课程文献中心 更多>>

关键词： p75 Neurotrophin Receptor   Neurodegeneration   Oxidative stress   Parkinson’s disease   Mesencephalon  

摘要： The p75 Neurotrophin Receptor (p75NTR) is a multifunctional transmembrane protein expressed in distinct regions of the adult nervous system. p75NTR regulates various functions, including neuronal survival or apoptosis interacting with coreceptors Trk receptors or sortilin. Activation of p75NTR occurs through proteolytic processing, and we previously demonstrated that oxidative stress induces activation of p75NTR in LUHMES cells, a neuronal cell line derived from the human ventral mesencephalon. Dopaminergic neurons of the ventral mesencephalon are vulnerable to oxidative stress and neurodegeneration associated with Parkinson’s disease (PD). Thus, we evaluated the mechanisms behind p75NTR activation and its physiological implications in a PD model. Our findings reveal that oxidative stress induces proteolytic processing of p75NTR in LUHMES cells, promoting internalization into endosomes. We also found that pharmacological modulation of p75NTR using LM11A-31 protects LUHMES cells from neurite degeneration and reduces apoptosis associated with oxidative stress, indicating p75NTR as a potential therapeutic target for PD.

关键词： X射线偏振   气体探测器   伽马暴   GMCP   CXPD  

摘要： X射线偏振探测作为揭示天体物理过程中的关键技术,在研究伽马暴（GRB）等暂现源辐射区的几何结构、磁场位形、粒子加速机制和辐射机制方面发挥着重要作用。鉴于暂现源具有随机爆发、持续时间短和瞬时流量高的特点,中国空间站POLAR-2实验的低能偏振探测器（LPD）载荷专门设计了90°视场,以高灵敏、宽视场、大面积的巡天观测策略,对GRB及其极早期余辉的X射线偏振进行精确测量。为了满足LPD载荷观测技术需求,本论文基于光电效应原理,结合微结构气体探测器技术,研发了高灵敏度、可大面积拼接的X射线偏振探测器单元。针对空间的环境,该探测器利用先进的封装技术实现了工作气体的真空密封。通过立方星平台,完成了探测器在轨开展宽视场X射线偏振观测的验证。本研究的目的是研制一种新型的高灵敏度X射线偏振探测器,为LPD载荷提供直接可用的宽视场X射线偏振巡天观测技术。 考虑到暂现源X射线流量的变化特性,成功研制了新型气体电子倍增器——GMCP,并首次将其应用于微结构气体探测器中。通过氢还原处理赋予GMCP体电阻特性,有效避免了电荷累积对增益性能的影响,使得探测器在计数率突变时的增益稳定性优于5%。结合厚型气体电子倍增器（THGEM）和GMCP探测器以及Topmetal-II像素芯片,开展了基于光电效应的X射线偏振测量研究,其中GMCP因其更高颗粒度的结构,能够获取精细的光电子径迹图像,并精确重建光电子的出射方向,展现出比THGEM更高的偏振测量灵敏度。鉴于GMCP偏振探测器的高灵敏度和无电荷累积效应的特点,我们确认了GMCP与Topmetal-II像素芯片结合作为X射线偏振探测器的优越性,并将这种新型气体探测器命名为气体微通道板像素探测器（GMPD）。 为满足空间应用的要求,本论文设计了闭气式、紧凑型的GMPD探测器,并通过严格控制封装流程中的材料选择、器件清洗与储存、真空烘烤除气与充气等环节。采用钎焊、激光焊接等先进封装技术,将漏气率控制在7.6×10-11 Torr·L/s,主要污染物（H2O）分压力降至7.0×10-8 Torr,为探测器在太空中的长期稳定工作提供了坚实基础。性能测试显示,GMPD探测器表现出优异的短期稳定性（优于5%）,并且增益和能量分辨率在370天的时间里保持稳定,偏振测量调制因子达到41.28%（@4.5ke V）,位置分辨率为187.7μm（@6.4 ke V）。 通过研制宇宙X射线偏振探测（CXPD）立方星有效载荷并依托成熟的立方星平台进行在轨验证。该有效载荷集成了反符合探测器、GMPD探测器、电子学系统和机械支撑结构等关键组件,其中GMPD探测器为核心部件,负责获取光电子径迹图像并提供能量和偏振信息。在研制过程中,对有效载荷的力学、散热和电磁兼容性能进行了优化,确保了其在空间运行的高可靠性。实验室内搭建的X射线偏振标定平台为GMPD探测器提供了全面的标定,建立了关键性能参数的数据库,并通过机械振动和热真空试验模拟空间极端环境,验证了载荷的稳定性和可靠性。2023年6月7日成功发射的CXPD立方星在轨运行期间,完成了GMPD探测器的封装技术、反符合探测器、电子学系统的验证,开展了宽视场X射线偏振观测实验。CXPD立方星完成了宽视场X射线偏振探测的验证任务。本论文的研究成果为中国空间站LPD载荷的研制提供了关键技术支撑。

