检索结果-内蒙古大学图书馆

工程科学与技术 2025年第1期57卷 339-346页

作者：范永山杜畅通张化一郑曙昕姚红娟邢庆子王学武闫逸花王敏文王忠明清华大学粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084 清华大学先进辐射源及应用实验室北京100084 清华大学工程物理系北京100084 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室陕西西安710024

在重离子同步加速器运行过程中需要维持超高真空,降低束流与残余气体的碰撞概率,从而提高束流寿命。具体要求一般为:真空管道内的平均真空度达到超高真空度(10^(–10)Pa量级),并且管道内各处真空度均优于设计值。本文研究了重离子同步... 详细信息

在重离子同步加速器运行过程中需要维持超高真空,降低束流与残余气体的碰撞概率,从而提高束流寿命。具体要求一般为:真空管道内的平均真空度达到超高真空度(10^(–10)Pa量级),并且管道内各处真空度均优于设计值。本文研究了重离子同步加速器中超高真空系统的实现方法,即使真空泵不能均匀分布在束线上,也可以实现真空管道内各处真空度均优于设计指标。采用的主要技术路线是,降低束流管道材料的比放气率,同时增大真空泵组的抽速。具体实施方案是:通过在真空管道内表面镀非蒸发型吸气剂(NEG)薄膜及高温烘烤真空管道降低束流管道材料的比放气率;设计使用大抽速钛升华泵(TSP)以增加真空泵抽速。其中,NEG镀膜技术既可以阻隔真空管道内壁的放气,又有吸气的效果,可以提高真空管道内各处的真空度。以上超高真空系统实现方法已应用于西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)重离子升级工程中的重离子同步加速器的真空系统设计。真空管道内表面的NEG薄膜的吸速为0.5 L/(s·cm^(2));在重离子同步加速器上配置36台钛升华泵,每台钛升华泵对氢气的有效抽气量为2200 L/s;应用Molflow+软件模拟XiPAF重离子同步加速器真空管道内部的真空度分布。通过设计优化,计算表明该加速器在运行时预计平均真空度可以小于5×10^(–10)Pa,沿环形管道各处的真空度也均小于5×10^(–10)Pa,满足同步环物理设计要求。

关键词：重离子同步加速器超高真空系统钛升华泵比放气率 NEG薄膜

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^(125)I的俄歇电子和氚的β射线细胞S值及DNA损伤模拟研究

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原子能科学技术 2025年第2期59卷 478-486页

作者：沈江燕朱坤李清张德颂李君利闫聪冲放射医学与辐射防护国家重点实验室苏州大学苏州医学院放射医学与防护学院江苏高校放射医学协同创新中心江苏苏州215123 清华大学工程物理系北京100084 清华大学粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

氚的辐射生物效应一直是研究热点,特别是在福岛核电站排放核废水后成为公众关注的焦点。氚极易进入人体并参与机体代谢活动,衰变放出的β射线对人体具有极大的危害,而靶向放射治疗则利用摄入的俄歇电子发射体能够进入癌细胞,并放出俄歇... 详细信息

氚的辐射生物效应一直是研究热点,特别是在福岛核电站排放核废水后成为公众关注的焦点。氚极易进入人体并参与机体代谢活动,衰变放出的β射线对人体具有极大的危害,而靶向放射治疗则利用摄入的俄歇电子发射体能够进入癌细胞,并放出俄歇电子造成DNA严重损伤这一特性,达到有效杀死癌细胞的目的。为探究β射线在微纳米尺度的辐射生物效应,本研究利用清华大学研发的纳剂量学程序NASIC模拟计算了^(125)I和氚在不同尺度细胞内的细胞S值以及造成的DNA双链断裂(DSB)产额,深入探讨了其DNA损伤机制。结果表明,由于研究方法和粒子截面的不同,细胞S值的计算结果存在偏差,尤其对于S(N←Cy),相对偏差可达26.35%。此外,相较于^(125)I或氚均匀分布在细胞核内,与DNA结合时造成的DSB产额显著增加:^(125)I结合到DNA时的DSB产额是均匀分布时的2倍;而氚结合到DNA中使得DSB产额从1.31×10^(-11)Gy^(-1)·Da^(-1)增加至1.46×10^(-11)Gy^(-1)·Da^(-1)。本研究深入探究了微纳米尺度下放射性核素的损伤作用效应,为精确医疗和环境放射性污染风险评估提供重要的理论基础。

