BEPCⅡ正电子源
30 1 2006 1
HIGH ENERGY PHYSICS AND NUCLEAR PHYSICS
Vol.30,No.1
Jan.,2006 BEPC Positron Source
PEI Guo-Xi1)SUN Yao-Lin LIU Jin-Tong CHI Yun-Long
LIU Yu-Cheng LIU Nian-Zong
(Institute of High Energy Physics,CAS,Beijing100049,China)
Abstract BEPC —an upgrade project of the Beijing Electron Positron Collider(BEPC)is a factory type of e+e?collider.The fundamental requirements for its injector linac are the beam energy of1.89GeV for on-energy injection and a40mA positron beam current at the linac end with a low beam emittance of 1.6μm and a low energy spread of±0.5%so as to guarantee a higher injection rate( 50mA/min)to the storage ring.Since the positron?ux is proportional to the primary electron beam power on the target,we will increase the electron gun current from4A to10A by using a new electron gun system and increase the primary electron energy from120MeV to240MeV.The positron source itself is an extremely important system for producing more positrons,including a positron converter target chamber,a12kA?ux modulator, the7m focusing module with DC power supplies and the support.The new positron production linac from the electron gun to the positron source has been installed into the tunnel.In what follows,we will emphasize the positron source design,manufacture and tests.
Key words positron source,?ux concentrator,converter target,pulse power supply
1Introduction
BEPC is the second phased construction of BEPC,working in the Tau-Charm energy region (2—5GeV).The design peak luminosity of1×1033cm?2·s?1at1.89GeV is two orders of magnitude higher than the present BEPC.To keep a higher av-erage luminosity,on-energy injection with a high in-jection rate of 50mA/min for e+beam is necessary, which is ten times the present value.The measures[1] we’re going to take include:1)increase the repetition rate from12.5Hz to50Hz;2)increase the bombarding electron energy from140MeV to240MeV;3)increase bombarding electron current from2.5A to6A and 4)manufacture a new positron source to increase the positron yield at the linac end from1.4%to2.7% e+/(e?×GeV).Table1shows the main parameters of the BEPC positron source.
Table1.The main parameters of the BEPC
e+source.
2Positron converter assembly
The BEPC positron source[2]is a conventional source.Electrons are accelerated to240MeV in the linac,and focused to a3mm to5mm diameter spot
1 BEPC 67
68 (HEP&NP) 30
1 BEPC 69
References
1PEI G X et al.Design Report of the BEPC Injector Linac:IHEP-BEPCII-SB-03-02.November2003
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70 (HEP&NP) 30
2005–05–13 ,2005–07–08
1)E-mail:peigx@https://www.360docs.net/doc/762755691.html,
计算机控制系统考试
