基于纳米改性液闪能谱技术的湿法放射性气溶胶测量及其能量分辨增强机制研究

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基本信息

  • 批准号:
    11805101
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2804.粒子探测技术
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The high-precision and high-stability monitoring of radioactive aerosols is an important requirement safety technology for the new generation of nuclear submarines. This project combines the high efficiency/homogeneity collection of the mist-spray process with the high detection efficiency of liquid scintillation radioactivity measurement, a new wet-process radioactive aerosol measurement technology with high resolution for special purposes such as radioactive monitoring in nuclear submarine cabins is proposed. In order to promote the aerosols collection efficiency, improve the luminescent properties of nano-modified liquids, and optimize the accuracy of energy spectrum analysis algorithms, some research should be focused on. The research contents include: 1) Revealing physical mechanism of high-efficiency wet aerosol collection based on the properties of the two-phase interface; 2) Quantum dot/nano-metal particle modified liquid scintillator make a breakthrough improvement of detection accuracy and energy resolution; 3) New system liquid scintillator performance degradation mechanism and environmental applicability assessment; 4) The algorithm developed here is based on deconvolution and deep learning, with the aim of analyzing nuclear signal and energy spectrum measured under low noise and energy circumstance. This project is a cross-disciplinary research project integrating radiation detection, environmental engineering, nanomaterials, signal processing and electronics. The research results achieved will provide advanced theory and technological foundation for the development of accurate and intelligent radioactive aerosol monitoring instruments in China’s new generation of nuclear submarines.
放射性气溶胶的高精度、高稳定监测是新一代核潜艇安全技术的重要需求。本项目结合湿法喷淋采集的高效/均一性与液闪放射性测量的高探测效率,提出了一种面向核潜艇舱内放射性监测等特殊用途的新型高分辨率湿法放射性气溶胶测量技术,并针对其湿法气溶胶采集效率提升、纳米改性液闪发光性能改善、能谱解析算法精度优化等关键技术开展重点研究。研究内容包含:1)基于两相界面性质揭示湿法气溶胶采集高效率的物理机制;2)量子点/纳米金属颗粒改性液体闪烁体对探测精确度与能量分辨率的提升突破;3)新体系液体闪烁体性能退化机制与环境适用性评估;4)去卷积联合深度学习算法实现低噪声、低能耗下的核信号处理与能谱解析。本项目是集辐射探测、环境工程、纳米材料、信号处理与电子学等多学科内容交叉的研究课题,其研究成果将为研发我国新一代核潜艇舱内精确、智能的放射性气溶胶监测装置奠定良好的理论与技术基础。

结项摘要

针对气溶胶湿法采集液闪探测技术开展了湿法气溶胶采集技术、液闪数字化技术与荧光增强技术的研究,重点针对气溶胶采集系统与液闪测量系统进行了设计与开发。主要研究成果有:1)建立了湿法放射性气溶胶采集系统的结构模型,精确模拟了气溶胶微粒在采集系统的输运过程,构建了各项参量与采集性能的响应关系,在调整入射参数与加入双喷雾系统后,收集效率达到86%;2)制备测试了两种碘离子富集材料,研究发现只需几克20%- Ag2O-Ag2O3@ZIF-8材料,即可完成对捕获液中碘离子的快速去除;3)制备了掺杂CdSe/ZnS量子点的新型液体闪烁体,研究发现新型液闪的荧光强度与溶剂种类有较大的关系,Ultima Gold液闪在加入量子点后整体发光强度有了轻微提升,Emulsifier-Safe液体闪烁体掺杂量子点后大部分蓝紫荧光被转移,但发光强度有了轻微下降,使用时需要结合光电转换效率综合考虑;4)项目搭建了液闪探测平台系统,制备了基于FPGA的双通道数字化谱仪,实现了粒子甄别功能,开发了GAN网络解谱算法,研究了系统在多核素存在条件下的解谱性能;5)在质子辐照闪烁体后,发光强度有了一定下降,随着辐照射线能量的增大,下降幅度也逐渐增大;6)发表SCI学术论文4篇;中文核心期刊论文2篇;申请国家发明专利2项;获得江苏省微课教学比赛二等奖;培养研究生4名,博士生2名。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
银负载改性焙烧态水滑石及其碘离子吸附性能
  • DOI:
    10.13732/j.issn.1008-5548.2020.04.004
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国粉体技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王俊议;陈九玉;王鹏;杨毅
  • 通讯作者:
    杨毅
Core-shell ZnO@Cu2O encapsulated Ag NPs nanocomposites for photooxidation-adsorption of iodide anions under visible light
核壳ZnO@Cu2O封装Ag纳米粒子纳米复合材料用于可见光下碘阴离子的光氧化吸附
  • DOI:
    10.1016/j.seppur.2021.118328
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Separation and Purification Technology
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Jiuyu Chen;Aotian Gu;Elvis Djam Miensah;Ying Liu;Peng Wang;Ping Mao;Chunhui Gong;Yan Jiao;Kai Chen;Zongxiang Zhang;Yi Yang
  • 通讯作者:
    Yi Yang
Cu-Zn bimetal ZIFs derived nanowhisker zero-valent copper decorated ZnO nanocomposites induced oxygen activation for high-efficiency iodide elimination
铜锌双金属 ZIF 衍生的纳米晶须零价铜修饰的 ZnO 纳米复合材料诱导氧活化以高效消除碘化物
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Hazardous Materials
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Jiuyu Chen;Aotian Gu;Elvis Djam Miensah;Ying Liu;Peng Wang;Ping Mao;Chunhui Gong;Yan Jiao;Kai Chen;Yi Yang
  • 通讯作者:
    Yi Yang
Enhanced removal of I− on hierarchically structured layered double hydroxides by in suit growth of Cu/Cu2O
通过 Cu/Cu2O 的适当生长增强分层结构层状双氢氧化物上 Iâ 的去除
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Environmental Sciences
  • 影响因子:
    6.9
  • 作者:
    Jiuyu Chen;Junyi Wang;Qianhong Gao;Xiaomei Zhang;Ying Liu;Peng Wang;Yan Jiao;Zongxiang Zhang;Yi Yang
  • 通讯作者:
    Yi Yang
Silver-decorated ZIF-8 derived ZnO concave nanocubes for efficient photooxidation-adsorption of iodide anions: An in-depth experimental and theoretical investigation
银装饰的 ZIF-8 衍生的 ZnO 凹面纳米立方体用于碘阴离子的有效光氧化吸附:深入的实验和理论研究
  • DOI:
    10.1016/j.jssc.2021.122039
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Solid State Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Jiuyu Chen;Aotian Gu;Elvis Djam Miensah;Ying Liu;Peng Wang;Ping Mao;Chunhui Gong;Yan Jiao;Kai Chen;Zongxiang Zhang;Yi Yang
  • 通讯作者:
    Yi Yang

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其他文献

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    2015
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    曾林
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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    王鹏
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    焦春艳;韩宁;张英民;李悦;王鹏
  • 通讯作者:
    王鹏

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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