摘要： Shock waves in the Universe are generally formed as "collisionless" shocks, whose physi- cal scale is much shorter than the mean free path of Coulomb collisions. The collisionless shock can be observed in ubiquitous astrophysical environments, involving a number of unsettled problems, such as cosmic-ray acceleration, electron heating, and the evolution of magnetic field turbulence. Year-scale X-ray variabilities of supernova remnants (SNRs) can provide information on real-time changes in shock and post-shock physics, although there are few examples of it. This thesis focuses on time variability in SNRs to explore the shock acceleration, heating, and expansion of SNRs with the Chandra. Tycho's SNR is a nearby and young SNR, which we can observe fine structure from the high-resolution imaging with Chandra. Therefore, we can expect the detection of time variabilities even on a small physical scale. A previous study indeed discovered X-ray flux changes of synchrotron radiation from part of the western "stripe" structure in Tycho's SNR, where protons might be accelerated to PeV energy. Expanding the region and energy band for searching time variabilities from Chandra images obtained in 2000, 2003, 2007, 2009, and 2015, we discovered two significant flux changes: fluctuation in nonthermal radiation along each stripe in the entire structure and gradual brightening in thermal radiation in the northeast rim. Spectral analysis of the former reveals the year-scale fluctuations of photon indices and brightness in each region, along with a tight anti-correlation between them. The fluctuation timescale suggests the magnetic field amplification up to ∼ 500 휇 G. Additionally, the stripes have harder spectra than remnant rims, indicating a more effective acceleration than the rim. In the latter case of thermal radiation, we discovered an increase in electron temperature from ∼ 0. 3 keV to ∼ 0. 7 keV over 15 years from spectral analysis. The temperature increase can be attributed to

关键词： 核材料裂变核素   中子角关联分布   Geant4软件   测量模型  

摘要： 为了打破目前通过实验手段对中子角关联进行测量时受到实验条件限制的问题，使用蒙特卡洛方法，依托Geant4软件搭建了一套中子角关联测量模型，对235U、238U、239Pu、240Pu以及252Cf进行数值模拟，得到了这5种裂变核素的中子角关联分布。结果表明：在相同条件下，不同裂变核素之间的中子角关联分布存在差异；使用测量模型得到的不同核素中子角关联分布与国外实验结果重合度较高。

关键词： X射线管道爬行器   校准方法   管道焊缝   射线探伤   无损检测  

摘要： 为解决现场常用的额定管电压≤350 kV的胶片类X射线管道爬行器的量值溯源问题，参考国内外相关文献资料，确定校准项目，制定相关校准方法，选择科学的实验标准设备，选取市场具有代表性的X射线管道爬行器，通过对校准方法进行详细实验分析，最终验证了方法的科学性、合理性、可行性，从而为计量检测部门和使用单位开展该类设备校准或质控检测提供了技术参考。