第一章 1．计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？ 2．分析说明图1-3计算机控制系统的硬件组成及其作用。 3．计算机控制系统的软件由哪些部分构成？ 4．按控制方案来分，计算机控制系统划分成那几大类？ 5．计算机控制装置可以分成哪几种机型？可编程控制器可编程调节器总线式工控机单片微型计算机 1. 计算机控制系统及工程应用--是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问，是以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统。从计算机应用的角度出发，自动化控制工程是其重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来看，计算机技术又是一个主要的实现手段。 ?计算机控制系统是由常规仪表控制系统演变而来的; 2.计算机控制系统硬件一般包括：主机--CPU ＋RAM＋ROM＋系统总线常规外部设备--输入/输出设备、外存储器等过程输入输出通道—AI、AO、DI、DO 人机接口设备—CRT、LED、LCD、打印机等通信设备—交换机、modem、集线器等 3.软件通常分为系统软件和应用软件两大类；系统软件一般由计算机厂家提供，专门用来使用和管理计算机本身的程 图1-4 计算机控制系统硬件组成框图 序；应用软件是用户针对生产过程要求而编制的各种应用程序。 4.数据采集系统（DAS）操作指导控制系统(OGC) 直接数字控制系统（DDC）计算机监督控制系统（SCC） 分散控制系统（DCS 现场总线控制系统（FCS） 5.可编程控制器可编程调节器总线式工控机单片微型计算机 第二章 8、结合图2-3，分析说明DAC0832的内部结构组成及其作用 DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8 位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由LE1加以控制；8位DAC寄存器用于存放待转换的数字量，由LE2加以控制；8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。 第三章 2．分析说明8路模拟开关CD4051的结构原理图，结合真值表设计出两个CD4051扩展为一个8路双端模拟开关的示意图。 3．什么叫周期采样？采样时间？采样周期？
正电子类放射性药品质量控制指导原则
正电子类放射性药品质量控制指导原则 正电子类放射性药品系指含有发射正电子的放射性核素的药品。它一般由医疗机构或者正电子类放射性药品生产企业于临床使用前制备。发射正电子的放射性核素主要有两种来源：通过回旋加速器制备和发生器制备。本指导原则仅适用于回旋加速器制备的正电子类放射性药品的质量控制。 为保证正电子类放射性药品用药安全有效，应当依据国家药品质量标准对制备的正电子类放射性药品进行质量控制。如果某种正电子类放射性药品尚未有国家标准，制备单位应起草该药品的质量标准，并经过中国药品生物制品检定所复核，在确认后方可用于该药品的质量控制。 正电子类放射性药品的制备和质量控制有以下特点： 1、发射正电子的放射性核素物理半衰期一般很短，正电子类放射性药品的制备必须迅速。为保证操作人员免受过量的电离辐射，一般采用自动化合成系统。 2、一般于临用前由医疗机构自行制备和合成。鉴于氟-[18F]的半衰期稍长，含氟-[18F]的放射性药品可由附近的具有正电子类放射性药品制备资格的医疗机构或生产企业制备和供应。 3、正电子类放射性药品批量较少，一般每批仅为数剂。 4、质量控制检验需快速可行。 鉴于正电子类放射性药品制备和质量控制的特点，临床使用前不可能对每一批正电子类放射性药品进行全项检验。为保证正电子类放射性药品的质量，确保用药安全有效，规范正电子类放射性药品的质量控制，根据《药品管理法》和《放射性药品管理办法》，制订本指导原则。 一、放射性核素的半衰期大于２０分钟的正电子类放射性药品（如含氟-[18F]的放射性药品） 每批药品在使用前，应对如下项目进行质量检验： 1、性状检查 2、pH值检查 3、放射化学纯度测定 4、放射性活度或浓度测定 其它项目进行追溯性检验 二、放射性核素的半衰期小于或等于20分钟的正电子类放射性药品（如含碳[11C]、氮[13N]、氧[15O]的放射性药品） 将在同一天相同条件下制备的所有同品种制剂定义为一批，而在一天内每次制备的制剂称为亚批。对在相同条件下制备的第一个亚批进行质量控制，在制备其它亚批前，至少对如下项目进行质量检验： 1、性状检查 2、pH值检查 3、放射化学纯度测定 4、放射性活度或浓度测定 其它项目进行追溯性检验 三、追溯性检验 正电子类放射性药品的追溯性检验，应对在同一操作规范下制备的成品进行至少连续六批样品检验。如结果均符合规定的则可定期进行抽验，但至少一个月进行一次全检。
正电子药物生产及使用中的辐射防护
正电子药物生产及使用中的辐射防护 作者：谢吉奎汪世存谢强方雷潘博展凤麟 【关键词】辐射防护；正电子药物；18F-FDG PET是正电子发射断层显像，主要是利用放射性示踪剂原理显示活体生物活动的医学影像技术,可探测机体的代谢情况。PET/CT 是在PET和CT基础上发展起来的当今世界上最先进的医疗影像设备，具有PET的定性功能,同时又有CT的定位功能。随着近几年国内PET、PET/CT的应用越来越多,正电子放射性药物也备受关注，特别是其生产和使用过程中的辐射问题。正电子放射性核素发射的是高能(511keV)γ射线,其照射率常数分别是常用的131I 和99mTc的3倍和9倍[1],下面以最常用的18F-FDG为例介绍其在生产和使用过程中所产生的辐射问题及相应的防护措施。 1 生产及使用流程 1．1 制备回旋加速器离子源电离氢气产生带电粒子，在射频系统和磁场系统的作用下在D盒内加速，当加速至一定能量（西门子Eclipse RD型回旋加速器最高能量为11MeV）时被引出，轰击靶腔内的18O-H2O，通过18O(p,n)18F核反应生成18F-，回旋加速器生产结束后将18F-经过专用的防护管道系统传输到FGD药物合成器内，合成器均是放置在带有铅屏蔽的合成热室中,工作人员通过控制合成热室外面的工作站(计算机操作系统)，进而控制合成器,经过一系列的化学反应生成FDG，初步生成的FDG经过纯化柱、Al柱、C-18柱等纯化处理后再通过一个无菌滤膜传输到无菌收集瓶内，然后将盛有FDG的
