用自旋捕捉法对没食子酸丙酯在水溶液中抗DNA辐射损伤作用的研究

在放射生物学中,关于DNA辐射损伤以及化学物质对这种损伤的防护作用机制的研究,历来是引人注目的课题。自从1959年有三位作者首次用ESR方法观察到γ射线或电子脉冲辐照的固态DNA中的自由基以来,至今绝大多数关于DNA辐射损伤及其化学防护作用的ESR研究,都是用固态或冷冻水溶液状态的样品进行的。这是因为所产生的自由基在     

Ni3Al中空位团对周围原子排列与位移阈能的影响

反应堆材料是在强辐照条件下工作的.由于核反应堆安全性和可靠性的要求,人们做了大量的工作来研究辐照损伤对材料的结沟与性能的影响,由于从实验上跟踪缺陷生成的过程与微观机制非常困难,目前这方面的很多结果是通过计算机模拟结合一些纯理论工作得出的.其中不少工作是通过计算材料中原子的位移阈能(Displacement threshold energy,E_d)来研究材料的辐照损伤效应.快速运动的原子,能够导致产生稳定的Frenkel缺陷对,该原子所具有的最小的动能就是它的位移阈能,E_d是表证材料中辐照损伤效应的重要参数.     

基于界面和纳米析出相材料的抗辐照损伤机制研究进展

核能是重要的清洁、可靠和可持续的能源.核能的发展离不开高性能的核反应堆结构材料,这些结构材料在高温、高剂量辐照的环境下长时间服役,其性能在很大程度上决定反应堆的使用寿命.载能粒子轰击会在材料中引入大量缺陷,这些缺陷随时间的演变往往造成材料组织结构的改变,从而引起材料性能的下降,甚至失效.具有更苛刻服役条件的先进反应堆急需具有更优异抗辐照损伤性能的结构材料.抗辐照损伤材料设计的本质就是通过成分和微观结构等设计来提高材料中载能粒子辐照所引入缺陷的湮灭能力,从而提高材料的抗辐照性能.基于界面的抗辐照损伤设计是近几十年抗辐照损伤材料设计的主要思路.本文从抗辐照损伤机理研究存在的挑战出发,主要综述了基于界面的抗辐照材料结构、成分设计及特点,已经提出的抗辐照损伤设计方案及相关机理,重点介绍了北京大学技术物理系核技术应用团队基于界面以及提出的循环溶解再析出的纳米析出相的抗辐照损伤材料设计及机理方面的研究进展,并对未来基于界面和纳米析出相抗辐照损伤设计的研究进行了展望.     

X射线仿真辐照材料的设计

X射线仿真辐照材料是用于放射学和原子能利用等领域,代替人及生物体进行模拟实验的代用材料,其基本要求是材料与射线作用后对射线的衰减与所模拟的组织相近乃至相同.60年代以来,由于放射医学和原子能科学的广泛应用,该领域的研究受到越来越多的重视,成为生物医学工程中颇为活跃的一个方向.自从1906年使用第一种仿真材料至今,国际上已开发了上百种材料以适应多种要求.然而在材料设计方面,尽管人们先后提出了一些指导性方法,但由于这些方法在准确性、实用性     

辐射致DNA损伤中DNA浓度的影响

利用重离子⁷Li和γ射线在同一剂量和不同浓度下对质粒DNA的水溶液和添加了甘露醇的溶液进行了辐照. 凝胶电泳结果表明, 随着DNA浓度的降低, 经重离子⁷Li和γ射线辐照后, DNA损伤越来越严重. 当添加了自由基清除剂甘露醇后, 重离子⁷Li和γ射线辐照后的结果出现了很大的不同. γ射线辐照DNA后, DNA损伤很轻, 只有开环形态出现轻微变化. 重离子辐射后的结果表明在自由基被大部分清除的条件下, 线性DNA依然存在且随着DNA浓度的降低而增加, 进一步证明了在重离子辐照致DNA双链断裂中由于直接作用而诱发的DSB(double-strand break)是不能被清除的. 对实验数据的计算与分析表明, 当DNA浓度低于一定值(比如50 ng/μL)后, 重离子辐照过程中自由基的间接作用与电离的直接作用所造成的平均双链断裂损伤的比例是一定的, 与DNA的浓度没有关系. 随着浓度的增加, 重离子辐照的直接作用在辐照损伤过程中所占的比重增加. 还讨论了DNA浓度在重离子⁷Li和γ射线辐照过程中对DNA损伤影响的可能成因, 诸如重离子的径迹结构、反应几率和DNA构象变化等.     

