無所不能的核技術

1、    “無所不能”的核技術    陶楊 林立雄提到核能，很多人想到的就是核電站、核輻射。然而，現(xiàn)實中核技術的運用十分廣泛，除軍事用途外，在能源安全、工業(yè)檢測與加工、農(nóng)業(yè)與林牧漁業(yè)、醫(yī)學與生命科學、環(huán)境保護與治理、食品保鮮與物品消毒等諸多領域都得到廣泛應用。在能源方面的應用核能的應用最先是體現(xiàn)在國防方面。原子彈和氫彈，以及為核武器研究和制造提供技術和材料的各種反應堆、加速器，體現(xiàn)了核技術應用的最尖端技術水平。在民用能源方面，核能也發(fā)揮巨大作用。例如利用重核裂變會放出巨大能量，建造核電站、空間堆電源、核供熱堆及用于船舶或潛艇的核動力裝置等，這也是裂變能實際

2、應用的主要方向。利用放射性核素衰變時放出的能量做成電池，廣泛用于宇宙探測器，人造衛(wèi)星、心勝起搏器等。用核技術研發(fā)的核電池或放射性同位素電池（如238pu電池），其特點是不需外界能源，小巧緊湊，使用壽命長，是目前人類進行深空探索唯一可用的一種能源。核技術在能源方面的運用，也使其在解決人類面臨的能源危機問題中的作用日益明顯。通過選用新堆型，提高安全性和降低建設造價，核能發(fā)電的貢獻將不斷增大，這對緩解世界能源危機無疑是一個重大的貢獻。21世紀，人類對能源的需求將急劇增加，通過受控核聚變技術研究，采用d，3he（氦-3）等為原料的核聚變釋放的大量能量將成為人類最終解決能源危機的主要途徑。在工業(yè)領域中的

3、應用核技術在工業(yè)中的應用主要體現(xiàn)為生產(chǎn)過程中的分析檢測、輻射加工、同位素示蹤等。放射性核素放出的射線，可作為獲取工業(yè)過程中控制參數(shù)和其他信息的一種信息源，采用這種原理而集成的各種同位素監(jiān)控儀器儀表，如測厚儀、核子秤、射線探傷機、集裝箱檢測系統(tǒng)、離子感煙火災報警器等可用于監(jiān)控生產(chǎn)流程，實現(xiàn)無損檢測或成分分析，探知火情等，是工業(yè)過程控制和自動化監(jiān)測的重要組成部分。近年來，一些國家研制開發(fā)的60co（鈷-60）集裝箱ct檢測系統(tǒng)、中子成像檢測系統(tǒng)，以及基于核技術研制的爆炸物檢測裝置、高能電子束消毒滅菌系統(tǒng)、放射性物品監(jiān)測裝置等，都是核技術應用的最新成果，為打擊走私、反恐等提供了有力的手段，在維護人身

4、財產(chǎn)和保障國家安全方面發(fā)揮著越來越重要的作用。輻射加工是核技術工業(yè)應用的重要體現(xiàn)，已在交聯(lián)線纜、熱縮材料、橡膠硫化、高分子電阻正溫度系數(shù)（ptc）器件、醫(yī)療用品消毒滅菌、食品輻照保藏以及廢水、廢氣處理等領域取得顯著成效，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。我國的輻射加工產(chǎn)品有20多類300多種，形成了熱收縮材料、輻射交聯(lián)電線電纜和輻射乳液聚合三大支柱產(chǎn)品。醫(yī)療用品消毒滅菌成為大批量醫(yī)療用品消毒的主要方式，可應用輻射滅菌的醫(yī)療用品包括金屬制品、塑料制品以及一次性使用的高分子材料醫(yī)療用品等上千種，中西藥與化妝品也都可以采用輻射滅菌。在農(nóng)業(yè)領域中的應用在農(nóng)業(yè)領域中，核技術應用主要包括輻射育種和輻射不育防治蟲害兩個方面。輻

5、射育種技術是利用了等射線誘發(fā)農(nóng)作物種子基因突變，獲得有價值的新突變體，進而培育出農(nóng)作物的優(yōu)良品種。這種通過電離輻射（包括利用外太空的宇宙射線）誘使農(nóng)作物遺傳物質發(fā)生改變，改良物種或創(chuàng)造出新品種的育種方式較之于其他育種方式，具有提高突變率與擴大變異譜、打斷性狀的緊密連鎖實現(xiàn)基因重排、變異穩(wěn)定快、育種年限短、增強抗逆性和提高作物品質等諸多特點。我國輻射突變育種的成就突出，培育的新品種約占世界培育農(nóng)作物新品種總數(shù)的四分之一，特別是在糧、棉、油等作物新品種的推廣應用上取得了顯著的增產(chǎn)效果。輻射昆蟲不育是一種先進的生物防治方法。它利用等射線對有害昆蟲進行適當輻射劑量的照射，使其喪失生殖能力，不僅達到防治