收集瓶放进防护分装罐内备用。 1．2 使用按照1 kg体质量0．1～0．15 mCi的比例，在分装热室内根据检查者的体重将FDG分装到注射器内，然后放入注射器防护套内传送到注射室，由护士为检查者注射。注射过FDG的检查者被安排在隔离室内休息。经过大约25 min后，由医生指导检查者到检查床上进行检查。 2 生产及使用中的防护 2．1 制备过程的防护 2．1．1 回旋加速器回旋加速器生产放射性核素18F过程中的辐射源主要有: 瞬时辐射源( 主要指放射性核素和伴随产生的中子、α粒子) 、中子活化产物以及中子在慢化吸收过程中产生的高能γ射线和放射性废物。现在大部分回旋加速器都带有自屏蔽,在核素生产时加速器室内的辐射水平基本可以接近本底。其次通过防护水平达标的回旋加速器室墙壁及防护门等可以使加速器室周围的辐射降低到本底。生产核素结束2 h后再进入加速器室或尽量缩短在加速器室内的逗留时间，可以减少工作人员所受辐射。对于回旋加速器运行过程中产生的少量放射性气体、气溶胶等，有文献报道，这些气态物质对人产生的辐射可忽略;而且回旋加速器大厅要求的通风系统开启后，可将这些气态物质排出，对人体影响很小[2，3]。 2．1．2 合成热室回旋加速器产生的放射性核素18F传输到合成器后，合成热室内存在大量的放射源，主要为γ射线和α粒子。放射性核素合成结束后，大部分被传出到产品收集瓶内，剩余部分会
正电子湮没谱学-笔记
目录 正电子湮没谱学简介.................................................................................- 2 - 正电子湮没寿命谱......................................................................................- 6 - 正电子湮没多普勒展宽能谱.......................................................................- 8 - 正电子湮没角关联谱................................................................................ - 10 - 慢正电子束流技术.................................................................................... - 11 - 脉冲慢正电子束 ....................................................................................... - 13 - 装置配件 .................................................................................................. - 14 - 文献分析 .................................................................................................. - 18 -
(完整版)计算机控制系统高金源版课后答案
第1章习题 B 习题 B1-1 举例说明2-3个你熟悉的计算机控制系统，并说明与常规连续模拟控制系统相比的优点。 B1-2 利用计算机及接口技术的知识，提出一个用同一台计算机控制多个被控参量的分时巡回控制方案。 B1-3 题图B1-3是一典型模拟式火炮位置控制系统的原理结构图。由雷达测出目标的高低角、方位角和斜距，信号经滤波后，由模拟式计算机计算出伺服系统高低角和方位角的控制指令，分别加到炮身的高低角和方位角伺服系统，使炮身跟踪指令信号。为了改善系统的动态和稳态特性，高低角和方位角伺服系统各自采用了有源串联校正网络和测速反馈校正，同时利用逻辑电路实现系统工作状态的控制(如偏差过大时可断开主反馈，实现最大速度控制，当偏差小于一定值后实现精确位置控制)。试将其改造为计算机控制系统，画出系统原理结构图。 题图B1-3典型模拟式火炮位置控制系统的原理结构图 B1-4水位高度控制系统如题图B.1-4所示。水箱水位高度指令由W1 电位计指令电压u r确定，水位实际高度h由浮子测量，并转换为电位计W2 的输出电压u h。用水量Q1 为系统干扰。当指令高度给定后，系统保持给定水位，如打开放水管路后，水位下降，系统将控制电机，打开进水阀门，向水箱供水，最终保持
水箱水位为指令水位。试把该系统改造为计算机控制系统。画出原理示意图及系统结构图。 题图B1-4 水箱水位控制系统原理示意图 B1-5 题图B1-5为一机械手控制系统示意图。将其控制器改造为计算机实现，试画出系统示意图及控制系统结构图。 题图B1-5机械手控制系统示意图 B1-6题图B1-6为仓库大门自动控制系统示意图。试将其改造为计算机控制系统，画出系统示意图。 题图B1-6 仓库大门自动控制系统示意图
正电子放射性核素的制备及其在药学领域中的应用
正电子放射性核素的制备及其在药学领域中的应用 唐刚华（第一军医大学南方医院南方PET中心，广东广州510515） 摘要：正电子放射性核素（如11C，15O，18F等）主要由回旋加速器通过核反应制备，正电子放射性核素经放射化学合成可制备各类正电子显像剂或正电子标记物，正电子显像剂或正电子标记物结合正电子发射断层（PET）显像已广泛用于神经精神系统、心血管系统及肿瘤等疾病的研究，也是药物研究的重要工具。主要概述回旋加速器的工作原理、正电子放射性核素的制备及其在药学领域中的应用。 近年来，正电子发射断层（PET）显像及PET药物在世界范围内得到了飞速的发展，正电子放射性核素需求量不断增加。正电子放射性核素主要是由回旋加速器生产，从1930年Lawrence研制成功第一台回旋加速器以来，回旋加速器在数量和质量方面得到了很大的发展和提高，为PET显像、PET药物及药物研究的蓬勃发展奠定了基础。 1 回旋加速器的工作原理 1929年劳伦斯提出回旋加速器理论，次年第一台回旋加速器研制成功。其基本原理是带电粒子在磁场中作圆周运动，采用交变电极的方法，使粒子在较低电压下通过多次加速获得很高的动能。其工作原理示意图见图1。待加速的正粒子或负粒子由离子源S产生，产生的各种带电粒子将向着带异种电荷的D型电极盒（如A）运动。进入D型电极盒A内的粒子不再受电场的影响，而垂直于D型电极盒A平面的磁场将迫使带电粒子在圆形轨道上运行，使其保持在一定轨道上运行。