一、Xγ射线剂量测试及结果处理(论文文献综述)
陈钱[1](2021)在《集成电路瞬态剂量率效应用闩锁和翻转研究》文中研究表明瞬态剂量率效应(Transient Dose Rate Effects,TDRE)是核辐射环境诱发电子信息系统异常的重要方式之一,主要通过半导体器件中辐射感生的瞬态光电流造成器件异常。深入研究器件中瞬态光电流的产生和收集机制,探究其在集成电路中诱发的闩锁和翻转规律并揭示内在机制,探索加固设计思路与方法,可为抗瞬态剂量率效应器件加固设计提供参考和理论依据,为保障核辐射环境中半导体器件正常工作提供支撑。本文把握瞬态光电流这一主线,以单管器件瞬态光电流产生和收集机制研究为前提,进而研究集成电路中瞬态光电流诱发的闩锁效应和翻转效应规律和机制,最后研究器件结构加固抑制瞬态光电流以减缓瞬态剂量率效应。在研究过程中,利用自主搭建的激光模拟瞬态剂量率效应实验装置开展了激光模拟等效性研究,从理论和实验的角度验证了其有效性。针对单管器件开展瞬态剂量率效应光致电流研究,仿真研究金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semicon ductor Field-Effect-Transistor,MOSFET)瞬态剂量率效应光致电流的收集机制以及各因素的影响规律,实验获得二极管的瞬态光电流特征规律。针对静态随机存储器(Static Random Access Memory,SRAM)开展瞬态剂量率效应翻转研究,实验获得其翻转阈值以及不同模式下的翻转规律,通过TCAD仿真研究SR AM的翻转机制,阐明诱发该翻转规律的机制。针对互补金属氧化物半导体(C omplementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)器件开展瞬态剂量率效应闩锁研究,实验获得其翻转阈值以及闩锁电流变化规律,通过HSPICE仿真研究闩锁效应机制,阐明诱发该闩锁电流变化规律的机制。最后提出和设计深阱结构加固方案,并针对有无深阱结构的D类型触发器(D type flip-flop,DFF)链进行初步的试验验证。研究工作获得的主要成果和结论如下:(1)针对激光模拟等效性的研究,基于激光模拟原理和激光辐照物理过程,建立激光等效模拟模型给出等效关系曲线,同时借助“强光一号”加速器开展验证验证,形成了较为成熟的激光实验手段。(2)针对单管器件瞬态光电流的研究表明,MOS管的瞬态光电流是由器件内部PN结耗尽区及其附近的电荷通过漂移扩散机制收集产生。各影响因素均是影响产生或收集过程改变瞬态光电流,辐照剂量会增加电离电荷而加强光电流,电压升高会加强电离电荷收集而加强光电流;温度升高会抑制漂移电流的同时加强扩散电流;阱接触则会通过改变电场电势来影响光电流的收集。二极管的瞬态光电流的总收集电荷量与脉冲激光能量成线性正相关,其瞬态峰值电流受到器件电荷收集能力的影响会存在上限,达到上限后会通过增加收集时间来完成电荷收集。(3)针对SRAM瞬态剂量率翻转的研究结果表明:SRAM瞬态剂量率翻转存在以下三种机制:第一种,瞬态光电流诱使互锁反相器中截止管导通,从而导致SRAM发生翻转;第二种,瞬态光电流诱使两边传输管导通重新写入数据从而导致翻转,会受到位线状态的影响;第三种,瞬态光电流引起大范围的路轨塌陷导致存储信息丢失从而导致翻转,会受到器件“优选状态”的影响。大范围的路轨塌陷引起的翻转会在不同存储模式下导致特殊的翻转规律。对于SRAM单元,不同阱接触会改变其“优选状态”。(4)针对CMOS器件瞬态剂量率闩锁的研究结果表明:器件需要同时满足触发条件和维持条件才能发生闩锁,且器件闩锁后的闩锁电流与供电电压成正相关。基于多路径闩锁机制,瞬态光电流会在器件中引发闩锁路径的切换,从而诱发闩锁电流“窗口”现象。(5)针对阱结构加固方法的研究结果表明,深阱结构能提高器件的抗瞬态剂量率效应能力,增加深阱掺杂能进一步提升抗辐照能力。深阱结构主要是通过与衬底和阱形成新的PN结来影响电荷收集,改变阱电势来调控双极放大电流,实现对瞬态光电流的抑制。实验验证了深阱结构DFF链的翻转阈值和饱和截面更小,表现出更强的抗瞬态剂量率效应能力。
李红霞[2](2021)在《PEEK和PI带电粒子辐照损伤与B4C增强辐射防护》文中认为空间环境中存在着不同种类的带电粒子,会对材料和器件产生不同类型的辐射损伤效应,导致航天器在轨服役出现故障乃至事故。研制轻质、高效的辐射防护材料,是提升航天器外禀性防护的有效途径。聚醚醚酮(PEEK)和聚酰亚胺(PI)具有优异的力学、热学及电学等综合性能,有望成为发展新型聚合物基复合辐射防护材料的基体。深入开展带电粒子辐射效应和机理研究,并以B4C为增强组元,制备B4C/PEEK和B4C/PI聚合物基复合材料,发展轻质、高效的外禀性辐射防护技术,具有重要的科学价值和工程实际意义。本文针对PEEK和PI基体材料分别利用不同能量的电子、质子和重离子辐照,结合小角X射线散射(SAXS)、掠入射(GISAXS)和宽频介电谱仪等微观结构和性能分析方法,深入研究了基体材料的辐射效应和机理。利用SAXS技术,实时分析了拉伸变形时电子辐照前后PEEK的微观结构演化;采用GISAXS技术,研究了质子辐照PEEK晶体损伤效应;基于宽频介电谱仪测试,分析了辐照前后PI材料介电常数变化规律,成功制备了B4C/PEEK和B4C/PI两种复合材料,并对电子、质子、中子及γ射线辐射防护效果进行了评价。研究结果表明,经120keV电子辐照后,PEEK材料的拉伸强度和断裂伸长率均发生一定程度的降低。PEEK内部晶体长周期为15.95 nm,随着拉伸应变的增加晶体的长周期增加,并在拉伸形变后期呈现长周期约为82 nm的晶体。低能电子促进了晶体片晶的转动和裂解。120keV电子辐照使得PEEK材料表面的粗糙度减小,熔融温度和结晶温度向低温移动,结晶度下降,C=O基团含量减小,但没有新的化学基团生成。170keV质子辐照作用下,PEEK表层晶体结构发生的明显变化是由于部分晶区由晶态向非晶态转化,呈现晶区退化效应。经25MeV氧离子辐照后材料表面出现碳化“黑点”,而25MeV硅离子辐照后表面有硅微粒形成。经25MeV氧和硅两种离子辐照后,自由基含量均明显增加。经氧离子辐照后,在冷却结晶峰中产生了次级结晶峰,而硅离子辐照后未出现次级结晶峰。经重离子辐照后,PEEK中均没有形成新的化学基团,仅呈现C=O基团含量下降,C-O基团含量增加。PI材料经1MeV电子、3MeV质子、10MeV质子以及25MeV碳离子辐照后均产生数量较多的自由基,且自由基会发生退火效应。经25MeV碳离子辐照后,自由基含量与原始态相比呈现数量级增高。经不同种类带电粒子辐照后,PI没有产生新的化学基团,但极性基团(C-N键和C=O键)含量减少,非极性基团(C-C键)含量增加。PI材料的介电常数经辐照后降低,且随着辐照注量和测试频率的增加而下降;介电损耗在低频范围内变化不明显,但在测试频率高于104Hz后介电损耗随频率的增加而增加。PI材料的电绝缘性能经辐照后呈现下降趋势。上述结论说明PEEK和PI经带电粒子辐照后发生以电离辐射损伤为主的某种程度降解。利用Geant4模拟设计复合材料,将B4C组元添加到PEEK和PI基体中,分别利用模压成型法和原位合成法制备出不同B4C含量的B4C/PEEK和B4C/PI复合材料。B4C组元与基体结合紧密,且分布均匀没有出现团聚现象。经制备后,两种复合材料中的自由基数量均有明显增多,添加B4C组元时自由基峰位置向左移动和发生宽化。B4C/PEEK的结晶度随着B4C含量增加而下降。B4C/PEEK弯曲强度随B4C组元添加量增加而增加,而断裂伸长率减小。添加B4C组元后,两种复合材料的热稳定性和介电常数增高。B4C/PEEK复合材料的电子和质子防护性能模拟与试验结果相吻合,具有良好的质子辐射防护能力,且B4C添加量越多辐射防护性能越好;随着B4C添加量的增加,B4C/PEEK和B4C/PI复合材料的电子、中子和γ射线辐射防护性能增强;B4C添加量为30wt%时,B4C/PEEK复合材料的γ射线辐射防护性能大体上与金属铝相当。