关键词： 温室气体   激光吸收光谱   空芯光波导   再入射离轴积分腔输出光谱   多组分气体监测  

摘要： 一氧化二氮（N2O）和一氧化碳（CO）是大气中常见的温室气体,其中N2O是氮循环不可分割的一部分,它与人类活动息息相关。CO和羟基自由基的反应不仅影响对流层的氧化能力,还会产生臭氧和二氧化碳,从而导致间接的正辐射强迫和气候变化。因此,准确和精确地监测大气N2O和CO浓度对于探索它们的源和汇以及控制相关排放有着重要的现实意义。 空芯光波导（Hollow waveguide,HWG）是一种新型的光纤形式,其内芯中空既可以传输光信号又可以作为气体测量吸收池,与可调谐半导体激光吸收光谱技术相结合,具有结构紧凑稳定、测量灵敏度高、用气量少等优点。本文基于长度为5 m的HWG和中心波长为4.56 μm的中红外量子级联激光器,结合波长调制技术（Wavelength Modulation Spectroscopy,WMS）,搭建了一套中红外激光吸收光谱双气体检测系统,用于同时测量N2O与CO气体。通过光场分布规律和实测二次谐波信号特征,研究了不同孔径光阑和透镜对HWG入射光束耦合效果的影响,基于该系统测量了不同浓度的N2O和CO混合标气,结果表明,二次谐波信号幅值与对应浓度存在良好的线性相关性,在积分时间为74 s与75 s时,N2O和CO的检测限可分别达到1.8 ppb和139 ppt,可满足大气中N2O与CO同时高灵敏测量的需求。 此外,为进一步提高对N2O与CO测量能力,将离轴积分腔输出光谱（Off-axis Integrated Cavity Output Spectroscopy,OA-ICOS）技术和中红外量子级联激光器相结合,开发了一套再入射离轴积分腔输出光谱（RE-OA-ICOS）多组分气体检测系统。针对OA-ICOS系统中非模式匹配光学腔的能量损耗问题和高反射率腔镜带来的入射光能量损失问题,设计了再入射结构将激光重新注入光学谐振腔,实现激光“再利用”,显著提高了非模式匹配腔的能量利用率和信号信噪比。为进一步抑制腔模噪声,将射频白噪声加载到激光驱动器,并结合WMS有效提高了系统对N2O、H2O和CO的检测性能。结果表明,再入射方法的二次谐波信号信噪比是传统OA-ICOS的2.68倍,对RE-OA-ICOS进行长时间实验测试,Allan方差的计算结果显示,在分别达到最佳积分时间600 s、572 s和615 s时,N2O、H2O和CO的测量灵敏度可提高至289 ppt、0.6 ppm和22.2 ppt。最后,对大气中N2O和CO进行两天连续测量,验证了该系统对大气测量能力的可靠性。 本文针对大气温室气体N2O与CO的测量,分别基于中红外HWG激光吸收光谱技术和RE-OA-ICOS技术开展了相关研究,前者可面向小气样的外场实验环境,而后者则是对于更高灵敏度测量方法的探索,特别是大气环境中N2O与CO高灵敏度、高精度的测量需求,为实现其长时间、高稳定性大气本底值测量奠定了基础。