当带电粒子到达电极盒A和B间隙时，电极盒的极性发生改变，粒子再次加速至另一电极盒B。此时，带电粒子被加速、获得更大的能量并通过更大的轨道半径运行，射频震荡器将随着带电粒子通过电极间隙而相应调整D型电极盒的极性。每当带电粒子穿过D型电极盒A、B间的间隙时，带电粒子将被加速一次获得更大的速度和能量，D型盒内的圆周运动半径也增大一次。其能量增量ΔE 等于带电粒子电荷q 和A、B间间隙电位差UAB的积。如果质量为M 的带电粒子，以速度V 在磁场强度H 的作用下，在D型电极盒内作粒子运行轨道半径为r的圆周运动，则洛仑磁力（HeV）等于离心力（MV2／r），即HeVEMV2／r。这样，可推断被加速粒子能量E 为：EEMV2／2EH2e2r2／2M最后，当带电粒子加速到一定速度到达外围轨道时，粒子束被带相反电荷的偏转板（D）引出D型盒外，并通过靶窗W轰击靶材料生产放射性核素。对于正离子加速器，加速束流由质子（H+）或氘正离子（D+）构成，这种束流由静电偏转板D引出D型盒外，与靶碰撞产生所需要的核素。对于负离子加速器，加速束流由氢负离子（H-）或氘负离子（D-）构成，负离子束流通过薄碳箔剥离电子改变束流极性由负性变为正性，即H-／D-转变为H+／D+。以剥离过程作为偏转系统可将正离子束流导向靶室，与靶材料碰撞发生核反应产生所需要的核素。另外，使用两个碳箔剥离，可使束流分为两部分，分别轰击两个独立的靶，同时生产两种不同正电子核素。正电子放射性核素可以用高能直线加速器和回旋加速器生产，用于PET显像的短寿命正电子核素主要是利用能够加速低能到中等能量带电粒子的小型医用回旋加速器生产。由于负离子加速器不像正离子加速器那样可以激活屏蔽材料，且只需较少屏蔽材料，现代医用回旋加速器大多是负离子加速器。医用回旋加速器大多安装了多个靶以便生产各种正电子核素如11C，13N，15O和18F等，有些加速器，负离子束流分为两部分，可同时生产两种不同核素。现代医用回旋加速器又分为单质子束流加速器和双粒子束流加速器，单质子束流加速器对于生产某些核素受限，但其价格便宜。目前医用回旋加速器正向着小型、便宜、简便、自屏蔽且可生产多种核素的负离子回旋加速器的方向发展。
正电子发射断层扫描及磁共振成像系统(CQZ1800201)
附件1 受理号：CQZ1800201医疗器械产品注册技术审评报告 产品中文名称：正电子发射断层扫描及磁共振成像系统 产品英文（原文）名称：/ 产品管理类别：III类 申请人名称：上海联影医疗科技有限公司 国家食品药品监督管理总局 医疗器械技术审评中心
目录 基本信息 (3) 一、申请人名称 (3) 二、申请人住所 (3) 三、生产地址 (3) 产品审评摘要 (4) 一、产品概述 (4) 二、临床前研究摘要 (5) 三、临床评价摘要 (9) 四、风险分析及说明书提示 (10) 综合评价意见 (12)
基本信息 一、申请人名称 上海联影医疗科技有限公司二、申请人住所 上海市嘉定区城北路2258号三、生产地址 上海市嘉定区城北路2258号
产品审评摘要 一、产品概述 （一）产品结构及组成 由PET子系统、3T超导磁体、梯度功率放大器、梯度线圈、射频功率放大器、射频线圈、谱仪、检查床、计算机子系统、配电系统及生理信号门控单元组成。 （二）产品适用范围 该产品包括PET（正电子发射断层扫描）及MR（磁共振）两部分，实现了PET成像及MR成像的一体化结合，可实现同步且等中心采集生理、解剖和生化代谢信息，并将这些信息配准和融合。由经过适当培训的医疗专业人员使用，用于帮助对功能和疾病进行检测、定位和诊断。这一组合系统还保留了PET 和MR设备的独立功能，可以单用PET和/或MR成像设备进行诊断成像。 （三）型号/规格 uPMR 790 （四）工作原理 正电子发射断层扫描及磁共振成像，简称PET/MR (Positron
Emission Tomography/Magnetic Resonance Imaging, PET/MR) 是将两种成像设备PET和MR有机的结合起来，实现一次扫描同时产生PET和MR图像。PET成像主要提供生理代谢信息，MR 成像主要提供生理解剖信息。PET和MR图像通过配准与融合，为医生的诊断提供解剖、生理、功能代谢等信息。 二、临床前研究摘要 （一）产品性能研究 产品性能研究包括一体化PET/MR集成技术、PET和MR 图像配准融合、衰减校正和SUV值计算准确性研究等。通过解决PET和MR两种模态在同一孔径中同步成像的电磁兼容性、图像融合、以及整机一体化实时控制等技术难点，实现两种模态同时成像。 1.一体化PET/MR集成技术 该产品采用专利的PET探测器电磁屏蔽结构，隔绝射频发射线圈对PET探测器的干扰以及探测器对MR成像产生的干扰。采用无磁元器件，并在内部组件采用抑制涡流的设计，保持3T MR成像时静磁场和梯度磁场不受干扰。自屏蔽体发射线圈，隔绝体线圈射频场对PET探测器的干扰，同时避免磁体和梯度线圈对体发射线圈射频场的影响，保持射频发射场的稳定。 2.PET和MR图像配准融合
Scu正电子湮灭寿命谱——刘家威,黄永明,唐奥
正电子湮没寿命测量 刘家威黄永明唐奥 （四川大学物理科学与技术学院核物理专业四川成都610065） 摘要：本实验利用22Na衰变放出的1.28MeV的γ射线及其放出的正电子在样品中湮灭放出的0.511MeV的γ射线测量正电子在样品中的寿命。实验中使用快符合电路及恒比微分甄别器电路对两种γ射线的时间和能量信息进行甄别符合，采用时幅转换电路(TAC)将获得的时间信息转换为幅度信息，并输入到多道分析器中。最后，利用POSFIT软件对获得的谱线进行解谱得到正电子在样品中的湮灭寿命。 