低能重离子注入彩棉种子物理机制的研究

论文摘要

本论文采用扫描电镜—X射线能量色散谱仪（SEM-EDS）技术,测量了经过四组不同能量、剂量的低能Ti+和Fe+注入后,彩棉种子及花生种子中的离子注入浓度—深度分布。其中测得花生种子中注入离子的浓度—深度分布曲线与文献数据进行对比,验证了本次实验测得数据的可靠性;彩棉种子中的注入离子浓度—深度分布是本文讨论和分析重点,针对当前低能重离子注入作物种胚使其后代变异（这种变异指种子的子叶或胚细胞的DNA结构损伤的结果）的两种截然不同观点,即直接作用观点和间接作用观点。从统计学的角度,全面分析了低能Ti+和Fe+注入彩棉种子中离子浓度—深度分布曲线及相关文献资料,得到以下结论: 1、植物种子中低能重离子的注入浓度—深度分布曲线呈现为带长尾巴的非对称的高斯分布。 2、分布曲线的峰值所对应的深度即离子的最可几深度的范围一般在5～40μm,小于一般植物种子的种皮厚度。说明造成胚细胞的DNA损伤是注入离子的次级效应的间接作用。 3、对于分布曲线的长尾巴即离子注入的最大穿透深度分析,不同的测量方法所测量的数据差别较大,主要取决于测量仪器的检测灵敏度。用双光子激光扫描显微镜技术（TPLSM）可以测到离子注入的最大穿透深度达到800μm。这样的深度足以到达种子胚细胞引起后代变异。也就是说,注入的低能重离子在植物种子中存在小概率长程穿透行为。因而,注入离子诱变机理的直接作用肯定是存在的。 4、离子注入机的注入方式不同会对离子浓度-深度分布产生很大的影响,强束流脉冲注入方式注入的离子的最大穿透深度、最可几深度和半高宽都比中低束流稳流注入方式注入的要大的多。到底对离子注入诱变影响有多大还有待于进一

论文目录

• 第1章 引言
• 1.1 离子注入技术及其发展概况
• 1.1.1 基本概念
• 1.1.2 离子注入技术的特点
• 1.1.3 离子束技术在金属离子注入方面的发展
• 1.2 离子束生物工程学应用性研究进展
• 1.2.1 引言
• 1.2.2 离子束生物工程学在诱变育种中的特点
• 1.2.3 离子束生物工程学在实践中的主要应用
• 1.2.4 国外离子束生物工程学发展趋势
• 1.3 本文的研究背景和意义
• 1.4 本文的研究内容
• 第2章 离子束生物工程学装置和测量技术原理简介
• 2.1 离子束生物工程学装置
• 2.1.1 离子束生物装置的一般要求
• 2.1.2 装置现状
• 2.2 扫描电镜X-射线能谱分析技术
• 2.2.1 扫描电镜（SEM）工作原理
• 2.2.2 X射线能量色散谱仪（EDS）
• 2.3 其它一些测量射程的方法
• 2.4 小结
• 第3章 低能离子注入生物材料相互作用
• 3.1 LSS理论的射程分布理论简介
• 3.2 低能重离子注入的主要生物学效应
• 3.3 低能重离子注入生物效应原初物理机制可能的四个过程
• 3.3.1 基本概念
• 3.3.2 原初物理机制可能的四个过程
• 3.4 小结
• 第4章 低能重离子注入彩棉种子的深度-浓度实验初步研究
• 4.1 实验材料
• 4.2 实验方法和步骤
• 4.2.1 离子注入实验
• 4.2.2 注入离子浓度-深度测量实验
• 4.3 测量结果
• 4.3.1 两种测量方法的试验数据结果
• 4.3.2 花生种子离子浓度深度分布测量结果与文献数据比较
• 4.3.3 TRIM程序计算结果
• 4.4 结果与讨论
• 第5章 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