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原子核物理评论
原子核物理评论

靳根明

季刊

1007-4627

jcwang@impcas.ac.cn

0931-4969371，4969374

730000

兰州市31号信箱

原子核物理评论/Journal Nuclear Physics ReviewCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是核科学领域的综合性学术刊物，是中国核物理学会会刊。它由中国科学院主管，中国科学院近代物理研究所和中国核物理学会主办，科学出版社出版，国内外公开发行。主要刊登反映本学科及相关交叉学科领域最新进展的评述性文章，及时报道核物理基础研究和应用研究及相关交叉学科研究的最新重要研究成果，增进国内外学术交流，促进核学科的发展及应用。读者对象为：广大科研人员、技术人员、大专院校师生以及工农矿医的有关人员。
正式出版
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    HIRFL-CSR外靶实验终端Veto探测器的刻度

    刘拓琦唐述文孙宇余玉洪...
    453-459页
    查看更多>>摘要：使用宇宙射线对兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)外靶实验终端(ETF)的Veto探测器开展了刻度工作,工作主要分为位置刻度与时间刻度两部分.位置刻度可给出粒子在探测器上的击中位置,时间刻度则能为粒子在探测器上击中时刻的探测建立统一标准.这些信息是剔除入射到中子墙探测器的带电粒子事件的依据,可为中子墙探测器物理目标的实现提供重要支持.在刻度过程中,得到了 Veto探测器的位置分辨半高全宽(FWHM)为2.53 cm,所有单元条时间归一后的时间分辨FWHM为1.09 ns.

    Veto探测器刻度宇宙射线位置分辨时间分辨

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    一种高计数率的能损探测器方案研究

    卢奋华唐述文傅圣威闫铎...
    460-466页
    查看更多>>摘要：正在建设中的强流重离子加速器装置HIAF配备了一条先进的放射性束流线HFRS,建成后将为中国高能放射性核束物理研究提供新的机遇.HFRS的特点是流强极高(初级束流强度1×1011ppp),这对用于粒子鉴别的能损探测器提出了非常高的计数率要求.传统的能损探测器对信号处理一般依次采用电荷灵敏前放、主放大器、ADC的技术路线.该方案存在电子学响应速度较慢、灵活性较差、难以处理高计数率下信号堆积严重等问题.我们对此提出一种新的适用于高计数率的能损探测器方案:以耐辐照的多次取样电离室为能损探测器,优化结构和读出方式提高探测器响应速度,使用快电荷灵敏前放对能损探测器信号初步放大后、直接用波形数字化仪采集波形再进行后续数字算法处理.并利用放射源和束流对该方案进行了验证测试.利用3组分α源测试时,对采集的波形使用数字成形算法处理,能量分辨率(FWHM)可达1.31％.在放射性次级束流线RIBLL2提供300 MeV/u的56Fe束流测试中,采用时间常数τf=2 μs的快电荷灵敏前放在计数率接近1MHz时仍未发生明显堆积.

    HFRS电离室高计数率快电荷灵敏前放波形采样数字成形算法

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    β衰变实验中电子对γ全吸收谱的影响

    华雷明卢飞苏俊谌阳平...
    467-472页
    查看更多>>摘要：β-奥斯陆方法为研究高激发态下的放射性核素性质以及探究从铁到铀的元素核合成过程提供了 一种重要的研究工具.本工作提出了一种新型数据处理技术,旨在消除β衰变电子对β-奥斯陆实验中的子核γ退激衰变探测的影响,从而准确地展开观测到的γ射线光谱.通过运用γ射线与衰变电子的综合探测器响应函数矩阵,将列主元消去法与逐步迭代反解法相结合,确定真实的入射Y光谱.通过模拟和反演计算,证实了所提出方法的可靠性与有效性.