关键词：正电子湮没寿命谱符合法恒比微分甄别器能窗调节 Positron annihilation lifetime measurement Liu JiaWei Huang YongMing Tang Ao (Sichuan University,college of physical science and technology,in Chengdu,Sichuan610065) Abstract:Through utilizing theγradiation of22Na and theγradiation generated by the annihilation of positrons which is radiated by22Na,this experiment measures the annihilation lifetime of positrons in the sample material.In this experiment,the instruments of Fast Coincidence and CFD are used to analyze the timing and energy information of the two types ofγradiations.And the time information is finally changed to amplitude information by TAC and input into the Multi-channel Analyzer.The annihilation lifetime positrons can be gained through spectrum unfolding in POSFIT. Keywords:Positron annihilation Fast coincidence method Lifetime spectrum Constant ratio differential discriminator Energy window regulator 引言： 1928年，狄拉克发表论文称，电子能够具有正电荷与负电荷。1932年安德森利用威尔逊云室发现正电子。之后，随着实验技术的不断发展以及人们对正电子与物质相互作用认识的不断加深，正电子的应用得到了很大扩展。正电子湮灭技术就是其中一种。 正电子湮灭技术已经有较长时间的历史，它利用正电子在凝聚物质中的湮没辐射带出物质内部的微观结构、电子动量分布及缺陷状态等信息，从而提供一种非破坏性的研究手段。在原子物理、分子物理、固态物理、表面物理、化学及生物学、医学等领域正电子湮灭技术都得到广泛应用，并取得了独特的研究成果。此外，在材料科学的研究中，正电子对微观缺陷研究和相变研究正发挥着日益重大的作用。 本实验就是通过测量正电子在样品中的湮灭寿命，获得与样品结构相关的一些信息。 1.实验目的 1)了解正电子寿命测量的的基本原理以及正电子在物质中湮灭的物理过程 2)掌握利用符合法测量正电子寿命方法 3)了解多道时间谱仪的工作原理，初步掌握多道时间谱仪的使用方法 4)初步掌握使用计算机解谱的数学方法 5)对比不同样品中的正电子寿命谱 2. 实验仪器
PET 正电子发射型CT
Budinger, T. F.,VanBrocklin, H. F. “Positron-Emission Tomography (PET)”The Biomedical Engineering Handbook: Second Edition. Ed. Joseph D. Bronzino Boca Raton: CRC Press LLC, 2000
67Positron-Emission Tomography (PET) 67.1 Radiopharmaceuticals Nuclear Reactor—Produced Radionuclides ?Accelerator- Produced Radionuclides ?Generator-Produced Radionuclides ?Radiopharmaceuticals ?PET Radionuclides 67.2 Instrumentation Background ?PET Theory ?PET Detectors ?Physical Factors Affecting Resolution ?Random Coincidences ? Tomographic Reconstruction ?Sensitivity ?Statistical Properties of PET Thomas F. Budinger and Henry F. VanBrocklin Since the discovery of arti?cial radioactivity a half century ago, radiotracers, radionuclides, and radio-nuclide compounds have played a vital role in biology and medicine. Common to all is radionuclide (radioactive isotope) production. This section describes the basic ideas involved in radionuclide produc-tion and gives examples of the applications of radionuclides. The ?eld of radiopharmaceutical chemistry has fallen into subspecialties of positron-emission tomography (PET) chemistry and general radiophar-maceutical chemistry, including specialists in technetium chemistry, taking advantage of the imaging attributes of technetium-99m. The two general methods of radionuclide production are neutron addition (activation) from neutron reactors to make neutron-rich radionuclides which decay to give off electrons and gamma rays and charged-particle accelerators (linacs and cyclotrons) which usually produce neutron-de?cient isotopes that decay by electron capture and emission of x-rays, gamma rays, and positrons. The production of arti?cial radionuclides is governed by the number of