X射线:开启现代生物学的钥匙

正说起X射线,人们首先会想到它是一种穿透力强大的隐形射线,能够照穿人体,留下骨骼的影像。其实X射线在诸多科研和技术领域都有着重要的应用:比如在机场和地铁站的行李安检仪,建筑和工业构件用的探伤仪,都是利用了X射线的穿透力;而材料科学领域则利用强大的X射线来照射新型材料,获取其内部结构信息;古生物研究可以利用X射线获得化石的内部结构;宇宙中远道而来的X射线则能为我们带来黑洞等神秘天体的信息。     

最强大的X射线太空望远镜

欧洲太空总署去年12月发射了世界上最强大的x射线太空望远镜，用来探测宇宙深处的星体，以期找出发射X射线的超新星爆炸和黑洞的最新资料由于X射线不能穿过地球的大气层，因此科学家要把X射线望远镜发射到太空．才可以清楚地观察到从远处星体发出的X射线一目前．世界卜最强大的X射线里远镜是美同太空总署的ChandraX射线望远镜；不过，欧洲太空总署计划发射的x射线太空望远镜，将会比ChandraX射线望远镜强大很多信这个被称为“X射线多镜任务（简称XMM）”的X射线太空望远镜拥有了组镜子，由于每张镜子的厚度均小于1毫米，科学家叶以将…     

活动星系核准周期振荡时延与频率呈关联演化

<正>黑洞的吸积过程在黑洞X射线双星(black hole X-ray binaries, BHB)和活动星系核(active galactic nucleus, AGN)中发挥着重要的作用.这个过程可以发射出强烈的多波段电磁波辐射.由于X射线辐射起源自吸积盘的内区,其成为了探索黑洞吸积过程的重要窗口.在BHB和AGN中, X射线亮度变化的特征已经被广泛地分析,其中X射线准周期振荡(quasiperiodic oscillation, QPO)是在两种系统中都观测到的一种特别有趣的现象.     

“高能天文台”2号卫星的观测成果

1978年11月美国宇航局发射的“高能天文台”2号卫星又叫爱因斯坦天文台,它装备有分辨率为几个角秒的大反射X射线望远镜等观测仪器.由于仪器的灵敏度比以往的高,所以在对已发现X射线源的天区进行搜索中有许多新的发现.它证认了43个新的射电源,其中10个是在银河系外,大部分可能是类星体.若这些射电源的确是类星体或活动星系的话,那末就能够说明X射线背景辐射.若将来的观测能确定这一点的话,这将是爱因斯坦天文台所作出的最重要的发现之一.它确定了30多个X射线源是X射线类星体,而在此之前,仅仅知道三个X射线类星体. 通过观测还认证了,离我们最近的一个射电星系——半人马座A,它的中心红外源与一个X射线源重合.在这个源的东北方向发现一个X射线的喷射流,同早先发现的光学、射电喷射流在一条线上,长约     

樟柳碱氢溴酸盐的结构和绝对构型研究

樟柳碱是从唐古特山茛菪植物中提取出的一种新抗胆碱能药,对它的化学特性和药理作用已做过许多研究。谢晶曦用化学法分析了樟柳碱及其边链(一)樟柳酸的绝对构型。本文报告用X射线衍射法确定樟柳碱的结构和绝对构型。     

TiO2包覆阵列碳纳米管的制备与表征

用常压化学气相沉积(APCVD)技术, 在同一反应器中, 不同温度下连续反应, 依次进行碳纳米管阵列的制备、空气氧化净化和二氧化钛纳米颗粒的包覆, 得到了外壁包覆二氧化钛纳米颗粒的阵列碳纳米管. 用扫描电子显微镜、X射线能量色散谱、X射线衍射仪、透射电子显微镜对制得的样品进行表征. 结果表明, 碳纳米管外壁包覆的纳米二氧化钛平均粒径11.5 nm.     

