氟化钙晶体的抗γ射线辐照性能是其在太空应用的关键性能之一。本文报道了痕量La杂质对氟化钙晶体γ辐照诱导色心的影响。主要采用吸收光谱、电子顺磁共振(EPR)等手段对辐照前后存在不同痕量La杂质的氟化钙晶体进行研究。结果表明, 辐照后的氟化钙晶体产生多个色心吸收带, 且吸收带的吸收系数随辐照剂量和La杂质浓度增加而增加。EPR证实这种吸收带的形成是由氟化钙晶体中F心引起的, 而La3+的存在影响氟化钙晶体F心的稳定性和光谱位置, 本文提出了La3+与氟化钙晶体中F心存在的可能机制。

为得到卫星搭载的高速跨阻运算放大器在星载环境中长时间工作后的性能变化情况, 对3款增益带宽积大于1GHz的高速跨阻放大器芯片关键特征参数的电离总剂量损伤特性及变化规律进行了试验研究。辐照试验在60Co γ射线源上采用高温加速评估的方法完成, 辐照到放大器芯片上的剂量率为0.3~0.5Gy(Si)/s。分析了放大器芯片输出偏置、输出噪声和带宽等关键电参数在辐照前后及高温(85℃±6℃)退火前后的特性, 讨论了引起电参数变化的机理。结果表明, 经过两轮150Gy(Si)剂量辐照及高温退火后, 放大器芯片的输出偏置和输出噪声水平无明显变化, 时域脉冲响应正常, -3dB带宽减小了3%左右。带宽为3款高速跨阻放大器芯片的辐射敏感参数, 其变化与电离辐射在SiO2/Si界面引起正电荷建立和界面态直接相关。辐照后的芯片仍然能够满足高带宽测试情况下的需求, 150Gy(Si)为电参数和功能合格的累积剂量。

为评估辐照对 Cr:MgAl2O4 晶体光谱特性的影响, 采用辐照剂量为 100 Mrad 的 60Co γ 射线照射抛光后的 Cr: MgAl2O4 晶体样品片, 测量了辐照前后的拉曼光谱、透射光谱和荧光特性, 并对辐照前后光谱变化的原因进行了分析。研究结果表明: 样品的拉曼振动峰值的位置和强度都受到辐照的影响, 但振动峰的数量没有改变; 由于色心的吸收, 辐照后 250～600 nm 波长范围内的透射率均明显降低; 辐照前后样品的荧光发射峰位一致, 但辐照后荧光强度明显降低, 同时辐照后的荧光寿命显著增加。

高速InGaAs光电探测器在天基平台中的应用正逐渐广泛, 研究空间辐射环境对高速InGaAs光电探测器性能的影响有着重要意义。采用实时测试法, 研究了不同剂量及不同剂量率的γ辐照对高速InGaAs光电探测器响应度、3dB带宽及暗电流特性的影响, 通过器件性能实时测试分析发现, 器件的暗电流随辐照剂量或剂量率的增加而增大, 而响应度、3dB带宽基本不变。

研究了InAs/GaSb II 类超晶格长波探测器的γ 辐照效应.在60Co源γ 辐照下器件的电流—电压(I-V)特性并未随辐照剂量的增大而发生显著的变化, 100 krad (Si)辐照剂量下的零偏阻抗相较辐照前的减小率仅为3.4%, 表明该探测器具有很好的抗辐照性能.结合不同辐照剂量下的实时I-V特性曲线和辐照停止后器件电流随时间的演化情况, 对辐照所带来的器件性能的损伤以及微观损伤机理进行了分析.发现零偏压和小反向偏压下, 辐照开始后电流即有明显增大, 辐照损伤以暂态的电离效应为主导, 器件性能可以在很短时间内恢复.而大反向偏压下器件暗电流的主导机制为直接隧穿电流, 辐照所引入位移效应的影响使得暗电流随辐照剂量增大而减小, 损伤需通过退火效应缓慢恢复, 弛豫时间明显长于电离效应损伤.

空间应用短波红外InGaAs探测器的性能不断提高，对辐照损伤越来越敏感。通过实时测试的方法，研究了不同剂量和不同剂量率的γ辐照对晶格匹配In0.53Ga0..47As探测器电流-电压特性的影响。发现在反向偏压下，辐照在器件中引起的光电流约为2nA。辐照还会在器件引入累积损伤，导致器件的暗电流增加，并且在辐照结束后的十几分钟内不会发生恢复。当剂量率一定时，器件暗电流随着辐照剂量的增加而增大，但增大的速度趋于变缓。当总剂量一定时，器件接受的辐照剂量率越大，其暗电流的增加越多。

研究了辐照协同氢氧化钠预处理油菜秸秆对酶解产还原糖的影响。利用响应面法对氢氧化钠反应条件进行了优化, 得出最优条件为氢氧化钠浓度为2.38%, 反应温度为100 ℃, 反应时间为0.5 h。这一条件预期还原糖产量为524.93 mg/g, 通过实验验证, 实际还原糖含量(528.51 mg/g)能够很好地与预期相吻合。扫描电镜观察表明, 辐照协同氢氧化钠预处理后秸秆表面积明显增大, 出现很多蜂窝状孔洞结构, 能够有效增大酶解可及表面积, 从而提高酶解效率。

采用不同剂量的60Co γ射线辐照火龙果枝条, 结果表明, 枝条的成活率随辐照剂量的增加而降低, 白肉火龙果枝条的适宜辐照范围为5 446.6~6 060.1 Rad, 红肉火龙果枝条的适宜辐照范围为4 444.1~4 981.7 Rad, 粉红火龙果枝条的适宜辐照范围为5 069.1~5 601.0 Rad; 辐照处理抑制了火龙果幼苗的生长, 且辐照剂量越大, 对火龙果幼苗的生长抑制作用越明显。采用不同浓度的EMS溶液处理火龙果嫩芽, 结果发现, 芽的成活率随EMS浓度增加和处理时间延长而逐渐减小, 适宜EMS诱变的浓度范围为0.34~0.41 mol/L; 随EMS浓度增加和处理时间的延长, 火龙果幼苗的高生长也明显受到抑制。

探讨60Coγ射线辐照对广藿香外植体离体再生的影响及再生植株的诱变效应。采用60Coγ射线辐照广藿香外植体, 考察辐照对外植体离体再生的影响, 并观察再生植株的形态变异; 同时采用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术分析诱变再生植株的变异情况。广藿香外植体的存活率和外植体再生芽的能力, 随着辐照剂量的升高而降低; 部分再生植株在形态上发生一些变化; RAPD分析表明, 4个辐照剂量的外植体再生植株多态性频率分别为39.13 %、36.37 %、23.09 %及33.33 %。60Coγ射线辐射会造成外植体存活率和再生芽能力的下降, 辐照外植体培养获得的再生植株, 在表型性状及分子水平上出现了一定的分离, 为将辐照诱变技术应用于广藿香育种提供了依据。