分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2018-07-10
摘要： 本文分析讨论了加速器的百年历史， 从思想的萌芽、理论的突破与准备、技术的准备与储存、实验的成功、加速器的未来与展望等几个方面进行了论述。
分类： 物理学 >> 核物理学 分类： 生物学 >> 放射生物学 提交时间： 2024-05-06
摘要： 我国载人航天和核技术应用正处于快速发展阶段，辐射与核安全仍将长期成为国家重大需求，持续开发新的辐射防护分子靶标和相关药物具有重要价值。先前的研究已发现电离辐射暴露后小鼠血液中的胰岛素样生长因子结合蛋白3（IGFBP-3）的水平显著上升，但是，IGFBP-3蛋白的功能及其血液水平的变化对小鼠辐射损伤的影响仍不清楚。本研究在小鼠肝脏巨噬细胞（Kupffer细胞，MKC）中建立了Igfbp3基因过表达和敲低细胞模型，利用CCK-8、EdU掺入、克隆形成和微球吞噬实验对碳离子照射后不同细胞模型的增殖活力、DNA复制活性和吞噬能力进行检测；在小鼠模型中，通过在照射前2小时尾静脉注射重组IGFBP-3蛋白提前升高血液IGFBP-3蛋白水平，检测致死剂量（5 Gy）碳离子全身照射后小鼠的生存曲线。结果显示，过表达IGFBP-3蛋白显著提高了MKC细胞在辐射暴露后的DNA复制活性、细胞活力、克隆形成率和对微球的吞噬能力，相反地，敲低IGFBP-3蛋白表达则降低了以上检测指标。碳离子辐射暴露前尾静脉注射IGFBP-3蛋白可以显著延缓急性放射损伤小鼠的死亡时间。以上结果从细胞和动物水平表明了IGFBP-3蛋白具有减轻辐射损伤的作用和作为辐射防护药靶的巨大潜力。通过增强小鼠体内Kupffer细胞的辐射抗性和吞噬能力来降低辐射暴露后的感染风险可能是IGFBP-3蛋白发挥辐射防护作用的机制之一。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-06-24
摘要： 利用CR-39探测器、HSP-1000高速成像显微镜和PitFit径迹分析软件研究了中高能28Si与C靶反应产生的弹核碎片角分布。通过束流照射、化学蚀刻以及径迹重建等实验过程，给出了能量为736 AMeV 28Si与C靶反应弹核碎片发射角分布的最新实验结果，并与能量在800 AMeV和775 AMeV下28Si与C靶反应产生的弹核碎片发射角分布进行比较。结果表明，弹核碎片发射角的角分布平均值和宽度大于28Si束流粒子的散射角；大多数弹核碎片发射角小于2.0度，很少有发射角大于2.0度；不同电荷数Z的弹核碎片发射角平均值范围在1.0度以内，其角分布平均值和宽度随碎片电荷数Z的增加总体呈现减小的趋势。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-09-04 合作期刊: 《核技术》
摘要： 中国原子能科学研究院核反应团队依托国内外的大科学装置，在重离子熔合-裂变机制、垒下熔合增强机制、奇特核反应机制、奇异结构和奇异衰变方面取得了多项原创性成果。本文对其中的代表性成果进行了简要回顾。主要包括：（1）系统调查了正Q值中子转移的耦合道效应，并提出了自洽的方法评估转移耦合的贡献，发现了异常的同位素效应；（2）提出了用高精度背角准弹散射方法抽取原子核的形变参数，确证了原子核存在十六极形变；（3）提出了用轻带电粒子的替代俘获反应方法，基于此方法给出了关键的239Pu（n，2n）反应截面；（4）系统考察了sd壳丰质子核奇异衰变谱学，发现了22Si的β缓发双质子衰变模式，并发现镜像核22Si/22O的β衰变中存在极大的同位旋不对称性，同时在26Si中发现了迄今为止最强的同位旋混合态；（5）系统研究了奇特核体系在近垒能区的反应机制，首次给出了实验证据表明经典色散关系不适用于中子晕核6He+209Bi体系，并对质子滴线核8B和17F的反应机制进行了细致考察。本文也对将来基于重离子飞行时间谱仪和北京放射性束流线可能开展的工作进行了展望。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2024-03-19
