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生活中无处不在的核技术,你了解多少?

更新时间: 2020/12/28 来源: 民用核技术产业网

 

 

在大众眼里,核技术通常被认为是一种比较神秘很有威力的东西,往往谈“核”色变。实际上,在人们日常生活中,核医疗、核农业、核环保、辐照消毒灭菌、辐照保鲜……核技术应用无处不在,与我们的衣食住行息息相关。
 
比如,很多人爱吃的泡椒凤爪,就是多亏了有核技术进行辐照灭菌,才能长时间保存,否则估计刚出厂就胀包坏掉了。而安全性,经过对辐照前后的货物分别检测,数据显示“没有辐射残留”。除了灭菌消毒,核技术更是在多个领域有广泛应用,看一看吧:
 


核能和核技术是核领域的两个重要方面,有人把核能喻为“核领域的重工业”,把核技术喻为“核领域的轻工业”。核技术可以有多种用途。同位素与辐射技术是二十世纪迅速发展起来的一门高技术产业,是核技术应用的一个重要方面。同位素与辐射技术具有投资少、见效快、收益大、耗能少的特点。由于它具有灵敏、准确、迅速和使用方便等优点,可以帮助人们解决用其他方法无法解决的特殊疑难问题,因此得到了广泛的应用。实践业已证明,同位素与辐射技术的应用,深化了农业的绿色革命,促进了工业的技术改造,提高了人类征服疾病的能力,推动了环保事业的发展。
 
1、医疗行业--放射诊疗
放射诊疗是利用物质的放射性进行医学诊断和治疗,主要包括X射线诊断、核医学、放射治疗和介入放射学四部分。X射线诊断:胸透、拍胸片、CT检查等都属于X射线诊断。
 
X射线对不同密度物质的穿透性有差异,通过X射线照射后的成像图能诊断并发现体内的疾患。核医学:是指放射性同位素在医学上的应用,利用放射性同位素产生的电离辐射进行诊治。核医学诊疗法是重要的医学研究法,通常新药用于临床前,都要用放射性同位素加以标记,研究药物代谢的规律。放射治疗:是世界上治疗恶性肿瘤的重要手段之一。它利用电离辐射照射肿瘤组织,将肿瘤细胞杀死以达到治疗目的。近年的三维适形放疗、适形调强放疗等新技术的疗效更高、副作用更少。介入放射学:是在医学影像设备(X线、超声、CT)、MRI(核磁共振成像)的引导下,以影像诊断学和临床诊断学为基础,结合临床治疗学原理,利用导管、导丝等器材来进行疾病诊治的一系列技术。

2、医疗行业--核医学示踪
核医学示踪技术,是派一些放射性同位素到人体里去当“侦察兵”,通过它们进入人体后不断放出的射线,了解人体内部的结构和健康状况。
 
例如, 检查人体血液循环系统时,将用放射性同位素钠-24制成的氯化钠-24的溶液注射到手臂或脚部的静脉,使它随着血液一起在体内流动,同时不断放出射线。此时把放射性计数器放在人体的各个不同部位,等待着氯化钠-24的到来,通过计数器的显示情况, 就可以测出体内的血液循环到达各个部位所需要的时间,由此可以查明血液循环系统是否有狭窄或障碍的情况。用放射性同位素做示踪剂灵敏度高,测量方法简便,不受其他非放射性物质的干扰,可省略许多复杂的物质分离步骤,体内示踪时可在体外测量结果,大大简化了实验过程,做到了非破坏性分析,在医学及生物学实验中被广泛应用。此外,利用放射性同位素作为示踪剂,可以了解人们看不见、摸不着的一些物理变化和化学变化,它也常应用于化工、石油、冶金、机械、水利等领域。

3、医疗行业--辐照灭菌
新冠疫情暴发以来,全国人民迅速行动,核行业也积极参与其中。2月7日,国务院联防联控医疗物资保障组印发《医用一次性防护服辐照灭菌应急规范(临时)》(以下简称《应急规范》)。2月12日,首批批量送至中核集团北京原子高科金辉辐射技术应用有限公司辐照灭菌的上万件一次性医用防护服完成辐照灭菌。辐照灭菌早已开始为抗击疫情发挥作用,中国同辐、中广核技等公司旗下的辐照企业将持续为战“疫”前线急需紧缺医疗物资提供免费的辐照灭菌服务。
 