张强[3](2021)在《聚丙烯的辐照效应以及在医用一次性防护服辐照灭菌中的应用》文中提出聚丙烯(Polypropylene,PP)是一种半结晶热塑性聚合物,具有质轻,耐热,出色的机械加工性能,化学稳定高、耐腐蚀,无毒且可循环利用等特点。它是五大通用塑料之一,广泛用于化学工业、汽车工业、医疗产品和包装材料。但是,PP具有较差的耐老化性、耐候性和耐辐照稳定性。辐照灭菌过程大都暴露在空气中进行,大多数聚合物基材的医疗器械在空气中会出现不同程度的氧化降解,损害产品的性能与安全。研究空气环境下PP的辐照效应,评估辐照裂解与老化对性能的影响,可以为PP基材医疗器械的辐照灭菌工艺参数的设定提供理论参考。本论文研究了在空气中γ射线辐照PP吸收不同剂量后,其结构与性能的变化程度。同时,还选用PP基医用一次性防护服作为研究对象,评估辐照灭菌剂量对其结构与性能的影响。具体研究内容及结果如下:(1)在常温空气环境下,采用γ射线在不同吸收剂量下对PP进行辐照,通过紫外吸收光谱、FT-IR、DSC、TGA、ESR和MFR等表征方法对辐照前后样品的颜色、化学官能团、结晶性能、热稳定性、自由基变化和熔体流动速率等变化进行了测试。研究发现伽马辐照后PP发黄,且随着吸收剂量的增加颜色加深,原因是形成共轭双键等生色基团;FT-IR未能检测出辐照前后化学官能团的明显变化,说明生色基团产额在5%以下;PP熔融温度随吸收剂量增加而逐渐降低,结晶度逐渐减小;吸收剂量增加使PP热稳定性略微降低;辐照后PP中产生烷基自由基与过氧自由基,且自由基浓度依赖吸收剂量增加;伽马辐照增加了PP的熔融指数,PP辐照裂解导致分子量降低。(2)三种医用一次性防护服A、B、C分别为PET/PU、PP/PE、PE材质,经过钴源γ射线辐照,外表面微观形貌没有明显改变,材料表面极性增强,但仍保持疏水性。γ射线辐照灭菌在吸收剂量(≤50 k Gy)范围内对防护服A的拉伸性能影响不大,而防护服B和C的拉伸断裂强力和断裂伸长率随着吸收剂量增加而降低,尤其是防护服B辐照后拉伸性能损失较大。经辐照灭菌的防护服在贮存1个月后拉伸断裂强力和断裂伸长率不同程度变化:PET/PU材质防护服拉伸断裂强力降低11.9%,断裂伸长率略微下降后,稳定在30%左右;PP/PE材质防护服断裂强力下降到40 N左右,断裂伸长率降低到60.5%;PE材质防护服断裂强力和断裂伸长率几乎不随贮存时间变化。PET/PU和PE材质医用一次性防护服辐照灭菌后贮存期可达12个月。PET/PU材质防护服辐照产生的自由基数量少,未能检测到明显的自由基信号。PP/PE和PE材质防护服辐照产生的自由基浓度与吸收剂量正相关,自由基浓度随贮存时间迅速降低,一个月后趋于稳定。经过γ辐照灭菌处理后,PET/PU材质的防护服性能稳定,PE材质的防护服性能较为稳定,而含有PP材质的防护服拉伸性能受吸收剂量和贮存老化的影响较大,伽马辐照灭菌剂量不宜超过20 k Gy,否则性能难以满足国标要求。
朱颜霞[4](2021)在《节旋藻固定烟气CO2的细胞控碳传输和应激抗逆机制研究》文中指出利用节旋藻固定煤化工烟气中超高浓度CO2对于国家发展低碳经济实现碳中和具有重要意义。但是节旋藻对煤化工烟气中99.99%CO2的细胞响应转化机制尚不明晰,微藻细胞对99.99%CO2跨膜运输的传质方式尚未揭示,耐受烟气微量杂质苯酚且保持较高酶活的突变藻株仍然缺乏。本文剖析了煤化工烟气条件下节旋藻细胞内碳酸氢根主动转运和CO2扩散利用的竞争反应机制,通过构建CO2运载剂,核诱变筛选耐受苯酚的正向突变株,调控细胞应激抗逆机制等,显着促进了节旋藻固碳速率。利用转录组学揭示了节旋藻在99.99%CO2条件下的细胞控碳运输模式,碳酸氢根离子的主动转运关键蛋白(BCT1)表达量上调了50%,Na+/H+逆向转运蛋白(Nha S3)表达量上调了34%以维持细胞膜两侧的钠离子梯度,然而CO2分子扩散利用的蛋白复合体(NDH-1)表达量下调了34%。说明藻细胞在煤化工烟气条件下对碳酸氢根离子的主动转运增强以及亲和力提高,但是对CO2分子扩散利用有所限制。此控碳运输模式造成羧酶体活性位点处的碳局部缺乏,在核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶的催化作用下生成氧化副产物磷酸乙醇酸(一种光合抑制剂)。故节旋藻细胞中光呼吸途径整体表达量上调(例如关键酶Ggt上调了82%)用于分解磷酸乙醇酸。藻细胞光反应中最大光能转化效率和实际量子产率分别提高了19.1%和12.0%以提供更多能量。细胞膜结构中脂多糖的合成酶表达量上调,以降低细胞膜的渗透性削弱CO2向细胞内的自由扩散,抵抗细胞外99.99%CO2的逆境压力,同时增加细胞膜的负电荷有助于胞膜结构稳定。设计合成沸石咪唑有机骨架ZIF-8作为藻液中的CO2运载剂,使CO2在藻液中扩散传质以及向碳酸氢根转化得到有效加强。沸石咪唑有机骨架中锌作为不饱和金属活性位点能够吸附CO2分子促进转化为碳酸氢根离子,颗粒尺寸为719 nm的CO2运载剂内孔比表面积为351.8 m2/g,使藻液中碳酸氢根离子浓度提高了72.9%达到133.6 mmo/L。故藻液中无机碳水平提高促进了藻细胞类囊体的表达,使细胞横截面内的类囊体占比增加了1.3倍达到78.3%,为细胞光合作用提供了更多场所;叶绿素a浓度增加了1.1倍,光反应相对电子传递速率增加了9.4%以显着增强光合能力,节旋藻平均固碳速率提高了64.0%达到1.07g/L/d。为了使CO2运载剂在收获生物质时容易分离并实现重复利用,故采用具有磁性的铁基有机骨架MIL-100(Fe)作为改进CO2运载剂,由此痕量浸出的铁离子能够促进捕光色素叶绿素a合成,使节旋藻平均固碳速率提高到1.12 g/L/d。为了提高节旋藻细胞对煤化工烟气中有机杂质苯酚的耐受能力,通过核辐照诱变及定向选育得到耐受苯酚能力强、固碳速率快的高效突变株。该突变株苯酚羟化酶活性比野生藻株提高了25.4%,说明突变株的苯酚降解能力大幅增强;同时突变株内邻苯二酚-1,2-双加氧酶的活性增强了39.5%,而邻苯二酚-2,3-双加氧酶的活性降低了23.8%,说明突变株倾向于通过β-酮己二酸路径降解苯酚,最终使苯酚降解效率提高了34.7%。突变藻株中超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性分别提高了6.1%和39.7%,能够快速消除细胞内苯酚引起的氧化损伤,保持光合片层活性使最大量子产率维持在较高水平。当苯酚浓度为4.2 mg/L时,节旋藻突变株的平均固碳速率比野生藻株提高了22.4%达到0.72 g/L/d;而当苯酚浓度为84 mg/L时,野生藻株几乎丧失了生长固碳能力,突变株固碳速率仍能达到0.51 g/L/d。探究了不同浓度CO2对苯酚降解及细胞代谢的影响机制,三维荧光光谱分析表明:高浓度CO2能够促进节旋藻分泌更多的胞外聚合物。在99.99%CO2条件下节旋藻胞外聚合物中的腐殖酸含量比1%CO2条件下增加了30.8%,其富含羟基、醌基、羧基等多种活性基团,能够有效吸附苯酚限制其向藻细胞内部扩散以营造更适生长环境。同时测得胞外聚合物中的苯酚羟化酶活性增强了112.7%,使得更少苯酚进入藻细胞内从而减轻了氧化应激反应。当苯酚浓度为42 mg/L时,在99.99%CO2条件下节旋藻平均固碳速率比1%CO2条件下提高了35.1%达到0.66 g/L/d。
董文龙[5](2021)在《γ射线剂量仪计量检测系统的开发》文中研究表明计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。γ射线剂量仪计量检测系统的开发,是基于《JJG 2044-2019γ射线空气比释动能计量器具检定系统表》,在实现γ射线剂量仪的量值检定、校准、性能测试等功能的同时,使计量工作更加快捷、安全和准确。γ射线剂量仪计量检测系统由辐照装置、衰减器、运动平台、环境参量剂量仪、标准测量装置、安全装置、读数视频和系统软件组成。其中,优秀的系统软件是整个计量检测系统的核心组成部分,在系统的高效、安全运行中起着重要作用。根据γ射线剂量仪计量检测系统的实际需求,本文设计并实现了系统软件,建立了高度集成的软件平台,为整个系统的高效、安全运行提供系统性的解决方案。本文的主要工作内容如下:第一:为解决γ射线剂量仪计量检测系统的集成控制,本文设计了辐照装置、衰减器、运动平台、环境参量测量仪和安全装置与主程序的交互接口,并在接口约束下实现了各自的控制程序。第二:依据γ射线剂量仪计量检测系统的计量技术要求,以及电离辐射防护与放射源的安全标准,本文设计了γ射线剂量仪计量检测系统的控制软件。实现了系统对辐照装置、衰减器及运动平台的控制,实现了安全装置对放射源工作的逻辑限制,以及环境参量显示、视频显示等系统辅助功能。第三:设计并实现了系统软件对辐照场内空气比释动能分布的仿真计算与可视化显示,快速、准确地为计量检测工作提供准约定真值。第四:设计了软件测试方案,对软件进行了功能测试,达到了γ射线剂量仪计量检测系统开发的设计要求。
