂量 后,在高 温条件 下 热解 转化 为 Ｓｉ Ｃ 陶 瓷纤 维。 结果 表 明： 除在 大 气条 件 下 因 Ｓｉ Ｈ的氧化 ,在波数 为３４００ｃ ｍ － １ 处 产生强 吸收峰以 外,其它 气氛 中辐 照产 物的 红外 吸收 光谱 并无 明显差异。用 热重—红 外光谱（ Ｔ Ｇ Ａ Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ） 联 用技 术 和气 相 色 谱法 检 测到 热 解 过程 中 有 Ｃ Ｈ４ 和 大量的 Ｈ２ 析 出。当吸 收剂量 达到１３８ Ｍ Ｇｙ 时,辐照产 物已具 有良好的 不熔化 特性,在 Ｎ２ 气 流中 升温至１２００ ℃热解 烧成后得 到有金 属光泽 的黑 色 Ｓｉ Ｃ 纤 维, 其氧 含 量（１１ ｗｔ ％ ） 远 低 于现 有 的热 氧化不熔化 法产物（ ～１５ ｗｔ ％ ） 。用 扫描电镜 观察发 现该纤维 具有光洁 完整的 致密形貌 结构。     

凝胶点前聚碳硅烷先驱丝的不熔化机理研究

采用γ射线在开放空气气氛中辐照聚碳硅烷(Polycarbosilane,PCS)先驱丝,研究了吸收剂量低于凝胶点剂量的PCS先驱丝的化学结构以及后续的热解反应过程.结果表明,在射线作用下,空气中的氧通过与PCS中的si-H、Si-CH3反应而被引入到辐照产物中,形成Si-OH、Si-0-si和C=O等结构;随着热处理温度的提高,在产物中进一步检测到Si-O-Si以及Si-C-Si等桥联结构,并存在凝胶化产物;辐照以后的PCS先驱丝其起始热解温度从320℃提高到约600℃,陶瓷产率也从57.5%提高到约83%.在本实验范围内,凝胶点剂量前的PCS先驱丝试样均能烧成得到微观形貌完整的碳化硅(Silicon carbide,SiC)陶瓷纤维.     

γ射线辐照改性聚碳硅烷提高热解陶瓷产率

在N2气中用γ射线对聚碳硅烷(Polycarbosilane,PCS)进行辐照,利用傅里叶红外光谱分析、凝胶渗透色谱分析和热重分析等手段研究了不同吸收剂量下PCS的化学结构、分子量和热分解特性。结果显示,经γ射线辐照处理后的PCS轻微失重,分子量和软化点随着吸收剂量的增加而增加,说明PCS经辐照后发生了分子间的交联反应。红外分析表明,PCS的交联主要是通过Si-H键和C-H键的断裂产生新的Si-C-Si结构实现的。热重分析表明,PCS热解为碳化硅的陶瓷产率随吸收剂量的增加显著升高,剂量达到1.5 MGy后PCS样品的陶瓷产率基本提高到稳定值,此时,陶瓷产率从改性前的61.9%提高到80.0%。     

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。     

食品中致病菌γ射线辐照杀菌效果影响因素研究

为更好地保证食品的辐照杀菌效果,以纯培养的李斯特菌、沙门氏菌、大肠杆菌O157∶H7为研究对象,分别将其接种于番茄、胡萝卜、水煮杏仁、冷却肉、冷冻肉、芥蓝豆、盒装豆腐、杏干、营养肉汤、芹菜花生冷食材等介质中,研究辐照剂量、菌种类型、介质类型、介质温度、包装类型等条件对γ射线辐照杀菌效果的影响,明确环境条件对致病菌辐照敏感性的影响。结果表明：同一种介质中不同致病菌对辐照的敏感性不同,其中大肠杆菌O157∶H7对辐照最为敏感;在大多数介质中,沙门氏菌对γ射线辐照的敏感性略高于李斯特菌。对于同一种致病菌,介质中的水含量和介质的成分对辐照效果有较明显的影响,水分含量高的介质中致病菌对辐照更为敏感,肉中的致病菌较蔬菜中的致病菌对辐照更具抗性;低温辐照,尤其是冷冻条件下辐照能增加致病菌对辐照的抗性;当有氧气存在时,致病菌对辐照的敏感性相对增加。     

大体积航空巡测γ谱仪的点源校准

参考国际原子能机构（IAEA）航空辐射监测技术标准和国内外行业经验,选取3种人工放射源对现有先进的大体积航空巡测γ谱仪进行了寻源模式的实验校准。介绍了航空巡测γ谱仪系统开展点源模式的实验校准方法、校准方案,实验过程中严格控制实验条件和过程质量,给出了²⁴¹Am、¹³⁷Cs和⁶⁰Co人工放射源点源校准参数,基于这3种核素校准参数可估算其他人工放射性核素的校准参数,从而实现了航测系统寻找人工放射源进行定量测量的功能。     