关键词：放射性核素 ^(125)I 俄歇电子氚β射线细胞S值 DNA损伤蒙特卡罗方法

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太赫兹时域光谱分析中的回波滤除方法

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红外与毫米波学报 2013年第3期32卷 265-269,276页

作者：王凌辉王迎新赵自然清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

回波处理是提高太赫兹时域光谱系统频谱分辨率的重要方法.为了研究样品存在非线性吸收情况下的回波滤除方法,在解卷积算法的基础上考虑介质对太赫兹脉冲的吸收情况和群延迟效应,将已有算法所需的四个参数缩减为与样品种类、厚度无关的... 详细信息

回波处理是提高太赫兹时域光谱系统频谱分辨率的重要方法.为了研究样品存在非线性吸收情况下的回波滤除方法,在解卷积算法的基础上考虑介质对太赫兹脉冲的吸收情况和群延迟效应,将已有算法所需的四个参数缩减为与样品种类、厚度无关的两个参数,进一步提高了太赫兹光谱恢复的准确度.经实验验证,该方法可有效滤除太赫兹时域光谱系统中的GaAs天线基底以及ZnTe探测晶体产生的回波,将时间窗宽度增加一倍,使系统频谱分辨率提高到20 GHz.

关键词：太赫兹时域光谱回波解卷积分辨率

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多气隙电阻板室飞行时间谱仪技术

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物理学报 2019年第10期68卷 47-56页

作者：王义张秋楠韩冬李元景清华大学工程物理系粒子技术和辐射成像教育部重点实验室北京100084

基于多气隙电阻板室(MRPC)技术的飞行时间谱仪广泛应用于现代物理实验,并在粒子鉴别中发挥了重要作用.随着加速器能量和实验亮度的提高,对飞行时间谱仪的粒子计数率和时间分辨要求越来越高.MRPC飞行时间谱仪按技术上可以分成三代.从第... 详细信息

基于多气隙电阻板室(MRPC)技术的飞行时间谱仪广泛应用于现代物理实验,并在粒子鉴别中发挥了重要作用.随着加速器能量和实验亮度的提高,对飞行时间谱仪的粒子计数率和时间分辨要求越来越高.MRPC飞行时间谱仪按技术上可以分成三代.从第一代到第三代,计数率要求越来越高(> 30 kHz/cm^2),时间精度也更加严格(<20 ps),相应的探测器结构和读出电子学系统呈现出不同的特性.本文总结了三代飞行时间谱仪技术的主要技术特点及主要物理实验,介绍了已经取得的应用成果,提出了该技术的未来发展方向.同时也介绍了MRPC探测器在工业及医学方面的应用.

关键词：多气隙电阻板室时间分辨时间幅度校正机器学习波形采样

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X射线荧光CT成像中荧光产额、退激时间、散射、偏振等关键物理问题计算与分析

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物理学报 2021年第19期70卷 112-121页

作者：张芝振李亮清华大学工程物理系北京100084 清华大学粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

X射线荧光CT(X-ray fluorescence computed tomography,XFCT)是一种使用X射线荧光(X-ray fluorescence,XRF)实现功能性成像的新技术,在生物医学成像中表现出较大潜力.但是,X射线穿过生物体的同时还会产生大量康普顿散射光子,对XRF信号... 详细信息