6、移至根除害蟲的目的，還避免了因使用農(nóng)藥所造成的環(huán)境污染。采用昆蟲的輻射不育技術代替農(nóng)藥來控制病蟲害的生長，將極大地抑制因病蟲害導致的糧食減產(chǎn)，并大大避免因大量使用農(nóng)藥所帶來的環(huán)境污染。另外，利用核素示蹤與相關技術結合，研究農(nóng)藥、肥料的合理施用和防治環(huán)境污染，檢測水土流失、草場退化、荒漠化等區(qū)域性環(huán)境變化，開發(fā)新型動物飼料、疫苗和疾病診斷藥盒和改進家畜優(yōu)化和繁殖等，對農(nóng)業(yè)的發(fā)展起到了極大的促進作用。在醫(yī)學領域中的應用醫(yī)學和生命科學是核技術應用最活躍的領域，包括核醫(yī)學診斷、治療及生命科學研究等方面。核技術用于人體疾病診斷主要采用輻射源（大多用x射線）和放射性核素，其中放射性核素診斷的應用最廣。放射

7、性核素的臨床診斷可分為體內顯像和體外診斷，是基于放射性示蹤原理對患者進行疾病檢查的一種診斷方式。體內顯像是將放射性藥物引人體內，用儀器進行臟器顯像或功能測定，目前已由單一的spect、pet診斷發(fā)展到將spect或pet與核磁共振（mri）或ct結合的融合顯像技術。體外診斷是采用放射免疫分析（ria）方法，在體外對患者體液中生物活性物質進行微量分析。核技術用于疾病治療是利用了電離輻射對病變組織細胞的殺滅作用，可分為體外放射治療和體內放射性藥物或放射源治療兩種方式。目前，體外放射治療是治療癌癥三大有效手段之一，可分為外部遠距離照射、腔內后裝近程照射、間質短程照射和內介人照射等，大都采用射線或高能

8、電子作為外用外用輻射源。體內放射性治療是將放射性藥物或注射源注入或置入體內進行治療，多年來一直受臨床醫(yī)學的關注。放射免疫的靶向治療、受體介導的靶向治療、放射性核素基因治療以及放射性核素微粒腫瘤組織間定向置入治療等，將會成為惡性腫瘤治療的主要手段，在某些方面可優(yōu)于外照射治療。當今核醫(yī)學已進入分子核醫(yī)學時代，在受體、基因、抗原、酶、神經(jīng)傳導物質和各種生物活性物質的研究中，核技術發(fā)揮著其他技術不可取代的重要作用;心臟核醫(yī)學科和神經(jīng)傳導核醫(yī)學更加受到醫(yī)學界的重視;在與其他顯象技術和治療方法的競爭中，核醫(yī)學顯像正從臟器灌注顯像向分子核醫(yī)學功能顯像方面發(fā)展。在環(huán)境領域中的應用核技術在環(huán)境領域中的應用主要涉

9、及三廢治理，包括利用加速器電子輻照的方法凈化燃煤煙氣，利用射線和電子射線等處理廢水和難降解有機廢物等。利用輻射處理廢水和其他生物廢棄物的方法與傳統(tǒng)的填埋、投海、焚燒等處理方法相比有顯著的優(yōu)點，其最顯著的特點是不會對環(huán)境造成二次污染。利用加速器電子輻照法凈化燃煤煙氣，使燃煤電廠排放的可對大氣造成嚴重污染的so2和nox，在電子束輻照下同煙中的h20、02等發(fā)生氧化反應生成h2so4和hn03，進一步與注入反應器中的nh3反應生成可以直接用作化肥的硫酸銨和硝酸銨副產(chǎn)物。該方法的優(yōu)點在于高效率的同時脫除so2和nox、無二次污染、無需廢水處理、副產(chǎn)物可回收利用，是目前唯一能同時處理硫、氮兩種污染物的技術。目前，日本、美國、德國、俄羅斯、波蘭等國已有20余座不同規(guī)模的煙氣脫硫脫硝裝置在運行。利用具有很強穿透力或電離作用的射線和電子射線照射大氣、廢水、污泥，使其發(fā)生一系列物理、化學、生物反應，破壞微生物的核酸酶或蛋白質，達到消毒滅菌的目的。輻射技術在處理城市污水、污泥方面具有處理費用低、周期短、效果好的特點。利用輻射技術處理工業(yè)有機廢水，通過輻照作用使水中產(chǎn)生活性物質（如0h基等），這些活性物質可氧化和分解水中的一些有機污染物，降低、甚至可徹底解決工業(yè)廢水的污染。采用輻射技術處理后的污泥仍保持有其原來的養(yǎng)分，可作為肥料直接施用于