关键词： 投影壳模型   高精度β-谱   反中微子谱   容许一对一跃迁  

摘要： 有限原子核的单β衰变是原子核最主要的衰变方式之一,在核结构、核天体物理、粒子物理与核工业的许多前沿领域中发挥着至关重要的作用。原子核β衰变过程中所放出来的β粒子(反中微子)的相对强度随能量的变化关系称为β(反中微子)谱。β谱的积分形式被证明是确定Cabibbo-Kobayashi-Maskawa矩阵Vud中上下夸克元最精确的方法。在用于放射治疗和剂量测定的核医学中,以及用于计算剩余功率或辐照后燃料管理的核工业中,β谱起着重要作用。反应堆的中微子谱提供了一种监测核设施的技术,而反应堆的反中微子异常仍然是一个有待解决的难题。因此,近年来对于原子核β谱与反中微子谱的研究已经成为核物理研究最为热点的前沿课题之一。但想要计算出可靠的原子核(总)β谱与相应的平均能量,一方面,需要实现一对一跃迁的β谱与平均能量的可靠计算。这依赖于理论模型对母核基态的自旋宇称、子核基态和各激发态的自旋宇称与对应的激发能的再现或较好的描述。另一方面,还需要理论模型对各一对一跃迁的Logft值及跃迁百分比进行较好的再现或描述。 壳模型对角化方法是描述原子核多体系统最成功的理论方法之一。过去几十年人们已经发展了很多基于壳模型对角化方法的原子核结构模型以成功描述原子核的能谱、弱相互作用跃迁过程等。但由于传统大规模球形壳模型采用的是球型单粒子基,其计算的组态空间维数随着质量数A的增加而指数增加,因此传统壳模型很难描述A>65的中重核、重核及超重核等。为了有效地截断组态空间,投影壳模型(PSM)采用了形变的准粒子基,通过严格的角动量投影技术恢复了在形变平均场所被破坏的转动对称性,再对角化系统的哈密顿量进行组态混合,最终得到实验室系下原子核多体波函数,有效地描述中重、重以及超重的形变核。 本文在两方面基于投影壳模型研究原子核的β谱与反中微子谱问题。一方面我们借助Pfaffian算法发展投影壳模型实现对原子核β衰变中约化单体跃迁密度(ROBTD)的计算,将计算的ROBTD与能级能量等作为Beta Spectrum Generator(BSG)程序中的输入量,研究了以162 Gd→162 Tb作为偶质量核、103 Ru→103 Rh作为奇质量核示例的容许一对一跃迁的高精度β谱。当采用实验能级能量时,经投影壳模型计算出的考虑了多体关联的ROBTD作为输入量所得到的β谱与经BSG的极端单粒子近似(ESP)计算得到的β谱偏差达10%,反映了核多体关联的重要性。进一步我们借助PSM所计算的理论能级能量与实验能级能量的偏差,展示了 β谱对计算出的能级能量的可靠性表现出敏感依赖关系。 另一方面,我们通过投影壳模型计算偶偶核、奇奇核、奇中子核与奇质子核的决定β谱与平均能量的所有关键物理量,通过Evaluated Nuclear Structure Data File(ENSDF)文件的形式对计算结果进行了整理汇总,将ENSDF文件作为Betashape程序的输入文件,其中Laboratoire National Henri Becquerel开发Betashape程序是为了改善β粒子发射与电子俘获特性相关的核数据,因此最终我们实现了基于PSM-Betashape计算所有类型原子核β衰变总β谱与平均能量、反中微子谱与平均能能量的新方法,并与现有的实验测量结果进行比较和深入的分析讨论。需要注意的是这里我们用PSM-Betashape计算的是原子核β衰变的总β谱与总反中微子谱。