X射线荧光CT(X-ray fluorescence computed tomography,XFCT)是一种使用X射线荧光(X-ray fluorescence,XRF)实现功能性成像的新技术,在生物医学成像中表现出较大潜力.但是,X射线穿过生物体的同时还会产生大量康普顿散射光子,对XRF信号的采集形成很强的背景噪声;因此,如何有效消除康普顿散射噪声对于提高XFCT成像质量至关重要.本文研究总结了XFCT成像过程中涉及的物理过程,包括:荧光的产额、退激发时间、荧光发射角分布、荧光偏振态、康普顿散射角分布与散射光偏振态,并通过研究荧光与散射光物理性质的差异寻找去除康普顿散射噪声的方法.经过物理过程推导和分析计算,发现:1)高原子序数元素的K层荧光退激发时间极短,在现有探测器的时间分辨率条件下,无法分辨散射光与荧光;2)K层发射荧光的角分布各向同性,康普顿散射角分布在与入射光偏振方向附近取得最小值,而且入射光线偏振度越高,散射光的微分截面越小,偏振光源将有利于减少康普顿散射噪声;3)K层荧光线偏振度为零,而康普顿散射光子在一些散射方向上具有一定线偏振度,因此偏振态的差异可能用于降低康普顿散射噪声.

关键词： X射线荧光计算机断层成像偏振X光康普顿散射功能成像

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热籽介导磁感应热疗稳态温度场仿真

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清华大学学报（自然科学版） 2014年第5期54卷 638-642,648页

作者：卓子寒王婕翟伟明王亨唐劲天清华大学工程物理系、粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

热籽介导肿瘤磁感应热疗前,为确定有效治疗区域及防止正常组织热损伤,需要建立三维治疗模型,进行温度分布的数值计算。该文采用毫米级的铁磁热籽作为植入材料,对其升温和传热过程进行空间数学模型建立,使用有限体积法对生物传热方程进... 详细信息

热籽介导肿瘤磁感应热疗前,为确定有效治疗区域及防止正常组织热损伤,需要建立三维治疗模型,进行温度分布的数值计算。该文采用毫米级的铁磁热籽作为植入材料,对其升温和传热过程进行空间数学模型建立,使用有限体积法对生物传热方程进行求解,研究不同热籽排布状态下的三维温度稳态分布情况,且在此基础上针对不同血液灌注率下磁感应热疗的组织温度分布和有效热疗区域进行了分析。研究表明:不同热籽排布对治疗温度分布影响较大,选用合适的热籽排布方案可以保证磁感应热疗良好的适形性;此外,血液灌注率较大的生物组织会显著降低治疗温度分布,在术前计划制定时应当综合考虑。该文结果对于制定合理的磁感应热疗术前计划、预测靶区热籽空间排布和有效治疗区域具有一定参考意义。

关键词：铁磁热籽磁感应热疗稳态温度分布有限体积方法三维仿真

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基于太赫兹气体激光器的连续波成像系统性能分析(英文)

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红外与毫米波学报 2011年第3期30卷 193-197,236页

作者：王迎新赵自然陈志强张丽康克军邓景康清华大学物理系北京100084 清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

实现了基于光泵浦远红外气体激光器和高莱管探测器的连续波太赫兹成像.从太赫兹光学器件的选择和配置角度讨论了成像系统的设计和搭建流程.详细测试了系统在信噪比、空间分辨率、探测器响应和成像速度方面的性能指标.利用该系统采集了... 详细信息

实现了基于光泵浦远红外气体激光器和高莱管探测器的连续波太赫兹成像.从太赫兹光学器件的选择和配置角度讨论了成像系统的设计和搭建流程.详细测试了系统在信噪比、空间分辨率、探测器响应和成像速度方面的性能指标.利用该系统采集了一系列样品的太赫兹透射图像,实验结果验证了系统的成像效果,揭示出太赫兹成像技术在安全检查和质量控制方面的应用可行性.为了消除激光器功率漂移对图像质量的影响,提出了一种对图像背景区强度进行自动校准的数据处理方法.