刘璐[6](2020)在《γ-AlON陶瓷材料制备及缺陷效应研究》文中提出尖晶石结构氮氧化铝(γ-AlON)是一种新型的结构功能一体化材料,在国防和民需市场均展现了广泛的应用前景。γ-AlON本身为非化学计量化合物,其结构和性能具有显着的组分依赖性,含有丰富的本征缺陷。而这些本征缺陷对材料的服役性能起到了重要影响,研究这些本征缺陷的效应将对γ-AlON的实际应用奠定坚实的基础。特别是γ-AlON透明陶瓷有望成为新一代航天器光学窗口用材料,以满足恶劣、复杂深空服役环境的需求。目前γ-AlON材料的研究大多集中在块体材料制备技术创新、工艺条件优化,而对γ-AlON粉体材料的缺陷效应和块体透明陶瓷在未来深空环境应用中的环境效应还缺乏深入的研究与评估。本论文针对γ-AlON材料的结构特点,从缺陷层面上系统探讨了γ-AlON材料缺陷结构及其效应,为改善γ-AlON材料性能、拓展其应用领域提供理论依据和实践经验。具体研究内容如下:(1)采用高温固相法在1700℃、氮气气氛下合成了Cr3+掺杂的Cr3+:γ-AlON粉体。Cr3+:γ-AlON具有荧光性能,在670 nm、693 nm、720 nm和750 nm处均有发射峰存在。由于基体中存在缺陷,导致了670 nm处存在一组带有“蓝移”的R线。Cr3+的周围空位的存在,导致了720 nm的弱晶格场Cr3+发光和693 nm处强晶格场中的Cr3+发光。750 nm处较宽的发射峰是由氮代氧空位或者氮间隙等缺陷引起的基质发光,发光强度随Cr3+掺杂浓度的增加先增大后减小。(2)以NH4Cl作为烧结助剂,采用高温固相法成功合成了Bi3+:γ-AlON粉体,解决了Bi3+:γ-AlON粉体合成过程中Bi离子易升华的难题。当紫外光照射120 min后,2 mol%掺杂的Bi3+:γ-AlON对MO的降解效率最高,高达78%,比纯γ-AlON(仅25%)高了2.1倍,且降解过程的动力学特征符合一级动力学模型,反应速率可达0.0113 min-1。2 mol%掺杂Bi3+:γ-AlON光生载流子的分离效率的提高,增强了氧化还原能力,使得其光催化性能得以提升。(3)以亚微米AlN和纳米Al2O3为原料,以聚乙烯醇缩丁醛和柠檬酸为有机高聚物碳源兼分散剂,在Al2O3/AlN复合原料粉体表面吸附有机高聚物并经热解得到颗粒表面包覆有纳米碳层的Al2O3/AlN复合粉体,然后在高温氮气中经固相反应合成γ-AlON粉体材料。经过颗粒制备工艺优化,采用三元复合烧结助剂,制备了直径为50 mm,厚度为5 mm的大尺寸γ-AlON透明陶瓷,γ-AlON透明陶瓷在可见光波段透过率达到84.9%,为进一步大尺寸γ-AlON透明陶瓷制备奠定了基础。(4)对γ-AlON透明陶瓷样品开展了模拟空间环境效应实验,包括紫外辐照、高能电子辐照、γ射线辐照和原子氧侵蚀。γ-AlON透明陶瓷表现出具有抗高能电子辐照的性能;但γ射线辐照、紫外辐照和原子氧侵蚀都会导致透明陶瓷透过率下降。经结构分析和系列光谱学分析,阐明了影响γ-AlON晶体光学性能的主要本征缺陷是VAl′′′、ON·以及它们之间形成的缺陷簇。这些缺陷的存在状态显着影响了γ-AlON晶体材料的光学透过性。
林敏,叶宏生,夏文,刘蕴韬,王佳玫,徐长春[7](2020)在《CIAE电离辐射计量技术发展回顾》文中进行了进一步梳理本文回顾了中国原子能科学研究院(CIAE)早期开展的电离辐射计量与测试技术研究及成果、电离辐射一级计量站成立后电离辐射计量体系的建立与完善,以及2000年后电离辐射计量新技术与新方法研究。通过回顾CIAE电离辐射计量技术从满足核工业所需的常规电离辐射计量测试方法到绝对测量新方法研究、极值量计量、动态量计量、特殊环境计量、特殊放射性气体活度计量以及特殊放射性标准物质制备的发展历程,追根溯源,以期进一步提升综合计量保障能力,并在先进计量测试理论与方法、核医学与放射治疗计量、辐射生物计量等方面继续开拓创新,取得更大的进步。
苏凯[8](2020)在《高性能CVD金刚石核探测器及相关电子器件研究》文中研究指明金刚石作为超宽禁带半导体材料,具有超强的抗辐照特性、皮秒级的超快时间响应、极高的热导率、极高的击穿场强,使其成为下一代强辐射场核探测器的理想材料。随着化学气相淀积(CVD)合成金刚石技术的发展,CVD金刚石核探测器在高能粒子探测、强辐照高温环境探测、脉冲场探测等多种应用场合表现出明显优于传统硅基核探测器的性能。金刚石核探测器研究的一个关键问题,是金刚石核探测器的性能不一致性巨大且机理尚不明确,高性能金刚石核探测器的占比很低,在最关键的参数电荷收集效率(CCE)、能量分辨率、电流-电压特性上体现的最为明显,这严重制约了金刚石核探测器的技术进步。除此以外,随着金刚石辐照成像探测需求的增加,迫切需要开发出全集成金刚石像素阵列核探测器,以充分发挥金刚石抗辐照能力强、响应快的优势,这需要在相关金刚石电子器件方面进行持续的研究。目前,国内研制出的金刚石核探测器的性能指标与国外的研究结果还有较大的差距,上升空间巨大,更是迫切需要在基础研究、材料生长、结构优化、制作工艺、机理分析等方面进行更深入的研究,从根本上改善国产金刚石核探测器性能明显落后于国际水平的研究现状。基于上述研究现状,本论文对核探测器的探测原理深入分析,针对金刚石核探测器工作的四个过程,即核辐射的能量沉积、电子空穴对的产生、非平衡载流子的输运、电子空穴对的收集,明确了载流子的输运与收集是制约金刚石核探测器的关键过程。从金刚石材料表征分析、高质量金刚石材料生长、新型核探测器结构、材料特性与性能的相关性方面,利用α粒子与X射线源开展研究并设计制作了高性能金刚石核探测器,同时,研究了与像素阵列核探测器相适应的相关金刚石电子器件。具体的研究内容以及成果如下:1、提出了面向核探测器应用的金刚石材料表征分析方法,实现了高纯高质量CVD单晶材料的生长。根据Type IIa型CVD单晶金刚石多样品的材料表征分析结果和α粒子能谱特性,提出了一种面向高性能CVD金刚石核探测器的材料筛选表征方案,其中PL谱对于杂质种类和含量的探测最为灵敏。基于该研究结果,发展了高质量高纯CVD金刚石生长工艺,采用生长衬底择优选择法、表面H2/O2等离子体刻蚀法一定程度上的降低了外延CVD层的位错密度,提高了结晶质量,XRD(004)面摇摆曲线半高宽仅为46.3 arcsec。利用9N氢气生长工艺、慢速生长法、高压强法抑制等离子球对石英窗口的刻蚀,大幅度的降低了CVD单晶金刚石的杂质含量,室温下的PL光谱结果表明,采用该生长工艺得到的CVD单晶金刚石没有发现任何杂质峰,材料杂质含量接近元素六“电子级”单晶质量。2、在国际上首次提出了一种金刚石表面终端调制核探测器结构,实现了国际一流的电荷收集性能。基于高纯“电子级”CVD单晶金刚石,通过氢等离子体在金刚石表面形成氢终端并与Au结合形成电极,利用RIE刻蚀形成了氧终端绝缘区。通过I-V测试表明该器件实现了优良的欧姆接触特性,当器件的电场强度为1 V/μm时,暗电流仅为7.46×10-13 A/mm2。得益于优良的电极界面特性,该器件对α粒子的能谱特性表明,电子与空穴的CCE展示了高度的一致性,器件对电子和空穴的CCE分别为98.6%与99.01%,对电子和空穴的能量分辨率分别为1.04%与0.76%。同时,脉冲电子束的测试结果表明,器件具有超快的时间响应,仅为347.4 ps。以上结果表明,该器件可以应用于带电粒子谱测量以及高速脉冲甄别。3、揭示了影响金刚石核探测器CCE性能的各种材料特性的作用。通过研究了不同杂质浓度、不同位错密度以及不同厚度的非故意掺杂的Type IIa型CVD单晶金刚石核探测器对α粒子能谱特性,并结合FTIR、XRD、Raman、PL和SIMS分析结果,发现限制金刚石核探测器CCE性能的主要因素是金刚石中的杂质,当氮杂质浓度从5 ppb增大到170 ppb,CCE将从98.7%降低到3.3%,而位错作为典型的晶格缺陷,当位错密度在106~107 cm-2量级时,其影响较小。