摘要： 重离子碰撞过程中轻粒子的产生对于提取核物质状态方程的信息有着重要的作用。基于极端相对论量子分子动力学（UrQMD）模型，利用统计衰变模型GEMINI++处理预激发碎片的衰变，研究了预碎片的衰变对中能区Au+Au碰撞过程中轻粒子的集体流和核阻止本领的影响。研究发现，由于记忆效应，重离子碰撞过程中的预碎片的衰变产生的子核继承了母核的部分动力学性质，在考虑预碎片的衰变后可以更好地描述实验数据，并且这种效应对观测量的影响随碰撞能量的升高而减弱。结果表明，重离子碰撞过程中预碎片的衰变以及轻粒子的产生对敏感于核物质状态方程的观测量有着一定的影响。在利用这些观测量提取核物质状态方程的信息时应当仔细处理。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-06-12 合作期刊: 《核技术》
摘要： 相对论性重离子对撞的目的之一是寻找量子色动力学（Quantum Chromodynamics，QCD）临界终点（Critical End Point，CEP），实验中测到的净质子数扰动呈现出非单调的行为，这暗示了CEP的存在。本文使用了3味PNJL（Polyakov-loop Nambu-Jona-Lasinio）模型，沿着从实验数据中拟合的化学冻结线，计算了重子数扰动累积量之比C4/C2随对撞能量的变化。结果发现，基于平衡态假设，在对撞能量7.7~200 GeV范围内，随着对撞能量的降低，C4/C2先缓慢下降后上升，这与实验数据一致。这也暗示平衡态假设可以用于探索重离子对撞后系统的演化行为，揭示了相变线跟化学冻结线的关系对观测量的影响非常重要。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2021-12-25
刁昕玥
关分海
王轶杰
秦雨浩
秦智
郭栋
吴强华
司大伟
赵暄
肖圣
张耀鹏
魏向伦
邹海川
杨贺润
马朋
胡荣江
段利敏
Artur, Dobrowolski
Krzysztof, Pomorski
肖志刚
摘要： 我们研究了在CSHINE上重建$ 25 MeV/u ^{86}Kr +^{208}Pb$ 反应中快裂变事件的方法。裂变碎片由三个大面积平行板雪崩计数器进行探测，它可以提供碎片的位置和到达的时间信息。起始时间信息由回旋加速器的高频信号给出。我们利用两个裂变碎片的速度，重建了裂变事件。裂变碎片的速度分布和方位差的展宽均随折叠角的增大而减小，这与快速裂变发生的图像一致。同时，裂变轴的各向异性角分布也一致地揭示了裂变事件的动力学特征。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-10-12
摘要： 高密区核物质状态方程的研究是当前核物理研究的前沿热点问题之一。本文利用极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型，以两介子Hanbury-Brown-Twiss (HBT)关联为例讨论了2-5倍饱和密度(0)区核物质状态方程对两粒子关联效应的影响。通过使用不同的核物质状态方程，展示了密度依赖的势相互作用以及相变对两介子HBT关联和介子发射源时空属性的影响。结果显示在4~5 0以下，介子发射源的HBT半径及参数敏感于核物质状态方程的软硬。通过与实验数据的比较，现有的HBT实验数据排除了~40以下发生一阶相变的可能性，并支持一个在低密区(≲40)表现偏硬，在高密区由于相变而逐渐软化的核物质状态方程。研究结果强调了介子发射源的HBT半径及参数敏感于核物质状态方程的软硬， 可用于理解和约束高重子密度区的核物质状态方程。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-09-25
摘要： 重离子辐照在半导体、医疗、材料和生物等多个领域有着广泛应用，而辐照的均匀性则是相关应用的关键指标，例如重离子微孔膜，其微孔分布的均匀性直接由离子辐照决定。重离子微孔膜具备孔径、孔密度可控和孔道笔直等优良特性，具有良好的应用前景。目前，可以快速辐照大面积重离子微孔膜的兰州重离子加速器 TR-3 终端已在建设，其通过连续传动宽幅薄膜的同时进行辐照以实现高效率的连续生产。而对于宽幅、连续运动的薄膜，如何保障离子辐照的均匀性成为了亟需研究的问题。本文开发了基于路径积分的模拟程序以计算重离子微孔膜的辐照注量分布。结果表明，二维扫描匀速传动辐照存在一系列离散的耦合速度使辐照结果达到均匀，偏离耦合速度将导致注量分布周期性起伏；一维扫描对非理想束斑形状的适应性更高，而二维扫描对束流强度跳变的适应性更高。当注量误差上限和提供的束流强度确定时，可通过本文提供的公式计算传动辐照所需的耦合传动速度并给出使用一维扫描或二维扫描的建议。本研究模拟重离子辐照均匀性的结果可为相关研究和生产提供参考。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-06-12 合作期刊: 《核技术》