neutrons or charged particles hitting an appropriate target per time, the cross section for the particular reaction, the number of atoms in the target, and the half-life of the arti?cial radionuclide: (67.1) where A (t ) is the produced activity in number of atoms per second, N is the number of target nuclei, σis the cross section (probability that the neutron or charged particles will interact with the nucleus to form the arti?cial radioisotope) for the reaction, φ is the ?ux of charged particles, and T 1/2 is the half-life of the product. Note that N is the target mass divided by the atomic weight and multiplied by Thomas F. Budinger University of California at Berkeley Henry F. VanBrocklin University of California at Berkeley
正电子湮灭
正电子湮灭技术 正电子湮没技术(Positron Annihilation Technique-PAT)是一门把核物理和核技术应用于固体物理与材料科学研究的新技术，近20多年来该技术得到了迅速发展。正电子湮没技术包括多种实验方法，其中最常用的主要有3种，即正电子湮没寿命谱测量、2γ湮没角关联和湮没能量的Doppler展宽。简言之，正电子湮没技术是通过入射正电子与材料中电子结合湮没来反映材料中微结构状态与缺陷信息的。与其他现代研究方法相比，正电子湮没技术具有许多独特的优点。首先，它对样品的种类几乎没有什么限制，可以是金属、半导体，或是绝缘体、化合物、高分子材料；可以是单晶、多晶、纳米晶、非晶态或液晶，只要是与材料的电子密度、电子动量密度有关的问题，原则上都可以用正电子湮没的方法进行研究。第二，它所研究的样品一般不需要特殊制备，其制样方法简便易行。另外，正电子湮没技术对材料中原子尺度的缺陷和各种相变非常灵敏。如今正电子湮没技术作为一种新型的应用核分析技术，已广泛应用于材料科学、物理、化学、生物、医学、天文等领域，本文仅就正电子湮没技术在测试领域研究中的一些基本应用(原理)作一介绍。 正电子湮没无损测试技术是一种研究物质微观结构的方法，一种先进的材料微观结构－自由体积的探测和表征技术，可用于固体物理晶体缺陷与材料相结构与相结构转变的研究，目前已成为一种研究 物质微观结构、缺陷、疲劳等的新技术与手段。检测实施过程中，放射源作用材料时会产生带有正电荷的、尺寸与电子相当的质点，这种
正电子可以被纳米大小的缺陷吸引而与电子相撞击。在正负电子撞击过程中，两种质点湮没，从而放出一种伽玛射线。伽玛射线能谱显示出一种清晰可辨的有关材料中的缺陷大小、数量以及型别的特征。显然，这些特征可以标识最早阶段的损伤，即裂纹尚未出现的损伤；同时可以在不分解产品的情况下定量地评估其剩余寿命，笔者对该技术的原理及其应用进行了介绍。 正电子湮没无损测试所采用的正电子源最初来自于放射源的β＋源，通过放射源的作用在材料中产生正电子。在含损伤材料中，位错、空位等缺陷表现为负电荷，由于库仑引力，在材料中扩散的正电子会因吸引而被捕获，停止扩散，正电子在缺陷中停留一段时间之后就会湮灭。正负电子在湮没时会放出两个1８０°背向的５１１ｋｅＶγ光子。实际上，正负电子在湮没时一般都非静止状态，因此由正负电子组成的质心系本身在实验室系统下仍具有一个随机的速度，这个速度的大小和方向都是不确定的，根据被分析物体状况的不同而具有某种确定的分布。由于该速度的存在，在实验室观察到的湮没γ光子的能量将不再是５１１ｋｅＶ，而是略大或略小，表现为多普勒展宽。与内层电子和价电子相比，处在缺陷内的电子密度和动量都较小，因此正电子在湮没之后放出５１１ｋｅＶγ光子的多普勒展宽也较小。相反，如果材料中不存在缺陷，则正电子更容易被内层电子所捕获，而内层电子的速度较大，因此多普勒展宽较大。可见，用适当的参数描述谱线形状的变化，可获取有关缺陷效应的信息，实现无损评估。
正电子类放射性药品的管理规定
医疗机构制备正电子类放射性药品管理规 定 (征求意见稿) 第一条根据《中华人民共和国药品管理法》、《放射性药品管理办法》的有关规定，结合制备、使用正电子类放射性药品医疗机构的情况，制定本规定。 第二条PET中心系指医疗机构配备正电子发射断层仪、医用回旋加速器及自动合成装置的部门。 第三条凡制备、使用正电子类放射性药品的医疗机构必须遵守本规定。 第四条医疗机构使用正电子类放射性药品应当持有第II类以上（含第II类）《放射性药品使用许可证》。
医疗机构制备正电子类放射性药品应当持有第III类以上（含第III类）《放射性药品使用许可证》 第五条医疗机构制备正电子类放射性药品（附件？），须经所在地省、自治区、直辖市卫生行政部门审核，并向省、自治区、直辖市食品药品监督管理（药品监督管理）部门提出，申请并报送有关资料（附件一）。 第六条省、自治区、直辖市卫生行政部门收到申请人报送的申请后应当在5日内提出审核意见。 第条省、自治区、直辖市食品药品监督管理（药品监督管理）部门在收到申请人报送的申请后，对于申报资料不齐全的应当在5日内一次告知申请人需要补正的全部
内容，逾期未告知的，自收到申请资料之日起即为受理。 申报资料齐全或申请人按照要求提交全部补正资料的、应当在5日内予以受理。 第七条省、自治区、直辖市食品药品监督管理（药品监督管理）部门在申请受理后，组织有关专家在30日内完成技术审核，审核合格后，发给医疗机构正电子放射性制剂登记备案号，不符合备案规定的应当书面说明理由。 第八条医疗机构应当按照国家食品药品监督管理局发布的《医疗机构制备正电子类放射性药品质量管理规范》（附件二）制备正电子类放射性药品，按照《正电子类放射性药品质量控制指导原则》（附件三）进
