分类: 核科学技术 >> 辐射物理与技术 提交时间: 2024-05-28
摘要: 离子束放射治疗(放疗)越来越广泛地被运用于肿瘤治疗,目前使用传统X射线计算机断层扫描(CT)来制定离子放疗治疗计划时存在相对阻止本领(RSP)具有较大误差的问题,理想的方式是直接使用高能离子束对患者成像,生成离子放疗治疗计划设计时所需的医学图像,避免RSP转换从而减小RSP的误差。本研究使用蒙特卡罗程序Geant4/Gate搭建了离子CT模拟平台,设计了理想与现实两种离子CT成像系统探测器,利用最大似然法和ASD-POCS算法实现了图像重建,研究了理想与现实两种设置、多种能量以及不同离子种类对模体内硫、磷、碳和钙四种材料插件重建RSP误差的影响。结果表明,330MeV质子在理想与现实设置两种情况下的RSP相对误差都小于1.547%,理想设置下的RSP相对误差远小于现实设置,现实设置下各材料的RSP重建误差接近理想设置下的三倍;质子的RSP相对误差随着能量的增加而减小,在230MeV时的RSP相对误差最大,在硫、磷、碳和钙四种材料中分别为2.855%、2.468%、1.653%、2.553%。在330MeV时的RSP相对误差达到最小,在硫、磷、碳和钙四种材料中分别为0.181%、0.351%、0.250%和0.245%;在能量330MeV/u下,碳离子在硫、磷、碳和钙四种材料中的RSP相对误差分别为0.060%、0.281%、0.150%、0.082%,误差均在0.281%以内,RSP相对误差小于330MeV的质子。因此,与质子CT相比,碳离子CT能为离子放疗治疗计划设计提供更为精确的RSP数据。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2024-03-28
摘要: 中能区电荷交换反应可以从自旋-同位旋激发的角度研究原子核复杂结构。利用中国科学院近代物理研究所的放射性束流线,利用逆运动学方法进行电荷交换反应实验,可以将研究的对象核素拓展至丰中子核乃至不稳定核。基于此,设计了用于电荷交换反应实验的探测器系统,该系统主要包括了3He气体靶、TPC和CsI(Tl) 阵列,其中TPC和CsI(Tl) 阵列构成ΔE-E系统。利用Geant4、Garfield++等模拟软件,优化了TPC的工作条件,确定了实验研究的运动学区间和探测器的基本设计,考察了探测系统的粒子鉴别能力。基于模拟优化,搭建了探测系统。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2024-02-16
摘要: 不稳定原子核的基本性质是开展奇特核结构研究的重要依据。基于多学科交叉的精密激光核谱技术可 以通过测量原子、离子或分子的超精细结构谱提取原子核自旋、磁矩、电四极矩、电荷半径等基本性质,目前在核素版图各质量区域的不稳定核奇特结构研究中均发挥着重要作用。本文从超精细结构谱的研究历史出 发,阐述了精密激光核谱技术的基本原理和测量方法。在此基础上,本文以 Pb (𝑍 = 82) 核区丰质子侧不稳定 核的结构研究为例简述激光核谱学方法在核结构研究中的独特优势。此外,本文介绍了近年来国内共线激光 谱和共线共振电离谱技术的发展现状与最新进展。最后展望了激光核谱技术在未来国内的核物理大科学装置 上的应用规划,在不稳定核性质和结构,以及基于放射性分子谱的基本对称性研究方面的广阔前景。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2024-01-17
摘要: 超核物理研究为揭示重子重子相互作用的核介质中特性,以及理解原子核与中子星内部结构提供了关键信息。基于密度依赖的相对论Hartree-Fock(RHF)理论,拟合单$ Lambda $超核中超子分离能实验数据得到模型中$ Lambda N$有效相互作用。交换项的引入改变了超子道中有效核力的动力学平衡,导致不同于相对论平均场模型的介子超子耦合强度,进而影响超子自旋轨道劈裂的描述。考虑到模型中有效核力取值的不确定性,进一步研究了单$ Lambda$超核的粗块及单粒子性质对于超子耦合强度的依赖,探索约束其取值范围的可能方法。具体以$^{16}_{ Lambda}$O超核为例,通过改变同位旋标量道超子耦合强度,系统分析了超核能量泛函中核介质与交换项效应。结果显示,超子自旋轨道劈裂、Dirac有效质量以及超核特征半径等与超子耦合强度比值可能存在一定的线性关联。因此,通过实验或理论对这些物理量做出约束,有望对核介质中超子相关的有效核力给出更强的限制。
分类: 核科学技术 >> 核仪器、仪表 提交时间: 2024-01-15
摘要: 随着国内半导体企业技术的发展,部分国产元器件性能指标已经与进口元器件相当,能够满足核辐射监测仪器仪表的性能需求。论文基于1.5 英寸LaBr3 闪烁体设计了一套全国产化的𝛾 能谱仪,包括闪烁体、光电倍增管和电子元器件均选用国产厂家产品。经测试,能谱仪在常温下的分辨率可以达到2.8%@662keV。工作温度范围可达-40℃ 至50℃,且全温度范围内的能量分辨率均优于3.0%,137Cs 全能峰道址随温度变化率约为-0.67/℃,且线性度良好。高压调整率为0.02V,满足0.2V /℃ 的稳谱高压调整率要求。谱仪的能量非线性好于99.99%。实验数据显示,现阶段国产LaBr3 闪烁体、光电倍增管及电子元器件能够满足𝛾 能谱仪的设计需求。
分类: 核科学技术 >> 核探测技术与核电子学 提交时间: 2023-11-01
摘要: 在核工业领域,许多场所、工厂等存在表面污染情况,在出现应急工况的时候,一般需要先对异常区域进行远程探测,再结合测量结果科学地制定解决方案。针对此现状,国际上提出了基于空气荧光的粒子测量方法,其原理是空气中的氮气在辐射作用下通过激发退激过程会发射特定波长的紫外荧光,允许被紫外相机远程探测,从而可以间接检测污染。在国内对污染远程探测技术的研究报道较少,中核四0 四联合兰州大学已经率先开展了此项研究。文章主要综述了国际上基于氮气荧光的污染远程探测技术的发展状况,简述了当前团队最新的研究工作,以期为国内开展污染远程探测研究提供参考。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2023-10-07
摘要: 对缪氢原子兰姆位移的测量是测量质子电荷半径的最有效手段之一,而对于缪氢原子兰姆位移的理论 计算则是从兰姆位移的实验结果中抽取出质子电荷半径的必要途径。本文计算了缪氢原子的兰姆位移,考虑 了相对论效应对缪氢原子兰姆位移的影响。由真空极化效应导致的兰姆位移由 Uehling 等效势能来表征,缪氢 原子的相对论效应通过 Breit-Pauhli 哈密顿量来表达;本文通过精确的少体计算方法-高斯展开法,计算了缪 氢原子的 2S1/2 与 2P1/2 的能级,发现考虑了相对论修正后的兰姆位移比不考虑相对论修正的兰姆位移大 0.09 meV,且更接近实验结果。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2021-12-25
摘要: 我们研究了在CSHINE上重建$ 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。