1.什麼是同位素
在中子和質子組成的原子核內,質子數相同中子數不同的這類原子稱為同位素,產生射線的同位素稱為放射性同位素,又稱為放射源。根據放射源存在的形態,分為固體源和非固體源(液態或氣態),根據對放射源採取的不同防護措施,又分為密封源和非密封源。放射性同位素的應用是核能利用的一個重要方面,隨著科學技術的發展,放射性同位素已廣泛應用於工業、農業、醫學、環保、軍事、資源勘探、科研等諸多領域,已獲得了顯著的經濟效益和社會效益。
2.放射性同位素的製備
目前,人工放射性同位素的製備大體有三種方法:利用核反應堆中生產製備的豐中子同位素,稱堆照同位素;利用帶電粒子加速器生產製備的貧中子同位素,簡稱加速器同位素;從核燃料後處理料液中分離提取的同位素,通常稱為裂片同位素。
3.放射性同位素示蹤技術的應用
利用微量半衰期較短的放射性同位素動態追蹤、示蹤物質的運動過程及規律,是常規化學分析方法無法比擬的,具有不可替代的優勢。這一技術已廣泛用於醫藥、農藥、獸藥、肥料的吸收、分布、分解、代謝、效果、殘留及植物固氮等機理研究;人和家畜的疾病診斷;水庫堤壩滲漏檢查;某些新材料、新化學品反應合成過程的研究等等。
4.放射性同位素射線探測技術的應用
放射性同位素的探測靈敏度極高,利用所發出的射線製作的各種同位素監控儀表,如料位計、密度計、測厚儀、核子秤、水分計、γ射線探傷機和離子感煙火災報警器等,已廣泛應用於安全監控、工業生產、科學研究等各領域。
5.放射性同位素輻射加工技術的應用
輻射加工就是利用放射性同位素電離輻射能量,對某些物質和材料進行電離輻照處理的一門技術。目前已廣泛應用於交聯線纜、熱縮材料、橡膠硫化、泡沫塑料、表面固化、中子嬗變摻雜單晶矽、醫療用品消毒、食品輻照保藏以及廢水、廢氣處理等領域。
6.放射性同位素電池
就是利用放射性同位素核衰變時所釋放的能量製造的特種電源--同位素電池。這種電池是目前人類進行深空探索唯一可用的能源。空間同位素電池(如鈽-238電池)的特點是:不需對太陽定向,小巧緊湊,使用壽命長。
7.放射性同位素輻射育種技術的應用
就是利用放射性同位素所發出的γ等射線誘發農作物種子基因突變,獲得有價值的新突變體,從而育成優良品種。我國輻射突變育種的成就突出,育成的新品種佔世界總數的四分之一。特別是糧、棉、油等作物新品種的推廣應用,取得了顯著的增產效果。
8.放射性同位素輻射昆蟲不育技術的應用
就是利用放射性同位素所發出的γ等射線對有害昆蟲進行適當放射劑量的照射,使其喪失生殖能力,是一種先進的生物防治方法,不僅達到防治甚至根除害蟲的目的,還解決了因使用農藥所造成的環境汙染問題。國外使用該技術在大面積根除地中海果蠅以及抑制非洲彩蠅方面取得了重大成果。而我國用此法對玉米螟、小菜蛾、柑桔大實蠅等害蟲輻射不育研究,也取得了較好的防治效果。
9.放射性同位素在食品保鮮和消毒方面的應用
就是利用就是利用放射性同位素所發出的γ射線對食品進行照射,抑制其發芽、殺蟲滅菌,達到延長保存期的目的。此外,還利用放射性同位素所發出的γ射線能殺滅微生物的作用而用於消毒,特別適用於某些不能用高溫、高壓消毒的物品。
10.放射性同位素在臨床診療方面的應用
核醫學診斷是根據放射性示蹤原理對患者進行疾病檢查的一種診斷方式。在臨床上可分為體內診斷和體外診斷。體內診斷是將放射性藥物引入體內,用儀器進行臟器顯像或功能測定。體外診斷是採用放射免疫分析方法,在體外對患者體液中生物活性物質進行微量分析。我國每年約有數千萬人次進行這種核醫學診斷。
電離輻射具有殺滅癌細胞的能力。目前,放射治療是癌症治療三大有效手段之一,70%以上癌症患者都需要採用放射治療。放射治療可分為外部遠距離照射、腔內後裝近程照射、間質短程照射和內介入照射等。
體內放射性藥物治療是近來頗受醫學界關注的臨床手段。單克隆抗體與放射性核素結合生成的導向藥物("生物飛彈"),可能為惡性腫瘤的內照射治療提供一種新的有效途徑。