核技術(shù)的應(yīng)用

1、核技術(shù)的應(yīng)用二、核技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用在美國(guó)的醫(yī)學(xué)中，同位素和輻射技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。美國(guó)政府規(guī)定，設(shè)有200張病床以上的醫(yī)院必須設(shè)有核醫(yī)療設(shè)施?，F(xiàn)已有7000多家用放射性藥物的醫(yī)院，每年接收放射性藥物診斷或治療的病人2000萬(wàn)人次。另外，根據(jù)美國(guó)核管會(huì)的估計(jì)，美國(guó)每年在約700萬(wàn)1300萬(wàn)診斷程序和55萬(wàn)65萬(wàn)治療程序中使用放射性同位素。此外，美國(guó)每年進(jìn)行約1億次采用放射性同位素的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，國(guó)立衛(wèi)生研究所進(jìn)行的試驗(yàn)中80%以上都使用了放射性同位素。美國(guó)有10多個(gè)核醫(yī)學(xué)中心和基地，擁有40家工廠生產(chǎn)放射性藥物，其中有10家使用加速器生產(chǎn)。世界上有100多種放射性藥物，美國(guó)年消耗量約占世界年產(chǎn)量

2、的1/3。美國(guó)有26臺(tái)回旋加速器生產(chǎn)醫(yī)用同位素，設(shè)有專用的中子治癌回旋加速器，并有許多回旋加速器兼用作放療。1核技術(shù)用于診斷1970年斷層顯像技術(shù)應(yīng)用于臨床，美國(guó)擁有上千臺(tái)單光子發(fā)射斷層顯像設(shè)備。1980年，美國(guó)接受照相機(jī)檢查的就達(dá)900萬(wàn)人次。到1988年底，美國(guó)擁有約1430臺(tái)核磁共振斷層顯像設(shè)備，共有相機(jī)和SPECT等11000多臺(tái)。這些設(shè)備足以進(jìn)行腫瘤早期診斷。核技術(shù)在心血管疾病診斷、骨無機(jī)質(zhì)損失診斷、腫瘤診斷方面有廣泛應(yīng)用。另外，在臨床診斷方面，穩(wěn)定同位素的應(yīng)用在美國(guó)也得到很大發(fā)展。2核技術(shù)用于治療美國(guó)有60%的癌癥病人接受輻射治療。近年來，在遠(yuǎn)距離放射治療中，加速器的使用日益增多。

3、目前僅用于治療的電子直線加速器就有3000多臺(tái)。有26臺(tái)回旋加速器生產(chǎn)醫(yī)用同位素，設(shè)有專用的中子治癌回旋加速器，并有許多回旋加速器兼用作放射治療。在短程放射治療中，美國(guó)常用的輻射源有：鈷-60、鐳-226、銥-192、碘-125等。中子治療、質(zhì)子治療、重離子治療和內(nèi)照射治療是美國(guó)常用的短程放射治療方法。三、工業(yè)應(yīng)用1 示蹤技術(shù)同位素示蹤技術(shù)在冶金、石油、煤炭、化工、制藥、玻璃、造紙、塑料、橡膠、食品、煙草、紡織、電子和航空航天等部門中都有廣泛應(yīng)用。美國(guó)現(xiàn)有的500家最大的制造企業(yè)中，半數(shù)以上應(yīng)用了同位素示蹤技術(shù)。如放射性同位素用于工業(yè)檢漏、軍用檢驗(yàn)、材料測(cè)定等方面。2放射性同位素在能源工業(yè)中的

4、應(yīng)用（1）放射性同位素電池：美國(guó)早在1961年就把放射性同位素電池用于空間和地球，它的功率有百瓦級(jí)和千瓦級(jí)。30多年來，美國(guó)共使用了40臺(tái)放射性同位素電池用于各種航天飛行器中。此外，還研制毫瓦級(jí)和微瓦級(jí)的小電池，后者主要供醫(yī)用。（2）自發(fā)光源：氪儀表85燈、含430居里氚的照明設(shè)備。3同位素表4列出了美國(guó)同位素儀表的發(fā)展概況。美國(guó)工業(yè)界中現(xiàn)約600家公司擁有90000臺(tái)工業(yè)同位素儀表，從事物料厚度、料位、重量、水分等工藝參數(shù)的監(jiān)控。1100家公司擁有3500臺(tái)探傷機(jī)（主要為銥-192），為工業(yè)無損檢測(cè)提供服務(wù)，每年拍片1000萬(wàn)張（每張合10美元）。（1）強(qiáng)度測(cè)量如放射性同位素密度計(jì)、同位素厚