摘要： 高能重离子碰撞将夸克和胶子从原子核中释放出来，形成一种新的核物质形态，即解禁闭的夸克胶子等离子体（Quark-Gluon Plasma，QGP）。研究普通核物质或强子共振气体到夸克胶子等离子体的相变，需要在超级计算机上数值求解格点量子色动力学（Quantum Chromodynamics，QCD）。但是，格点QCD只能给出零重子化学势以及附近可泰勒展开区域的核物质状态方程，并预测这种条件下QGP到强子共振气体之间的相变为平滑过渡。在不能做泰勒展开的有限重子化学势区域，格点QCD会遭遇著名的符号问题，无法给出有效的核物质状态方程以及QCD相变类型。本文综述了利用机器学习在核物质状态方程、相变分类以及临界点寻找方面的研究。这些研究大致分为两类：第一类在高能重离子碰撞实验数据以及相对论流体力学模拟和分子动力学模拟中，利用核碰撞末态粒子分布来确定核物质状态方程以及相变种类；另一类是利用机器学习直接帮助格点QCD的采样，解决有限密系统中的符号问题。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-06-12 合作期刊: 《核技术》
摘要： 寻找量子色动力学（Quantum Chromodynamics，QCD）相变信号是当前重离子碰撞实验的一个基础科学目标，对理解强相互作用物质的性质、大爆炸初期的宇宙演化、超新星的爆发机制、致密星的内部结构以及双中子星并合产生的引力波等重要前沿问题都具有重要意义。当重离子碰撞中发生非连续QCD相变时，引发的强相互作用物质的密度涨落与关联可以通过轻原子核的产额观察量来探测。核子间的多体关联决定了重离子碰撞中轻核的产额。特别地，基于核子并合模型对于轻核产额的计算表明质子（p）、氘核（d）和氚核（t）的产额比值NtNp /N 2d 敏感于核子密度涨落与关联，是一个较好的寻找QCD相变信号的可观测量。进一步，基于输运模型对于重离子碰撞中的手征相变的模拟发现，当系统的相轨迹经过一阶相变区域时，轻核产额比值NtNp /N 2d 有明显增加。这些结果为利用重离子碰撞中的轻核产生寻找QCD相变提供了理论依据。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-09-04 合作期刊: 《核技术》
摘要： 本文概述了中高能重离子碰撞奇异粒子产生动力学机制和超核实验测量和理论研究进展。基于量子分子动力学（Lanzhou Quantum Molecular Dynamics model，LQMD）输运模型，即引入Skyrme能量密度泛函和相对论协变密度泛函描述核子和共振态动力学演化，考虑介子-核子和超子-核子相互作用势和阈能修正效应。以反应系统12C+12C、40Ca+40Ca、112Sn+112Sn和197Au+197Au为例，研究了阈能附近K介子、K¯介子和超子（Λ、Σ、Ξ）产生机制并分析了核介质效应和高密区域对称能对同位旋粒子比值的影响。基于量子并合方法构造超核并研究了超核形成相空间分布，给出超核形成的质量数、电荷数、动能、快度分布、集体流等信息。引入两体、三体、四体核子碰撞和核结构效应分析了重离子碰撞中预平衡结团发射机制。介绍了考虑同位旋矢量介子ρ和δ耦合相对论协变的量子分子动力学输运模型。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-06-12 合作期刊: 《核技术》
