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2021年 第34卷 第1期    刊出日期：2021-02-20

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2021年第34卷第1期目录

2021, 34(1):  0-0. 

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相关文章 | 计量指标

放射性同位素及应用技术

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医用一次性防护服γ辐照灭菌工艺研究

崔磊;郭丽莉;尹玉吉;王宏伟;王贵超;顾俊;祝军

2021, 34(1):  1-9.  DOI: 10.7538/tws.2021.34.01.0001

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2020年新型冠状病毒疫情在全世界爆发，在短期内需要大量一次性医用防护服，其中防护服的灭菌工艺是一个重要环节。医用一次性防护服若采用传统的环氧乙烷灭菌工艺需要至少7~14 d时间。γ辐照技术是一种可以对医用一次性防护服实施快速消毒灭菌的方法。因此，开展医用一次性防护服的辐照灭菌工艺研究有重要意义。选取两种典型的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）材料的医用一次性防护服，一种有PU（聚氨酯）涂层，一种没有PU涂层。参考《医用一次性防护服辐照灭菌应急规范（临时）》和ISO 11137，分别进行生物负载实验。根据实验结果选择合适的方法建立灭菌剂量。使用苏州中核华东辐照有限公司BFT Ⅴ型γ辐照装置进行灭菌剂量验证。验证结果为满足无菌保证水平（SAL=10^-6）的有PU涂层的防护服灭菌剂量为30.6 kGy，没有PU涂层的防护服灭菌剂量为30.8 kGy。对PET材料医用一次性防护服样品分别使用20.0 kGy、30.0 kGy和50.0 kGy的剂量辐照处理，材料断裂强力没有发生显著变化，且符合国家标准GB 19082-2009的相关要求。研究结果表明，对于以PET为主材的医用一次性防护服建立的γ辐照灭菌工艺有效，无菌保证水平为（SAL=10-6），同时对一次性防护服的辐照灭菌应用提出一些建议。



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氚/单晶硅器件辐伏电池模型及样机的长期稳定性研究

杨玉青;雷轶松;钟正坤;向勇军;刘业兵;李刚;秦传洲;徐建;罗顺忠

2021, 34(1):  10-15.  DOI: 10.7538/tws.2021.34.01.0010

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采用氚化钛源原位辐照和加速器低能电子束加速辐照实验，研究基于氚化钛/单晶硅PN结器件的氚辐伏电池模型和实验室组阵型电池原型样机的长期稳定性。测试电池模型和电池样机的氚辐伏输出随辐照时间的变化，分析辐照对单晶硅PN结型器件的本征暗特性和器件表面层材料缺陷的影响。结果表明，氚化钛源原位辐照电池模型在115 d的辐照中辐伏输出没有明显的衰减，辐照后单晶硅器件的本征暗特性曲线变化微小。电池模型的加速器低能电子束加速辐照实验表明，加速辐照在相同电子注量下对电池造成远大于氚源原位辐照的性能损伤，但损伤仅在辐照最初期快速产生，随后基本保持稳定，电子顺磁能谱（ESR）测试加速辐照60 min单晶硅器件材料的缺陷没有明显增加。组阵型实验室电池原型样机在64个月的室温储存中，基本单元的辐伏输出性能衰减比氚的自发衰变衰减有小幅增大，增大幅度小于11.4%；另外，组阵中单元之间串并联电连接有部分失效，这是后续应重点关注的问题。



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一种利用中子瞬发伽马能谱确定含油饱和度方法及数值模拟

梁启轩;张锋;谭海洲;范继林;李向辉

2021, 34(1):  16-23.  DOI: 10.7538/tws.2021.34.01.0016

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剩余油饱和度的定量解释对于提高油气产能及指导油田后期开发具有重要意义。脉冲中子饱和度测井通过记录地层中C、O原子核与高能中子作用产生的特征伽马射线来确定剩余油饱和度。骨架矿物组成和粘土矿物类型等因素的变化会使剩余油饱和度解释结果存在误差。为确定岩性对非弹能谱中碳窗和氧窗伽马计数比（C/O）、俘获能谱中硅窗和钙窗伽马计数比（Si/Ca）的影响，采用蒙特卡罗方法（MCNP）模拟不同岩性、孔隙度和饱和度地层条件下的伽马能谱。模拟结果显示：传统碳氧比解释模型进行碳氧比差值计算时未考虑岩性影响，是造成剩余油饱和度解释存在误差的主要原因。通过在碳氧比差值计算时引入岩性校正因子，提出一种改进的碳氧比解释模型，提高饱和度解释精度。模拟算例和实测结果表明，该改进碳氧比解释模型满足砂岩地层饱和度解释精度要求的同时，在混合岩性地层计算饱和度误差小于10%。