Monte Carlo方法应用于微颗粒X射线定量分析

微颗粒体定量分析是十分重要而困难的研究课题。本文提出用Monte Carlo方法计算规则颗粒中X射线发射强度的理论,在此基础上,首次建立了严格的微颗粒X射线定量分析方法。设I_i~p、I_i~s分别为来自颗粒中i元素及纯     

太阳耀斑

1980年11月6日至12日间太阳耀斑的演化。X射线从已电离的氧、氖和镁(从左到右)中发射并与耀斑区(最右)的光学图象作比较。     

激光等离子体电子密度测量的新方法

等离子体电子密度的测量是激光等离子体诊断中的基本问题,对激光核聚变和X射线激光等研究领域都很重要.特别在X射线激光研究中,由于电子密度的大小对X射线激光增益有很大影响,所以显得尤为重要.已有的测量方法有斯塔克展宽法等.这里,我们提出一种通过谱线强度测量电子密度的新方法.这可以弥补斯塔克展宽法在电子低密度区失效的不足,而且通过选择不同的元素作为测量对象,可以测量不同密度区域的电子密度.     

医用闪烁体进展

介绍了医学射线成像技术（包括平面X射线成像、X射线计算机层析扫描、单光子发射计算机层析扫描和正电子发射层析扫描）对于闪烁体的要求。概述医用闪烁体的发展历史，着重介绍了近年来新型医用闪烁（主要有GSO：Ce,LSO:Ce,LuAP:Ce）研究的进展，从应用的角度介绍了它们的特性以及发光的物理机制。     

超快速测量实验方法研究

电子显微镜和扫描隧道显微镜使人们能看到原子尺寸的微观世界图像, 极大地促进了化学、生命、材料、表面等学科的发展. 通过提高时间分辨率, 利用特定能量的飞秒和阿秒X射线脉冲来探测超快速化学反应, 如光合作用、DNA和蛋白质分子的合成和分解过程, 已经成为科学发展的前沿研究领域之一. 经过多年的探索, 作者在有关超短X射线脉冲产生(发光)、超快速测量(时间分辨率达到飞秒量级, 1 fs = 10^-15 s, 即1千万亿分之一秒, 和阿秒量级, 1 as = 10^-18 s, 即100亿亿分之一秒)等前沿领域取得了一些原创性的研究成果, 发现了原子在强激光场中产生飞秒和阿秒X射线脉冲的发射特性(即激光相位与X射线光子能量之间的关系), 揭示了发射特性的激光脉冲宽度依赖性和载波-包络相位(CEP)依赖性及其180°周期结构, 在理论上计算出了飞秒和阿秒X射线光电效应的量子增强现象及光电子能谱的干涉图像等. 提出了测量和应用CEP的新方法, 建立了应用于超快速测量的光电子能谱相位确定法, 找到了重建脉冲时间结构的光电子能谱微分变换方程、积分变换方程和比例变换方程. 利用这些先进的方法和变换方程, 能极大地提高超快速测量的实验效率和时间精度(理论均方根时间偏差为2 as). 这些研究成果为超快速测量实验研究和分子电影技术的发展奠定了重要的理论和技术基础.     

线聚焦激光产生等离子体的X射线发射特性

在X射线激光的研究中,用高功率激光产生的等离子体是最有希望的X射线激光的工作介质。近年来已经实现的软X射线激光和正在广泛进行的许多有关短波长激光的研究中,都常常釆用柱面透镜和球面(或非球面)的聚焦透镜的组合来获得线状的激光等离子体,以便     

Al Lβ吸收边附近透过谱的奇怪振荡

厚度从几百纳米到几微米的无衬铝膜被广泛地用做软X射线的滤光片和衰减膜。例如在多靶的类氖锗软X射线激光实验中,谱线强度的变化有3～5个数量级,为保证记录底片能工作在线性区,需根据靶长的变化更换不同厚度的铝膜对实验中产生的软X射线进行衰减。又如在同步辐射软X射线波段的应用中,往往需要加很薄(几百纳米厚)的铝膜挡掉同步辐射中的可见光成分。此外,Al元素的K、L吸收边也被广泛地用于软X射线能量的定标中。 作者分别在同济大学和长春光学精密机械研究所用热蒸发和电子束蒸发两种方法制备了0.3μ到2.5μm厚的无衬铝膜。在已抛光的玻璃衬底上先蒸镀一层NaCl作为脱膜剂,然后蒸镀Al膜,经脱膜获得厚度均匀(不均匀性小于5％,在100平方毫米范围内)的无衬铝膜。杜杰,王珏等对Al膜所作的Auger谱分析表明:铝膜表面的氧化层大约有7.5nm厚,氧化的主要产物是Al_2O_3。     