5、度計(jì)、中子水分計(jì)、核子秤等。（2）核測(cè)井用于研究巖石的地質(zhì)性質(zhì)、判別和劃分巖層、評(píng)價(jià)油氣層、估算石油和天然氣的地質(zhì)儲(chǔ)量。美國(guó)的石油核測(cè)井行業(yè)為僅次于核醫(yī)學(xué)的第二大同位素應(yīng)用領(lǐng)域。（3）數(shù)字圖象處理型儀表 主要是無損檢驗(yàn)（射線探傷）裝置。在美國(guó)，射線照相技術(shù)已得到較普遍的應(yīng)用。如X射線探傷儀、加速器探傷裝置、中子照相、工業(yè)斷層顯像技術(shù)（工業(yè)CT）等。美國(guó)1979年創(chuàng)建了科學(xué)測(cè)量系統(tǒng)公司SMS專門從事工業(yè)CT的研制與技術(shù)服務(wù)。1988年美國(guó)投資240萬(wàn)美元研制出了“鋼管全長(zhǎng)檢測(cè)系統(tǒng)”（IPIS）的工業(yè)CT。1987年創(chuàng)建了專門從事IPIS研制生產(chǎn)的國(guó)際數(shù)字模式公司IDM公司。工業(yè)CT在火箭整體測(cè)試

6、、航天飛機(jī)、武器和彈藥的無損檢測(cè)、各種管道和樁柱的定期檢查、工業(yè)生產(chǎn)在線測(cè)試等方面得到廣泛應(yīng)用。4輻射加工輻射加工的發(fā)展很快。70年代初，美國(guó)僅有約100臺(tái)加速器和30個(gè)射線輻照器提供這方面的服務(wù)，到70年代末，前者增至200臺(tái)，后者發(fā)展也很快。美國(guó)是輻射加工產(chǎn)值最高的國(guó)家，年輻照材料的銷售額超過10億美元。（1）化學(xué)工業(yè) 輻照電線電纜。美國(guó)90%的通信電纜是經(jīng)過輻照交聯(lián)的。美國(guó)的雷切姆公司是世界上生產(chǎn)輻照電纜的最大公司，年產(chǎn)值達(dá)5億美元。 熱收縮管、膜的輻射交聯(lián)、塑料發(fā)泡。美國(guó)僅熱收縮膜的年產(chǎn)值就達(dá)幾億美元。 表面涂層固化。應(yīng)用于美國(guó)的汽車工業(yè)、磁帶制造廠。 橡膠輻射硫化。美國(guó)橡膠的年輻照處

7、理量達(dá)數(shù)千噸。 輻射聚合、接枝和降解等。在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用廣泛，在生物醫(yī)學(xué)工程上的應(yīng)用也引人注目。（2）電子工業(yè)離子注入技術(shù)是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路研究和生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)之一。目前，美國(guó)集成電路的集成度每年提高4倍，生產(chǎn)成本每?jī)赡晗陆狄话?，離子注入技術(shù)起了很大作用。輻照處理和中子嬗變摻雜在生產(chǎn)半導(dǎo)體方面有很大用途。美國(guó)19851991年期間，采用中子嬗變摻雜技術(shù)生產(chǎn)的半導(dǎo)體硅，每年可達(dá)110噸。（3）食品工業(yè)美國(guó)是最早開展食品輻射保藏研究的國(guó)家。美國(guó)從1984年起開始輻照香料、調(diào)味品和干蔬菜。輻照的香料、調(diào)味品和干蔬菜大部分作為商業(yè)使用。在佛羅里達(dá)州和衣阿華州建造了食品輻照用的大型電子束輻照設(shè)施