同时,在我们所测试的厚度范围内(200μm~500μm)单纯地减薄金刚石晶体并不是获得高性能金刚石核探测器的好方法。而且,通过改进CVD单晶金刚石生长工艺,降低材料的杂质含量以及位错密度可以有效的提高金刚石核探测器的CCE。基于“电子级”CVD多晶金刚石核探测器对α粒子的能谱结果表明,多晶金刚石核探测器的电荷收集效率最大值受晶粒尺寸的最大值限制,不能进行有效的能量分辨,无法进行带电粒子能量鉴别。4、实现了CVD金刚石的高增益X射线探测。基于“电子级”金刚石材料,研究了工作于电流模式下的氢氧终端CVD单晶金刚石核探测器对剂量率为0.108~6.157Gy/min的稳态X射线的电流响应。结果表明,由于优良的欧姆接触以及体材料特性,载流子电荷再注入效应增大了探测器对X射线响应的电流增益与特征灵敏度,同时由于抑制了界面的陷阱效应,获得了接近于1的(35)指数,器件在200V(0.66 V/μm)偏压下器件的增益、SNR、特征灵敏度以及(35)指数则分别为151.83、104~106、41.441μC/Gy mm3、1.033±0.014。对于相同工艺下制备的氢氧终端CVD多晶金刚石核探测器,晶粒边界的存在导致了响应电流大幅减小,300V(0.60 V/μm)偏压下器件的增益、SNR、特征灵敏度以及(35)指数则分别为3.92、2×103~105、0.9354μC/Gy mm3、0.978±0.010。5、在国际上首次提出了HZrOx/Al2O3/氢终端金刚石MFISFET新结构,其栅介质用300℃ALD工艺一次制备完成。通过研究器件的电流电压特性表明,该器件在栅压为-10V~10V电压范围下,栅极漏电流小于7.07×10-5 A/cm2,同时蝴蝶结状的C-V特性表明,该器件具有明显的铁电回滞特性。当器件工作在VDS=-0.1 V的线性区时,连续50次的直流循环扫描下,器件展示了明显的顺时针回滞曲线,记忆窗口高达7.3~9.2 V,同时器件的开关比为109。由于HZrOx铁电栅介质的负电容特性,器件的最小SS值为58 m V/decade,器件在线性区的正向扫描阈值电压范围为-5~-3.2V,反向扫描阈值电压范围为2.3~6.0 V,正反向的阈值电压差值(35)Vth与器件的记忆窗口宽度一致。当器件工作在饱和区时,转移特性回滞曲线发生了收缩,此时的Vth分别为-1.58 V与-0.02 V,器件表现出完全的增强型特性,该研究结果表明,氢终端金刚石HZrOx/Al2O3栅介质MFISFET具有高密度集成的优点,在金刚石增强型场效应晶体管、负电容场效应晶体管和恶劣环境存储领域具有潜在的应用前景,这为未来实现金刚石单片全集成的像素阵列探测器提供了新的技术方案,奠定了研究基础。
孙琦[9](2020)在《萤石型锆掺杂氧化铪铁电薄膜的60Co γ射线总剂量辐射效应研究》文中进行了进一步梳理铁电存储器(Fe RAM)是一种以铁电材料作为数据载体的非易失性存储器,因其良好的抗辐射性能,在医疗、航空航天等领域一直备受关注。然而,现有钙钛矿型铁电薄膜材料可微缩性差、与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺不兼容,使得Fe RAM的集成工艺复杂、存储容量小,限制了Fe RAM的大规模应用。萤石型氧化铪基铁电薄膜(FE-Hf O2)是一种与CMOS工艺高度兼容的新型铁电材料,且厚度薄至3 nm以下仍能保持铁电性,为研制高密度、抗辐射Fe RAM带来了转机。然而,关于FE-Hf O2辐射效应的研究鲜有报道。另外,研究表明不同晶体结构铁电材料的抗辐射性能存在一些差异。基于此,本论文首先制备出电学性能较符合Fe RAM应用的锆掺杂氧化铪(HZO)铁电薄膜;并对制备的HZO铁电薄膜的总剂量辐射效应进行系统地研究。主要研究内容和结果包括:(1)基于Fe RAM的应用要求,采用原子层沉积(ALD)方法制备Ti N/HZO铁电薄膜/Ti N铁电电容,对不同Zr O2:Hf O2比例、退火条件和厚度等关键工艺条件下HZO铁电薄膜的电学性能进行详细地分析。结果表明,厚度为12 nm、退火条件为550℃/1 min和Zr O2:Hf O2比例为5:5时的HZO铁电薄膜各项电学性能相对较好:工作电压为3 V时,平均剩余极化值高达10μC/cm2、平均矫顽场为1.2MV/cm、相对介电常数为20、漏电流密度约为10-5A/cm2,在高密度Fe RAM应用中展现出相对优势。(2)系统地研究60Coγ射线辐射对HZO铁电薄膜电学性能和微观结构的影响。结果表明,当HZO铁电薄膜厚度由20 nm缩小至12 nm时,60Coγ射线辐射对其电学性能的影响也随之减弱,这表明抗辐射HZO基Fe RAM的可微缩性。经历高达10 Mrad(Si)剂量辐射后,厚度为12 nm的HZO铁电薄膜剩余极化值仅下降5%、相对介电常数减小0.04%;且表面形貌、局部电畴翻转、漏电流特性、保持性能以及抗疲劳性能等均未发生明显变化。这表明HZO铁电薄膜在高辐射剂量环境下具有较高的稳定性。
胡浪[10](2020)在《双模宽量程伽马辐射无线监测系统研制》文中提出随着全球能源与环境问题日益突出,核能的开发与利用逐步扩大,那么核能利用带来的辐射问题是我们必须面临的。为此,许多国家相继建立了全国范围内的核设施环境辐射连续监测系统,我国也有相应的环保部门及单位。目前国内外在环境辐射剂量连续监测系统中采用的探测器测量量程范围较窄,难以满足核设施正常运行与事故监测兼顾的要求。针对当前核辐射监测仪器的量程不足和现场测量的需求,结合对当前国内外市场的核辐射监测仪器的调研,依据微电子技术的发展,本文设计了一种适用于核设施环境的宽量程无线组网通信的区域辐射监测系统。区域辐射监测系统由环境参数监测终端、组网通信设施、区域辐射监测服务站三个部分组成。环境参数监测终端有环境辐射剂量监测终端、氢气浓度监测终端、臭氧浓度监测终端等,其中环境辐射剂量监测终端以Na I(Tl)闪烁体配以强耐辐照能力的快速型光电倍增管作为前端探测器,后级采用电压脉冲甄别测量与累积电流测量相配合的测量方法,在环境级辐射剂量监测时选用脉冲计数测量,在高剂量监测时采用累积电流测量,因此可在8个量程范围内获得较高精度的剂量测量结果,并配有无线通信模块,具备网络通信功能。系统采用基于Wi Fi无线的组网通信方式,通过电力猫、中继器等组网设施实现了大覆盖面积组网通信。系统采用工控机作为区域服务站,配以专用的辐射监测软件,实现实时辐射监控。实际测试结果表明:该宽量程辐射剂量监测系统能够在8个量程的辐射剂量率范围内实现监测,并具备声光报警功能,可适用于60Co辐照厂中辐照井外剂量监测等应用场合。
二、Xγ射线剂量测试及结果处理(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Xγ射线剂量测试及结果处理(论文提纲范文)
(1)集成电路瞬态剂量率效应用闩锁和翻转研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 辐射环境和辐射效应 |
1.2.1 空间辐射环境和辐射效应 |
1.2.2 核辐射环境及其损伤模式 |
1.2.3 小结 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 国内外相关研究 |
1.3.2 国内外研究的趋势和不足 |
1.4 本文的研究意义 |
1.5 本文的内容安排 |
第2章 实验装置和仿真工具 |
2.1 加速器模拟装置-西北核技术研究所 |
2.2 脉冲激光模拟瞬态剂量率效应辐照装置 |
2.3 计算机数值模拟工具 |
2.3.1 器件级仿真方法 |
2.3.2 电路级仿真方法 |
2.4 小结 |
第3章 单管器件瞬态光电流研究和激光模拟等效性研究 |
3.1 65nm MOS管的瞬态光电流研究 |
3.1.1 65nm MOS管仿真建模 |
3.1.2 65nm MOS管瞬态光电流收集机制研究 |
3.1.3 65nm MOS管瞬态光电流影响因素研究 |
3.2 二极管的瞬态光电流研究 |
3.2.1 实验对象和方法 |
3.2.2 实验结果与分析 |
3.3 激光模拟等效性研究 |
3.3.1 器件瞬态剂量率效应激光模拟原理 |
3.3.2 γ射线的瞬态剂量率效应脉冲激光等效模拟模型 |
3.3.3 模型主要参数的测量方法 |
3.3.4 等效模型的实验验证 |
3.4 小结 |