    BGO探测器β-奥斯陆方法Geant4模拟响应函数列主元消去法

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    用于逆运动学(3He,t)电荷交换反应实验探测系统的研制

    何志轩李蒙卜文娟杨贺润...
    473-479页
    查看更多>>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△E-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,并利用激光测试了 TPC的位置分辨,在读出电极平面,位置分辨约为422 μm;在电子漂移方向,位置分辨约为681μm.TPC的性能足以支撑对核反应次级粒子的径迹重建,尤其能够实现较高的散射角分辨.

    探测系统Geant4模拟电荷交换反应

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    多丝结构气体探测器研究

    张春雷曹李刚黄建微张耀锋...
    480-485页
    查看更多>>摘要：多丝结构气体探测器因其具有耐辐射、响应快、灵敏区大、成本低廉、易于建造等优势而被广泛应用于核物理和核技术领域.本工作首先介绍了多丝结构气体探测器的电场计算理论方法,并利用有限元程序ANSYS及探测器模拟程序GARFIELD进行了多丝结构气体探测器漂移区、雪崩放大区的电场优化设计.接着利用GEANT4程序模拟了宇宙射线入射气体探测器的过程,获得了探测器在宇宙μ子入射时对单一事例响应的模拟计算结果,包括脉冲电流、脉冲电压及脉冲波形的积分电荷,并获得了整体的积分电荷统计结果.在此基础上完成了气体探测器的研制,并用于宇宙射线的测试实验,实验结果与模拟结果基本一致.本工作提出的模拟计算方法及实验技术可用于多丝结构气体探测器的优化设计及实验评估.

    多丝结构气体探测器电场计算探测器模拟宇宙射线测量

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    4H-SiC探测器的温度及辐照性能研究

    张耀锋杜园园张春雷曹李刚...
    486-490页
    查看更多>>摘要：针对极端环境下耐高温和耐辐照半导体探测器的研制需求,利用外延层厚度为100 μm的4H-SiC外延片通过欧姆接触和肖特基接触制备成肖特基二极管,封装成肖特基二极管探测器.在25 ℃～150 ℃的环境下,测量探测器的Ⅰ-Ⅴ特性曲线.结果表明,在温度≤105℃时,漏电流曲线变化较小.当偏置电压为-500 V时,温度从25 ℃上升至105 ℃,漏电流的变化率为0.33％/℃.利用北京大学化学系60Co放射源对探测器进行辐照,对比总剂量1Mrad的实验前、实验后的探测器Ⅰ-Ⅴ特性变化.结果表明,辐照前后探测器的漏电流无明显变化.

    SiC探测器漏电流辐照损伤

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    类金刚石碳剥离膜的制备及其寿命研究

    樊启文孟波王华张榕...
    491-497页
    查看更多>>摘要：采用磁过滤阴极真空弧(FCVA)技术,结合交流碳弧(ACCA)技术和松弛技术,制备了～5 μg/cm2的自支撑类金刚石碳(DLC)剥离膜.采用XP2U电子天平测试DLC膜的均匀性.结果显示,在Φ100mm范围内,DLC膜最大不均匀性为8.82％.采用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼(Raman)谱仪和X光电子谱(XPS)仪测试分析DLC膜的微观结构.SEM图像显示,通过双90°过滤后的DLC膜表面光滑,基本不含液滴.Raman光谱显示,DLC膜为典型的非晶DLC膜.XPS能谱显示,DLC膜中的sp3杂化键超过70％.通过北京HI-13串列加速器提供的系列重离子束测试研究DLC剥离膜的寿命.结果显示,松弛后的DLC剥离膜寿命约为松驰前的3倍;对于63Cu-和197Au-离子束(加速电压～9MV、低能端流强～1 μA),DLC剥离膜寿命分别为碳弧碳剥离膜寿命的4倍和13倍;对于107Ag-、70Ge-、48Ti-、28Si-和1271-离子束,DLC剥离膜寿命为碳弧碳剥离膜寿命的2.6～10.0倍,并且离子越重、束流越强,DLC剥离膜的寿命对比碳弧碳剥离膜寿命的优势就越大;DLC剥离膜寿命与基衬偏压有一定关系,目前的测试结果显示,随基衬偏压的加大,剥离膜寿命呈现先升高后降低的大概趋势,-400V左右的基衬偏压下DLC剥离膜寿命最长.