8、（10MeV），在佛羅里達(dá)州研究以柑桔等果實(shí)為主要對(duì)象的滅菌、殺蟲和害蟲不孕化。1992年1月位于佛羅里達(dá)州的賓第克塔公司的射線輻照設(shè)施開始運(yùn)行，輻照過的草莓、柑桔類、西紅柿、蘑菇等均在市場(chǎng)銷售。1993年9月，輻照的家禽肉和飛禽肉也開始在市場(chǎng)銷售。美國(guó)批準(zhǔn)的輻照食品有：家禽肉、豬肉、馬鈴薯、小麥、面粉、香料和調(diào)味品、干蔬菜、萬(wàn)壽果、芒果、草莓、板栗、鱷梨、海棗、其它果實(shí)、酶制品。 （4）輻射消毒 1985年，美國(guó)僅一次性醫(yī)療用品輻射消毒合同的收入就達(dá)2600萬(wàn)美元。四、核技術(shù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用美國(guó)對(duì)輻射育種的研究起步較早。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)1985年統(tǒng)計(jì)，美國(guó)用輻射育種技術(shù)已培育出38個(gè)優(yōu)良品種。

9、美國(guó)還利用輻射不育技術(shù)消滅害蟲。同位素示蹤技術(shù)在美國(guó)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用也十分廣泛，成了農(nóng)業(yè)科學(xué)研究、解決農(nóng)業(yè)科技關(guān)鍵問題和指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一種不可缺少的先進(jìn)手段。僅根除新大陸螺旋蠅一項(xiàng)的經(jīng)濟(jì)年收益就達(dá)8.44億美元。五、核技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用在治理環(huán)境污染、保護(hù)大自然生態(tài)平衡方面，輻射加工技術(shù)正在作出它有益的貢獻(xiàn)。 輻射法是利用具有很強(qiáng)穿透力或電離作用的射線、電子射線等照射大氣、廢水、污泥，使其發(fā)生一系列物理、化學(xué)、生物的反應(yīng)，破壞微生物里的核酸酶或蛋白質(zhì)，達(dá)到消毒的目的。（1）電子束除SO2/Nox 射線照射可同時(shí)去除80%以上的SO2和NOx。美國(guó)建立了用電子束處理廢氣的實(shí)驗(yàn)裝置，并采用新工藝，

10、希望此方法能成為解決廢氣問題的一張王牌。（2）污水污泥處理 美國(guó)在80年代初，已經(jīng)建成了近40個(gè)用輻射技術(shù)處理污水的工廠。輻射技術(shù)在城市污泥處理中也有很大前途。4. 核技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用 醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)是核技術(shù)應(yīng)用的最活躍的領(lǐng)域，主要包括核醫(yī)學(xué)診斷、治療及生命科學(xué)研究等方面。 核技術(shù)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(yīng)用最廣。放射性核素的臨床診斷可分為體內(nèi)顯像和體外診斷，是根據(jù)放射性示蹤原理對(duì)患者進(jìn)行疾病檢查的一種診斷方式。體內(nèi)顯像是將放射性藥物引入體內(nèi)，用儀器進(jìn)行臟器顯像或功能測(cè)定，目前已由單一的SPECT、PET診斷發(fā)展到將SPECT或PE

11、T與核磁共振（MRI）或CT結(jié)合的融合顯像技術(shù)。體外診斷是采用放射免疫分析（RIA）方法，是通過在體外對(duì)患者體液中生物活性物質(zhì)進(jìn)行微量分析。 核技術(shù)用于疾病治療是利用了電離輻射對(duì)病變組織細(xì)胞的殺滅能力，可分為體外放射治療和體內(nèi)放射性藥物或放射源治療兩種方式。目前，放射治療是癌癥治療三大有效手段之一，可分為外部遠(yuǎn)距離照射、腔內(nèi)后裝近程照射、間質(zhì)短程照射和內(nèi)介入照射等，大都采用射線或高能電子作為外用輻射源。體內(nèi)放射治療是將放射性藥物或放射源注入或置入體內(nèi)進(jìn)行治療，多年來一直受臨床醫(yī)學(xué)的關(guān)注。放射免疫的靶向治療、受體介導(dǎo)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植入治療等，將會(huì)成

12、為惡性疾病如腫瘤治療中的不可少的手段之一，在某些方面可優(yōu)于外照射治療或化療。 當(dāng)今核醫(yī)學(xué)已進(jìn)入分子核醫(yī)學(xué)時(shí)代。在受體、基因、抗原、抗體、酶、神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)和各種生物活性物質(zhì)的研究中，核技術(shù)發(fā)揮著其它技術(shù)不可取代的重要作用；心臟核醫(yī)學(xué)和神經(jīng)傳導(dǎo)核醫(yī)學(xué)更加受到醫(yī)學(xué)界的重視；在與其他顯像技術(shù)和治療方法的競(jìng)爭(zhēng)中，核醫(yī)學(xué)顯像正從臟器灌注顯像向分子核醫(yī)學(xué)功能顯像方面發(fā)展，多種顯像技術(shù)的融合（如MRI與PET、MRI與SPECT、CT與PET、CT與SPECT）使獲得空間分辨率高時(shí)間分辨率好的三維（以至四維）顯像成為可能，而核醫(yī)學(xué)治療則從栓塞、內(nèi)介入治療向分子特異性靶向治療方向發(fā)展，如99mTc（锝-99m）