应用电镜X射线显微分析技术研究缺血心肌细胞内钙分布

电镜X射线显微分析技术、文名电子探针X射线显微分析技术,是将电子光学成像技术同X射线元素分析技术相结合而发展起来的一项崭新的分析技术。它的主要特点是能对极小区域内物质的组成元素进行定性和定量分析测定,灵敏度达10~(-16)g(在lμm~3体积内)。生物医学研究领域应用这项技术可对在位细胞器内的元素进行分析。这类工作对生物医学的发展有重要意义。应用电镜X射线显微定量分析技术的障碍,主要在于被测试样品的制备技术较难掌握。在常规制备样品过程中采用的固定、脱水、包埋等步骤,会使许多与生理功能密切相关的离子产生移位和丢失,为防止这种情况发生,必须采用新鲜活组织进行快速冷冻固定,冷冻超薄切片等先进而复杂的技术。本文报道应用此项新技术,研究缺血心肌细胞内钙分布的结果。     

编后记

中国科学院空间物理研究所研究员、前所长、北京科技大学教授方正知先生在《X射线物理学的新发展》一文中详尽回顾了伦琴发现X射线以来94牛间X射线物理学的迅猛发展历程。阐述了X射线学与其它学科相互渗透和交叉,产生了许多新的学科领域,在工业上的广泛应用一直处于尖端地位,对近代科学和近代技术的发展都有着极广泛的影响,为近代等离子体X射线学、离子碰撞X射线学、粒子沟道X射线学、异缘     

为火山透视 减灾害损失

地球居民每天都生活在各种射线的包围之中．日常生活常见的有阳光中的紫外线、医院放射科透视用的X射线、治疗用的红外线等。更远的还有来自外太空的宇宙射线，这部分射线人们比较生疏，不过，随着对它们越来越深入的了解，其应用领域更显神奇，比如宇宙射线中的“粒子也可以用来做透视检查，但是。与X射线用于检查身体不同，它是用于为火山做透视．预报火山喷发，减少灾害损失。     

天体Ⅰ型X射线暴中的核物理

X射线暴(X-ray burst)是指天体的X射线亮度突然增强10～50倍的天文现象.它是发生在由一颗中子星(或者黑洞)和一颗伴随的"捐赠者"伴星(通常为红巨星)所构成的密近双星系统里的剧烈核过程.作为宇宙中发生最频繁的热核爆炸事件, X射线暴已广泛为国际上众多基于卫星的X射线观测站所观测和研究,其中包括2017年中国发射的"慧眼"硬X射线调制望远镜.核物理学家需要提供精确的核物理输入量,例如原子核质量、衰变寿命、核反应率等,结合天体物理模型,进而深入理解X射线暴中天文观测到的光变曲线、双星系统相应的天体物理环境参数,以及爆炸灰烬中的核素丰度分布等重要科学问题.本文针对天体Ⅰ型X射线暴中关键核反应研究进行了系统的阐述,详细介绍了X射线暴中的一些主要核合成过程,以及所需的关键核物理输入量,总结了相关研究方向的具体目标,为研究者指出了未来可能的研究方向.     

薄膜微区定量分析中“净强度”校正计算方法

用X射线显微分析方法测定在一定衬底上的微区薄膜厚度或组份时,由于ZAP效应的存在,使得这一问题极为复杂。作者在文献[1]中定义了自由膜中X射线     

大晶面间距X射线分光晶体——马来酸氢十八酯(OHM)

OHM是一种新的大晶面间距有机X射线分光晶体。在软X射线分析中用OHM代替皂膜假晶体STE或衍射光栅可以大大提高衍射效率和波长分辨率,它是一种软X射线理想的单色器。     

前沿

正我国"慧眼"获黑洞等大量数据我国首颗空间X射线天文卫星——"慧眼"硬X射线调制望远镜卫星,目前已在轨运行45个月,获得银道面扫描巡天、黑洞、中子星、太阳耀发等大量观测数据。"慧眼"卫星于2017年发射升空,它搭载高能、中能、低能三台X射线望远镜主要在轨探测器,既可以实现宽波段、大视场的X射线巡天,又能够研究黑洞、中子星等高能天体的短时标光变和宽波段能谱,同时也是大视场和大面积的伽马射线暴全天监视器。