摘要： 探寻量子色动力学（Quantum Chromodynamics，QCD）相图的临界点是相对论重离子碰撞实验低能量扫描（Beam Energy Scan program in Relativistic Heavy-Ion Collisions，RHIC-BES）项目的重要实验目标。初步的实验探测发现了净质子数涨落随着对撞能量的非单调行为，定性上符合基于静态模型的理论预言，这暗示着QCD临界点的存在。由于相对论重离子碰撞是一个高速膨胀的体系，动力学效应能显著地改变QCD临界点附近的临界涨落。为最终确定QCD临界点的存在以及研究QCD在有限温有限密区域的相结构，人们发展了一系列QCD临界点附近的动力学模型。本文回顾了近年来关于寻找QCD临界点在实验测量和理论模型的进展，着重强调在临界点及一级相变区域动力学模型的发展和挑战。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-06-12 合作期刊: 《核技术》
摘要： 量子色动力学（Quantum Chromodynamics，QCD）相图结构和相变临界点是高能物理理论和实验的研究热点。相对论重离子碰撞是探索QCD相图结构、寻找QCD相变临界点的有力工具。美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机（Relativistic Heavy Ion Collider，RHIC）是目前世界上进行高能重离子碰撞的大型实验装置之一，其中的STAR（Solenoidal Tracker at RHIC）实验致力于高温高密条件下夸克胶子等离子体（Quark Gluon Plasma，QGP）性质以及QCD相结构的实验研究。本文着重介绍近年来RHIC-STAR能量扫描实验中运用守恒荷高阶矩和轻核产生寻找QCD相变临界点的研究进展，最后将对高重子密度区QCD相结构的未来研究做出展望。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-06-12 合作期刊: 《核技术》
摘要： 为了从相对论重离子碰撞实验确定量子色动力学（Quantum Chromo-dynamics，QCD）所预言的相变临界点和相边界，必须考虑实验数据中非临界涨落、有限系统尺度、有限演化时间的影响。本文综述了这三方面工作的主要内容、结果和意义。对于非临界涨落，主要讨论了由于有限事件数对观察量测量的影响，估计了在相对论重离子对撞机（Relativistic Heavy-Ion Collider，RHIC）能量扫描区，精确测量高阶守恒荷高阶矩所需要的事件数。提出用泊松分布描述有限末态粒子数所致的统计涨落，将统计涨落和实验结果比较，发现统计涨落贡献为主，必须扣除泊松主导的统计涨落。提出混合事件方法，定义动力学累积矩为原始样本的累积矩减去混合样本的累积矩，利用多相输运模型（A Multiphase Transport Model，AMPT）的default模型重建了一个与之相对应的混合事件样本，结果表明：动力学累积矩确实能很好地扣除泊松样的统计涨落，尤其是中心度bin宽度和探测器 效率的影响。对于有限系统尺度的影响，利用三维三态Potts模型研究了各种有限系统尺度下，它的磁化强度的高阶感应率在一级相变、临界点，以及平滑过渡区域的行为。发现在固定外场，穿越相边界的时候，从二阶到六阶磁化率都会出现非单调行为，或符号的变化，而且在三个相变区域，非单调行为类似。因此，仅从非单调行为不能区分不同级数的相变。进一步研究了磁化率的有限尺度标度行为，它们的标度指数在不同级数相变中是不一样的，可以区分不同级数的相变。根据观测量的有限尺度标度性，给出了用固定点确定临界参数的定量方法，并将该方法应用到三维三态Potts模型模拟产生的数据分析，展示了方法的精确有效性。对于非平衡演化的影响，采用Metropolis算法模拟了三维Ising模型在临界点附近从非平衡到平衡的演化过程。发现其序参量在演变过程中以指数形式趋近其平衡值，这与动力学朗之万方程给出的结果相同。临界温度下的平均弛豫时间随 系统尺度的z次幂发散，表明它能很好地表示动力学方程中的弛豫时间。非平衡演化过程中序参量的三阶矩和四阶矩会出现正、负值震荡，符号取决于观测时间，结果与平滑过渡区动力学模型一致。研究还发现，在平滑过渡区，非平衡演化持续时间非常短，非平衡对观察量的影响非常弱；但是在一级相变线上，非平衡弛豫的时间非常长，非平衡豫影响不可忽略。这些定性特征对实验确定QCD的临界点和相边界具有重要的指导意义。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-06-12 合作期刊: 《核技术》