~(88)Kr γ射线发射几率的测量

利用轻质海绵为填充材料,采用小体元分割法制备混合标准源,完成了高纯锗γ探测器对放射性气体源效率的校准。采用活性碳低温吸附法从235 U的裂变产物中快速提取放化纯88 Kr,并制成气体密封源,采用上述校准的高纯锗γ探测器对其进行了实验测量。利用放射性暂时平衡原理,通过子核88 Rb的活度计算得到了88 Kr的活度,进而计算出88 Kr各γ射线的发射几率,其结果的不确定度与评价值相比明显降低。     

镧系元素模拟衰变子体对An_2Zr_2O_7固化体结构及其γ辐照性能的影响

锆基烧绿石An2Zr2O7以优异的抗辐照性能和化学稳定性成为高放废物中锕系核素的理想固化基材,高放废物固化体在长期贮存过程中不断衰变产生衰变子体,必将影响固化体的结构和性能。本文以镧系核素Nd模拟锕系核素Pu、Am,La模拟其衰变子体U、Np,通过溶胶凝胶方法合成了(LaxNd1-x)2Zr2O7模拟固化体。样品经高能γ辐照,辐照剂量为233.78kGy。利用X射线衍射、Raman振动光谱和结构精修方法对辐照前后的系列样品进行了分析。结果表明:(LaxNd1-x)2Zr2O7系列固化体均为单一的烧绿石结构相;固化体的晶格常数随La的增加呈线性增加,晶体结构趋于有序化,意味着衰变子体有助于固化体趋向于更加有序的烧绿石结构。γ辐照和结构精修结果表明,随着子体的增加,An—O48f键长增大,离子键结合力减小,在辐照情况下晶格易发生无序化,抗辐照能力减弱。     

基于碘化钠探测器的闪电γ射线爆发观测研究

本文采用NaI（Tl）探测器搭建了闪电高能辐射地面观测装置并进行了性能测试。于2016年夏季探测到1次自然负地闪过程中的两次回击之前产生的γ射线爆发信号,这是国内首次获得自然闪电高能辐射的实测波形数据。第1次γ射线爆发持续时间为563 μs,第2次γ射线爆发持续时间为353 μs,两次γ射线爆发的截止时间间隔为76.288 ms,与同步观测到的回击电场波形时间间隔一致。经分析发现,梯级先导的负脉冲信号与高能辐射的脉冲信号具有一一对应的特征,表明梯级先导是本次测量所获闪电高能辐射的产生根源。     

γ射线闪烁体探测器响应函数模型研究

建立了一种可用于γ射线能谱分析的CsI(Tl)闪烁体探测器响应函数(DRF)模型,并对0.05~1.5 MeVγ射线能谱进行了拟合。描述γ射线能谱特征的每个函数均是基于对射线作用机制的分析,采用权重最小二乘法实现了22 Na、60 Co、137 Cs、238Pu实验能谱的拟合,并同时得到了函数中与射线能量相关的非线性参数。最后利用该DRF模型对CsI(Tl)探测器测量152 Eu源的γ射线能谱进行了拟合,结果表明,此DRF模型可较好地应用于γ射线能谱的分析。     

γ/快中子图像测量系统闪烁体光输出特性的实验研究

强脉冲辐射场γ/快中子图像测量系统通常使用闪烁体作为源区信号的转换体。闪烁体的光输出和光学成像系统对闪烁光的收光效率是确定系统灵敏度及测量动态范围的关键参数。本文通过研究闪烁体与光敏器件在分离耦合条件下输出信号电流的变化规律,测量了YAG∶Ce³⁺、ST401、EJ200、EJ260和EJ264等5种无机/塑料闪烁体的相对光输出,研究了耦合距离对光学成像系统收光效率的影响。结果表明,实验测量闪烁体的相对光输出在不同耦合距离条件下具有很好的一致性,分离耦合时计算光学成像系统的收光效率需考虑闪烁体光输出各向异性的影响。     

线极化γ射线康普顿散射的蒙特卡罗模拟

本文利用蒙特卡罗程序Geant4模拟了不同能量、不同线极化度γ射线的康普顿散射过程,通过记录散射γ射线方位角上计数的不对称性模拟计算了入射γ射线的极化度。比较了模拟计算的极化度与原入射射线的极化度,发现两者符合很好。结果表明,利用蒙特卡罗方法能模拟极化光子与物质的相互作用,可为γ极化仪的设计提供指导。