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核“樹”結出?!肮?核技術助力農業、工業、醫學等發展
發布:Iron_MAN10   時間:2019/12/18 16:17:19   閱讀:463 
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2018年,中核集團自主研發出“質子回旋加速器”,實現了核電技術的突破。 陳靈進供核能的發現和利用,一方面讓人類面臨大規模殺傷性武器的威脅,另一方面和平發展也給社會發展帶來新的希望。

我國安全發展及和平利用核能核技術,積極造福于人民,取得了舉世矚目的成就。

核技術應用,是指利用放射性同位素和電離輻射,與物質相互作用產生物理、化學及生物效應后,進行應用研究與開發的技術。我國有關專家通過不斷探索發現,現在核技術與人們的生產生活聯系越來越密切,在諸多領域有著廣泛的應用和廣闊的發展前景。

核輻射誘變育種助力農業發展

中國擁有全球近20%的人口,卻只有占全球9%的耕地面積,所面臨的難題是如何在保護自然資源的同時,養活不斷增長的人口。在過去的幾十年里,中國的農業科學家越來越多地在農作物生產中使用核技術。

核技術應用于現代農業,首先的功用就是可以選育農作物新品種。中核集團核技術業務相關負責人表示:“利用輻射誘變技術選育農作物新品種,可以通過放射性同位素放出的α、β、γ和中子射線及加速器產生的電子束,照射農作物的種子、花粉、植株等,引起農作物內部遺傳基因的改變,經過人工幾代選擇和培育,便可獲得新的優良品種。”

2018年,湖南省農科院“水稻核輻射誘變新種質創制與品種選育”項目通過成果評價,制出了一批水稻新種質資源,育成了水稻新品種,并進行大面積推廣種植。

目前中國第二大小麥推廣品種魯原502,是中國農業科學院作物科學研究所與山東省農業科學研究院原子能利用研究所合作,利用空間誘變育種技術育成的。有關專家稱,魯原502的單產比區試對照品種提高了11%,節水耐旱性、抗倒性和抗病性更強,累積種植面積已超過360萬公頃。

中國農業科學院作物科學研究所使用地面模擬高能重離子束、宇宙射線和γ射線以及化學誘變劑等來誘導各種作物的突變,包括小麥、水稻、玉米、大豆和蔬菜等。核技術育種已全面用于植物新品種的選育,以確保糧食安全。

讓有害昆蟲絕育,是核技術應用于農業的第二大功用。當核技術衍變為“昆蟲輻射不育”這一無公害的生物防治新技術時,就可利用放射性同位素鈷-60、銫-137放出的γ射線,經加速器產生電子束,對害蟲的蟲蛹或成蟲進行一定劑量的照射,使其雄蟲失去生殖能力,從而無法繁殖后代,既可消滅害蟲,又不會像農藥那樣產生公害。有實驗表明,采用這種射線輻照收集的柑橘大實蠅末期蛹,蛹成蠅后,在面積為500畝的柑橘園里釋放95320只這樣不育的雄蠅,可使危害率由7.5%下降到0.005%。

除此之外,輻照技術在農業方面還有更多應用。以食品輻射加工為例,通過應用γ射線或電子束殺死食品中的寄生蟲和致病菌,可防止食源性傳染病流行;還可用于降低果蔬的代謝速度,提高食品的衛生質量和延長食品保藏期,而不影響食品的品質和安全。輻照技術是繼食品罐藏加熱、冷凍保藏技術之后的一種食品加工新技術。

核技術成為新興工業創新發展動力源

核技術應用的快速發展已成為推進新技術、新材料、新工藝不斷取得創新發展的動力之一。目前在工業應用上已實現了工業輻照、核子儀與放射性測量、工業射線探傷等“三個突破”。

工業輻照,又稱輻射加工,是指利用電離輻射與物質相互作用產生的物理效應,對物質和材料進行加工處理的一種核技術。如利用工業輻照技術對醫療產品、血液產品等高分子材料進行改性,使其具備低煙、耐高溫、不易老化等優點。

核子儀是一種測量裝置,由一個帶屏蔽的輻射源和一個輻射探測器組成,利用同位素放射原理實時檢測土工建筑材料的密度和濕度。常用于施工現場快速檢測建筑材料的濕密度和含水量。完成一次檢測通常只需要1分鐘或更短時間。

