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探索型小学天文课程与教材建设

中国科技教育 2024年第11期 19-23页

作者：张文昭刘兆行北京师范大学物理与天文学院

2022年9月4日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于新时代进一步加强科学技术普及工作的意见》,强调“科学技术普及是国家和社会普及科学技术知识、弘扬科学精神、传播科学思想、倡导科学方法的活动,是实现创新发展的重要基础性... 详细信息

2022年9月4日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于新时代进一步加强科学技术普及工作的意见》,强调“科学技术普及是国家和社会普及科学技术知识、弘扬科学精神、传播科学思想、倡导科学方法的活动,是实现创新发展的重要基础性工作”。青少年时期是学生创新素质发展的黄金期、非认知能力养成的敏感期,相关监测也显示,我国青少年随着年级升高,科学学习兴趣明显下降,动手实验能力、综合应用能力和高阶思维能力培育不足。因此,科学素质培养中的实践教学,以及如何提升学生对科学的兴趣,是目前教学过程中研究的重点方向。

关键词：科学技术普及高阶思维能力探索型学生创新素质科学技术知识中共中央办公厅非认知能力敏感期

宫颈癌放疗分次间剂量分布映射方法的现状与难点

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中华肿瘤防治杂志 2024年第19期31卷 1216-1222页

作者：张静赵日宋建波陈法国刘兆行梁润成芦莹刘鑫中国辐射防护研究院核与辐射前沿技术研究中心山西太原030006 山西白求恩医院肿瘤中心山西太原030006 核药研发转化与精准防护山西省重点实验室山西太原030006

目的总结宫颈癌联合治疗中远距离外照射放疗(EBRT)与近距离放疗(BT)联合放疗分次间剂量分布映射方法的现状与难点,特别侧重于基于图像配准的方法、剂量与图像配准的区别及关注点。方法检索PubMed、中国知网及万方期刊全文数据库建库至20... 详细信息

目的总结宫颈癌联合治疗中远距离外照射放疗(EBRT)与近距离放疗(BT)联合放疗分次间剂量分布映射方法的现状与难点,特别侧重于基于图像配准的方法、剂量与图像配准的区别及关注点。方法检索PubMed、中国知网及万方期刊全文数据库建库至2023-09-20收录的相关文献,中文关键词为“宫颈癌、剂量分布映射、剂量叠加、图像配准”,英文关键词为“cervical cancer、dose distribution mapping、dose accumulation、image registration”。纳入标准:(1)宫颈癌剂量叠加;(2)宫颈癌分次间剂量分布映射;(3)基于图像配准的宫颈癌剂量叠加。排除标准:(1)低质量文献;(2)内容相似或重复。最终共纳入文献51篇。结果在宫颈癌治疗中,EBRT与BT联合的分次间剂量分布映射存在挑战。治疗过程中由于多器官的复杂厘米级位移和形变,可能导致分次间剂量递送误差。将不同放疗阶段的剂量分布映射传递至参考阶段可能引起误差放大效应,增加了精准放疗的难度。结论准确剂量分布映射方法是精确评估累积生物等效剂量的前提条件,直接利用图像配准将组织/肿瘤剂量分布图映射至参考阶段存在局限性,建议深入研究联合放疗分次间剂量分布映射方法。

关键词：宫颈癌联合放疗剂量分布映射质量不守恒综述文献

Flash存储器浮栅单元的总剂量效应统计性分析

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微电子学 2022年第1期52卷 150-156页

作者：梁润成陈法国郭荣韩毅刘兆行张静赵日中国辐射防护研究院太原030006

针对核设施机电设备中控制系统存储单元耐辐射可靠性评价的需要,以国产NOR型Flash存储器为研究对象,对器件存储阵列浮栅单元的总剂量损伤阈值开展了实验研究。综合利用SMOTE算法和Bootstrap法建立了一种基于极小子样的器件耐辐照可靠性... 详细信息

