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(guò)程 14

2、C用于文物年代測(cè)定 3H 測(cè)堤壩滲漏、測(cè)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(zhǎng)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(guò)食物鏈進(jìn)入動(dòng)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(duì)比值相應(yīng)不斷減少。測(cè)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(cè)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(duì)比值可計(jì)算出，生物體活著時(shí)，體內(nèi)碳-14的質(zhì)量應(yīng)為 m克。但實(shí)際測(cè)得體內(nèi)碳-14的質(zhì)量?jī)?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(gè)5730年了，即已死

4、亡了一萬(wàn)七千二百九十年了。美國(guó)放射化學(xué)家W．F．利比因發(fā)明了放射性測(cè)年代的方法，為考古學(xué)做出了杰出貢獻(xiàn)而榮獲1960年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 由于碳-14含量極低，而且半衰期很長(zhǎng)，所以用碳-14只能準(zhǔn)確測(cè)出5～6萬(wàn)年以?xún)?nèi)的出土文物，對(duì)于年代更久遠(yuǎn)的出土文物，如生活在五十萬(wàn)年以前的周口店北京猿人，利用碳-14測(cè)年法是無(wú)法測(cè)定出來(lái)的。,核武器提升國(guó)家國(guó)防實(shí)力, 各國(guó)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(chē)、飛機(jī)、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(jī)容量已超過(guò)32億kw，年發(fā)電量超過(guò)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(guó)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(mén)

7、 未來(lái)幾年福建、山東、安徽繁昌2020年我國(guó)將建成40座核電站, 4000萬(wàn)千瓦，占發(fā)電總量4%（今年裝機(jī)容量為9. 3萬(wàn)千瓦） 國(guó)家能源領(lǐng)域重點(diǎn)項(xiàng)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(jí)，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(dá)到出口國(guó)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(lèi)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(guó)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(lèi)別衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，明確宣布6大類(lèi)食品可以進(jìn)行輻照處理?！熬盼濉逼陂g全國(guó)輻照大蒜30萬(wàn)t，谷物和豆類(lèi)4902t，調(diào)味品8246t，脫水蔬菜12831t，功

9、能食品19115t，2002年輻照量超過(guò)10萬(wàn)t。,6、農(nóng)副產(chǎn)品、食品、海、水產(chǎn)品的保鮮。達(dá)到殺菌、殺蟲(chóng)、抑制發(fā)芽、延長(zhǎng)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(dòng)物飼料、化妝品消毒殺菌。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(shí)的加強(qiáng)，輻照加工在其它領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。 我國(guó)核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)將用5年左右的時(shí)間，較目前的規(guī)模翻一

10、番，爭(zhēng)取達(dá)到1000億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，保持年均15%以上的增長(zhǎng)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(lái)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(wú)危害？放療機(jī)理及提高放療效果途徑、輻射防護(hù)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(duì)輻射生物效應(yīng)的研究 在射線應(yīng)用過(guò)程中，由于防護(hù)知識(shí)缺乏，射線危害效應(yīng)也逐步暴露出來(lái)，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(duì)輻射的恐懼 二戰(zhàn)末期，美國(guó)在日本廣島和長(zhǎng)崎投放兩顆原子彈打破了日本軍國(guó)主義妄圖稱(chēng)霸世界的夢(mèng)想，敲響了其喪鐘。同時(shí)也讓人們認(rèn)識(shí)到輻射的巨大危害，也在一定程度上帶來(lái)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(dòng)了對(duì)原爆輻射受害者輻射生物效應(yīng)的長(zhǎng)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(guó)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(hào)機(jī)組爆炸事故也帶來(lái)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(zhēng) 1998年北約對(duì)南斯拉夫戰(zhàn)爭(zhēng)大量使用貧鈾彈 ，美國(guó)參戰(zhàn)軍人患上“海灣戰(zhàn)爭(zhēng)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(jiǎn)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(hào)機(jī)組于1983年12月投入運(yùn)行。由于反應(yīng)堆物理結(jié)構(gòu)和關(guān)閉系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在

15、嚴(yán)重缺陷及低功率工程實(shí)驗(yàn)時(shí)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(guò)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(guó)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(shí)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)（燒傷或壓傷），1人死于冠狀動(dòng)脈血栓形成。,,,,次日臨晨開(kāi)始撤離居民，在周?chē)?0平方公里范圍內(nèi)分三批遷移11。6萬(wàn)。公眾受到最大劑量估計(jì)300～400mSv。IAEA估計(jì)生活在嚴(yán)重污染的7個(gè)地區(qū)居民70年間（1986－2056）個(gè)人劑量負(fù)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(duì)含量采樣 采樣 樣品β放 相對(duì)放射性核素含量(%)日期 地點(diǎn) 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(duì)營(yíng)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