13、、123I（碘-123）等受體配體顯像和188Re（錸-188）受體配體治療等。 核醫(yī)療器械和裝置在發(fā)達(dá)國(guó)家中不斷完善和更新、在發(fā)展中國(guó)家不斷普及。目前，全世界約有2000臺(tái)60Co裝置和6000臺(tái)加速器用于治療處于人體內(nèi)部深部位的癌組織。隨著PET、SPECT、CT、MRI等先進(jìn)診斷儀器和60Co、192Ir（銥-192）、137Cs（銫-137）、加速器等放射性治療設(shè)備的不斷普及和更新，以及新型放射性診斷和治療藥物的不斷開發(fā)，為核醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力。 發(fā)展顯像診斷和治療用的特異性放射性受體藥物已成為當(dāng)今最有活力的領(lǐng)域之一，是體內(nèi)放射性藥物研究與應(yīng)用水平的標(biāo)志。PET顯像藥物是核醫(yī)學(xué)

14、在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)顯像發(fā)展的主要方向，研究的重點(diǎn)是以18F（氟-18）為主要對(duì)象，包括11C（碳-11）、13N（氮-13）、15O（氧-15）等藥物的自動(dòng)化快速合成新方法、新技術(shù)；以99mTc、186、188Re為重點(diǎn)的診斷和治療用放射性藥物，仍然是放射性藥物化學(xué)中的熱點(diǎn)研究方向，內(nèi)轉(zhuǎn)換電子（或俄歇電子）核素及其放射性藥物研究將出現(xiàn)新的曙光，新型放射性藥物如納米放射性藥物（Radio-nanomedicine）、磁導(dǎo)向藥物以及新的治療方法如硼中子俘獲治療（Boron neutron capture therapy，BNCT）、質(zhì)子治療、重離子治療在不久的將來將會(huì)出現(xiàn)在臨床應(yīng)用中。 5.

15、 核技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用 核技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用主要涉及三廢治理，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(jī)廢物等方面。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(diǎn)，其最突出的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)造成環(huán)境的二次污染。利用加速器電子輻照的方法凈化燃煤煙氣，使燃煤電廠排放的對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染的SO2和NOX在電子束輻照下同煙中的H2O、O2等發(fā)生氧化反應(yīng)生成H2SO4和HNO3，進(jìn)一步與注入反應(yīng)器中的NH3反應(yīng)生成可以直接用作化肥的硫酸銨和硝酸銨副產(chǎn)物。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可高效率的同時(shí)脫除SO2和NOX、無二次污染、無需

16、廢水處理、副產(chǎn)物可回收利用，是目前唯一能同時(shí)處理硫、氮兩種污染物的技術(shù)。目前，日本、美國(guó)、德國(guó)、俄羅斯、波蘭等國(guó)已有20余座不同規(guī)模的煙氣脫硫脫硝裝置在運(yùn)行。利用具有很強(qiáng)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(xué)、生物反應(yīng)，破壞微生物的核酸酶或蛋白質(zhì)，達(dá)到27 消毒滅菌的目的。輻射技術(shù)在處理城市污水、污泥方面具有處理費(fèi)用低、周期短、效果好的特點(diǎn)。利用輻射技術(shù)處理工業(yè)有機(jī)廢水，通過輻照作用使水中產(chǎn)生活性物質(zhì)（如OH基）氧化和分解水中的一些有機(jī)污染物，降低工業(yè)廢水的污染程度。采用輻射技術(shù)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農(nóng)田，或者制成堆肥，應(yīng)