针对核设施机电设备中控制系统存储单元耐辐射可靠性评价的需要,以国产NOR型Flash存储器为研究对象,对器件存储阵列浮栅单元的总剂量损伤阈值开展了实验研究。综合利用SMOTE算法和Bootstrap法建立了一种基于极小子样的器件耐辐照可靠性评价方法,对被测样品校验失效剂量进行了统计分析。实验结果表明,器件浮栅单元的主要失效模式为浮栅电荷损失造成的阈值电压降低,平均校验错误剂量为(631.89±103.64)Gy(Si)。统计分析表明,器件总剂量损伤阈值服从对数正态分布。基于SMOTE-Bootstrap的可靠性评价方法避免了传统Bootstrap再生样本过于集中的问题,可应用于极小子样的可靠性评价。

关键词：总剂量效应 Flash存储器可靠性分析极小子样

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人体辐射剂量在线计算系统开发

科技成果管理与研究 2022年第8期17卷 68-70页

作者：赵日刘娜刘兆行张静梁润成陈法国中国辐射防护研究院/核药研发转化与精准防护山西省重点实验室山西太原030000

基于人体数字模型的蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟计算是预测性和回溯性外照射剂量评价的重要手段,其中关键的人体数字模型在发展中经历了数学模型(Mathmatic Phantom)和体素模型(Voxel Phantom)两个阶段.体素模型为目前实际应用中主要使... 详细信息

基于人体数字模型的蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟计算是预测性和回溯性外照射剂量评价的重要手段,其中关键的人体数字模型在发展中经历了数学模型(Mathmatic Phantom)和体素模型(Voxel Phantom)两个阶段.体素模型为目前实际应用中主要使用的模型类型,然而限于体素模型的内在构造机制,模型不能进行姿态调整,也就是说只能用于直立姿态下的人体剂量评价,计算结果是静态三维(3D)的,无法考虑人体姿态随时间变化的情况,即四维(4D)化,这一缺陷使其在实际应用中的适用性和准确性受限.同时,基于人体数字模型的蒙特卡洛剂量模拟计算耗时较长,很大程度上制约了模型的进一步推广应用.

关键词：体素模型数字模型蒙特卡洛 Phantom 人体姿态辐射剂量外照射剂量在线计算

基于可变形面元模型的新一代人体辐射剂量计算技术

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辐射防护 2023年第6期43卷 533-541页

作者：赵日刘兆行刘娜王仙祥张静梁润成刘鑫令狐仁静戴雨玲中国辐射防护研究院太原030006 核药研发转化与精准防护山西省重点实验室太原030006

为提高人体辐射剂量计算精度,满足精准防护需求,建立了基于可变形面元模型的人体辐射剂量计算技术完整方法,包括人体数字面元模型的变形算法与面元模型高速蒙特卡罗计算方法。其中面元模型的变形采用刚体旋转矩阵、体积图拉普拉斯算子... 详细信息

为提高人体辐射剂量计算精度,满足精准防护需求,建立了基于可变形面元模型的人体辐射剂量计算技术完整方法,包括人体数字面元模型的变形算法与面元模型高速蒙特卡罗计算方法。其中面元模型的变形采用刚体旋转矩阵、体积图拉普拉斯算子和近似刚体变换三种算法分别实现骨骼、软组织和内部器官的变形;模型高速蒙卡计算则基于Delaunay四面体切割技术。基于此,进行可变形面元模型与不可变形体素模型剂量计算对比试验,结果表明,蹲姿底向照射时,面元模型比直立体素模型得到的有效剂量高51.2%,器官剂量高至98.6%;跪姿前向照射时,面元模型比直立体素模型得到的有效剂量高58.7%,器官剂量高至98.0%。重点突破了新一代剂量计算技术中的面元模型变形、高速蒙特卡罗计算等关键环节,为国内进一步发展高精度剂量计算提供了重要支撑,未来有望在精准防护应用中实现人员剂量的精准评价。

关键词：辐射剂量面元模型可变形四面体切割精准防护

基于海陆生态安全格局的生态修复关键区域识别——以辽西地区为例

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水土保持研究 2025年第1期32卷 285-293页

作者：蔡雨池李红刘兆顺吉林大学地球科学学院

[目的]识别出生态敏感性极高的辽西地区生态修复关键区域，为该地区国土空间生态修复工作提供科学参考。[方法]综合运用MSPA分析、景观连通性评价和电路理论等研究方法，尝试将陆域生态安全格局与海域生态安全格局相连接，识别辽西地区... 详细信息