第4章 集成电路瞬态剂量率效应翻转机制研究 |
4.1 SRAM翻转阈值研究 |
4.1.1 实验对象和实验方案 |
4.1.2 实验结果和规律分析 |
4.2 SRAM翻转规律研究 |
4.2.1 实验对象和实验方案 |
4.2.2 实验结果和规律分析 |
4.3 SRAM翻转机制研究 |
4.3.1 翻转机制分析 |
4.3.2 SRAM6 管单元TCAD仿真建模 |
4.3.3 SRAM6 管单元TCAD仿真结果与分析 |
4.4 实验结果分析 |
4.5 小结 |
第5章 集成电路瞬态剂量率效应闩锁机制研究 |
5.1 集成电路瞬态剂量率效应闩锁阈值研究 |
5.1.1 实验对象和实验方案 |
5.1.2 实验结果与分析 |
5.2 瞬态剂量率效应闩锁电流实验研究 |
5.3 瞬态剂量率效应闩锁电流窗口现象的机制分析 |
5.4 闩锁机制电路仿真研究 |
5.4.1 闩锁机制研究 |
5.4.2 多路径闩锁机制研究 |
5.5 小结 |
第6章 集成电路瞬态剂量率效应加固研究 |
6.1 器件瞬态剂量率效应阱结构加固研究 |
6.1.1 CMOS反相器TCAD仿真建模 |
6.1.2 阱结构对CMOS反相器瞬态剂量率效应的影响规律 |
6.1.3 阱结构对CMOS反相器瞬态剂量率效应的机制研究 |
6.2 阱结构对瞬态剂量率效应加固效果验证 |
6.2.1 实验对象和实验方案 |
6.2.2 实验结果与分析 |
6.3 小结 |
第7章 总结和展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(2)PEEK和PI带电粒子辐照损伤与B4C增强辐射防护(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 PEEK和PI航天器应用现状与动向 |
1.3 PEEK和PI辐射效应研究进展 |
1.3.1 空间带电粒子特点 |
1.3.2 PEEK辐射效应 |
1.3.3 PI辐射效应 |
1.4 聚合物基辐射防护复合材料发展现状 |
1.5 相关研究存在的问题 |
1.6 研究目的和主要研究内容 |
第2章 试验材料和测试方法 |
2.1 试验材料体系 |
2.2 辐照试验源及辐照条件选择 |
2.2.1 带电粒子辐照试验源选择 |
2.2.2 辐照试验条件 |
2.3 带电粒子辐射效应模拟计算方法 |
2.3.1 SRIM程序模拟计算 |
2.3.2 Geant4程序模拟计算 |
2.4 微观结构与性能测试方法 |
2.4.1 微观结构测试方法 |
2.4.2 辐射防护特性测试方法 |
2.4.3 性能测试方法 |
第3章 PEEK不同带电粒子辐射效应及损伤机理 |
3.1 PEEK低能电子辐射损伤行为 |
3.1.1 低能电子辐射损伤能力分析 |
3.1.2 微观结构损伤特征 |
3.1.3 低能电子辐照PEEK原位拉伸行为 |
3.1.4 低能电子辐照PEEK微观结构演化机理 |
3.2 PEEK低能质子辐照损伤行为 |
3.2.1 低能质子辐射损伤能力分析 |
3.2.2 表面形貌损伤特征 |
3.2.3 低能质子辐照PEEK损伤分析 |
3.3 PEEK重离子辐射损伤行为 |
3.3.1 重离子辐射损伤能力分析 |
3.3.2 微观结构损伤特征 |
3.3.3 重离子辐照对PEEK损伤分析 |
3.4 PEEK不同类型带电粒子辐射损伤讨论 |
3.5 本章小结 |
第4章 PI带电粒子辐射损伤及介电极化机理 |
4.1 带电粒子辐射损伤能力分析 |
4.2 不同类型带电粒子辐照PI介电极化特征 |
4.2.1 介电常数 |
4.2.2 介电损耗 |
4.2.3 绝缘电阻 |
4.3 不同类型带电粒子辐照PI损伤行为 |
4.3.1 自由基演化 |
4.3.2 基团结构特征 |
4.3.3 化学组分分析 |
4.3.4 力学性能退化 |
4.4 不同类型带电粒子辐射损伤机制 |
4.5 本章小结 |
第5章 B_4C/PEEK和B_4C/PI辐射防护复合材料制备及表征 |
5.1 辐射防护复合材料模拟计算与设计 |
5.1.1 不同类型材料防护效果计算与基体选择 |
5.1.2 复合材料防护效果计算与增强组元选择 |
5.1.3 B_4C/PEEK和B_4C/PI防护效果计算 |
5.2 B_4C/PEEK和B_4C/PI复合材料制备 |
5.2.1 B_4C/PEEK复合材料制备 |
5.2.2 B_4C/PI复合材料制备 |
5.3 B_4C/PEEK和B_4C/PI复合材料微观结构特征 |
5.3.1 组织形貌分析 |
5.3.2 自由基演化 |
5.3.3 物相分析 |
5.4 B_4C/PEEK和B_4C/PI材料性能特征 |
5.4.1 热学性能 |
5.4.2 力学性能 |
5.4.3 介电性能 |
5.5 不同粒子辐射防护效果分析 |
5.5.1 电子辐射防护效果 |
5.5.2 质子辐射防护效果 |
5.5.3 中子辐射防护效果 |
5.5.4 γ射线辐射防护效果 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得创新性成果 |
致谢 |
个人简历 |
(3)聚丙烯的辐照效应以及在医用一次性防护服辐照灭菌中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 聚丙烯材料简介与应用 |
1.1.1 简介 |
1.1.2 PP材料的应用 |
1.2 聚丙烯的辐照效应 |
1.2.1 辐照效应原理 |
1.2.2 聚丙烯的辐照降解 |
1.2.3 PP辐照效应的应用 |
1.3 本课题研究目的及意义 |
1.4 本课题研究内容及创新点 |
第2章 聚丙烯的伽马辐照效应 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 原料与试剂 |
2.2.2 实验设备和仪器 |
2.2.3 样品处理 |
2.2.4 测试和表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 PP伽马辐照后颜色的变化 |
2.3.2 PP伽马辐照后化学官能团的变化 |
2.3.3 PP伽马辐照后熔点和结晶度的变化 |
2.3.4 PP伽马辐照后热稳定性的变化 |
2.3.5 PP伽马辐照后自由基的变化 |
2.3.6 PP伽马辐照后熔体流动速率的变化 |
2.4 本章小结 |
第3章 医用一次性防护服的伽马辐照效应研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要原料 |
3.2.2 实验设备和仪器 |
3.2.3 样品处理 |
3.2.4 测试和表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 防护服不同层面材料分子结构红外光谱测试 |
3.3.2 伽马辐照对医用防护服表面形貌的影响 |
3.3.3 伽马辐照对防护服亲水性的影响 |
3.3.4 伽马辐照对医用性防护服断裂强力和断裂伸长率的影响 |
3.3.5 老化时间对医用一次性防护服断裂强力和断裂伸长率的影响 |
3.3.6 不同吸收剂量下防护服样品中自由基变化 |
3.4 本章小结 |
第4章 总结与展望 |
4.1 总结 |
4.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间学术论文发表情况 |
(4)节旋藻固定烟气CO2的细胞控碳传输和应激抗逆机制研究(论文提纲范文)
致谢 |
前言 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 微藻固定煤化工厂烟气CO_2的背景意义 |
1.2 微藻固定煤化工烟气CO_2的国内外研究现状 |
1.2.1 微藻细胞对高浓度CO_2的耐受能力 |
1.2.2 无机碳进入微藻细胞的跨膜运输途径 |
1.2.3 CO_2吸附剂促进微藻固碳 |
1.3 微藻耐受煤化工烟气杂质的国内外研究现状 |
1.3.1 诱变筛选耐受型藻株的技术路线 |
1.3.2 烟气杂质的生物降解机理 |
1.4 本文的研究目的和内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 研究内容 |
2 实验设备与方法 |