辐射加工技术的国内外进展

辐射加工技术及其特点由于辐射化学的基础和应用研究的深入开展,以及原子能工业的进步,提供了越来越多的辐射源,这样使得一门新的辐射加工技术得到迅速发展,受到人们广泛的重视.辐射加工是利用γ射线(通常来自同位素钴~60和铯~137)电子束(低能电子加速器)作为一种手段对材料进行辐射加工处理(特别是高分子材料),辐照储存,保鲜食品和医疗用品辐照灭菌消毒等.辐射加工在一些国家已形成为一个独特的工业体系,     

γ射线辐照-溶胶凝胶法制备非晶SiO_2-Ag纳米复合材料

纳米复合材料的特殊性能和用途越来越受到人们的重视.Datta及Roy等曾报道用溶胶-凝胶法制备纳米复合材料,但制备需要经过高温热处理或高温氢气还原.最近,我们将γ射线辐照与溶胶-凝胶法结合起来,在常温常压下成功地制备出非晶SiO_2-Ag纳米复合材料.其制备方法:用分     

He~+辐照非晶态合金的深度分布和保存量

在聚变堆的设计中,材料的辐照损伤被看成是除了等离子体物理外最重要的技术问题之一,特别是第一壁,它要经受热等离子体、聚变α粒子、14MeV聚变中子、中性原子等的直接照射,高通量、多种粒子的照射使得第一壁辐照损伤的研究特别重要.壁材料的辐照损伤分为两类,一类是体损伤,另一类是表面损伤,表面损伤的主要表现形式为表面溅射、表面发泡和蒸发,聚变α粒子引起第一壁的表面损伤是当今聚变堆研究十分关注的问题.     

碳化物陶瓷材料在核反应堆领域应用现状

核能系统兼具高温、高压、高辐射、高腐蚀等特性,严苛的服役环境对核用材料提出了极高的要求,相关材料的研发是其走向应用的重大挑战.相较于传统核用材料,碳化物陶瓷材料具有更好的高温辐照性能和更优异的综合热物理性能,其制备和应用成为新的研究热点.本文综述了碳化物陶瓷材料在新一代核能系统中的应用现状,重点阐述了核用碳化物陶瓷材料的应用领域、基本性能、制备方法和辐照性能,并展望了碳化物陶瓷材料在新一代核能系统中的应用前景和发展方向.     

ESR研究ZrO_2纳米晶的点缺陷

电子自旋共振(ESR)是研究晶体中点缺陷和化合物中离子价态的实验方法之一.ESR实验研究发现ZrO_2纳米晶中的点缺陷与材料制备的方法和工艺密切相关.通常情况下ZrO_2多晶和微晶是白色的,Zr~(4+)和O~(2-)都是非磁性离子,自旋量子数s均为零,因而没有ESR信号.但用柠檬酸盐爆炸分解方法制备的纳米晶(粒径为9.2nm)是深灰色的,并测到了色心的ESR信号,这是由于爆炸分解法制备的纳米晶是在极短促的瞬间生成的,晶粒中有许多色心点缺     

强激光诱导的材料界面不稳定性

在高功率激光器内部激光工作物质和光学元件,窗口镀膜材料的设计中,传能光纤以及制导传感器抗激光致盲材料的设计中,对材料的抗激光性能问题都要有所考虑.大量实验表明,材料表面和界面是较容易损伤的部位.现有的研究大都注重体材料损伤过程的描述上,而对材料界面的激光损伤微观机制的研究甚少.在抗激光材料的设计中,很需要对材料的微观过程有深入的认识.通过对微观过程的分析,引出一些可控制的物理参量,如调制掺杂异质结的调制掺杂浓度.在材料设计中通过调节这些可控制参量,从而使材料能承受某一功率范围的激光辐照.     

对硫族玻璃Te_(81)Ge_(15)S_2Sb_2中掺Mn特性的研究

硫族玻璃掺Mn之后,电导率会有明显地增加,同时由于掺Mn而引起了电子自旋共振(ESR),因此可用Mn作为“探针”,应用ESR方法来研究非晶半导体的键结构.我们对掺Mn的Te_(81)Ge_(15)S_2Sb_2进行了X射线衍射、ESR和电导率与温度关系的测量,并对测量结果作     

耐辐射奇球菌RadA蛋白参与DNA损伤修复过程

RadA是一个高度保守的蛋白. 在古细菌中, RadA蛋白具有RecA类似的功能并在同源重组过程中起关键作用. 在大肠杆菌中, RadA蛋白也参与了同源重组和DNA损伤修复过程, 但远没有在古细菌中的功能那么重要. PSI-BLAST结果表明, 与古细菌以及真核细胞中RadA蛋白相比, 耐辐射奇球菌RadA蛋白和细菌中的RadA的相似性更高. 研究发现, 耐辐射奇球菌radA基因的突变增加了耐辐射奇球菌对γ射线和紫外线照射的敏感性, 但对过氧化氢氧化胁迫的抗性没有影响. 耐辐射奇球菌和大肠杆菌radA基因均能完全补偿突变体对γ射线和紫外线辐照的抗性. 进一步的结构域功能分析表明, 与radA突变体的抗性相比, 锌指结构域的缺失导致耐辐射奇球菌对γ射线和紫外线辐照更加敏感; 仅仅缺失Lon蛋白酶结构域的耐辐射奇球菌表现为比radA突变体略微更抗γ射线和紫外线辐照处理. 这些实验结果表明, 耐辐射奇球菌RadA蛋白的确参与了DNA损伤修复过程, 而且不同的结构域具有不同的功能.     