正电子发射成像pet简介
正电子发射断层扫描技术 PET ●正电子发射断层成像(positron emission tomography，PET) 是核医学的一项技术，利用人体生命元素诸如18Ｆ、11Ｃ、15Ｏ、13Ｎ等正电子核素标记的药物，从体外无创、定量、动态地观察这些物质进入人体后随时间变化的生理、生化变化。放射性药物在病人体内释出讯号，而被体外的PET扫瞄仪所接收，继而形成影像，可显现出器官或组织（如肿瘤）的化学变化，指出某部位的新陈代谢异于常态的程度。 ●正电子（e+；又称β+粒子） 是与电子（负电子）相似的一种带电粒 子。正电子带一个正电荷，有一定质量和 能量。和物质中的自由电子（e-）结合， 正负电荷抵消，两个电子的静止质量转化 为2个能量相等（511keV）、方向相反的γ 光子而自身消失，即湮没辐射 （ annihilation ）。 ●正电子的产生 正电子放射性核素通常为富质子的核 素,它们衰变时会发射正电子。原子核中的 质子释放正电子和中微子并衰变为中子： P n + β+ + ν
正电子在人体组织内行进1-3mm后发生湮灭，产生互成180度的511 keV 的伽玛光子。 ●PET的数据采集 正电子湮灭产生的γ光子同时击中探测器环上对称位置上的两个探测器。 每个探测器接收到γ光子后产生一个定时脉冲，这些定时脉冲分别输入符合线路进行符合甄别，挑选真符合事件 符合线路设置了一个时间常数很小的时间窗（通常≤15ns），同时落入时间窗的定时脉冲被认为是同一个正电子湮灭事件中产生的γ光子对，从而被符合电路记录。排除了很多散射光子的进入。 ●PET常用的正电子放射性核素选择 人体组织的基本元素 易于标记各种生命所必需的化合物及其代谢产物而不改变它们的生物活性，参与新陈代谢过程； 半衰期比较短 可给予较大剂量，提高了影像的对比度和空间分辨率;
正电子湮没寿命谱测量
正电子湮没寿命谱测量 工程物理系工物22 方侨光 2002012041 【实验概述】 1928年，Dirac预言了正电子的存在；1932年，C.D.Anderson证实了正电子的存在。近20年来，正电子湮没技术得到了迅猛的发展，在固体物理、金属物理和材料科学领域得到了广泛的应用。正电子湮没技术可以分为寿命测量、角关联测量和线形测量，本实验进行的是寿命测量。 【实验原理】 1、正电子湮没寿命 从放射源发射出的高能正电子射入物质中后，首先在极短时间内（约10-12s以下）通过一系列非弹性碰撞减速，损失绝大部分能量至热能，这一过程称为注入与热化。热化后的正电子将在样品中进行无规扩散热运动，最后将在物质内部与电子发生湮没。从正电子射入物质到发生湮没所经历的时间一般称为正电子寿命。由于湮没是随机的，正电子湮没寿命只能从大量湮没事件统计得出。 在寿命测量中，最常用的正电子源是22Na放射源。当它发生β+衰变时，主要产生动能为0-540keV 的正电子并几乎同时发射能量为1.28MeV的γ光子。因此，可以将此γ光子的出现作为产生正电子的时间起点，而0.511MeV湮没γ光子的出现即是正电子湮没事件的终点。这段时间间隔便可以近似地看作正电子的寿命。利用时间谱仪对每个湮没事件都可以测得湮没过程所需的时间，对足够多的湮没事件（约需106次）进行记录，就得到了正电子湮没寿命谱。 可见，所谓测量正电子湮没寿命实际上就是测量一次湮没事件中有关联的两个不同能量的γ光子出现的时间差；将发射1.28MeV的γ光子作为时间的起始信号，而把发射0.511MeV 的γ光子作为终止信号。 2、实验仪器 正电子湮没寿命谱测量快一快符合系统
计算机控制系统习题答案刘士荣
习题参考答案 1-1典型的计算机控制系统与常规控制系统之间有哪些区别 常规：由控制计算机系统与生产过程（被控对象、执行机构、测量变送）组成，结构相对复杂，可靠性较低，成本稍高； 典型：结构简单、控制灵活、安全；但是需要人工操作，速度受限制，不能控制多个对象，实用性好。 1-3计算机控制系统结构有哪些分类并指出主要的应用场合。 1.操作指导控制系统 2.直接数字控制系统 3.计算机监督控制系统 4.集散控制系统操作管理功能的集中和控制功能的分散 5.现场总线控制系统 6.工业过程计算机系统集成制造系统综合管理、指挥调度和经营管理 2-3 信号调理单元的功能是什么通常包括那些电路 放大、电平变换、电隔离、阻抗变换、线性化和滤波，将传感器输出的电信号尽可能不失真地转变为标准的电流或电压信号（通常为4～20mA、0～5V等）。 通常包括标度变换器、滤波电路、线性化处理及电参量间的转换电路等。 2-5 仪表放大器与普通运算放大器有何不同其特点有哪些 对于输出阻抗大，共模电压高的输入信号，需要用到高输入阻抗和高共模抑制比的差动放大器，仪器放大器是专为这种应用场合设计的增益可调的放大器。 如果由普通的运放构成增益可设定的差动放大器，因其输入阻抗低，电阻参数对称性调整复杂，共模抑制比低，故而不适合作为传感器输出信号的差动放大器。 2-7 为何要使用I/V变换电路 为了后续的检测、放大、调理电路如果只是检测变化缓慢的电流大小，可以直接用电流检测电路即可但是如果要检测变化较快、很小、存在干扰的电流信号呢，就要进行I/V变换了。比如光电检测中的输出即是电流信号，有的在uA级，有的在mA级，你必须变换后进行放大、滤波等处理才能由AD采样。 2-9 在模拟量输入通道中，为何通常要使用可编程放大器 答：因为在模拟输入通道中，多路被测信号常常共用一个测量放大器，而各路的输入信号大小往往不同，但都要放大到模数转换器的同一量程范围内获取适合的分辨力，所以常要使用可编程放大器。2-11 采样保持器的作用是什么是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器为什么采样保持器的作用是：在A/D转换期间保持输入模拟信号不变。 并不是所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器，如被采样的模拟信号的变化频率相对于A/D 转换的转换速度较低的话，可以不加采样保持器。 2-13 A/D转换器有哪些技术指标 (1) 分辨率通常用转换后的数字量的位数表示，如8位、10位、12位、16位等 (2) 量程它是指所能转换的电压范围。如5V、10V等。 (3) 转换精度它是指转换后所得结果相对于实际值的准确度。 (4) 转换时间它是指启动A/D到转换结束所需的时间，即孔径时间。 (5) 工作温度范围较好的A/D转换器的工作温度为-40～85℃，一般的为0～70℃。 2-14 一个12位的A/D转换器，孔径时间为20μs，绝对精度为±1LSB，若不使用采样保持器，为了确保转换精度，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少