17、用前景廣闊。目前，美國(guó)已擁有輻射處理廢水廠40多座，出水各項(xiàng)指標(biāo)幾乎都優(yōu)于常規(guī)處理法；運(yùn)用輻射處理污泥的技術(shù)也已成功運(yùn)行十多年。 21世紀(jì)，核技術(shù)在環(huán)境科學(xué)和環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)方面獲得了新的應(yīng)用和發(fā)展機(jī)遇。在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，可以充分應(yīng)用現(xiàn)有核分析技術(shù)所具有的高靈敏度、高準(zhǔn)確度，惡劣條件的適應(yīng)性，對(duì)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)，對(duì)環(huán)境污染物化學(xué)終態(tài)及其效應(yīng)進(jìn)行分析和評(píng)估，對(duì)新型污染物進(jìn)行鑒別和溯源分析，應(yīng)該說核分析技術(shù)已成為環(huán)境監(jiān)測(cè)分析的質(zhì)量保證體系中的重要組成部分。利用輻射處理污染、廢水和其他生物廢棄物的方法和傳統(tǒng)的填埋、投海、焚燒等處理方法相比有顯著的優(yōu)點(diǎn)，將更加廣泛地用于治理環(huán)境污染。等離子體技術(shù)處

18、理三廢具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可用于有害物質(zhì)分解、城市垃圾的高溫焚燒、廢水廢氣等處理。另外，在化學(xué)工業(yè)中乙炔有“有機(jī)合成工業(yè)之母”的稱號(hào)，由于氫等離子體技術(shù)的發(fā)展為煤轉(zhuǎn)化為乙炔研究創(chuàng)造了條件，煤在3700K左右的溫度與氫離子相互作用生成乙炔，傳統(tǒng)煤乙炔化工逐步被石油-乙烯化工所取代，這不僅可以減少污染，還可以達(dá)到資源的綜合利用。 此外，核技術(shù)作為強(qiáng)有力的工具廣泛用于科學(xué)研究中，包括在基礎(chǔ)科學(xué)、生命科學(xué)以及其它學(xué)科，用同位素和電離輻射提供多種分析和實(shí)驗(yàn)研究手段，使人們的視野從宏觀推向微觀，從而有可能從分子、原子、原子核水平動(dòng)態(tài)地觀察自然現(xiàn)象。其中，利用放射性核素的探測(cè)靈敏度極高這一常規(guī)化學(xué)分析無法比

19、擬的優(yōu)勢(shì)，同位素示蹤技術(shù)在提高科學(xué)研究技術(shù)水平方面發(fā)揮不可替代的作用。同位素示蹤技術(shù)是目前從細(xì)胞水平進(jìn)入到分子水平對(duì)活體顯示人體結(jié)構(gòu)和病理變化的惟一方法，其研究已經(jīng)深入到基因、核酸、蛋白質(zhì)等，研究循環(huán)代謝、疾病發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸與演變的過程，達(dá)到探索發(fā)病機(jī)制與正確診斷疾病的目的。利用半衰期較短的微量放射性核素動(dòng)態(tài)示蹤技術(shù)，在農(nóng)業(yè)中的主要應(yīng)用是從事肥料與農(nóng)藥的效用和機(jī)理、有害物質(zhì)的分解與殘留探測(cè)、生物固氮、畜牧獸醫(yī)研究，并在檢查測(cè)定堤壩、水庫(kù)的泄漏等水利方面大量應(yīng)用。 經(jīng)過幾十年的發(fā)展，核技術(shù)應(yīng)用對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了巨大貢獻(xiàn)。據(jù)報(bào)道，在發(fā)達(dá)國(guó)家同輻技術(shù)取得的經(jīng)濟(jì)效益約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總收入的2%5%，投

20、入與產(chǎn)出比高達(dá)1:5至1:10。美國(guó)“管理信息服務(wù)公司”于1994年公布，美國(guó)放射性核素與放射性材料的非動(dòng)力應(yīng)用對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)達(dá)到2570億美元/年，是核電（730億美元）的3.5倍，占美國(guó)GDP的3.9%，并創(chuàng)造了約370萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。1997年發(fā)布的結(jié)果為：1995年美國(guó)同輻技術(shù)對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)又有了較大的增長(zhǎng)，達(dá)到3310億美元，為核電（902億美元）的3.67倍，占美國(guó)GDP的4.7%，并提供了395萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。日本同位素協(xié)會(huì)于2000年公布，日本同輻技術(shù)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模為714億美元，是核電（606億美元）的1.18倍，占日本GDP的1.7%。因此，核技術(shù)作為一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，將隨著世界經(jīng)

