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核的用处,你还知道多少?

发布时间:2014-11-7 14:13    来自: 中工网-工人日报(北京)

平常一提到核,人们首先联想到的就是核电站、核武器、核潜艇等。其实,核技术的应用不仅存在于这些动力性的设施方面,而且在同位素和辐射技术方面也具有重要作用。

日常接受的剂量

 

通过大型的科普展览和活动,人们对核电的发展已有所涉猎。尤其是日本福岛核电站核泄漏事件发生后,公众对核电的认识更加趋于理性。但是,对同位素和辐射技术却知之甚少。同位素和辐射技术在工业、农业、医学和环保领域都有卓著成绩,而这也是我们人类和平利用原子能技术的一种展示和决心。原子能技术虽为战争而生,其应用却远远超越了战争,为人类未来发展提供了更多可能性。

 

2014年,适逢中国第一颗原子弹爆炸成功50周年。在此背景下,中国科协举办“科学家与媒体面对面”活动,邀请核科学和核工业方面的专家,从核技术应用的角度,揭开原子能科技不为人知的广泛应用情况。

 

正确认识放射性

众所周知,核是跟放射性联系在一起的。那么,什么是辐射、什么是同位素?辐射对人体有多少影响?日常会受到哪些辐射、该如何进行防护?对这一连串问题,我们都须有一个正确的认识。

 

王乃彦院士曾经参加研制并建立了我国第一台在原子反应堆上的中子飞行时间谱仪,他告诉大家辐射有三种:一种是α粒子,一种是β粒子,还有伽马射线。一层厚一点的纸就可以把α粒子挡住,所以α粒子对人体没什么影响,但须注意的是,不要把它吃进肚子里;β射线是带负电的电子,一般的铝片就可以挡住它的穿透力;伽马射线,则需要用混凝土的墙来阻挡了。

 

王乃彦说,同位素是具有相同质子数、不同中子数的原子,其辐射剂量的单位是希沃特,定义是每千克人体组织吸收1焦耳能量。它代表了受到电离辐射照射的个人的总伤害,反映的是各种射线或粒子被吸收后引起的生物效应强弱的辐射量。

 

事实上,人类就生活在辐射环境中,辐射无处不在。为了有一个细致的了解,王乃彦用数字告诉大家:乘飞机每小时的辐射量为0.005毫希沃特;每天看两小时电视,每年接收的辐射量为0.01豪希沃特;每天吸烟20支,一年的辐射量为0.5豪希沃特;每次X光检查的辐射量为0.22豪希沃特。

 

生活中很多地方用到辐射

其实,辐射很有用处,生活中很多地方都离不开辐射。王乃彦举例说,比如消毒保鲜、治疗疾病:肉类里面有大肠杆菌,不把它杀死就会传染疾病,因而就通过伽马射线来杀死它们。用伽马射线,能把有病灶的癌细胞杀死,还可以做一些放射性的显示成像,即医学造影。

 

另外,还可以育种—通过辐射把种子进行培育,培育以后的种子由于遗传性的变异,会产生一些抗倒伏、抗病虫害的能力。比如,对于棉花最怕的棉铃虫,就采用大剂量照射的办法让它们中的雄性不能生育,之后把其放飞,跟雌性的虫交配生出没有生殖能力的后代,然后慢慢地将其消灭掉。

 

清华大学核能与新能源技术研究院核技术研究所研究员安继刚补充说,工业中利用射线和物质的相互作用,可以对加工过程进行控制,测出厚度、密度、位置、流量等。比如测热轧钢板,精度能达到千分之一。

 

其次,可以搞核分析,利用射线、质谱、X荧光做中子活化分析等。质谱分析,就是通过测量运动带电粒子在磁场中的偏转而确定其质量,再依据测得的质量谱分析样品;X荧光分析,则是通过测量样品被激发产生的特征X射线谱来确定其成分,灵敏度非常高。

 

再者,可以进行核无损检测,其应用面极其广泛,如检测涡轮叶片、曲轴、轮毂等。

 

还有,核技术可以用在社会安全方面,比如缉私与反恐。通过射线,可以对机场、地铁站的行李进行安检;当火车开过时,可以将所有车厢的图像实时显示出来,看看里面有没有危险品和走私物品。