    类金刚石碳剥离膜松弛寿命

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    正电子湮没谱学研究氧离子注入AlN薄膜中缺陷对磁性影响

    叶润叶邦角
    498-503页
    查看更多>>摘要：在氧离子注入的AlN薄膜AlN:O5×1016(剂量为5×1016 cm-2)和AlN:O2×1017(剂量为2×1017 cm-2)中观察到了室温铁磁性.所观察到的磁各向异性表明,氧离子注入的AlN薄膜中铁磁性是本征特性.在垂直于样品平面的外加磁场下,AlN:O5×1016中的饱和磁化强度约为0.68 emu/g,高于AlN:O2×1017中的饱和磁化强度0.09 emu/g.这是由于过高的氧离子剂量使得更多的氧离子占据相邻的Al离子位置,导致了反铁磁耦合的出现.正电子湮没多普勒展宽谱表明在氧离子注入的AlN薄膜中存在大量的Al空位.第一性原理计算表明氧离子注入的AlN薄膜中的铁磁性主要来源于Al空位,而高浓度的Al空位形成双空位或空位团将会使得AlN样品从铁磁性到反铁磁性转变,最终使样品的铁磁性减弱.

    正电子湮没谱学离子注入半导体铁磁性

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    新型融合BEV/BPV信息的高分辨率快速磁共振成像方法

    陈佳赟王小奇覃仕瑞魏然...
    504-509页
    查看更多>>摘要：建立了一种新型融合Beam Eye View(BEV)/Beam Path View(BPV)信息的高分辨率快速磁共振成像方法.选取3例肝转移磁共振引导放疗(MRgRT)患者,采集同一患者使用腹部加压带限制腹部运动(RAM组)的运动管理模式下和自由呼吸(FB组)模式下图像,共计31 200帧.采用邻近肿瘤具有明确边界的血管进行肿瘤位置跟踪,计算其在95％置信区间下的径向矢量运动幅度差异△R95.在BEV/BPV平面上RAM组和FB组在所有分次中的△R95的差异分别为:患者1均小于0.58 mm;患者2高达2.57mm以上;患者3分别为0.71 mm/1.05 mm.结果表明,腹部压迫方案可以有效地减小肿瘤的运动幅度,另外肿瘤运动幅度△R95变化具有完全的个体相关性.该方法也可作为MRgRT技术中肿瘤放疗外放边界缩小的影像基础.

    高分辨率快速MRI成像BEV/BPV信息融合运动幅度比较肝转移患者磁共振引导放疗

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    短程关联对准弹性电子散射的影响

    迟子孟牛清霖刘健
    510-514页
    查看更多>>摘要：核子-核子短程关联是核物理的关键问题之一,它会导致核子动量分布出现高动量尾.本工作首先基于轴向形变相对论平均场模型构建了平均场部分原子核的谱函数,并在此基础上引入了短程关联效应的修正.然后利用谱函数在平面波脉冲近似框架内计算了单举电子散射截面,包括准弹性散射部分和△共振散射部分.特别是在△共振散射区域,通过重新考虑了核子共振态△(1232)的电磁结构,有效地改进了理论计算,使理论散射截面与实验数据很好地吻合.本工作进一步将单举散射截面分为短程关联的贡献和平均场的贡献.研究发现,准弹性峰和△共振峰不仅反映了平均场结构,而且对短程关联信息敏感.最后,本工作提出了一种从实验截面中提取原子核短程关联强度的方法.

    准弹性电子散射短程关联相对论平均场核子动量分布原子核谱函数

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