21、濟(jì)的快速增長(zhǎng)和科技日新月異的發(fā)展而得到更加廣泛的應(yīng)用。2. 核技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用 核技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)為生產(chǎn)過程中的分析檢測(cè)、輻射加工、同位素示蹤等。根據(jù)放射性核素放出的射線可作為取得工業(yè)過程中的非電參數(shù)和其它信息的一種信息源的原理而制作成的各種同位素監(jiān)控儀器儀表，如核測(cè)井在油田、煤田、礦山等的開發(fā)與生產(chǎn)中得到了深入廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著不可替代的作用，其它如測(cè)厚儀、核子秤、射線探傷機(jī)、集裝箱檢測(cè)系統(tǒng)、離子感煙火災(zāi)報(bào)警器等可用于監(jiān)控生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)無損檢測(cè)或成份分析，探知火情等，是工業(yè)過程控制和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的重要組成部分。近年來，一些國(guó)家研制開發(fā)的60Co（鈷-60）集裝箱CT檢測(cè)系統(tǒng)、中

22、子成像檢測(cè)系統(tǒng)，以及基于核技術(shù)研制的爆炸物檢測(cè)裝置、高能電子束消毒滅菌系統(tǒng)、放射性物品檢測(cè)裝置等，都是核應(yīng)用技術(shù)的最新成果，為打私、反恐等提供了有力的手段，正在為維護(hù)人身財(cái)產(chǎn)和保障國(guó)家安全發(fā)揮著越來越重要的作用。 輻射加工是核技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，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)（Positive temperature coefficient of resistance，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(lǐng)25 域取得顯著成效，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。我國(guó)的輻射化工產(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)業(yè)。

23、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(yīng)用輻射滅菌消毒的醫(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)療用品等共計(jì)上千種，中西藥與化妝品也都可以采用輻射消毒滅菌。在發(fā)達(dá)國(guó)家中，醫(yī)療衛(wèi)生用品的輻射消毒約占鈷源裝量的80%，而中國(guó)不足10%，發(fā)展前景遠(yuǎn)大。全世界約有45個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)輻照食品200多種，年市場(chǎng)銷售總量達(dá)3.0×105t以上，而且食品輻照在國(guó)外已作為預(yù)防食源性疾病和開展國(guó)際農(nóng)產(chǎn)品檢疫的一種有效手段。另外，為滿足輻射加工需要而發(fā)展的同位素輻照裝置及成套設(shè)備、大功率輻照加速器及成套設(shè)備，以及以同位素源和加速器為射線源的大型工業(yè)在線檢測(cè)、危險(xiǎn)物品的安全檢測(cè)裝

24、備、輻射治療設(shè)備等，已形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。輻射加工應(yīng)用領(lǐng)域的年總產(chǎn)值已接近國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的1%左右，并以每年20%左右的速度增長(zhǎng)?；陔x子注入的輻射加工（或改性）為半導(dǎo)體材料升級(jí)換代、電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)平臺(tái)。全世界用于集成電路的離子注入機(jī)共有3000多臺(tái)。用12MeV電子加速器對(duì)硅整流器件（可控硅）的輻射改性已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用；用金屬離子源（MEVA）注入到材料表面，增強(qiáng)材料表面的力學(xué)強(qiáng)度和耐摩擦性等也己廣泛用于刀具加工、汽車工業(yè)與航空航天工業(yè)；在核反應(yīng)堆上運(yùn)用中子嬗變摻雜（NTD）制造的N型高阻硅，適宜于制備優(yōu)質(zhì)高阻材料。離子注入已成為微電子線路加工的手段之一，離子束刻蝕相對(duì)于光

25、束和電子束刻蝕具有分辨率高（可達(dá)0.01m)、曝光時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，用低溫等離子體刻蝕方法將取代高溫沉積法，成為大規(guī)模集成電路生產(chǎn)精細(xì)圖案高保真轉(zhuǎn)移的惟一經(jīng)濟(jì)可行的辦法。將氧離子注入到半導(dǎo)體硅片上，在很薄的單晶硅層下形成絕緣Si02層，這種半導(dǎo)體材料具有功耗小、時(shí)間響應(yīng)快、體積小等優(yōu)點(diǎn)，將有很好的發(fā)展前景。目前，全世界80多個(gè)國(guó)家開展了核技術(shù)應(yīng)用的研究、開發(fā)和利用，用于輻射加工的電子加速器超過1000臺(tái)，其總功率約為45MW；60Co放射源的輻照裝置約250座，強(qiáng)度已達(dá)9.25×1018Bq（9.25EBq）。 3. 核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用 核技術(shù)應(yīng)用主要包括輻射育種和輻射不育防治蟲害

