重离子束在材料与生命科学中的应用

课程编码：480017082703P2004 英文名称：Applications of Heavy Ions in Material Science and Life Science 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：杜广华等

本课程是为物理学、生物学、材料学等学科下不同专业的学生开设，旨在指导学生了解重离子物理的应用方向，特别是在生物学、医学、材料学等学科中的应用背景、现状、相关原理与机制及应用前景。
需要先修等相关内容的课程，学习一定的物理学、材料科学和生物学的相关基础知识，以便在了解相关行业发展的同时更好地理解和掌握重离子束在材料与生命科学领域的应用原理与研究机制。

固体物理、X射线材料学、核辐射探测、加速器物理、放射肿瘤学、细胞生物学

第一章 重离子辐照在固体材料研究中的应用 3.0学时
第1节 离子和固体材料相互作用基础
第2节 重离子辐照的特点和不同能区的效应
第3节 重离子辐照在材料研究中的应用
第二章 微束技术与应用 6.0学时
第1节 离子微束概念与技术
第2节 单离子辐照技术
第3节 离子束分析技术基础
第4节 离子束微纳加工与改性
第5节 微束的生物医学应用
第6节 兰州高能微束装置及其应用
第三章 快重离子在固体材料中的潜径迹研究 3.0学时
第1节 快重离子潜径迹研究基础知识简介
第2节 潜径迹形成的理论模型
第3节 各类固体材料中潜径迹实验研究举例
第四章 重离子科学技术 6.0学时
第1节 “一带一路”与“重离子科技之路”
第2节 利用重离子加速器开展基础和应用研究
第3节 国产医用重离子加速器研发历程及产业推广
第4节 新一代重离子大科学装置及展望
第五章 核能材料辐照损伤的实验研究方法 3.0学时
第1节 核能材料及辐照损伤介绍
第2节 辐照损伤研究方法—微观结构分析
第3节 辐照损伤研究方法—宏观性能表征
第六章 重离子径迹纳米材料研究 3.0学时
第1节 离子与物质相互作用机制
第2节 离子束材料制备与分析
第3节 基于重离子径迹的纳米材料研究
第七章 石墨烯纳米孔制备及其应用研究 5.0学时
第1节 石墨烯及其制备方法
第2节 石墨烯纳米孔制备方法
第3节 石墨烯纳米孔应用
第4节 石墨烯衍生物
第八章 核孔膜的制备及其应用研究 3.0学时
第1节 核孔膜的制备方法
第2节 核孔膜的工业生产
第3节 核孔膜的产品应用
第九章 宇航元器件单粒子效应研究 3.0学时
第1节 单粒子效应的基本概念
第2节 单粒子效应的实验方法
第3节 单粒子效应的理论模拟
第十章 辐射的物理学基础和剂量学 4.0学时
第1节 重离子放射治疗中的医学物理技术
第2节 临床剂量学原理
第3节 放射治疗临床应用的质量控制技术
第十一章 辐射生物学效应机理研究及空间生物学 10.0学时
第1节 辐射诱导的生物学效应
第2节 辐射诱导生物效应的机理
第3节 辐射诱导的DNA损伤与修复
第4节 表观遗传调控与辐射响应应答
第5节 空间生物学的研究内容和研究重点
第6节 microRNA 在空间生物学中发挥的作用及应用潜力
第十二章 重离子治疗的生物学基础 4.0学时
第1节 辐射诱导的物理和化学过程
第2节 放射生物学的最新进展
第十三章 重离子束治癌临床研究 4.0学时
第1节 放疗的临床现状；
第2节 重离子治癌的优点；
第3节 重离子治癌的现状；
第4节 重离子临床治疗回顾
第5节 展望
第十四章 重离子束诱变育种 6.0学时
第1节 变异育种的基本概念及历史
第2节 诱变源及粒子加速器介绍
第3节 重离子束育种基本原理
第4节 国外重离子束诱变育种研究进展
第5节 国内重离子束诱变育种研究进展
第6节 重离子束诱变育种展望

薛海舟，近代物理研究所；刘杰，近代物理研究所；杜广华，近代物理研究所；王菊芳，近代物理研究所；周利斌，近代物理研究所