关键词： 核燃料循环   溶剂萃取   酰胺类萃取剂   锕系元素   裂变产物  

摘要： 核能因其高效、低碳清洁等特性,在减少化石能源消耗、提供大量清洁能源、降低温室气体排放以及缓解能源输送压力等方面具备特殊的优势和发展潜力。与此同时,其在国家实现“双碳”目标中也发挥着重要作用。为了推进核能的可持续发展,国家制定了“积极安全有序发展核电”战略。该战略对核能的利用和发展提出了新要求,需要开发出经济高效且简便的铀水冶工艺,以及妥善处理与处置铀/钍基核燃料循环中产生的锕系元素和长寿命裂变产物。 本论文紧密围绕核燃料循环中“铀资源的来源”以及“核废物的去向”这两个关键问题,基于酰胺类萃取剂在核工业中的应用潜力,着重在钍基燃料循环中钍的纯化和铀钍分离、铀基燃料循环前端的铀水冶、后端中铀钚回收前去除锝-99以及PUREX流程后的三价镧锕分离四个方面展开研究。针对四种不同的萃取体系,本工作设计并合成了一系列符合“CHON”原则的酰胺类萃取剂,通过批量的萃取实验,在不同的工艺参数条件下系统探究了酰胺类萃取剂对铀、钍、镅、锔和锝的萃取行为。此外,利用不同的光谱表征手段和DFT计算,深入探究了酰胺类萃取剂与金属离子之间的微观作用机制和构效关系,为先进核燃料循环以及高性能萃取剂的设计提供新思路和新策略。 Th的纯化以及U/Th的萃取分离是钍基燃料循环的主要难点。在第一部分工作中,首次利用双十八烷基二甲基铵([DC18DMA]+)作为构筑离子液体的阳离子,以丙二酰胺酸（[MA]-）作为阴离子,设计并合成了三种新型丙二酰胺类离子液体([DC18DMA][MA])。利用其独特的物理化学性质及双长链季铵盐特有的表面活性,在两相界面处引发了自组装过程,发展了新型自组装萃取的方法。在高浓度硝酸介质中,能够通过简单的步骤将水相中99%以上的Th（IV）固化到界面处的固体中,无需价态调控以及反萃等操作。该方法对Th（Ⅳ）表现出优异的萃取容量和选择性,Th/Eu和Th/U分离因子分别达到12000和3800以上。通过静置-振荡实验、反萃验证实验以及对照实验,发现[DC18DMA]+和[MA]-共同驱动了宏观的自组装萃取。与传统萃取方式不同,由自组装过程萃取的Th（IV）不会进入到有机相而是被完全固化到两相界面处。此外,通过SEM-EDS、XPS、FT-IR和ESI-HRMS表征分析了自组装固体,阐明自组装的机理。该策略不仅为钍的分离富集提供了一种替代方法,而且开创了基于[DC18DMA]+的自组装萃取在核燃料循环中的应用。考虑到Th（IV）和Pu（IV）的化学相似性,且分离体系相近,可以将自组装策略扩展到核工业关键锕系元素Pu的固化和U/Pu分离中。 在传统的铀水冶流程中,需经过反萃和沉淀等操作才能获得“黄饼”。并且该流程中使用的萃取剂也存在选择性不高等问题。为了缩短铀水冶流程,提高分离效率,本工作进一步将自组装萃取延伸到核燃料循环前端的铀水冶中,基于丙二酰胺类离子液体,开发了一种从硫酸浸出液中一步固化U（VI）的自组装萃取方法。与真实低品位铀矿浸出液中的Ca、Na、K、Al、Mg、Fe、Cu、Se、Sr、W、Mn、Zn、V、Co、Cr、Ba、Pb和Cd等18种主要元素相比,[DC18DMA][MA]对U表现出优异的选择性和萃取性能,对于主要的杂质元素,其分离因子均高于10～3。同时,99%以上的U（Ⅵ）以自组装固体的形式被提取和富集,无需反萃和沉淀等操作,仅通过过滤即可一步回收含铀的固体。此外,利用DLS、SEM-EDS、XPS、1H NMR和FT-IR、ESI-HRMS表征分析和斜率分析,揭示了自组装萃取的微观过程和萃取机理。该策略步骤少、成本低、萃取效率高、选择性好,在铀水冶中具有重要的应用价值。 在PUREX流程后,针对先进的“分离嬗变”闭式循环,亟需开发一种能够选择性分离Ln（III）/An（III）的配体。本研究基于两相竞争性萃取新策略,设计并合成了3种软硬结合的邻菲罗啉二甲酰胺类（DAPhen）亲水配体,用作水相中选择性络合An（Ⅲ）的掩蔽剂。同时,采用TODGA作为亲脂性萃取剂在有机相中萃取Ln（III）,以实现Ln（Ⅲ）/An（Ⅲ）分离。在0.05–2.0 M HNO3介质中,2OH-DAPhen对An（Ⅲ）表现出优异的亲和力。在最优条件下,由2OH-DAPhen-TODGA竞争体系所获得的SFEu/Am、SFLa/Am和SFEu/Cm值分别为1365、42.38和417.66,实现了高效的Ln（Ⅲ）/An（Ⅲ）分离。值得注意的是,即使在2.0 M HNO3介质中,SFEu/Am值仍高达395.97。通过紫外可见分光光度滴定、1H NMR滴定、FT-IR分析、ESI-HRMS分析和时间分辨荧光光谱滴定研究了2OH-DAPhen与三价金属离子之间的配位行为,揭示低酸度和高酸度条件下的配合物物种分别为ML（NO3）3和ML（H2O）