第5章 核技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)的廣泛應(yīng)用

1、第5章 核技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)的廣泛應(yīng)用 核技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 核技術(shù)在食品衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用 核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 核技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用 放射性示蹤 核分析、檢檢測(cè) 實(shí)用舉例 核技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 輻射加工： 利用電離輻射與物質(zhì)的相互作用，使物質(zhì)的品質(zhì)或性能得以改善或合成新產(chǎn)品的技術(shù)。 輻射作用： 物理效應(yīng) 化學(xué)效應(yīng) 生物效應(yīng) 廣泛應(yīng)用：ü 輻射改性：聚烯烴材料的輻射交聯(lián)與降解（分子結(jié)構(gòu)改變） 電線電纜，熱收縮材料，泡沫塑料ü 表面涂層固化：液體涂料迅速固化成膜技術(shù) 核技術(shù)在食品衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用 食品的消毒保鮮技術(shù) 原理：直接作用或間接作用消滅食物中的微生物或病菌，控制代

2、謝，減少腐敗。 特點(diǎn)：ü 殺菌種類(lèi)廣泛：以食物為載體的病菌： 沙氏門(mén)菌，大腸桿菌，鏈球菌ü 易于規(guī)?；a(chǎn)ü 不改變外觀和口感，不含添加劑ü 安全性問(wèn)題：ü 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA),聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO),世界衛(wèi)生組織(WHO)1980年公報(bào)：ü 平均吸收劑量在10kGy以下的輻照食品，無(wú)毒性，也不會(huì)引起營(yíng)養(yǎng)學(xué)和微生物上的任何問(wèn)題。ü 前景：ü 主要障礙來(lái)自消費(fèi)者心理ü 醫(yī)療衛(wèi)生用品器具的輻照消毒ü 傳統(tǒng)的消毒方法： 加熱消毒法：耗能高，消毒不徹底 一次性使用醫(yī)療用品：塑料，乳膠等熱敏材料

3、，使用環(huán)氧乙烷氣體的化學(xué)消毒法ü 輻照消毒： 優(yōu)點(diǎn)：消毒滅菌徹底，操作簡(jiǎn)便安全 現(xiàn)狀：國(guó)外產(chǎn)值250億美元； 市場(chǎng)占有率30 輻照源與輻照裝置 放射性核素源： 60Co：T1/2：5.27年； E:1.17MeV; 1.33MeV 137Cs: T1/2：30.2年； E: 0.6 MeV; 以CsCl的形式存在，自吸收嚴(yán)重 電子加速器：10MeV以下的電子束核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 輻射育種： 利用電離輻射處理作物種子，花粉或植株等材料，誘使遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致有關(guān)形狀的變異，然后通過(guò)選擇和培育使有益的變異遺傳下去，達(dá)到改良和創(chuàng)新品種的目的。 防止和根除害蟲(chóng) 化學(xué)殺蟲(chóng)劑的有限性：土

4、壤污染；害蟲(chóng)耐藥 原理： 輻射不育法導(dǎo)致“以蟲(chóng)滅蟲(chóng)”的生物防治核技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用 煙道氣體除硫凈化： 電子束技術(shù)處理煙道脫硫脫氮 煙道廢氣主要成分：SO2和NOX ， 在高能電子束作用下，凈化， 生成硫酸銨和硝酸銨（農(nóng)業(yè)化肥） 100MW媒電廠，副產(chǎn)品化肥的產(chǎn)量：2470kg/h放射性核素的示蹤 示蹤劑(TRACER): 一種帶有特殊標(biāo)記的物質(zhì)，當(dāng)它加入到被研究對(duì)象中后，人們可根據(jù)其運(yùn)動(dòng)和變化來(lái)洞悉原來(lái)不易或不能辨認(rèn)的被研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)和變化規(guī)律。 放射性示蹤 定義： 將可探測(cè)的放射性核素添入化學(xué)、生物或物理系統(tǒng)中，標(biāo)記研究材料，以便追蹤發(fā)生的過(guò)程、運(yùn)行狀況或研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)等的科學(xué)手段。放