北京大学静电加速器及其应用

加速器在核物理、材料科学、考古等领域都有着广泛应用.北京大学在20世纪90年代左右有3台静电加速器投入运行,分别是1.7 MV串列静电加速器、4.5 MV单级静电加速器和6 MV串列静电加速器. 1.7 MV串列静电加速器配备有高频电荷交换负离子源和铯溅射负离子源,可引出从H到Au之间大部分元素的离子,离子能量从几百keV到若干MeV,主要开展室温及高温离子辐照实验、背散射和沟道分析等离子束分析工作.近年,利用离子辐照束线在核材料研究等方面取得了许多重要科研成果. 4.5 MV静电加速器端电压在0.7～3.8 MV连续可调,主要加速氢/氦同位素离子,并可通过辐照靶材料产生准单能直流/脉冲中子场.该中子场主要应用于(n, α)核反应截面的测量.近年,基于4.5 MV静电加速器建立了综合离子束分析系统,可进行卢瑟福背散射、核反应分析和粒子诱发X射线分析3种离子束分析方法的综合应用.利用该方法,对Fe合金样品中杂质元素的含量和部分元素的深度分布进行了测量. 6 MV EN串列加速器是牛津大学赠于北京大学,为许多基础和应用研究提供了支持,其主要用于加速器质谱、离子辐照以及离子束分析工作,也可以...     

组氨酸VO~(2+)络合物的结构及其ESR波谱的研究

组氨酸(His)的过渡金属络合物,在生物化学中有重要意义.Walik用红外光谱研究了组氨酸与VO~(2 )离子在pH=4.5时的络合物结构,认为VO~(2 )与组氨酸的氨基和羧基配位,生成VO(His)_2络合物。Johnson报道了组氨酸VO~(2 )络合物在pH=7.0的水溶液中的ESR室温谱,并用各基团对超精耦合常数A值贡献的可加性,推测出两种可能结构。     

溶胀的γ-辐照交联顺1,4-聚丁二烯的NMR微成象

核磁共振成象在生物医学中已经成为一种成熟的技术.它在材料科学中将找到广泛应用的前景.目前已开始用于研究各种类型材料的性质,如含有液体添加剂的陶瓷材料,含石油岩心和弹性高聚物.我们已经报道了辐照交联顺1,4-聚丁二烯本体材料的NMR微成象.本文通过溶胀成象给出辐照交联结构的信息.     

Mo[SC(NH_2)_2]_3Cl_3的晶体和分子结构

三价钼的结构化学迄今还较少被研究过.六十年代以前,只是用X射线粉末法研究了几个简单卤化物(MoF_3,MoCl_3)的结构.应用单晶衍射较完整地研究Mo(Ⅲ)的络合物的结构,直到六十年代后期以来,才陆续有所报道,但仍然寥寥可数.看来,在这方面进行     

用正电子湮没研究中子辐照Si

硅在能源技术应用中是很重要的材料,随着离子注入技术发展和对掺杂兴趣增加,了解由于粒子辐射而造成辐射损伤引起的空位与退火温度关系是非常重要的.在研究半导体缺陷中,正电子湮没方法是非常有用的方法,因为捕获正电子湮没的特性是受缺陷电荷影响,研究结果表明在半导体中,正电子能被辐射损伤缺陷所捕获.本工作是用正电子湮没寿命来研究经过中子辐照后的单晶硅,未退火及在400～1150℃范围内退火的空位变化情况,讨论了捕获模型.1 实验     

表面化学分子吸附增强多孔硅发光效率

多孔硅室温下的可见光发射,在光电子器件、光记录材料和化学传感器等方面有重要的应用前景,引起了人们广泛的关注.近几年Ｓａｉｌｏｒ等人研究多孔硅的表面化学分子吸附对发光性能的影响,发现有机胺、极性、非级性溶剂、有机、无机酸碱和金属离子等淬灭多孔硅的荧光[1].而表面化学吸附导致多孔硅荧光增强至今很少报道.本工作报道了ＨＮＯ3氧化的多孔硅表面吸附9氰基蒽(9ＣＡ)分子后的发光增强现象.用Ｐ(100)单晶硅(15Ωｃｍ)为衬底,在ＨＦ∶Ｃ2Ｈ5ＯＨ=1∶1溶液中以30ｍＡ/ｃｍ2的恒电流阳极刻蚀10ｍｉｎ制备多孔硅,继而在20%ＨＮＯ3溶液中…     

纯金属Bi中高能重离子辐照效应

利用高能重离子（Kr,Xe,Sn和Pb)辐照处于16或100K的低熔点纯金属Bi,通过测量分析辐照引起的样品电阻率增量及其变化速率随辐照剂量的变化,研究了入射离子在Bi中引起的辐照损伤效应如辐照损伤效率及复杂缺陷的产生等。结果表明,强的电子能损可在纯金属Bi中引起附加缺陷的产生,从而使得辐照损伤效率＞1。电子能损值大时,入射离子在Bi中引起的辐照效应主要是电子能损效应。辐照温度和入射离子速度对辐照效应的强弱有一定的影响。