 

安继刚说,利用射线技术给集装箱做CT,就跟在医院做CT,病人可以看到身体某一部位的断层情况一样,目的就是看到集装箱里不同货物的情况。

 

可进行精准的医学定靶

在中国人民解放军总医院核医学科主任医师田嘉禾看来,不管是过去还是现代,看病都是为了回答几个问题,即出现什么异常、主要影响何处、什么原因引起、应该如何纠正、纠正是否有效等。

 

印度对人类最大的一个发明,就是发明了“0”,一个事物后面的“0”越多,成就越大。但这个“0”前头必须有东西,如果没有东西,放多少个“0”也没有用。所以只有这一个“1”,哪怕后面是10个“0”也是一个相当大的数,如果前面没有这个“1”,后面放100个“0”,也都是“0”。那么,这个“1”是什么呢?田嘉禾的回答是“健康”。

 

全世界、全人类对健康的关注越来越大,投入也越来越大。田嘉禾介绍说,从1971年开始的“抗癌大战”到2011年纪念抗癌大战40周年的时间里,美国政府花了2000亿美元,合成40多万种化合物,研究了11.4万种植物,希望能够找到一种抗癌的物理治疗方法。但遗憾的是,到2011年为止只找到了一个,就是紫杉醇,是从中国的红豆杉里面找出来的。而在化学抗癌方面,目前科学证明,唯一能够抗癌的是阿司匹林。

 

真正好的临床治疗效果,来源于正确的决策,正确的决策则又来源于正确的诊断。2013年,中国首次召开国际放射研究会,在这个会上,专家们提出怎么能够做到精准医学,就是对这个病人用这个方法治,对那个病人用那个方法治,也就是要精准地针对病人的个体化进行治疗。

 

而要做到精准,大部分的方法是用显像,和基因结合起来,把疾病各种不同的亚型区别出来,把放射性敏感度测定出来,把本身的表型测定出来。但人体是个浩瀚的小宇宙,有60万亿的细胞,每个细胞当中有90万亿的原子。田嘉禾说,好在我们在核技术里发现了一种方法,即通过探测放射器了解到这个“靶”到底在什么地方,给临床提供正确的决策方式。

 

田嘉禾说,放射性标记物有非常明显的高灵敏度,不会对人体产生任何影响,没有什么生理干扰,它可定量化,有高度生物学兼容,结果高度可重复性,诊断和治疗是直接相关联,用低剂量做诊断、高剂量做治疗。另外,还可根据临床和患者需要,进行调整的高适应性,比如做一双富有弹性的鞋,让张三、李四、王五都可以穿。从一定意义上说,放射性药物是最适合需要的。

 

经过辐射的食品是安全的

虽然核科普做了很多年,但是许多人依然谈“核”色变,认为辐射本身是有害的,对用辐射对食物进行消毒灭菌的做法,依然心有余悸。

 

对此,北京市射线应用研究中心主任鲍矛首先谈到影响食品安全的三个因素:一是食品本身腐败变质所致,据统计大概占到50%;另外就是农药残留和添加剂,各占到25%。他说,辐照是给食品灭菌的一种方式,目前来讲是非常有效的方法。实际上就是一种物理方法,既然它能够灭绝,用到食品就能够有效解决那些因为微生物、细菌引起的食品变质。

 

鲍矛也承认,辐射灭菌的方法也不是万能的,并不是辐照一照,所有食品的保质期就能延长。所以,现在都是配合着高温、冷冻,还有紫外、红外、微波等传统的灭菌方法来进行的。

 

现在有很多人做了各种各样的科学研究,结果发现,实际上辐射对于解决农药残留和食品添加剂还有另外一个作用,就是能够将它们分解成无毒或者低毒。这些研究一直在做,对有些农药是有成效的,但是大量的数据目前还没有出来。所以我们可简单地把辐射看成一种灭菌工具,和用高温蒸煮、低温冷藏是一样的原理,对食品安全是有效的。

 

鲍矛给大家吃定心丸,虽然射线本身有害,但经过辐照的食品本身是不会带有任何辐射性的,因为能量不够,不会衍生放射性。所以,食品是安全的,不会存在任何问题。

 

原标题:核的用处,你还知道多少?

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