26、兩個(gè)方面。 農(nóng)作物優(yōu)良品種選育和推廣，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)，有助于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，改進(jìn)品質(zhì)，增強(qiáng)抗逆性等，以滿足人類對(duì)農(nóng)產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求。輻射育種技術(shù)是利用等射線誘發(fā)農(nóng)作物種子基因突變，獲得有價(jià)值的新突變體，進(jìn)而培育成農(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(zhì)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它育種方式，具有提高突變率與擴(kuò)大變異譜、打斷性狀的緊密連鎖實(shí)現(xiàn)基因重排、變異穩(wěn)定快、育種年限短、增強(qiáng)抗逆性和提高作物品質(zhì)等諸多特點(diǎn)。目前輻射育種已經(jīng)獲得超過2500種新的農(nóng)作物，在全世界播種面積達(dá)幾千萬(wàn)公頃，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)

27、。我國(guó)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(yīng)用上取得了顯著的增產(chǎn)效果。20世紀(jì)50年代輻射育種只占農(nóng)作物新品種的9%，而現(xiàn)在已上升到50%以上，輻射源除了采用射線以外，越來越多地采用中子、離子束、激光和等離子體輻射源。 輻射昆蟲不育是一種先進(jìn)的生物防治方法。它利用等射線對(duì)有害昆蟲進(jìn)行適當(dāng)放射劑量的照射，使其喪失生殖能力，不僅達(dá)到防治甚至根除害蟲的目的，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(shù)代替農(nóng)藥來控制病蟲害的生長(zhǎng)，將極大地抑制因病蟲害導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)（據(jù)保守估計(jì)，蟲害造成世界糧食每年減產(chǎn)25%30%

28、），并大大避免因大量使用農(nóng)藥所帶來的環(huán)境污染。目前，這種技術(shù)已在墨西哥、美國(guó)、智利、坦桑尼亞、埃塞俄比亞、阿根廷和秘魯?shù)葒?guó)家成功地應(yīng)用，全世界半數(shù)以上國(guó)家采用輻射雄性不育法對(duì)200多種蟲害進(jìn)行殺滅處理，比如在國(guó)外大面積根除地中海果蠅、抑制非洲彩蠅，在國(guó)內(nèi)防治玉米螟、小菜蛾、柑桔大實(shí)蠅等害蟲等方面都取得了較好的防治效果。 另外，利用核素示蹤與相關(guān)技術(shù)結(jié)合，研究農(nóng)藥、肥料的合理施用和防治環(huán)境污染技術(shù)，檢測(cè)水土流失、草場(chǎng)退化、荒漠化等區(qū)域性環(huán)境，開發(fā)新型動(dòng)物飼料、疫苗和疾病診斷藥盒和改進(jìn)家畜優(yōu)化和繁殖等，對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有極大的促進(jìn)作用。如采用核素示蹤技術(shù)研究肥料（特別是新型生長(zhǎng)素微量元素）的吸收，改

29、進(jìn)施肥技術(shù)，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。微量的稀土元素在生物體內(nèi)新陳代謝過程中起著重要的生理作用，可以增加26 植物體內(nèi)葉綠素的含量，提高光合作用效率，增加農(nóng)作物的結(jié)實(shí)率和營(yíng)養(yǎng)成份的含量。核技術(shù)正在并將繼續(xù)為改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、促進(jìn)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展走上環(huán)境友好之路，發(fā)揮重要的作用。 4. 核技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用 醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)是核技術(shù)應(yīng)用的最活躍的領(lǐng)域，主要包括核醫(yī)學(xué)診斷、治療及生命科學(xué)研究等方面。 核技術(shù)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(yīng)用最廣。放射性核素的臨床診斷可分為體內(nèi)顯像和體外診斷，是根據(jù)放射性示蹤原理對(duì)患者進(jìn)行疾病檢查的一種診斷方式。

