核技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)

1、第一章 核技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè) 王明明 核醫(yī)學(xué)教研室,,1.射線的發(fā)現(xiàn) 2.研究的必要性 3.輻射應(yīng)用 4.輻射危害,1.研究的必要性 1.1核技術(shù)的廣泛應(yīng)用: 放射性同位素示蹤技術(shù)揭示肥料吸收分布, 基本生物學(xué)過程 14

2、C用于文物年代測定 3H 測堤壩滲漏、測定河流含泥沙量 工業(yè)探傷儀、密度濕度儀 癌癥的治療 核農(nóng)學(xué)誘變育種-----貼近作物生長自然環(huán)境\性狀穩(wěn)定 工業(yè)微生物高產(chǎn)菌株選育,147N + -10e = 146C 存在于大氣中，通過食物鏈進入動物植體內(nèi)，一面生成，一面衰變 ，所以146C與126C在自然界中比值保持不變。 當(dāng)生物體死亡后

3、，新陳代謝停止，由于碳-14的不斷衰變減少，因此體內(nèi)碳-14和碳-12含量的相對比值相應(yīng)不斷減少。測定生物體出土化石中碳-14和碳-12含量，就可以準(zhǔn)確算出生物體死亡（即生存）的年代。例如某一生物體出土化石，經(jīng)測定含碳量為M克（或碳-12的質(zhì)量），按自然界碳的各種同位素含量的相對比值可計算出，生物體活著時，體內(nèi)碳-14的質(zhì)量應(yīng)為 m克。但實際測得體內(nèi)碳-14的質(zhì)量內(nèi)只有m克的八分之一，根據(jù)半衰期可知生物死亡已有了3個5730年了，即已死

4、亡了一萬七千二百九十年了。美國放射化學(xué)家W．F．利比因發(fā)明了放射性測年代的方法，為考古學(xué)做出了杰出貢獻而榮獲1960年諾貝爾化學(xué)獎。 由于碳-14含量極低，而且半衰期很長，所以用碳-14只能準(zhǔn)確測出5～6萬年以內(nèi)的出土文物，對于年代更久遠的出土文物，如生活在五十萬年以前的周口店北京猿人，利用碳-14測年法是無法測定出來的。,核武器提升國家國防實力, 各國核彈頭數(shù)：China 400 ；Russia 23000，U.S 1

5、2000;England 260； France 450；（ A French Nuclear Exception 1998.1 ） U.S. National Missile Defense Deployment核導(dǎo)彈發(fā)射圖徑：公路、火車、飛機、潛艇、水面艦艇、衛(wèi)星,能源緊張催生核電事業(yè)大發(fā)展- 2000年全世界發(fā)電裝機容量已超過32億kw，年發(fā)電量超過14, 838.75億kw·h，其中火電占63

6、. 40％，水電占17. 92％，核電占17. 10％，地?zé)峒捌渌茉窗l(fā)電占1. 58％。我國現(xiàn)有核電站：廣東大亞灣、嶺澳核電站 連云港田灣核電站 浙江秦山核電站1、2、3期 浙江三門

7、 未來幾年福建、山東、安徽繁昌2020年我國將建成40座核電站, 4000萬千瓦，占發(fā)電總量4%（今年裝機容量為9. 3萬千瓦） 國家能源領(lǐng)域重點項目可控核聚變技術(shù)、 混合堆電站,輻照加工業(yè)輻照裝置: 60Coγ源（ 24省級，150多 1700kCi ）、加速器（電子束和X射線 ）1、利用電子束輻照快速晶閘管、芯片，可改變優(yōu)化產(chǎn)品的性能。 2、降解水產(chǎn)品、蜂制品中殘留氯霉素，達到出口國的農(nóng)藥殘留衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

8、3、化工方面：熱收縮材料、電線電纜、低溫粘合劑、增稠劑等10余類100多種；4、輻射消毒方面有輸液器、注射器、手術(shù)刀片、乳膠手套、縫合線、紗布等20余種醫(yī)療用品、上百種中成藥及保健品等；5、食品消毒，1984—1994年國家先后批準(zhǔn)了18種輻照食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，1997年公布了輻照食品類別衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，明確宣布6大類食品可以進行輻照處理?！熬盼濉逼陂g全國輻照大蒜30萬t，谷物和豆類4902t，調(diào)味品8246t，脫水蔬菜12831t，功

9、能食品19115t，2002年輻照量超過10萬t。,6、農(nóng)副產(chǎn)品、食品、海、水產(chǎn)品的保鮮。達到殺菌、殺蟲、抑制發(fā)芽、延長貨架期的目的。 7、黃玉、珍珠、水晶致色，提高產(chǎn)品品質(zhì)，增加產(chǎn)品附加值。 8、高分子材料的降解制得微米和納米材料9、動物飼料、化妝品消毒殺菌。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，衛(wèi)生和健康意識的加強，輻照加工在其它領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。 我國核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)將用5年左右的時間，較目前的規(guī)模翻一