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Al₂O₃:C光致荧光剂量计初步研究

夏文;罗瑞;叶宏生;陈克胜;林敏;徐利军;陈义珍;张卫东

2021, 34(1):  24-29.  DOI: 10.7538/tws.2021.34.01.0024

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采用液体成膜法制备了Al₂O₃:C光致荧光剂量计（OSLD），开展了剂量学性能的初步研究。退火后本底为0.03 mGy，均匀性优于2%，在0.02 mGy~10 Gy测量范围内具有良好线性响应，线性相关系数R²=0.999 6，对β、γ射线响应系数差异约10%，对中子响应系数约为β、γ射线的4%~7%，剂量计多次测量响应信号无明显衰减，照后两个月响应变化为5%，可用于一定周期内剂量存档、复测。上述结果表明，液体成膜方法制备的OSLD具有良好的剂量学性能，证明该方法可行。



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毛发中铀的二次离子质谱分析研究

胡睿轩;沈彦;李力力;黄声慧;赵立飞;赵永刚

2021, 34(1):  30-37.  DOI: 10.7538/tws.2021.34.01.0030

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毛发对人体微量元素有一定的蓄积效应，且作为一种无创生物检材，在核取证、环境监测、职业暴露检测、医学等领域逐渐受到重视。目前，大多采用整体分析技术测量毛发中元素的平均含量，毛发微区分析相关研究较少。为拓展毛发分析方法应用，本研究通过喂养大鼠硝酸铀酰溶液的方式获得含铀量较高的鼠毛样品，对毛发样品预处理方法、毛发中铀的二次离子质谱（SIMS）测量方法开展研究。结果表明，使用SIMS测量毛发时，样品靶表面刻槽能有效提升信号强度稳定性；样品表面镀铜能有效降低表面电荷积累并减少多原子离子对铀离子信号干扰。使用多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）和SIMS对鼠毛中铀分布、平均铀含量及同位素比进行测量。结果表明，该方法能有效判断大鼠是否摄铀，分辨大鼠摄铀类型。本研究可为毛发样品溯源分析提供技术支持，对毛发中微量元素的分析研究具有重要意义。



稳定同位素及应用技术

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同位素生产专用设备中气流输运部件内、外流场特性研究

赵君;马元宏;王宏伟

2021, 34(1):  38-45.  DOI: 10.7538/tws.2020.youxian.007

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为了研究同位素生产专用设备内部气流输运部件内、外流流场条件，从而计算出专用设备内部气流输运部件（也称为变直径管）能耗，开展了气流输运部件内部、外部流场特性的数值模拟和风洞试验研究。首先采用压力修正的方法对气流输运部件内部流场进行了数值计算，得到了气流输运部件内部气流的速度分布和压力分布云图，发现在其变径区域气流速度发生较大变化，同时与壁面发生作用。气流输运部件设计了变径部分后，整体能耗减小约30%~50%。同时在高超声速风洞中采用瞬态纹影和粒子图像测速（PIV）试验技术对气流输运部件的外部激波、涡结构、速度分布开展了流动显示和定量测量分析，实验结果显示，气流输运部件的头部激波为典型的曲线激波，对气流输运部件头部进行切角处理，在目前研究范围内，激波形式不会发生大的变化，但其附近产生的涡结构形态会发生较大变化，涡量明显减小，且涡结构更加贴近壁面。代入测得速度分布计算，进行头部切角处理后，气流输运部件的能耗较不进行切角处理时减小15%~20%，可以在专用设备中使用。