2.1 藻种和培养基 |
2.2 实验仪器设备 |
2.3 分析测试方法 |
2.3.1 藻液中无机盐成分的定量测试 |
2.3.2 藻细胞色素含量的分析测试 |
2.3.3 节旋藻转录组分析 |
2.3.4 细胞表面分形维数的计算 |
2.3.5 诱变筛选节旋藻突变株 |
2.3.6 苯酚降解及细胞抗逆关键酶的活性测定 |
2.3.7 节旋藻胞外聚合物的提取方法 |
2.3.8 节旋藻生长固碳及生物质成分测试 |
3 节旋藻在 99.99% CO_2条件下的细胞控碳运输及代谢响应 |
3.1 引言 |
3.2 实验方案 |
3.3 节旋藻在 99.99% CO_2条件下的细胞控碳运输模式 |
3.3.1 节旋藻对碳酸氢根离子的主动转运增强 |
3.3.2 节旋藻对CO_2分子的扩散利用削弱 |
3.4 光呼吸途径增强分解超高碳引发的氧化副产物 |
3.5 光反应量子产率增加为细胞供应更多能量 |
3.6 细胞膜形态及成分对超高碳条件的响应机制 |
3.7 本章小结 |
4 沸石咪唑有机骨架ZIF-8 促进CO_2分子向碳酸氢根离子转化 |
4.1 引言 |
4.2 实验方案 |
4.2.1 沸石咪唑有机骨架ZIF-8 制备CO_2运载剂 |
4.2.2 沸石咪唑有机骨架ZIF-8 促进节旋藻固碳的测试方法 |
4.3 沸石咪唑有机骨架ZIF-8 吸附CO_2转化为碳酸氢根离子 |
4.3.1 ZIF-8 煅烧时间对CO_2转化为碳酸氢根的影响 |
4.3.2 ZIF-8 颗粒尺寸对CO_2转化为碳酸氢根的影响 |
4.4 ZIF-8 促进节旋藻在 99.99% CO_2条件下的光合固碳 |
4.4.1 ZIF-8 煅烧时间对节旋藻光合固碳速率的影响 |
4.4.2 ZIF-8 颗粒尺寸对节旋藻光合固碳速率的影响 |
4.5 本章小结 |
5 铁基有机骨架MIL-100(Fe)储存缓释CO_2促进节旋藻固碳 |
5.1 引言 |
5.2 实验方案 |
5.2.1 煅烧铁基有机骨架MIL-100(Fe)制备CO_2运载剂 |
5.2.2 铁基有机骨架MIL-100(Fe)促进节旋藻固碳的测试方法 |
5.3 铁基有机骨架MIL-100(Fe)提高藻液无机碳水平 |
5.4 微量浸出的铁离子促进捕光色素叶绿素a的合成 |
5.5 无机碳水平影响细胞尺寸形态促进节旋藻生长固碳 |
5.6 本章小结 |
6 核诱变提高节旋藻的苯酚耐受及光合固碳能力 |
6.1 引言 |
6.2 实验方案 |
6.3 核诱变选育耐受煤化工烟气有机杂质苯酚的节旋藻突变株 |
6.4 突变株细胞内降解苯酚的关键酶活性增强 |
6.5 突变株抗氧化能力增强快速消除苯酚引起的活性氧 |
6.6 突变株的光合生长特性及固碳生物质分析 |
6.7 本章小结 |
7 高浓度CO_2促进节旋藻分泌更多胞外聚合物减轻胞内苯酚毒性 |
7.1 引言 |
7.2 实验方案 |
7.3 高浓度CO_2促进分泌更多胞外聚合物阻碍苯酚进入细胞 |
7.4 节旋藻细胞外的苯酚降解能力提高 |
7.5 节旋藻细胞内苯酚引起的氧化损伤减轻 |
7.6 节旋藻细胞降解苯酚过程中的光合特性 |
7.7 本章小结 |
8 全文总结 |
8.1 研究成果 |
8.2 主要创新点 |
8.3 工作不足与展望 |
参考文献 |
作者简历 |
(5)γ射线剂量仪计量检测系统的开发(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 选题在理论研究和实际应用方面的意义和价值 |
1.4 论文的主要工作内容 |
1.5 论文的结构安排 |
第二章 γ射线剂量仪计量检测系统的需求分析 |
2.1 γ射线剂量仪 |
2.1.1 γ射线剂量仪介绍 |
2.1.1.1 γ射线剂量仪结构 |
2.1.1.2 γ射线剂量仪工作原理 |
2.1.1.3 γ射线剂量仪的主要技术要求 |
2.1.1.4 γ射线剂量仪质量控制与要求 |
2.1.2 γ射线剂量仪计量检测的基本流程 |
2.1.2.1 相对固有误差 |
2.1.2.2 示值重复性 |
2.1.2.3 能量响应 |
2.2 系统集成的可行性分析 |
2.2.1 辐照装置控制的集成 |
2.2.2 运动平台控制的集成 |
2.2.3 环境参数的实时采集 |
2.2.4 安全装置信号的采集与处理 |
2.2.5 建立标准辐射场的可行性 |
2.3 功能需求分析 |
2.3.1 解决的物理问题 |
2.3.2 程序框架 |
2.3.3 通讯接口协议与数据交换 |
2.3.4 参数初始化设置 |
2.3.5 数据处理模块 |
2.3.6 数据和状态的显示 |
2.4 性能需求分析 |
2.5 可测试基本步骤 |
2.6 本章小结 |
第三章 γ射线剂量仪计量检测系统的硬件设计与实现 |
3.1 检测系统的整体结构设计 |
3.2 辐照器及辐照器控制器 |
3.2.1 辐照器的结构设计 |
3.2.2 辐照器控制器 |
3.3 运动平台和运动平台控制器 |
3.3.1 运动平台的结构设计 |
3.3.2 运动平台控制器 |
3.4 温度测量 |
3.4.1 温度测量技术 |
3.4.2 温度测量电路设计 |
3.5 气压测量 |
3.5.1 压力传感器的基本概念 |
3.5.2 压力测量电路 |
3.6 防护门状态检测 |
3.7 红外检测 |
3.8 系统的通讯设计 |
3.8.1 串口通讯 |
3.8.2 USB通讯 |
3.9 标准辐射场的模型建立 |
3.9.1 模型建立的理论基础 |
3.9.1.1 γ辐射场的空间分布理论 |
3.9.1.2 γ射线场的时间分布理论 |
3.9.1.3 标准辐射场的数学模型 |
3.9.1.4 标准测量装置的工作原理 |
3.9.2 标准数据的测试 |
3.9.3 计算机软件的仿真计算 |
3.10 本章小结 |
第四章 γ射线剂量仪计量检测系统的软件设计与实现 |
4.1 计量检测控制系统的设计目标 |
4.2 总体框架设计 |
4.3 计量检测系统详细设计 |
4.3.1 系统模块与功能的设计 |
4.3.2 检测系统逻辑设计 |
4.4 下位机采集系统软件 |
4.4.1 编程开发语言 |
4.4.2 系统集成开发环境 |
4.4.3 软件总体构架 |
4.5 上位机计量检测系统软件 |
4.5.1 上位机计量检测系统软件的总体结构 |
4.5.2 通讯接口设计和数据协议 |
4.5.2.1 通讯接口设计 |
4.5.2.2 数据协议设计 |
4.5.3 测量和控制逻辑 |
4.5.4 物理参数的采集、修正和计算 |
4.5.5 环境参数的显示 |
4.5.6 数据采集和硬件控制处理的多线程设计 |
4.5.7 剂量结果的显示 |
4.5.8 软件用户的授权管理 |
4.6 本章小结 |
第五章 系统的应用和测试 |
5.1 功能测试 |
5.1.1 环境条件测量测试 |
5.1.2 放射源控制测试 |
5.1.3 位置控制测试 |
5.1.4 安全显示测试 |
5.1.5 放射剂量显示测试 |
5.1.6 安全联锁功能测试 |
5.2 性能测试 |
5.2.1 空气比释动能 |
5.2.2 装源数量 |
5.2.3 运动平台误差 |
5.2.4 最小分度值 |
5.2.5 均匀场 |
5.2.6 散射贡献率 |
5.3 应用测试 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论 |
6.1 总结 |
6.2 工作展望 |
6.2.1 系统优化 |
6.2.2 系统移植 |
致谢 |
参考文献 |
(6)γ-AlON陶瓷材料制备及缺陷效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 γ-AlON的结构与缺陷 |
1.2.1 γ-AlON的晶体结构 |
1.2.2 γ-AlON中的缺陷效应 |
1.3 γ-AlON粉体材料的研究进展 |
1.3.1 γ-AlON粉体的制备方法 |
1.3.2 γ-AlON粉体的荧光和催化性质 |
1.4 γ-AlON块体透明陶瓷材料的研究进展 |
1.4.1 γ-AlON块体陶瓷材料的制备方法 |
1.4.2 γ-AlON透明陶瓷的典型空间应用环境 |
1.5 本论文研究内容和创新点 |
1.5.1 本论文研究内容 |
1.5.2 本论文创新点 |