摘要： 本文主要介绍了近年来泛函重整化群（Functional Renormalization Group，fRG）在量子色动力学（Quantum Chromodynamics，QCD）相变及其临界现象研究中的一些进展，主要侧重于与 QCD 的临界终点（Critical End Point，CEP）相关的非微扰临界指数的计算、重子数的涨落等。fRG是一种非微扰连续场论的理论方法，其基本思想是通过重整化群能标从高能向低能的演化，连续不断地将不同尺度的量子涨落以及热涨落积 分到理论体系当中。本文讨论了非微扰有效势重整化群流方程和不动点方程的各种求解方法，包括泰勒展开、 空间维数 = 4 d展开以及最近被提出的非局域势直接求解方法。还系统地讨论了与QCD的临界终点等临 界现象密切相关的重子数的涨落，探讨了实验观测到的净质子数分布的峰度，也就是四阶矩随碰撞能量非单调依赖关系的可能原因。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-06-12 合作期刊: 《核技术》
摘要： 能量扫描理论合作组（Beam Energy Scan Theory Collaboration，BEST）的目标是建立一个可以描述美国相对论重离子对撞机（Relativistic Heavy-Ion Collider，RHIC）上第二期能量扫描实验的动力学框架。该实验有可能找到强相互作用相图上的临界点。本文总结自2016年起，BEST合作组取得重要进展，并对未来探索中高密度区相图做了展望。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-06-12 合作期刊: 《核技术》
摘要： 强作用物质相结构的研究是核物理里一个非常活跃的前沿领域，对于理解相对论重离子碰撞实验和中子星观测有重要意义。传统的相结构研究集中于高温度和高密度所带来的物性变化，特别是相关的相变过程，比如手征恢复相变、色超导相变等。近年的实验和理论研究表明，非对心重离子碰撞系统携带很大的初始角动量从而产生极强的流体涡旋场。这带来了涡旋场中的强作用物质性质的一系列重要问题，对它们的探索产生了许多新颖结果。特别是在强作用物质相变方面，基于转动参考系的热场计算得到了发展，并结合平均场近似对相关的手征相变、色超导相变、高同位旋下的超流相变等现象作了深入研究，发现了涡旋场对相边界的影响以及其所带来的丰富相结构。
分类： 核科学技术 >> 核材料与工艺技术 提交时间： 2024-03-20
摘要： 在第四代反应堆中，核石墨作为慢化体和反射体材料服役于高温和高通量的快中子辐照环境中。快中子辐照会在核石墨中产生大量的弗伦克尔缺陷对。这些缺陷经过湮灭、扩散、最终形成更大的缺陷团簇，从而改变核石墨的微观结构，进而改变核石墨的宏观性能。因此，研究核石墨在高温辐照条件下的缺陷演化行为和机理对提高反应堆安全性具有重要意义。本研究采用30 MeV的107Ag5+离子在420 ℃下辐照IG-110核石墨来模拟核石墨在快中子辐照过程中的缺陷演化行为。通过微区拉曼光谱对IG-110核石墨截面结构进行表征，并对比IG-110核石墨不同深度处的拉曼光谱特征参数和辐照损伤剂量之间的关系，研究IG-110微观结构随辐照损伤剂量(DPA, Displacements Per Atom)的演化行为。研究结果表明，随着注量的增加，核石墨拉曼光谱的特征参数D峰高度与G峰高度比值(ID/IG)、G峰半高宽(FWHM(G), Full Width at Half Maximum of the G peak)以及G峰的偏移量都显著增加。与58Ni5+辐照样品相比，相同辐照损伤剂量下， 107Ag5+辐照的石墨拉曼光谱的ID/IG和FWHM(G)更大。相同的FWHM(G)下，107Ag5+辐照的石墨拉曼光谱的ID/IG比58Ni5+辐照样品大。这些结果说明更重的重离子辐照会在核石墨中引起更高速率的缺陷积累，从而更快地导致石墨晶粒尺寸变小，并促进纳米晶化进程。
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