[目的]识别出生态敏感性极高的辽西地区生态修复关键区域，为该地区国土空间生态修复工作提供科学参考。[方法]综合运用MSPA分析、景观连通性评价和电路理论等研究方法，尝试将陆域生态安全格局与海域生态安全格局相连接，识别辽西地区国土空间生态修复关键区域。[结果]（1）辽西地区共识别生态源地42个，面积为11 619.75 km2,生态源地多呈东北至西南的条带状分布，以林地及草地等土地利用类型为主。（2）生态廊道95条，其中一级廊道9条，二级廊道26条，三级廊道60条，全长778.30 km。（3）国土空间生态修复关键区域196处，其中生态夹点93处，生态障碍点103处。[结论]生态修复关键区识别是国土空间生态修复的重要基础与依据。在综合分析生态修复关键区域空间分布和土地利用现状特征基础上，提出了辽西地区针对性的国土空间生态修复策略。

关键词：生态修复关键区生态安全格局国土空间生态修复 MSPA 电路理论

新疆南天山榆树沟含石榴夕线石泥质麻粒岩的超高温变质作用及其构造意义

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岩石学报 2025年第1期41卷 215-236页

作者：荆彦清仝来喜刘兆李超大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

天山造山带是中亚造山带的重要组成部分,新疆南天山造山带出露有橄榄岩-麻粒岩地体,其北部榆树沟地区麻粒岩超高温变质作用的确定及P-T-t轨迹的建立为南天山造山带增生造山过程的研究提供了重要依据。本文主要以榆树沟地区3个含石榴夕... 详细信息

天山造山带是中亚造山带的重要组成部分,新疆南天山造山带出露有橄榄岩-麻粒岩地体,其北部榆树沟地区麻粒岩超高温变质作用的确定及P-T-t轨迹的建立为南天山造山带增生造山过程的研究提供了重要依据。本文主要以榆树沟地区3个含石榴夕线石泥质麻粒岩为研究对象,在详细岩相学研究的基础上进行了温压计算、相平衡模拟及锆石U-Pb年龄分析。结果显示其普遍保留了4个阶段的矿物组合:(1)峰前阶段(M1)主要是石榴子石核部与核部包裹体矿物Grt1+Bt1+Pl1+Ilm1+Rt1+Qz1±Ksp1;(2)峰期阶段(M2)由石榴子石幔部和基质矿物核部组成,Grt2+Sil2+Ksp2+Pl2+Ilm2+Rt2+Qz2+Liq2,其温压条件为910~973℃和0.90~1.09GPa;(3)高压麻粒岩相阶段(M3)主要是石榴子石内边部和边部包裹体及基质中矿物的边部,Grt3+Bt3+Sil3+Ksp3+Pl3+Ilm3+Rt3+Qz3+Liq3,其温压结果为845~869℃和1.01~1.14GPa;(4)角闪岩相退变质阶段(M4)以石榴子石的外边部及围绕石榴子石的矿物为代表,Grt4+Bt4+Sil4+Ksp4+Pl4+Ilm4+Qz4±Rt4,其温压条件为701~737℃和0.7~0.8GPa。温压结果指示泥质麻粒岩记录了一条逆时针P-T轨迹。锆石U-Pb年龄分析结果指示原岩沉积是在427Ma之后,超高温变质作用发生在397~409Ma,压力峰期变质作用年龄范围为381~395Ma,退变质年龄结果为355~387Ma。超高温变质作用的热源可能是泥盆纪弧岩浆侵入,随后麻粒岩及与之接触的橄榄岩被俯冲板片捕获并经历了高压变质作用,后期受挤压折返发生了退变质降压冷却。

关键词：泥质麻粒岩超高温变质作用 P-T轨迹榆树沟南天山

单细胞转录组测序在椎间盘退变中的靶向生物标志物

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中国组织工程研究 2025年第20期29卷 4351-4360页

作者：刘兆峰杨学军内蒙古医科大学内蒙古自治区呼和浩特市010030 内蒙古医科大学第二附属医院脊柱外科中心A区内蒙古自治区呼和浩特市010000

背景:椎间盘退变是下腰痛最常见的原因,然而其发病机制尚不完全清楚,因此探索预防和治疗椎间盘退变的新策略势在必行。单细胞转录组测序技术可以在单个细胞水平对mRNA进行高通量测序,揭示细胞的异质性和特定亚群,深入了解椎间盘退变发... 详细信息