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载体疏水结构对Pt/疏水陶瓷催化剂性能影响研究

贾青青;胡石林;刘亚明

2021, 34(1):  46-53.  DOI: 10.7538/tws.2021.34.01.0046

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为验证疏水结构对催化剂性能的影响规律，研究以柱状（φ=5 mm）多孔陶瓷为载体，在载体表层构筑三种不同的氧化铈（CeO₂）微纳结构为载体提供疏水环境，通过浸渍-气相还原法制得用于氢同位素分离的Pt/疏水陶瓷催化剂，以X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱（EDX）、X光电子能谱（XPS）及一氧化碳（CO）脉冲吸附等对催化剂性能进行综合表征，并采用气汽并流方式测试催化剂催化活性。结果表明，不同疏水结构对载体孔结构及零价铂含量影响可忽略不计，对铂粒子在载体表层的富集程度及催化剂铂粒子分散度影响明显，制得的催化剂催化活性差距明显。分布均匀且对载体覆盖率高的绒毛状疏水结构可使得更多的铂粒子沉积在载体表层，可获得更优的催化活性。



放射同位素与放射源

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Al₂O₃色层法从低浓铀靶件中分离⁹⁹Mo条件研究

黄文博;梁积新;吴宇轩;于宁文;向学琴

2021, 34(1):  54-60.  DOI: 10.7538/tws.2021.34.01.0054

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在裂变⁹⁹Mo的生产工艺中，常用Al₂O₃色层法分离纯化⁹⁹Mo。为建立Al₂O₃色层法从低浓铀(LEU)靶件中分离裂变⁹⁹Mo的工艺，考察吸附时间、温度、酸度、预处理方式等对Al₂O₃吸附Mo效果的影响。研究采用Al₂O₃色层法从不同浓度HNO₃溶液中分离Mo。测定Al₂O₃色层法对Al和主要杂质元素Sr、Ru、Zr、Te、Cs、I的去污系数。研究结果表明，在0.05~0.1 mol/L HNO₃介质中Al₂O₃对Mo有出色的吸附性能，Mo吸附率在99%以上，在NH₄OH溶液中Al₂O₃不吸附Mo。经500 ℃活化3 h预处理得到的Al₂O₃-C具有更大的比表面积，且在HNO₃浓度大于0.1 mol/L时相比于150 ℃活化3 h预处理得到的Al₂O₃-B以及未经高温预处理得到的Al₂O₃-A对于Mo有更好的吸附性能。采用该工艺，通过Al₂O₃色层法从模拟的LEU靶件溶液中提取Mo，Mo回收率大于90%，Al₂O₃色层法对裂变杂质元素Ru、Sr、Zr、Te、Cs等的去除率均大于99.99%，对¹³¹I的去除率大于92%。由此可见，Al₂O₃在HNO₃介质中对Mo的吸附率高，能够有效地去除⁹⁹Mo产品中的杂质核素，适用于从低浓铀靶件中分离裂变⁹⁹Mo。



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²¹⁰Po标准平面源的制备

朱亨;陈细林;朱保吉;刁立军;姚顺和;邢雨;郭晓清;姚艳玲;吕晓侠

2021, 34(1):  61-65.  DOI: 10.7538/tws.2021.34.01.0061

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采用自沉积法从²¹⁰Po溶液中制备了²¹⁰Po平面源，用α谱仪测量该平面源，测量谱中只有一个5.304 MeV α能峰，能量分辨率为23.92 keV。用2πα、2πβ表面发射率标准装置测量该平面源的坪曲线，坪区为0.8~1.8 kV，坪长为1 000 V，测定的表面发射率为2.565×10⁴ min^-1（参考日期2019年1月3日），扩展不确定度为2.7%（k=2）。按JJG 1100-2014检定规程用MPC9604型流气式低本底α、β测量仪测定该源，探测效率不低于77%，重复性在1.5%以内，α对β道串道比在2.5%以内。该方法操作简便，制备的²¹⁰Po平面标准源性能满足工作需求。