第2章 实验方法与表征 |
2.1 实验试剂 |
2.2 实验仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 前驱体γ-Al_2O_3纳米粉体制备 |
2.3.2 γ-AlON粉体的制备 |
2.3.3 γ-AlON透明陶瓷材料的制备 |
2.4 分析与表征 |
2.4.1 物相分析(XRD) |
2.4.2 扫描电子显微镜测试(SEM) |
2.4.3 透射电子显微镜测试(TEM) |
2.4.4 差热-热重测试(TGA-DSC) |
2.4.5 紫外-可见分光光度测试(UV-Vis) |
2.4.6 X射线光电子能谱测试(XPS) |
2.4.7 光致发光性能测试(PL) |
2.4.8 比表面积测定(BET) |
2.4.9 光电化学测试 |
2.4.10 降解率及反应动力学性能测试 |
2.4.11 空间环境模拟辐照试验 |
第3章 Cr~(3+):γ-AlON粉体的制备及荧光性能 |
3.1 引言 |
3.2 Cr~(3+):γ-Al_2O_3 粉体的制备与结构 |
3.2.1 Cr~(3+):γ-Al_2O_3 粉体的制备过程 |
3.2.2 Cr~(3+):γ-Al_2O_3 粉体的结构分析 |
3.3 Cr~(3+):γ-AlON粉体的制备与结构 |
3.3.1 AlN原料的显微结构与物相表征 |
3.3.2 Cr~(3+):γ-AlON粉体的制备过程 |
3.3.3 Cr~(3+):γ-AlON粉体的结构与形貌 |
3.4 Cr~(3+):γ-AlON粉体的荧光性能 |
3.5 本章小结 |
第4章 Bi~(3+):γ-AlON粉体的制备及光催化性能 |
4.1 引言 |
4.2 Bi~(3+):γ-AlON粉体的制备与结构 |
4.2.1 烧结助剂对Bi~(3+):γ-Al_2O_3 粉体的影响 |
4.2.2 Bi~(3+)浓度对Bi~(3+):γ-AlON粉体结构的影响 |
4.3 Bi~(3+):γ-AlON粉体的光催化性能 |
4.4 Bi~(3+):γ-AlON粉体的缺陷形式及电荷分离行为 |
4.4.1 Bi~(3+):γ-AlON粉体的孔结构 |
4.4.2 Bi~(3+):γ-AlON粉体的化学元素状态 |
4.4.3 Bi~(3+):γ-AlON粉体的能级结构 |
4.4.4 Bi~(3+):γ-AlON粉体的电荷分离行为 |
4.5 本章小结 |
第5章 γ-AlON透明陶瓷粉体制备与热等静压烧成 |
5.1 引言 |
5.2 γ-AlON粉体的制备 |
5.2.1 γ-AlON粉体的制备过程 |
5.2.2 PVB对 γ-AlON粉体的影响 |
5.2.3 分散剂对γ-AlON粉体的影响 |
5.2.4 球磨时间对γ-AlON粉体的影响 |
5.3 γ-AlON透明陶瓷块体材料的制备 |
5.3.1 Y_2O_3-MgO基复合烧结助剂对烧结性能的影响 |
5.3.2 两种复合烧结助剂的性能比较 |
5.3.3 块体材料的显微结构表征 |
5.4 大尺寸γ-AlON透明陶瓷的制备及性能 |
5.5 γ-AlON透明陶瓷烧成机理分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 γ-AlON透明陶瓷空间环境效应 |
6.1 引言 |
6.2 γ-AlON透明陶瓷的空间环境效应 |
6.2.1 近紫外辐照损伤 |
6.2.2 电子辐照效应 |
6.2.3 质子辐照效应 |
6.2.4 原子氧效应 |
6.3 γ-AlON透明陶瓷的正电子湮没效应 |
6.4 γ-AlON透明陶瓷的缺陷发光分析 |
6.5 γ-AlON透明陶瓷缺陷结构分析 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(7)CIAE电离辐射计量技术发展回顾(论文提纲范文)
1 早期电离辐射计量与测试技术研究 |
1.1 放射性活度计量测试 |
1.2 辐射剂量计量测试 |
1.3 中子计量测试 |
2 电离辐射计量体系建立与完善 |
2.1 放射性活度计量 |
1) 4πβ-γ符合与反符合活度计量 |
2) 2πα、2πβ表面发射率计量 |
3) 放射性气体活度计量 |
4) 闪烁法活度计量 |
5) 低水平γ核素活度计量 |
6) 氡活度计量 |
7) 高能γ射线效率刻度 |
8) 放射性标准溶液和标准源研制 |
2.2 辐射剂量计量 |
1) X射线照射量计量 |
2) γ射线比释动能计量 |
3) β射线吸收剂量计量 |
4) γ射线和电子束吸收剂量计量 |
5) X、γ辐射剂量当量计量 |
2.3 中子计量 |
1) 中子注量计量 |
2) 中子源强度计量 |
3) 快中子吸收剂量计量 |
4) 标准截面测量 |
5) 中子能量测量 |
3 电离辐射计量新技术与新方法研究 |
3.1 绝对测量新技术研究 |
1) 数字符合技术 |
2) 双4π符合活度计量 |
3) 三管-双管符合活度计量 |
4) 小立体角氡活度计量 |
3.2 极值量计量技术研究 |
1) 短寿命核素参数计量 |
2) 高水平活度计量 |
3) 超低水平γ核素活度计量 |
4) 超低本底α核素活度计量 |
5) 低能光子计量 |
6) 高能X射线计量 |
7) 低keV能区中子计量研究 |
3.3 特殊放射性气体活度计量技术研究 |
1) 放射性气溶胶活度计量 |
2) 放射性碘活度计量 |
3) 气载氚活度计量 |
3.4 动态量计量技术研究 |
3.5 特殊环境计量技术研究 |
3.6 特殊放射性标准物质制备 |
1) 放射性废物桶标准源制备 |
2) 大面积标准源制备与定值 |
3) 磁流体动力学电沉积法制备高分辨α标准源 |
4) 模拟放射性气溶胶滤膜源制备 |
5) 放射性气体模拟源制备 |
4 展望 |
(8)高性能CVD金刚石核探测器及相关电子器件研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号对照表 |
缩略语对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 金刚石材料特性、应用及分类 |
1.1.1 金刚石物理特性和应用 |
1.1.2 金刚石材料的分类 |
1.2 CVD金刚石核探测器研究背景 |
1.2.1 金刚石制作核探测器优势 |
1.2.2 CVD金刚石材料的生长 |
1.3 CVD金刚石核探测器国内外研究现状 |
1.3.1 国外发展现状 |
1.3.2 国内发展现状 |
1.3.3 金刚石核探测器的发展趋势 |
1.4 本文研究目标和内容安排 |
第二章 核辐射与核探测器相互作用机理 |
2.1 常见射线类型与放射源 |
2.2 探测器与核辐射的相互作用机理 |
2.2.1 核探测器与α粒子的相互作用机理 |
2.2.2 核探测器与X/γ射线的相互作用机理 |
2.2.3 X/γ射线的吸收与辐射剂量学 |
2.3 金刚石核探测器的工作原理 |
2.4 本章小结 |
第三章 金刚石材料的表征分析与单晶生长 |
3.1 核探测器的载流子输运 |
3.2 金刚石样品选型 |
3.3 金刚石的非破坏性表征分析 |
3.3.1 FTIR-金刚石类型甄别 |
3.3.2 拉曼光谱 |
3.3.3 PL光谱 |
3.3.4 XRD-结晶质量分析 |
3.4 高质量CVD单晶金刚石材料生长 |
3.4.1 CVD金刚石生长设备 |
3.4.2 生长优化 |
3.4.3 生长过程 |
3.4.4 生长材料表征 |
3.5 本章小结 |
第四章 CVD金刚石核探测器的阿尔法粒子响应特性研究 |
4.1 探测器的能谱特性参数与测试方法 |
4.1.1 电荷收集效率 |
4.1.2 能量分辨率 |
4.1.3 暗电流 |
4.1.4 时间响应特性 |
4.1.5 结构参数 |
4.1.6 测量方法 |
4.2 高性能氢氧终端CVD单晶金刚石核探测器 |
4.2.1 引言 |
4.2.2 器件结构设计与制备 |
4.2.3 暗电流与能谱特性 |
4.2.4 时间特性 |
4.2.5 结论 |
4.3 体材料特性对CVD金刚石核探测器性能影响研究 |
4.3.1 引言 |
4.3.2 材料选取 |
4.3.3 单晶金刚石核探测器 |
4.3.4 多晶金刚石的能谱特性 |
4.4 本章小结 |