正电子湮没技术基本原理
正电子湮没技术基本原理 2.1前言 在20世纪30年代发现了正电子，40年代起人们把它应用于固体物理研究，60年代末又将它广泛应用于材料科学，80年代又把它应用于表层和表面研究。 正电子湮没谱学实验技术主要有三种：多普勒能谱、寿命谱和角关联（其装置分别简称为多普勒仪、寿命谱仪和角关联装置）。PAT之所以能得到迅速的发展是由于它具有许多独特的优点： （1）PAT研究是样品中原子尺度缺陷，这些缺少原子的缺陷在X衍射、电镜中研究颇为困难。 （2）PAT对样品的温度几乎是没有限制，如可以跨越材料的熔点或凝固点，而信息又是通过贯穿能力很强的γ射线携带出来的，因此易于对样品作高低温的动态原位测量，即一面升降温一面测量，或在测量时施加电场、真空、磁场、高气压等特殊环境。 （3）它对样品材料种类没有什么限制，可以是固、液或气，可以是金属、半导体、高分子或绝缘体，可以是多、单晶、液晶或非晶等，总而言之，凡是与材料电子密度及电子的动量有关的问题，理论上都可用PAT来研究。 （4)室温测量下的PAT的制样方法简便易行，仪器也不太复杂，使它容易得到推广。 2.2正电子和正电子湮没 2.2.1物理量 上表列出了正电子与电子的一些物理属性。 2.2.2正电子湮没 正电子遇到物质中的电子时会发生湮没，这时正电子、电子的质量全都转变为γ光子的能量，湮没时主要发射2个γ光子，称为2γ湮没或双光子湮没。
对于实验室，用的最多是放射性同位素源，而其中最广泛使用的是Na 22，Na 22相对于其他正电子源有几个优点：①其半衰期长达2.6a ；②正电子产率高达90%；③在发射正电子的同时，还会伴随发射一个能量约为1.28MeV 的γ光子。它的衰变方程为： ν++→+*+e Ne Na 2222 （1） )28.1(2222 MeV Ne Ne γ+→* （2） 第（1）个方程衰变后的几个皮秒内，第（2）方程便衰变了。 一般从放射源发射出的正电子能量大约在几百千电子伏特到几兆电子伏特之间，正电子进入物质后，大约在s 1210-量级内动量降至kT 量级（室温下约为0.025eV ）。这一过程称为正电子的热化。能量为MeV 量级的正电子在固体中入射深度大致为几十至几百微米，主要研究样品内部性质（称为体性质）。我们也可以通过慢化技术把正电子能量降低至keV 量级，入射深度大致为微米量级，可以研究样品的表面及表层性质随深度的变化。 热化的正电子在晶格中自由扩散，直至与电子发生湮没。晶格中的位错、空位等缺陷往往带有等效负电荷，由于库伦引力正电子容易被这些缺陷捕获而停止扩散。正电子会在缺陷中停留一些时间然后湮没，由于缺陷处电子密度较低，所以和无缺陷处正电子寿命相比，缺陷正电子寿命长一些。 正电子与电子的湮没服从量子电动力学，其动量和能量守恒。当正电子速度v< 关于印发《医疗机构制备正电子类放射性药品管理规定》的通知 国食药监安[2006]4号 各省、自治区、直辖市食品药品监督管理局（药品监督管理局），卫生厅（局）： 根据《中华人民共和国药品管理法》、《大型医疗设备配置与使用管理办法》、《放射性药品管理办法》的有关规定，为规范医疗机构正电子类放射性药品的制备和使用，现将《医疗机构制备正电子类放射性药品管理规定》印发你们，请遵照执行。 各医疗机构应严格执行《医疗机构制备正电子类放射性药品管理规定》。自2006年3月1日起，医疗机构凡未按本文规定向所在地省、自治区、直辖市药品监督管理部门备案的，不得制备正电子类放射性药品。 国家食品药品监督管理局中华人民共和国卫生部 二○○六年一月五日 医疗机构制备正电子类放射性药品管理规定 第一条根据《中华人民共和国药品管理法》、《大型医疗设备配置与使用管理办法》、《放射性药品管理办法》的有关规定，结合制备、使用正电子类放射性药品医疗机构的情况，制定本规定。 第二条医疗机构配置PET-CT或PET设备，应当持有卫生行政主管部门的配置与使用许可证明文件。医疗机构使用正电子类放射性药品应当持有第II类以上（含第II类）《放射性药品使用许可证》。 医疗机构制备正电子类放射性药品应当持有第III类以上（含第III类）《放射性药品使用许可证》。 第三条医疗机构制备正电子类放射性药品（附件1），应当持有卫生行政主管部门的PET-CT或PET 设备配置与使用许可证明文件，并须填写《医疗机构制备正电子类放射性药品申请表》（附件2），经所 在地省、自治区、直辖市卫生行政主管部门审核同意，向省、自治区、直辖市药品监督管理部门提出制备正电子类放射性药品申请并报送有关资料（附件3）。 第四条省、自治区、直辖市卫生行政主管部门收到申请人报送的制备正电子类放射性药品申请后应当在5个工作日内提出审核意见。 第五条省、自治区、直辖市药品监督管理部门在收到申请人报送的制备正电子类放射性药品申请后，对于申报资料不齐全的应当在5个工作日内一次告知申请人需要补正的全部内容，逾期未告知的，自收到申报资料之日起即为受理。 申报资料齐全或申请人按照要求提交全部补正资料的，自收到申报资料之日起即为受理。 第六条省、自治区、直辖市药品监督管理部门在申请受理后，应组织有关专家在30日内完成技术审核，审核合格，在20日内发给《正电子类放射性药品备案批件》（附件4），不符合备案规定的应当书面说明理由。 第七条医疗机构应当按照国家食品药品监督管理局发布的《医疗机构制备正电子类放射性药品质量管理规范》（附件5）制备正电子类放射性药品，按照《正电子类放射性药品质量控制指导原则》（附件6）进行质量检验，检验合格的方可在临床使用。 第八条医疗机构制备的正电子类放射性药品不得上市销售。 第九条医疗机构制备的正电子类放射性药品如需向其他医疗机构调剂，应当向医疗机构所在地省、自治区、直辖市药品监督管理部门提出医疗机构制备正电子类放射性药品GMP认证申请，填写认证申请表（附件7），并报送有关资料（附件8）。 第十条省、自治区、直辖市药品监督管理部门在收到申请人报送的制备正电子类放射性药品GMP认证申请后，对申请资料不齐全或者不符合形式审查要求的应当在5日内发给申请人《补正资料通知书》，一次性告知申请人需要补正的全部内容。逾期不告知的，自收到申请资料之日起即为受理。受理或者不予关于印发《医疗机构制备正电子类放射性药品管理规定》的通知