30、體內(nèi)顯像是將放射性藥物引入體內(nèi)，用儀器進(jìn)行臟器顯像或功能測(cè)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(jié)合的融合顯像技術(shù)。體外診斷是采用放射免疫分析（RIA）方法，是通過在體外對(duì)患者體液中生物活性物質(zhì)進(jìn)行微量分析。 核技術(shù)用于疾病治療是利用了電離輻射對(duì)病變組織細(xì)胞的殺滅能力，可分為體外放射治療和體內(nèi)放射性藥物或放射源治療兩種方式。目前，放射治療是癌癥治療三大有效手段之一，可分為外部遠(yuǎn)距離照射、腔內(nèi)后裝近程照射、間質(zhì)短程照射和內(nèi)介入照射等，大都采用射線或高能電子作為外用輻射源。體內(nèi)放射治療是將放射性藥物或放射源注入或置入體內(nèi)進(jìn)行治療，多年來一直受臨

31、床醫(yī)學(xué)的關(guān)注。放射免疫的靶向治療、受體介導(dǎo)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植入治療等，將會(huì)成為惡性疾病如腫瘤治療中的不可少的手段之一，在某些方面可優(yōu)于外照射治療或化療。 當(dāng)今核醫(yī)學(xué)已進(jìn)入分子核醫(yī)學(xué)時(shí)代。在受體、基因、抗原、抗體、酶、神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)和各種生物活性物質(zhì)的研究中，核技術(shù)發(fā)揮著其它技術(shù)不可取代的重要作用；心臟核醫(yī)學(xué)和神經(jīng)傳導(dǎo)核醫(yī)學(xué)更加受到醫(yī)學(xué)界的重視；在與其他顯像技術(shù)和治療方法的競(jìng)爭(zhēng)中，核醫(yī)學(xué)顯像正從臟器灌注顯像向分子核醫(yī)學(xué)功能顯像方面發(fā)展，多種顯像技術(shù)的融合（如MRI與PET、MRI與SPECT、CT與PET、CT與SPECT）使獲得空間分辨率高時(shí)間分辨率

32、好的三維（以至四維）顯像成為可能，而核醫(yī)學(xué)治療則從栓塞、內(nèi)介入治療向分子特異性靶向治療方向發(fā)展，如99mTc（锝-99m）、123I（碘-123）等受體配體顯像和188Re（錸-188）受體配體治療等。 核醫(yī)療器械和裝置在發(fā)達(dá)國(guó)家中不斷完善和更新、在發(fā)展中國(guó)家不斷普及。目前，全世界約有2000臺(tái)60Co裝置和6000臺(tái)加速器用于治療處于人體內(nèi)部深部位的癌組織。隨著PET、SPECT、CT、MRI等先進(jìn)診斷儀器和60Co、192Ir（銥-192）、137Cs（銫-137）、加速器等放射性治療設(shè)備的不斷普及和更新，以及新型放射性診斷和治療藥物的不斷開發(fā)，為核醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力。 發(fā)展顯像診

33、斷和治療用的特異性放射性受體藥物已成為當(dāng)今最有活力的領(lǐng)域之一，是體內(nèi)放射性藥物研究與應(yīng)用水平的標(biāo)志。PET顯像藥物是核醫(yī)學(xué)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)顯像發(fā)展的主要方向，研究的重點(diǎn)是以18F（氟-18）為主要對(duì)象，包括11C（碳-11）、13N（氮-13）、15O（氧-15）等藥物的自動(dòng)化快速合成新方法、新技術(shù)；以99mTc、186、188Re為重點(diǎn)的診斷和治療用放射性藥物，仍然是放射性藥物化學(xué)中的熱點(diǎn)研究方向，內(nèi)轉(zhuǎn)換電子（或俄歇電子）核素及其放射性藥物研究將出現(xiàn)新的曙光，新型放射性藥物如納米放射性藥物（Radio-nanomedicine）、磁導(dǎo)向藥物以及新的治療方法如硼中子俘獲治療（Boron

34、 neutron capture therapy，BNCT）、質(zhì)子治療、重離子治療在不久的將來將會(huì)出現(xiàn)在臨床應(yīng)用中。 5. 核技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用 核技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用主要涉及三廢治理，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(jī)廢物等方面。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(diǎn)，其最突出的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)造成環(huán)境的二次污染。利用加速器電子輻照的方法凈化燃煤煙氣，使燃煤電廠排放的對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染的SO2和NOX在電子束輻照下同煙中的H2O、O2等發(fā)生氧化反應(yīng)生成H2SO4和HNO3，進(jìn)一步與注入反應(yīng)器中的NH3反應(yīng)生成可以直接用作化肥的硫酸銨和硝酸銨副產(chǎn)物。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可高效率的同時(shí)脫除SO2和NOX、無二次