第五章 金刚石核探测器的X射线响应研究 |
5.1 性能参数与测试方法 |
5.1.1 性能参数 |
5.1.2 测试方法 |
5.2 氢氧终端CVD单晶金刚石核探测器对X射线响应 |
5.2.1 引言 |
5.2.2 器件制作与电流电压特性 |
5.2.3 器件的电流时间响应特性 |
5.2.4 分析与讨论 |
5.3 氢氧终端CVD多晶金刚石核探测器对X射线响应 |
5.3.1 器件制作与电流电压特性 |
5.3.2 器件的电流时间响应特性 |
5.3.3 分析与讨论 |
5.4 本章小结 |
第六章 金刚石HfZrO_x/Al_2O_3介质MEISFET器件研究 |
6.1 引言 |
6.2 介质优化 |
6.2.1 HfZrO_x/Al_2O_3叠层栅介质 |
6.2.2 介质层厚度优化 |
6.3 器件工艺与特性分析 |
6.3.1 器件工艺流程 |
6.3.2 器件特性分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(9)萤石型锆掺杂氧化铪铁电薄膜的60Co γ射线总剂量辐射效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 抗辐射铁电存储器的重大需求与发展瓶颈 |
1.1.1 铁电存储器的空间应用需求 |
1.1.2 铁电存储器的存储原理及单元结构 |
1.1.3 基于钙钛矿型铁电薄膜的铁电存储器面临的挑战 |
1.1.4 萤石型氧化铪基铁电薄膜的天然优势与重要应用潜力 |
1.2 总剂量辐射效应是影响抗辐射铁电存储器应用的关键问题 |
1.2.1 总剂量辐射效应概述 |
1.2.2 不同晶体结构铁电薄膜材料的总剂量辐射效应差异 |
1.2.3 氧化铪基铁电薄膜的总剂量辐射效应研究进展 |
1.3 本论文的选题依据和研究内容 |
1.3.1 本论文的选题依据 |
1.3.2 本论文的研究内容 |
第2章 锆掺杂氧化铪铁电薄膜的ALD制备与~(60)Coγ射线总剂量辐射试验方法 |
2.1 ALD方法简介 |
2.2 锆掺杂氧化铪铁电薄膜的~(60)Coγ射线总剂量辐射试验方法 |
2.2.1 辐射源的选择 |
2.2.2 试验条件的设定 |
2.2.3 锆掺杂氧化铪铁电薄膜的~(60)Coγ射线总剂量效应地面模拟试验流程 |
2.3 锆掺杂氧化铪铁电薄膜的抗辐射性能评价方法 |
2.3.1 电学性能测试 |
2.3.2 微观结构表征 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于铁电存储器应用匹配性原理的锆掺杂氧化铪铁电薄膜的关键制备工艺研究 |
3.1 引言 |
3.2 FeRAM用铁电薄膜的选材原则 |
3.3 锆掺杂氧化铪铁电薄膜的ALD制备工艺流程 |
3.4 不同制备工艺条件下锆掺杂氧化铪铁电薄膜的性能分析 |
3.4.1 不同HfO_2和ZrO_2比例的锆掺杂氧化铪铁电薄膜性能分析 |
3.4.2 不同退火条件下锆掺杂氧化铪铁电薄膜的性能分析 |
3.4.3 不同厚度的锆掺杂氧化铪铁电薄膜性能分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 锆掺杂氧化铪铁电薄膜的~(60)Coγ射线总剂量辐射效应研究 |
4.1 引言 |
4.2 ~(60)Coγ射线辐射对锆掺杂氧化铪铁电薄膜性能的影响 |
4.2.1 锆掺杂氧化铪铁电薄膜的初始铁电性能表征 |
4.2.2 总剂量辐射对锆掺杂氧化铪铁电薄膜宏观电学性能的影响 |
4.2.3 总剂量辐射对锆掺杂氧化铪铁电薄膜的微观结构的影响 |
4.3 不同厚度锆掺杂氧化铪铁电薄膜的总剂量辐射效应研究 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、攻读硕士学位期间发表的论文 |
(10)双模宽量程伽马辐射无线监测系统研制(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 背景 |
1.1.1 环境辐射监测 |
1.1.2 国家放射性安全监测 |
1.1.3 放射源使用场所辐射监测 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 研究现状与发展前景 |
1.2.2 研究意义 |
1.3 研究内容 |
1.3.1 辐射监测系统的整体架构设计 |
1.3.2 辐射探测器终端设计 |
1.3.3 辐射监测系统软件设计 |
1.4 本文创新点 |
第2章 系统整体方案设计 |
2.1 系统研制的理论 |
2.1.1 辐射剂量学中的基本量 |
2.1.2 γ射线与物质的作用形式 |
2.1.3 放射性探测原理 |
2.2 系统整体架构 |
2.2.1 系统架构设计 |
2.2.2 通信架构设计 |
2.2.3 数据流设计 |
2.3 探测器终端的硬件架构 |
2.3.1 探测器整体架构 |
2.3.2 辐射探测器架构 |
2.3.3 其他探测器架构 |
2.4 辐射监测系统的相关软件架构 |
2.4.1 固件程序设计 |
2.4.2 辐射探测器参数配置软件架构 |
2.4.3 辐射监测系统软件架构 |
第3章 辐射探测器终端硬件设计 |
3.1 辐射探测器的传感器选型 |
3.1.1 辐射探测器对比 |
3.1.2 辐射探测器设计 |
3.2 辐射探测器的外围电路设计 |
3.2.1 光电倍增管偏压设计 |
3.2.2 高压电源设计 |
3.2.3 前置放大器设计 |
3.3 双模宽量程辐射检测信号处理电路设计 |
3.3.1 单道脉冲幅度甄别器 |
3.3.2 电流积分测量电路 |
3.4 处理器相关电路设计 |
3.5 探测器终端电源设计 |
3.6 辐射探测器的机械结构设计 |
第4章 辐射监测系统相关软件设计 |
4.1 辐射监测系统相关软件概述 |
4.2 辐射探测器终端的固件程序设计 |
4.3 辐射探测器终端的配置软件设计 |
4.3.1 整体架构 |
4.3.2 通信协议设计 |
4.3.3 软件的具体实现 |
4.4 区域辐射监测系统软件设计 |
4.4.1 软件整体架构 |
4.4.2 测量流程设计 |
4.4.3 通信设计 |
4.4.4 数据存储设计 |
4.4.5 软件的具体实现 |
4.5 视频监控设计 |
第5章 测试与数据分析 |
5.1 机械机构及电子学设备实物 |
5.2 电子学链路测试 |
5.2.1 前置放大器性能测试 |
5.2.2 高压电路性能测试 |
5.3 辐射剂量测量分析 |
5.4 软件性能测试 |
5.5 应用案例 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
四、Xγ射线剂量测试及结果处理(论文参考文献)
- [1]集成电路瞬态剂量率效应用闩锁和翻转研究[D]. 陈钱. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021(01)
- [2]PEEK和PI带电粒子辐照损伤与B4C增强辐射防护[D]. 李红霞. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]聚丙烯的辐照效应以及在医用一次性防护服辐照灭菌中的应用[D]. 张强. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021
- [4]节旋藻固定烟气CO2的细胞控碳传输和应激抗逆机制研究[D]. 朱颜霞. 浙江大学, 2021
- [5]γ射线剂量仪计量检测系统的开发[D]. 董文龙. 电子科技大学, 2021(01)
- [6]γ-AlON陶瓷材料制备及缺陷效应研究[D]. 刘璐. 燕山大学, 2020(07)
- [7]CIAE电离辐射计量技术发展回顾[J]. 林敏,叶宏生,夏文,刘蕴韬,王佳玫,徐长春. 原子能科学技术, 2020(S1)
- [8]高性能CVD金刚石核探测器及相关电子器件研究[D]. 苏凯. 西安电子科技大学, 2020(02)
- [9]萤石型锆掺杂氧化铪铁电薄膜的60Co γ射线总剂量辐射效应研究[D]. 孙琦. 湘潭大学, 2020(02)
- [10]双模宽量程伽马辐射无线监测系统研制[D]. 胡浪. 成都理工大学, 2020(04)