10、番，爭取達到1000億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，保持年均15%以上的增長速度。（2004年3月）,核技術(shù)在工農(nóng)業(yè)和科研中的廣泛應(yīng)用帶來輻射潛在危害。原子彈爆炸和核事故急性大劑量照射引起的損傷性質(zhì)、小劑量慢性照射、職業(yè)照射和環(huán)境低劑量有無危害？放療機理及提高放療效果途徑、輻射防護標(biāo)準(zhǔn)制定，均需研究輻射生物效應(yīng)。,輻射危害 啟發(fā)對輻射生物效應(yīng)的研究 在射線應(yīng)用過程中，由于防護知識缺乏，射線危害效應(yīng)也逐步暴露出來，居里夫人死于

11、白血病，約里奧－居里夫婦出現(xiàn)組織損傷，Becqrel將鈾置于衣兜引起皮膚灼傷，放射科醫(yī)生和X線工作者出現(xiàn)皮膚癌及其他癌癥。,,原爆效應(yīng) 引起對輻射的恐懼 二戰(zhàn)末期，美國在日本廣島和長崎投放兩顆原子彈打破了日本軍國主義妄圖稱霸世界的夢想，敲響了其喪鐘。同時也讓人們認識到輻射的巨大危害，也在一定程度上帶來世人的核恐怖心里。戰(zhàn)后日本成立了放射線綜合研究所啟動了對原爆輻射受害者輻射生物效應(yīng)的長期跟蹤研究。由此獲得了

12、輻射人體效應(yīng)的大量珍貴資料。,,Nakasaki 原爆后的滿目滄痍,原爆皮膚灼傷圖,核武器：原子彈、氫彈、中子彈、60Co彈爆炸方式：空中爆炸、地水面爆炸、地水下爆炸,核武器損傷：燒傷（光輻射、火焰）、沖擊傷（擠壓玻璃飛石沖擊）放燒沖復(fù)合傷、燒沖復(fù)合傷,核事故 積累了部分零散資料 美國三里島核電事故(1982) 日本東海1999和蘇聯(lián)May

13、ak核工業(yè)聯(lián)合加工廠核燃料泄露 前蘇聯(lián)Chernobyl核電站四號機組爆炸事故也帶來了巨大危害，積累了大量事故照射人群資料。貧鈾彈 1991年海灣戰(zhàn)爭 1998年北約對南斯拉夫戰(zhàn)爭大量使用貧鈾彈 ，美國參戰(zhàn)軍人患上“海灣戰(zhàn)爭綜合癥”，伊拉克和南斯拉夫地面及水體放射性、重金屬污染。Depleted uranium含0.001% 234U、

14、 0.2% 235U、99.79% 238U 沉積部位: 肺部(氣態(tài)) 肝 腎,,,,7.前蘇聯(lián)Chernobyl核事故簡介： Chernobyl核電站位于烏克蘭基輔西北130公里的普里皮亞特河畔的普里皮亞季鎮(zhèn)，其第四號機組于1983年12月投入運行。由于反應(yīng)堆物理結(jié)構(gòu)和關(guān)閉系統(tǒng)設(shè)計存在

15、嚴(yán)重缺陷及低功率工程實驗時操作失誤，安全系統(tǒng)被切斷導(dǎo)致短期內(nèi)反應(yīng)堆內(nèi)蒸汽壓力過大，爆炸起火，使堆內(nèi)放射性物質(zhì)總量的3.5％外泄到環(huán)境中，總釋放量12X1018Bq, 其中137Cs 0.09X1018Bq, 134Cs 0.06X1018Bq，131I2X1018Bq,惰性氣體6X1018Bq。放射性物質(zhì)沉降在烏克蘭西部、歐洲國家及全球。事故后10天，火被撲滅，停止釋放放射性物質(zhì)。事故發(fā)生時現(xiàn)場有操作工177人、建筑工人268。本次事故

16、受照0.8Gy者237人，有134人被確診為急性放射病。因急性放射病復(fù)合β粒子皮膚燒傷火熱燒傷死亡28人，另2人死于現(xiàn)場（燒傷或壓傷），1人死于冠狀動脈血栓形成。,,,,次日臨晨開始撤離居民，在周圍30平方公里范圍內(nèi)分三批遷移11。6萬。公眾受到最大劑量估計300～400mSv。IAEA估計生活在嚴(yán)重污染的7個地區(qū)居民70年間（1986－2056）個人劑量負擔(dān)為150～400mSv，其中外照射80～160mSv，內(nèi)照射60～230mS

17、v。,,,表7.2.1大氣氣溶膠樣品中發(fā)射γ射線的放射性核素的相對含量采樣 采樣 樣品β放 相對放射性核素含量(%)日期 地點 射線Ci/L 131I 134Cs 137Cs 140Ba 140La 141Ce 144Ce 95Zr 95Nb 103Ru 106Ru 132Te5.14 佐林 1.5X10-13 20

18、 4 5 12 8 20 30 1.0 6.3 普里皮季亞4.0X10-10 1.2 0.8 1.1 2.5 11.2 1

19、2.1 19.2 26.1 19.1 6.76.3 斯卡佐奇尼依 少先隊營地6.0X10-13 0.46 3.9 7.7 18.8 27.9 3.5 3.2 17.0 2.0 4.9 4.66.3Chernobyl 4