固体核径迹探测器在空间育种机理研究中的应用

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1、固体核径迹探测器在空间育种机理研究中的应用冬2冬《二)第22卷第7期1999年7月核技术NUCLEARTECHNIQUESVO1.22.NO.7July,1999I古I体核径迹探测器在空间冇种机理研究屮的应用}卫增泉颉红梅李强王菊芳再磊鬲夜再i究所兰州730000)尸]_L/毋7摘要介绍了将固体核径迹探测器用于空间育种机理研究的思路和方法•还简述了探测系统蚀刻条件和测量参数•讨论了粒子鉴别方法•最后对大田培育的性状变异与物理探测结果之间言望关键词固体核径迹测器空间育种，粒子鉴别20世纪60年代开始.人类利用高空气球或人造返回卫星开展了广泛的生

2、物学研究•发现无论细菌，病毒等微牛物,还是植物种子，动物细胞都会发牛明显的牛物学效应.随着人类对太空环境的不断研究，认为这种效应主要起源于宇宙粒子诸如质子a粒子以及C,NSiFe等重离子的照射,或者是太空中微重力的影响.也有人认为•除了上述两类作用因素外还伴有磁场真空等的影响近年来•国际上为人类的生存发展日趋深入太空，开发太空,我国也开始参与这项活动,并在空间飞行搭载育种中取得明显效果.为了深入认识这种效应的机理采用固体核径迹探测器口CR一39)与作物种子组成”夹肉面包式的探测系统.利用固体核径迹探测器的特性•不仅可以确定受到宇宙粒子作用的种

3、子，而且还可以鉴别该粒子的种类能量以及作用的强度.同时，将返地回收的种子在大口屮培育，观察其性状的变异，与物理探测结果相联系就可找到它们Z间的相关性,为了解机理提供科学依据.1探测系统结构及蚀刻条件和测量参数1-1探测系统在搭载桶(GAS)内安放6个A1制种子盒.盒壁厚2mm(图1).每个盒内装有探测系统一个以及散装种子袋填满剩余空间•探测系统是由CR一39核径迹探测器与种子固定层组成.从上至下依次为2层CR-39,1层种子,3层CR—39,1层种子.2层CR—39(图2)CR一39尺寸为13.2cmX8.2cmX600um.种子为水稻•用P

4、VA粘贴在5mm厚的有机塑料(PMMA)板的凹槽内863资助项目(863—2—3—3—1)第7期卫增泉等:固体核径迹探测器在空问育种机理研究中的应用429呦C㈣os8ecL]ot)图1种子盒在搭载桶内的位置Fig.lLocationoftheseedboxesinsideGASboxes(Slx图2由CR-39和种子固定层组成的探测系统Fig.2DetectingsystemincIudingCR-39andfixedseedIayers1.2蚀刻条件和测量参数种子盒冋收后将CR—39在70±1〜C〜625mol/LNaOH溶液中蚀刻若干个6

5、h.烛刻后测定体蚀刻率和径迹蚀刻率VT,以及粒子在没有穿透的那片CR-39内的剩余射程月再根据径迹定位，找出该粒子穿过CR-39片的总厚度RCR39再加上种子盒厚度2mmA1和搭载桶(GAS)Vf〜,如果离子穿过种子.还要加上种子厚度和PMMA厚度.则可得粒子的总射程风二R女+RcR■〜9+l+/?GAS+子+RPMMA.最终将它们等效换算成在水中的射程月.2粒子鉴别方法根据蚀刻后测得的径迹蚀刻率和标定得到的拟合公式=C?LETcR—39.，先求得相〜LETcR39,再将其转变成LETzk.根据粒子穿过材料的厚度计算出它在水中相应的射程冠K.

6、最后，根据某层CR一39测得所对应的LET水.以及该粒子总射程冠与测得处该粒子通过的射程之差，〜LET.—月水一｝_Z四参数图(图3)上找出该粒子的种类(Z)棱技术第22卷和能量(目.10J香1100llo_to_10—0J10.1010210Io_lrange〜cm图3重离子种类⑵，能量(日，射程(圃和传能线密度(LET=dE/d均的关系Fig.3Correlationbetweeniontype,energy.rangeandlinearenergytransfer(3)未被离子击屮，在大［□屮有变异.看其显着性程度如何.3结果分析根据C

7、R—39中的径迹走向和定位.结合大田培育，可以找出以下四种情况的种子.(1)被离子击中在大田中有变异•说明存在离子影响•但变异也可能与别的因素共同造成的或仅由别的因素造成的这就要统计处理，找出其显着性程度，并与未被离子击屮•在大［D中有变异的情况一起分析.(2)被离子击中.在大出中无变异•则要对这类种子进行统计处理，看必然的，述是偶然的.说明是离子以外的因素造成的•也需统计处理(3)未被离子击中，在大田中无变异•从反面说明离子为主要影响参考文献1杨垂绪梅曼彤骗着太空放射生物学广州沖山大学岀版^±,1995.109-1262蒋兴村李金国陈芳远.

8、等科学通报,199123:1820-18243OerdaHorneck.NuclTrJicksRadiatMeas.1992,29(1):185-2054Bento