关键词：太赫兹连续波成像系统远红外激光器

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基于进位链的多通道时间数字转换器

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清华大学学报（自然科学版） 2013年第10期53卷 1391-1396页

作者：潘维斌龚光华李荐民清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

时间数字化技术广泛应用于现代大型物理实验和核医学仪器等领域。该文介绍了基于现场可编程门阵列(FPGA)进位链结构的时间数字转换器(TDC)的设计,研究了器件进位链结构、内核电压和环境温度对TDC精度的影响,并设计了独立的自标定机制。... 详细信息

时间数字化技术广泛应用于现代大型物理实验和核医学仪器等领域。该文介绍了基于现场可编程门阵列(FPGA)进位链结构的时间数字转换器(TDC)的设计,研究了器件进位链结构、内核电压和环境温度对TDC精度的影响,并设计了独立的自标定机制。使用该方法在低成本的Cyclone II系列FPGA上实现了32通道时间数字转换模块。测试结果表明:各通道TDC的性能一致,达到了25ps(均方根)的测量精度,信号周期和脉宽的测量精度分别好于35ps和45ps。该设计具有高密度、高精度和低成本的特点,可以满足大多数时间测量应用需求。

关键词：时间数字转换器进位链现场可编程门阵列(FPGA)

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中国成年男性参考人体素模型CRAM淋巴结的建立及其在放射性核素治疗中的应用

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清华大学学报（自然科学版） 2016年第12期56卷 1290-1296页

作者：刘欢邱睿潘羽晞李君利清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

利用人体计算模型对接受放射性核素治疗的淋巴癌病人进行剂量评估时,淋巴结是至关重要的,国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection,ICRP)在103号报告中将淋巴结作为辐射敏感器官。由于淋巴结在人体内... 详细信息

利用人体计算模型对接受放射性核素治疗的淋巴癌病人进行剂量评估时,淋巴结是至关重要的,国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection,ICRP)在103号报告中将淋巴结作为辐射敏感器官。由于淋巴结在人体内分布广泛且尺寸小,在人体计算模型中很难对其进行描述。该文介绍了一种在中国成年男性参考人体素模型(Chinese reference adult male voxel model,CRAM)中自动建立淋巴结的方法,并计算了放射性核素131I分布在淋巴结时,人体其他组织或器官的S因子。在CRAM中建立了17个部位的淋巴结,淋巴结总数目、总质量符合中国参考值。S因子的计算作为淋巴结在放射性核素治疗剂量评估中的一个应用,其大小基本上能够反映淋巴结及人体其他组织或器官的位置信息。

关键词：体素模型淋巴结 S因子剂量

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针对SiPM探测器的多通道读出电子学设计

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清华大学学报（自然科学版） 2014年第6期54卷 695-699,718页

作者：韩晓雪曾鸣龚光华程建平邵贝贝清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

硅光电倍增管（SiPM）由于其高增益、高时间分辨、低工作电压、磁场不敏感等优点,在高能物理、医学物理等领域具有广泛的应用前景。该文设计的系统包含前端电子学和数据采集系统两部分：前端电子学板结合商用专用集成电路（ASIC）（VAT... 详细信息

硅光电倍增管（SiPM）由于其高增益、高时间分辨、低工作电压、磁场不敏感等优点,在高能物理、医学物理等领域具有广泛的应用前景。该文设计的系统包含前端电子学和数据采集系统两部分：前端电子学板结合商用专用集成电路（ASIC）（VATA64）与复杂可编程逻辑器件（CPLD）,能够同时读出64通道的SiPM,板上同时集成了稳定探测器增益的温度补偿电路和标定增益的发光二极管（LED）驱动电路;数据采集系统以现场可编程门阵列（FPGA）为核心,可以同时读出8块前端电子学板,并为SiPM提供编程可控的工作电压（40-100V）。该系统已经应用于由瑞士、德国、美国和中国合作的正负电子气球谱仪（PEBS）实验的电磁量能器原型设计,并在欧洲核子中心（CERN）束线实验取得了良好的结果。该高密度多通道SiPM电子学读出系统可以逐通道调节探测器偏压,调节精度达4mV,调节后各通道增益的差异可小于2%。该系统对于其他SiPM在新型粒子径迹室或量能器的应用具备借鉴意义。

关键词：硅光电倍增管(SiPM) 读出电子学多通道

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