辐照灭菌过程动画演示
 
 
疫情面前,时间就是生命,辐照快速灭菌技术开启了与时间抢跑的“第一棒”。辐照技术是通过放射性同位素(Co-60)产生的γ射线及加速器产生的高能电子束或x射线,照射被灭菌物品,使其物理性能和化学组成发生变化,达到消毒灭菌的目的。

辐照技术在灭菌领域有着很好的口碑,速度快仅是它的一个特点,除此之外,它还安全、环保、绿色、可靠。辐照技术不仅可以用于医疗物资灭菌过程,还可以用于后续防疫期间医用垃圾和医疗废水的消毒灭菌。采用辐照技术处理医疗废物也非常安全,只需要将医疗废物严格封装,放置在辐照区域内,灭菌过程顷刻即好,不用拆包装,大大降低了医源性感染的风险。疫情期间,辐照技术化身“保护神”,驱除病毒、消灭病菌,对一线工作者给予了强大支持。
 

4、环保领域--污水处理
作为处理难降解废水的一种重要手段,电子束辐照技术被国际原子能机构(IAEA)列为21世纪和平利用原子能的主要研究方向之一。
 
所谓电子束辐照技术,是指利用加速的电子束流轰击或照射被处理对象,使其发生在常规方法下难以引发的物理化学及生物学反应,从而达到提高产品性能和净化物质等目的。相比于传统废水处理方法,电子束辐照技术的优势在于处理难降解有机废水、抗生素废水、含致病菌废水等。
 
去年,中广核技在浙江省金华市浦江县恒昌集团建成了国内首座电子束辐照处理印染废水示范项目。该项目所在的印染企业每天产生印染废水6000-9000立方米,原有环保设施采用传统的生物处理工艺,末端经臭氧脱色后间接排放至市政污水管网。
示范工程建成后,废水经生物处理后再采用电子束辐照深度处理,设计规模为2000立方米/天。基于半年多的稳定运行,该示范项目处理效果显著:出水COD在60mg/L以内,色度10倍以下,不返色,无二次污染,出水水质稳定,达到直排标准。
 
▲原水样(经过生物处理后)
 
 
▲辐照处理后的水样
 

5、食品保鲜行业
食品辐照,即利用钴-60、铯-137等放射源进行消毒灭菌。根据我国相关食品规定,经过辐照处理的食品需予以明示。辐照技术处理过的泡椒凤爪,保质期可在1~6个月甚至更长,而普通的凤爪,如果不添加防腐剂,只能存放2~3天。
 
随着车间的束下传送带来回旋转,电子束辐照水果保鲜全过程映入眼帘。电子束保鲜技术安全、环保、绿色,带动了广西百色贫困地区实现脱贫摘帽。10月29日,我国首个农产品原产地电子束辐照保鲜示范中心在广西百色正式投运。作为中广核科技产业扶贫重大项目,这将为百色周边200公里范围的农户,提供农产品辐照保鲜服务,延长农产品保鲜期,实现错峰销售,使农户增收。

6、核农业
核技术在农业上的应用还有辐射诱变育种、辐射不育防治害虫、低剂量辐射促进农作物生长发育并提高产量等方面的应用。通过辐射,土豆、红薯、洋葱、大蒜就不会发芽;由于遗传性变异,可以产生出抗倒伏、抗病虫害的新种子。太空育种,其实就是辐射诱变育种的一种具体手段。
 

7、安检行业
机场、火车站、地铁等公共场所都有安检仪的身影。它是借助输送装置将被检品送入X射线检查通道检测的设备。与医疗中使用的X光诊断原理相似,当X射线穿过物品时,物质组成、密度和厚度不同的物品能不同程度地吸收X射线,密度、厚度越大,吸收射线越多;密度、厚度越小,吸收射线越少。所以由X射线探测器探测到的从物品透射出来的射线强度就能反映出物品内部的结构信息。如果你的包中有危险物品就会被检查出来。
 