工業射線探傷是對一個部件或產品進行非破壞性檢驗的過程。利用射線工業CT等無損檢測裝置,能夠確定產品、設備、材料中存在的缺陷,以提高產品質量。常用的工業探傷輻射源主要來自X射線機、密封放射源和粒子加速器。X射線多用于檢查較薄的部件,可以隨時隨地開展工作,保管方便,射線強度調整快捷,無需像放射源那樣隨時間衰減而更換,因此常用在鑄件、焊接件、電子元器件結構上。γ射線源,可產生高能光子,并具有特定能量,有利于圖像重建,常應用在航天、造船等高精焊接件監測和鑄件上。在煤田、鈾礦勘探和石油勘探中,常用γ射線或中子測井。

目前在高分子材料改性方面,應用較為廣泛的輻照交聯技術,可使線性高分子在射線作用下具有綠色、高效、易控等優點。利用該技術處理的聚乙烯,其耐溫等級和耐磨損性分別是普通PVC的2倍和10倍,已廣泛應用于能源、電力、交通、通信、建筑等領域。此外,經過輻射加工獲得的高性能塑料,可用于制造衛星器件等??傊?,核技術在工業應用上越來越重要,推動著工業不斷進步。

公共安全領域的“核警察”明察秋毫

核技術造福于民,還會廣泛應用于公共安全領域。目前,X射線、γ射線、中子等探測技術在航空、鐵路、海運、公路等客運和貨運安全檢查中早已不再鮮見。

近幾年發展起來的核磁共振、核四級共振等“指紋式”高精度檢測技術,也具有廣闊應用前景。其中,大型集裝箱/車輛檢查系統是核技術在公眾安全領域最成功的應用,已在北京奧運會、上海世博會、博鰲亞洲論壇等多項國際重大活動的安保中發揮了不可替代的作用。此外,融合了雙能材料識別技術和螺旋CT掃描技術等尖端科技的CT型行李/物品檢查系統,可用于探測固體及液體爆炸物、檢疫性違禁品等,并實現自動報警,具有更高的檢出率和更低的誤報率。

在北京奧運會上,護航奧運的“核警察”起到了保衛奧運安全的重要作用。一天,一名觀眾在工人體育館接受安檢時,X光機和金屬探測安檢門并無異常反應,而他經過隔離欄時,警報驟然響起。在經過緊張檢查后才了解到,這名觀眾幾天前曾服用過放射性藥物碘-131,人體服用放射性藥物幾天后仍能被這個采用核技術的檢測系統測了出來。這套系統馬上贏得了廣大安保人員和相關服務人員的信任,稱它為明察秋毫的“核警察”。

機場、火車站、地鐵等公共場所都有安檢儀的身影。它是借助輸送裝置將被檢品送入X射線檢查通道檢測的設備,用于探測行人、車輛非法攜帶放射性物質,預防核輻射等恐怖活動的發生。低輻射車輛檢查系統,借助高靈敏探測器陣列、傳感器以及自動處理與分析模塊,可實現對各種型號車輛的快速、無損、不開箱檢查。安檢儀的輻射劑量有限,其兩端進出口都有鉛簾可阻擋射線,X射線只起透視作用,不會在透視過的物體上殘留,不用擔心它對物品的輻射影響人體健康。

核醫學給廣大患者帶來福音

核醫學是采用核技術診斷、治療和研究疾病的一門新興學科,目前已成為診斷指導治療心、腦、腫瘤三大疑難病癥的最佳手段之一。對于一些腫瘤患者,可以選擇采用伽馬刀手術,或用同位素、重離子、中子、介子和質子等方法治療。

2019年7月10日,火箭軍特色醫學中心醫師們正在準備為一名腦瘤患者實施放射線伽馬刀治療手術。主治醫師介紹說,伽馬刀并非通常意義上的手術刀,而是一臺機器,它利用來自于安裝在設備內的醫用鈷-60放射源發出的γ射線,對體內病變組織進行單次或多次大劑量聚焦照射,可在腫瘤和周圍正常組織之間形成一個非常明顯的劑量梯度界限,精準實施手術,從而達到手術刀切除病變組織的效果。伽馬刀射線的特點是對腫瘤可有毀滅性打擊,但對人腦周圍的正常組織沒有多大損害,適合于界限比較明確、比較規則的腫瘤和多發性腫瘤治療,尤其是腦部腫瘤。

近年來,全國使用核技術的醫療單位已經有1200多家,每年超過2000萬人接受診斷和治療,治療癌癥患者250多萬人次。


來源:中新網
 
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