背景:椎间盘退变是下腰痛最常见的原因,然而其发病机制尚不完全清楚,因此探索预防和治疗椎间盘退变的新策略势在必行。单细胞转录组测序技术可以在单个细胞水平对mRNA进行高通量测序,揭示细胞的异质性和特定亚群,深入了解椎间盘退变发生发展的调控机制,提高对于潜在靶点的识别,促进早期诊断和治疗的探索。目的:了解单细胞转录组测序技术及其主要流程并综述近几年单细胞转录组测序技术在椎间盘退变中的研究进展,探讨其在发现靶向生物标志物方面的应用潜力。方法:应用计算机检索PubMed、Web of Science、中国知网、万方数据库中2014年1月至2024年6月发表的相关文献,中文检索词为“单细胞转录组测序,测序技术,椎间盘退变,髓核,纤维环,软骨终板”,英文检索词为“single-cell RNA sequencing,sequencing technology,intervertebral disc degeneration,nucleus pulposus,annulus fibrosus,cartilage endplate”,排除重复性文献和非相关文献,共筛选出57篇文献进行综述分析。结果与结论:①单细胞转录组测序技术已成为研究单细胞水平基因表达的强有力工具,该技术在椎间盘退变中揭示了新的亚群及其功能,提高了对椎间盘退变病理过程的理解;识别了髓核中的几种新型细胞亚群,包括肥大软骨样髓核细胞、效应髓核细胞和稳态髓核细胞等,阐明了这些细胞亚群在椎间盘退变过程中所发挥的功能及分化路径,在椎间盘退变的不同阶段,这些细胞亚群的比例及主导群体有所不同;发现了新的纤维环细胞亚群Grem1+亚群和Lum+亚群,Grem1+是纤维环的常驻祖亚群,Sox9和Id1是其关键调控因子,与组织发育和细胞分化有关;Nr2f2和Creb5可能负责Lum+亚群的血管化功能,为椎间盘退变治疗和组织修复提供了潜在的细胞来源和调控靶点。②在软骨终板中发现的间充质软骨细胞可进一步细分为稳态、效应和调节性间充质软骨细胞,稳态软骨细胞主要参与骨化和胶原结合过程,调节软骨细胞主要参与刺激和控制反应,效应软骨细胞主要参与代谢过程。③退变椎间盘组织免疫细胞中的单核/巨噬细胞进一步富集为氧化应激、活化组织、稳态等单核/巨噬细胞,加深了对单核/巨噬细胞亚群在椎间盘退变进展过程中不同功能的理解,从而提供基于特定亚群的个性化治疗。总结了近年来单细胞转录组测序在椎间盘退变中的靶向生物标志物,为其诊断及治疗策略提供了新的见解。

关键词：单细胞转录组测序椎间盘退变椎间盘髓核纤维环测序技术高通量测序细胞亚群工程化组织构建

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基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器

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光子学报 2025年

作者：刘兆坤杜大伟赵强陈东营惠力张文孙鹏郭风祥齐鲁工业大学(山东省科学院) 海洋仪器仪表研究所崂山实验室中国人民解放军国防科技大学气象海洋学院

波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。本文提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器，实现了对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计，并对传感器的... 详细信息

波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。本文提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器，实现了对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计，并对传感器的测量原理进行理论分析。通过标定实验可知该波浪高度传感器的压力灵敏度为-9.486 nm/MPa，有效测量量程为0-0.3 MPa。针对传统零线提取方法存在的零点遗漏问题，提出了基于平滑先验方法的波浪零线选取方法，实现零点动态选择，该方法在复杂海洋条件下表现出更好的适用性。外场实验结果表明，该波浪高度传感器各波高特征值的变化趋势与SBF3-2型波浪浮标的测量结果一致，两者相关系数均高于0.85，验证了光纤布拉格光栅海洋波浪高度传感器的可行性。本文提出的压力式光纤布拉格光栅海洋波浪高度传感器具有水下无源、抗电磁干扰、信号传输速度快的特点，为近岸波高测量提供了一种新颖的光学测量方法，具有良好的应用前景。

关键词：光纤布拉格光栅波高传感器压力测量海岸监测海洋波浪