安检仪的辐射剂量是有限的,在安检仪两端进出口也都有铅帘,可以阻挡X射线,如果铅帘产生磨损,将随时更换。这里X射线只起透视作用,并不会在透视过的物体上残留,因此不用担心安检仪对被检物品产生辐射,进而会影响人体健康。但仍需注意的是,安检时不可把手伸入安检机中取包,毕竟机器内部是有射线照射的,手伸进去就会受到辐照。正确接受安检,对人的健康是不会有害的。
 
 
8、核素示踪技术
是以核素或其标记的化学分子作为示踪剂,应用核射线探测仪器,通过探测放射性核素在发生核衰变过程中发射出来的射线,来显示被标记物质的踪迹,达到显示踪迹目的,用于研究被标记的化学分子在生物体内或外界环境中的客观存在及其变化规律的一类技术。放射性核素示踪技术,是核医学领域中最重要的和最基本的核技术方法学基础,也应用在大气污染治理、污水治理、公安刑侦等多个领域。
 

9、无损检测
无损探伤检测能在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下,检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性,给出缺陷大小、位置、性质和数量等参数的信息。
 
通常利用X射线、γ射线和中子能方便快捷地进行无损探伤。这些射线可以轻易穿透可见光无法透过的物体,用照相底片或特殊接收器来接收射线并成像。当被照射物品的密度越大或越厚,射线强度衰减得越多,出射射线强度弱,在底片上的感光就少;而当被照射物品内有小气孔,则射线强度衰减相对较小,出射射线相对较强,底片感光多,所以可以从底片上清楚地看到被照射物体内的缺陷。无损探伤与破坏性检测相比,第一是具有非破坏性,它在做检测时不会损害被检测对象的使用性能;第二具有全面性,由于检测是非破坏性,因此必要时可对被检测对象进行100%的全面检测,这是破坏性检测办不到的;第三具有全程性,它不仅可对原材料进行检测,还可以对使用中的设备、各中间工艺环节、以及最终产成品进行全程检测。

10、核子秤
核子秤是一种能对运输带及固定形状管道内的物料进行在线非接触连续称量的仪器。它利用放射源铯-137放射出的γ射线透过物料时被物料吸收衰减的规律,得到被测物料的瞬时流量、累积量等信息。它不需改动输送机,安装方便,能适应各种恶劣的环境,它常用于发电厂、港口、矿山、冶金、水泥、化工、煤炭等行业的工业计量及配料控制。

11、放射性避雷针
放射性避雷针是利用放射性物质使周围的空气大量电离,使更远云层上的电子被吸引过来,从而达到提高避雷针能效的目的。放射性避雷针产生的电离电流比普通避雷针高很多,它能及早放电,使保护区内无闪电产生。用在避雷针上的放射源大多是镅-241,它放射α 射线, 有很强的电离能力。镅-241的半衰期为432.6年,一次装上后,可以使用一二百年。而且其发射的射线作用距离很短,对建筑物下面的人没有危害,非常安全。雷电频繁的意大利和西班牙半岛上,许多易受雷电影响的建筑,如无线电发射台、变电站、燃料油或天然气贮存库、军工厂、核工厂等都安装了放射性避雷针。
 
12、辐照改性技术
可以使材料的物理、化学性能得到改善,由此产生的物理和化学变化有助于我们实现对材料表面特性的调控及改进,从而提高材料的应用价值,拓宽其应用范围。辐照改性技术具有作用时间短、效率高、低污染、可控性强、工艺简单等优点,因此在物理、化学和材料科学领域中都得到了较为广泛的应用。
 
比如,可以使高分子材料分别实现接枝、聚合、裂变或交联。通过辐照,使高分子材料之间的长线形大分子之间通过一定形式的化学键连接形成网状结构,它可以使高分子之间的束缚力大大增强,进而增强材料的热稳定性、阻燃性、化学稳定性、耐滴流性、强度和耐应力开裂明显增强。应用的领域主要有建筑布线、汽车轮胎、阻燃胶管、耐热电子线材、和军工领域。
 
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