5、射性示蹤法的特點(diǎn) 靈敏度高F 可探測(cè)<1 nCi, 10-1410-13 gF 化學(xué)分析只能達(dá)到10-9 g 測(cè)量簡(jiǎn)便、易分辨F 不受非放雜質(zhì)干擾，活體研究，體外測(cè)量 提供原子、分子水平的研究手段F 微觀作用機(jī)理、動(dòng)態(tài)變化過(guò)程 合乎生理?xiàng)l件F 不擾亂體內(nèi)生理過(guò)程的平衡狀態(tài) 能定量定位：組織器官、細(xì)胞、亞細(xì)胞水平放射性示蹤劑的特性 化學(xué)性質(zhì)完全相同 同位素化學(xué)性質(zhì)相同，可正確反映研究對(duì)象在物理、化學(xué)和生物過(guò)程中的性質(zhì)和行為 核素的放射特性不改變物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)核分析與核檢測(cè)技術(shù) 定義： 核分析方法是利用中子，光子和帶電粒子與物質(zhì)的原子或原子核相互作用，采用核物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)，探測(cè)和研究物質(zhì)

6、的成分和結(jié)構(gòu)的方法。 分類(lèi)： 活化分析(Activation Analysis) 離子束分析(Ion Beam Analysis) 核效應(yīng)分析(Nuclear Effect Analysis) 核分析技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)：p 靈敏度高p 準(zhǔn)確度好，誤差小，不破壞樣品的宏觀結(jié)構(gòu)p 可多元素同時(shí)分析p 易于自動(dòng)化和原距離控制1 核分析特點(diǎn) 在近代科學(xué)的發(fā)展中，人們十分重視材料的研究和發(fā)展。許多材料的重要的物理性能和化學(xué)性能與材料中的痕量雜質(zhì)元素、晶體的缺陷和微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。人們發(fā)展了許多物理的和化學(xué)的分析方法，對(duì)元素成分、物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及雜質(zhì)濃度體分布和表面層的形貌特征等進(jìn)行測(cè)量和表征。這些分析方法同樣也適

7、用其它領(lǐng)域。 核分析方法是其中的一種，它的出現(xiàn)和廣泛的應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)的化學(xué)的、物理的方法是一個(gè)挑戰(zhàn)，具有高靈敏、快速和不破壞樣品等特點(diǎn)，有時(shí)，“非核莫屬”，是一種不可替代的特殊的分析技術(shù)。這是和平利用核科學(xué)和核技術(shù)的重要方面。2 什麼是核分析 核分析：利用核輻射粒子與物質(zhì)的原子或原子核相互作用，采用核物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)獲得可觀測(cè)信息，分析研究物質(zhì)材料成分和結(jié)構(gòu)的方法。 核粒子： 中子、g 射線、 a粒子、b粒子、正電子、質(zhì)子、以及加速器出射的其它粒子。 相互作用：主要是電磁作用 ，以及核力作用。 核分析方法大量出現(xiàn)、發(fā)展和廣泛應(yīng)用起始于上世紀(jì)60年代。加速器和反應(yīng)堆等大型儀器設(shè)備從核物理實(shí)驗(yàn)專(zhuān)用設(shè)備“解

8、放”出來(lái)，有條件用于應(yīng)用方面的研究。3 核分析分類(lèi)1） 離子束分析 盧瑟福背散射分析 溝道技術(shù)分析 核反應(yīng)分析 質(zhì)子x熒光分析2） 活化分析 中子活化分析 帶電粒子活化分析3） 核效應(yīng)分析 穆斯堡爾效應(yīng)分析 正電子湮沒(méi)技術(shù) 擾動(dòng)角關(guān)聯(lián) 核磁共振4） 超靈敏質(zhì)譜分析 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的尖兵 核分析與核檢測(cè)1 何謂核檢測(cè)？ 利用放射性與核測(cè)量?jī)x器，傳感過(guò)程參量信息，達(dá)到對(duì)過(guò)程的了解和控制。2 核檢測(cè)特點(diǎn) 高度準(zhǔn)確可靠 能在惡劣環(huán)境工作 不可替代3 應(yīng)用 工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化：監(jiān)測(cè)煉鋼質(zhì)量 橡膠 鋁箔 紙張厚度 工業(yè)及國(guó)防無(wú)損探傷：檢查噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) 煉鋼爐 檢查道路表面和里面的密度 管道焊接的強(qiáng)度 煙霧報(bào)警器 等 料位測(cè)量：利用射線輻射強(qiáng)度的變化，可測(cè)量密封式的罐裝生 產(chǎn)過(guò)程的料位指示，如油罐、化學(xué)溶劑、制酪、釀酒、罐頭、食糖以及礦石、水泥、石灰、煤炭的裝載和運(yùn)輸厚度測(cè)量：利用射線的吸收法及反射法測(cè)量板式材料和不易移動(dòng)的裝置，如鋼鐵、金屬、橡膠、造紙等生產(chǎn)過(guò)程的厚度和均勻度測(cè)量密度測(cè)量：用于工業(yè)、造船、飛