新型无铅柔性辐射防护材料的设计与防护效果模拟

针对放射性从业人员对辐射防护的需求,柔性防护材料无铅化在保障对X射线有效屏蔽的同时,亦可避免铅中毒对人体的危害。X射线不同能区的最优屏蔽材料设计,可满足工作人员在不同工作场所下对防护装置的高效和舒适性要求。本文通过理论计算与蒙特卡罗模拟相结合方法,针对不同X射线场所下的防护材料进行设计计算,结果显示:掺Bi是掺Pb的理想替代,Bi_2O_3可作为无铅功能填充材料的理想选择;利用不同元素在X射线低能区的强吸收作用,掺入多种元素可增强某能段的X射线吸收能力。制作无铅防护材料时,掺入Bi_2O_3、Gd_2O_3两种功能材料可有效提升复合材料对X射线的吸收效果,在54～66 keV能量区间具有最优的屏蔽性能;掺入Bi_2O_3、W两种功能材料的复合材料在66～100 keV能量区间,对X射线的屏蔽效果显著提升。     

基于改进模糊控制的飞行模拟器洗出算法研究

针对经典洗出算法参数固定,参数的选取基本上依靠经验和飞行员现场操作时的感知调试的问题,为了提高飞行模拟器动感模拟的逼真度,将模糊控制应用到了算法的设计中,对经典洗出算法的实时参数优化方法进行了研究。提出了一种改进的模糊控制洗出算法,基于人体感知机理使用改进的模糊控制对经典洗出算法洗出滤波器的参数进行了优化,使操作飞行模拟器过程中在模拟器上的运动感觉与真实飞行时的运动感觉误差最小,并在参数清晰化过程中使用改进遗传算法提高了运动平台的空间利用率。在Matlab上对优化后的洗出算法进行了仿真试验。研究结果表明:优化后的洗出算能够有效地提高飞行模拟器的模拟逼真度、加快平台回位速度而且能充分地利用了平台空间,达到了预期的效果。     

碳纳米管/聚丙烯酰胺复合水凝胶的制备及性能

通过活度2.072×1015 Bq、剂量率2 k Gy·h-1的钴-60进行辐照接枝和辐照交联两步法制备了碳纳米管复合水凝胶。使用傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared spectroscopy,FTIR)、热释重分析(Thermal gravimetric analysis,TGA)、透射电子显微镜(Transmission electron microscope,TEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、BET比表面积(Brunauer-Emmett-Teller Specific Surface Area)等方法对样品进行了表征。结果显示,改性后的碳纳米管(Carbon nanotubes,G-CNTs)的管壁出现了明显的链段,其傅里叶红外光谱在1 452 cm-1和1 726 cm-1处多了两个吸收峰;碳纳米管复合水凝胶的BET值(30 m2·g-1)比聚丙烯酰胺水凝胶的(12 m2·g-1)提高了一倍多。实验结果表明丙烯酸被成功接枝到CNTs的管壁上。G-CNTs在凝胶中均匀分散,并提高了复合水凝胶的比表面积和机械强度。     

重离子径迹影像探测器研制及初步实验测试

研制了一套基于气体雪崩电离室和CCD(charge-coupled device)影像获取系统的重离子径迹影像探测器。利用239Pu放出的α粒子,对所研制的重离子径迹影像探测器系统进行了初步的实验测试。测试结果显示,所研制的重离子径迹影像探测器系统能够成功地抓拍到α粒子的径迹,其径迹形貌与气体雪崩电离室中工作气体的气压、CCD相机的曝光时间等参数密切相关。对工作气体气压为15 hPa、曝光时间10 s的α粒子径迹影像数据分析表明,径迹分布呈轴对称,径迹宽度沿轴向逐渐减小,径迹影像的像点密度沿轴向逐渐增加。     

辐射法制备Fricke凝胶剂量计

辐射剂量验证技术是肿瘤放射治疗过程中的关键技术,Fricke凝胶剂量计因其制备简单、组织等效性好正逐步成为研究的热点。本研究采用辐射交联"一步法"制备Fricke凝胶剂量计,利用傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)、X线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)与热重分析仪(Thermo-gravimetric analyser,TGA)等仪器对凝胶样品的化学结构和成分进行了分析,利用分子动力学模拟研究了亚铁离子在凝胶剂量计中的扩散行为,并在医用加速器下对凝胶进行辐照,利用多功能酶标仪测定凝胶的辐射剂量响应。结果表明,辐射法制备的Fricke凝胶剂量计中,聚丙烯酸链可以抑制亚铁离子在凝胶样品中的扩散行为,添加二甲酚橙(Xylenol orange,XO)可以改善Fricke凝胶剂量计的剂量敏感性。     

400 kV强流中子发生器的物理设计

对400 kV强流中子发生器进行了物理设计。采用Poisson/Superfish软件对中子发生器高压电极和加速管的电场分布进行了模拟,结果显示,各关键区域的空间电场最大值远低于击穿电场限值。以强流束旁轴包络方程为基本模型,发展了强流束传输系统束包络的计算机模拟程序IONB1.0,模拟了中子发生器传输系统中40 mA的D束流包络。结果显示,设计方案中所采取的两间隙高梯度加速结构有较强的聚焦性能,能有效抵消强流束空间电荷效应造成的束流发散,加速管出口处的束包络半径约3 cm,由加速管出口处的空间电荷透镜和三重四极磁透镜组成的传输系统能将束流聚焦在约140 cm处的靶上,且束斑直径小于2 cm。