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1、300MeV/u 碳离子轰击铜靶感生放射性 中科院近代物理研究所 徐俊奎 2016年9月主要内容u一、研究背景及意义u二、理论模型u三、研究方法u四、结果及讨论u五、小结一、研究背景及意义 随着加速器技术的不断发展，重离子加速器在工业和医学中的应用也越来越广泛应用，加速离子的能量也越来越高；对束流损失的优化；加速器结构材料的选择；加速器维修工人的剂量评估；其中加速器感生放射性是维修人员受射线照射的主要来源，感生放射性的研究在加速器保健物理中的意义越来越重要。二、理论模型 重离子是具有结构的复合粒子，它所引起的核反应机制在某些方面同轻离子核反应有很大的差别。根据研究的需要,选择各种靶核和弹核的结

2、合，这也是重离子核反应的一个独特的优点。 感生放射性是由重离子以及较轻碎片与靶物质的多种核反应产生的不稳定核素。实验和计算利用HIRFL引出的高能重离子轰击铜靶，研究薄靶以及厚靶不同深度处的感生放射性；测量薄靶产生的感生放射性核素，不同深度处的放射性核素产生的规律进行实验和模拟实验的比较计算照射条件相同时不同靶材料的感生放射性三、研究方法实验选用的粒子：C粒子 能量300MeV/u，纯铜厚6cm，其中薄靶片沿入射方向的编号依次为1、2、3、4、5、6、7、8。照射时间为2个小时，照射的离子总数为6.97341010个，第一次测量是冷却26分钟，持续到照射后5个小时第二次测量是冷却10小时，持续

3、到照射后4.2天第三次测量冷却35天，测量持续到照射后46天三、研究方法三、研究方法 HIRFL-CSR示意图实验布局模型深层肿瘤治疗终端平行平板电离室四、结果及讨论实验测量效率刻度核素测量及辨析176017701780179018001810182018300500100015002000250030003500 countschannelBa-133 多峰拟合四、结果及讨论表明剂量率随冷却时间的变化铜靶表面剂量率随冷却时间的变化核素能量（keV）半衰期（分）分支比取出时活度48Cr112.361293.60.96302169.457Co122.53915360.85686387.9947S

4、c159.4548230.683849810.344mSc271.4235160.867269979943Kr372.7613380.87143835543K617.4913380.87124305252Mn744.680510.9946896.658Co810.7751020380.99324649.255Co931.31051.80.75100773052Mn936.2580510.945734187.944Sc1157.031238.320.9991.34E+0848Sc1312.0962620.21.001620116.824Na1370.92897.541593797252Mn143

5、4.06880511580125.962Zn1527.9551.60.00574.8E+08薄靶产生的感生放射性核素四、结果及讨论0102030405060105106107 Activity (Bq)A 57Co 47Sc 44mSc 58Co 52Mn不同深度处的核素活度0102030405060-5.0 x10-40.05.0 x10-41.0 x10-31.5x10-32.0 x10-32.5x10-33.0 x10-33.5x10-34.0 x10-3 Activity (Bq/ion)Depth (cm) FLUKA Exp.44mSc Activity四、结果及讨论四、结果及讨论四、结果及讨论不同深度不同深度处薄处薄靶片的总感生放射性活度靶片的总感生放射性活度四、结果及讨论02040601x1072x1073x1074x1075x1076x1077x107 Activity (Bq)Depth (mm)四、结果及讨论不同冷却时间铜靶周围剂量分布情况四、结果及讨论不同冷却时间不锈钢靶周围剂量分布情况四、结果及讨论不同冷却时间铝靶周围剂量分布情况靶长5cm铜靶内外剂量随冷却时间变化不锈钢靶内外剂量随冷却时间变化靶长5.5cm四、结果及讨论靶长13.5cm铝靶内外剂量随冷却时间变化不同材料靶内外剂量随冷却时间变化四、结果及讨论五、小结实验照射的离子数较小，