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金属铋靶件制备研究

杨红伟;向学琴;胡连生;马俊平;刘路

2021, 34(1):  66-70.  DOI: 10.7538/tws.2021.34.01.0066

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采用高温化学萃取法可以从反应堆辐照后的金属铋（²⁰⁹Bi）中分离²¹⁰Po。设计了两种规格的金属铋靶件，用MCNP程序模拟靶件在中国先进研究堆（CARR）中的中子注量率及核发热情况，对两种靶件的传热进行计算。用氩弧焊对金属铋靶件进行焊接，对焊接后的靶件进行密封性检查。结果表明：两种靶件在CARR反应堆中满功率60 MW运行时中子注量率最大为5.21×10¹⁴ n/cm²·s，靶件总发热量分别为1 707 W和2 220 W，经传热计算后靶件中心温度分别为163.5 ℃和191.8 ℃，低于金属铋的熔点（271.3 ℃）。焊接后的靶件经密封性检查，泄漏率小于3.2×10^-9 Pa·m³/s，金属铋靶件可用于CARR反应堆辐照制备²¹⁰Po核素。



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一种确定活性炭滤盒源中碘活度分布的方法

柯链宝;夏文;叶宏生;宋鑫鹏;徐利军;林敏;陈克胜

2021, 34(1):  70-77.  DOI: 10.7538/tws.2021.34.01.0071

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I-131是一种重要的人工放射性核素，是核设施的重要检测对象。目前主要利用均匀分布的Ba-133源代替碘源对I-131的检测仪器进行校准。但在量值传递过程中，I-131校准标准源的分布情况直接影响标准源的定值，对检测仪器的校准产生影响。利用平面源确定不同深度的探测效率，建立效率深度曲线，拟合结果为η(x)=0.007 655e^{-0.020 6x}。由此通过数学分析建立I-131的活度效率方程，利用正反测量结果进行求解，确定其活度分布情况。三个待测I-131源的分布情况为均匀分布、指数分布以及平面分布，均匀分布的源正反测量结果偏差不超过1%，平面分布的源正反测量结果偏差大于50%，指数分布源的偏差介于两者之间。结果表明，通过源分布的快速求解判断，便于校准标准源的准确制备以及现场校准流程的建立。



综述

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肿瘤诊断⁶⁴Cu标记药物临床研究进展

赵海龙;李洪玉

2021, 34(1):  78-88.  DOI: 10.7538/tws.2021.34.01.0078

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正电子发射型计算机断层显像（positron emission computed tomography, PET）是核医学重要的诊断及显像工具，具有良好的灵敏度、分辨率和安全性，广泛应用于肿瘤、心脑血管等疾病的诊断。⁶⁴Cu核素因其适宜的半衰期（12.7 h）、独特的衰变性质（β⁺衰变、β^-衰变、电子俘获），以及可与多种配体配位形成配合物等特点，现已成为PET分子探针及诊疗一体化药物领域的研究热点。目前，有30多项针对⁶⁴Cu标记药物的临床研究正在开展，主要集中在神经内分泌肿瘤、肿瘤乏氧、前列腺癌等方面；结果表明，⁶⁴Cu标记药物的PET显像具有较高的分辨率、检出率，以及良好的安全性，另外⁶⁴Cu相对较长的半衰期使得⁶⁴Cu核素及其药物可运输至距离较远的医疗单位，方便药物制备及临床使用。本文对近十年来⁶⁴Cu标记药物在肿瘤诊断方面的临床研究进展进行了总结，以期为今后⁶⁴Cu标记药物的研发提供参考及思路；预期在不久的未来，将会有⁶⁴Cu标记药物获批应用于神经内分泌肿瘤、前列腺癌等疾病的诊断。



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含氚重水脱氚方法

吴展华;胡石林

2021, 34(1):  89-95.  DOI: 10.7538/tws.2021.34.01.0089

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CANDU6核电站慢化剂重水中的氚浓度随反应堆运行而增加，含氚重水以气态或者液态向反应堆厂房及环境中泄漏，将造成运行人员辐射剂量及环境污染。如何有效将慢化剂重水中的氚脱除受到国际上广泛的关注。本文调研国内外重水脱氚技术，对各种现有脱氚技术进行了系统的比较与分析，总结了各工艺的优缺点及经济性。