核聚变与等离子体物理
主办单位:中国核工业集团公司
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国内刊号:51-1151/TL
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浅谈放射性的应用

  摘要:自1896年,贝克勒尔发现铀的天然放射性以来,放射性得到了充分的研究。放射性射线与放射性同位素在农业、医疗、方面的应用发挥了重要的重用。

  关键字:放射性 放射性射线

  1898年,居里夫妇发现了放射性更强的钋和镭。由于天然放射性这一划时代的发现,居里夫妇和贝克勒尔共同获得了1903年诺贝尔物理学奖。在贝可勒尔和居里夫妇等人研究的基础上,后来又陆续发现了其它元素的许多放射性核素。有力地推动了放射性现象的理论研究和实际应用。本文就放射性应用进行简单的介绍。

  1.在工业方面的应用

  放射性在工业方面存在广泛的应用,辐射加工现在已经被广泛用于制备优质电线电缆、热收缩材料、发泡材料、超细粉末等,以及木材与磁带磁盘的涂层固化、橡胶硫化、纺织品改性等领域。

  无损检测技术在工业中也有重要应用。早期的射线探伤是利用加速器产生的电子束打靶产生的X射线照射工件形成平面图像。70年代医用X-CT诞生后,80年代即出现工业CT,并很快应用到热轧无缝钢管的在线测试、发动机检测、以至大型火箭的整体检测中。另一种重要的无损检测是中子照相,用其检测火药继电器发动机叶片等有高的灵敏度和分辨率,在航天与航空工业和国防上有重要应用。

  2.在农业方面的应用

  有关光合作用的基本产物的知识,是在利用二氧化碳-14作为示踪剂之后才被人们所了解的。由光合作用产生的淀粉、蛋白质、脂肪等各种物质,在植物体内是怎么样运动、转移的?又是怎么样积累并贮存到各种不同的“仓库”里去的?这些“仓库”包括果实茎、根块等。也都是在利用示踪剂--二氧化碳-14进行研究之后才得以解释清楚。目前,除了碳-14以外,还可配合使用其它的放射性同位素,如磷-32、氢-3等作示踪剂,从而使一些研究工作能够做得更加细致周密。

  2.1 诱变育种。随着科学技术的发展,人们已不再单纯地利用植物本身自然产生的变异,而是能够应用现代科学的成就来人工创造新的变异类型,这种方法叫“人工引变”。大体说来,应用人工引变诱发的有利突变可以有千分之一的机率,而自然产生的突变只有百万分之一的机率,人工引变可以提高突变率一千倍。但是到目前为止,人们还不能控制变异的方向。我们必须在各种变异的后代中,进行认真仔细的选择,才能育成符合我们所期望的良种。

  2.2 食品保鲜。就是利用放射性同位素或低能加速器放出的射线对食品进行辐射处理,达到长期保藏食品的目的。放射线有一些特殊的本领。它具有较高的能量,穿透物质的能力强。一定剂量的照射,能杀死寄生在食品表面及内部的微生物和害虫。适当剂量的照射,能抑制农畜产品的生命活动。

  3.在医疗方面的应用

  核素显像是利用γ照相机、单光子发射计算机断层或正电子发射断层来探测给予病人的放射性药物所产生的辐射,从而确定病灶部位。很多器官的γ显像,如肺、甲状腺、肾和脑可用于疾病诊断。

  利用放射性同位素发出的射线彻底灭菌,是射线杀伤力的一种最直接的利用。尤其是人们经常利用射线对医疗器械进行灭菌消毒。如:手术时缝合伤口用的缝线、肠壁缝合线;一次性注射器;插入支气管用的探针导管、手术用的橡皮手套、取血用的采血板、人工肾脏透视器等等,也都采用射线消毒技术。

  治疗癌症最有效的手段之一就是放射治疗。对于内脏器官上的癌,以手术切除为主,照射为辅。但是有一些癌症表面上看来范围很小,却有可能潜藏着已经发生转移的癌细胞;一旦有癌细胞残留下来,即使是很少的一点,也有可能引起癌症的复发。所以,手术的面积要大些,手术后再用射线进行照射,以杀死残余的癌细胞,根除癌症。随着射线疗法的不断发展,有很多癌症病例采用射线疗法要比手术治疗效果更好。

  4.考古方面的应用

  放射性同位素是有一定寿命的,它会不断地发生放射性衰变。碳-l4的半衰期是5568年。就是说,每隔5568年,碳-l4的含量注定要减少一半。这样,碳-l4不断地产生,同时又不断地死亡,结果使大气中的放射性碳-l4浓度达到一定的平衡值地球上的植物都要摄取以二氧化碳形式存在的碳元素,才得以不断地同化、生长、繁殖下去。而地球上的动物又是靠着食取植物而生存的。因此,毫无疑问,地球上生长着的动植物体内所含的碳元素中,放射性碳-l4的浓度必然也是达到一定的平衡值。当动植物体死亡以后,体内碳-l4的浓度就要发生变化。因为它与外界的交换完全隔绝,不再摄取二氧化碳气体,也就不会再增加新的碳-14。相反,从这时起,生物体内原先含有的碳-14的浓度却要按照5568年的半衰期一半、一半地不断减少下去。这样,透过测定碳-l4的浓度就可以进行多种多样的测定工作。由于碳-l4的半衰期是5568年,所以,上述方法适合于测定五百年以前到三万年以内的这一段时间。例如我国对楼兰女尸、罗布泊纸的年代鉴定等就是采用的碳-l4。可见,碳-l4对于测定人类历史的年代,是再好不过的时钟。

  参考文献

  [1]吴文广。环境放射性的危害与防治[J]

  [2]郭之虞,王宇钢,包尚联。核技术及其应用的发展[J]

  [3]应礼文。科技为考古助力[J]

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