核技術的應用

1、核技術的應用二、核技術在醫(yī)學中的應用在美國的醫(yī)學中，同位素和輻射技術已得到廣泛應用。美國政府規(guī)定，設有200張病床以上的醫(yī)院必須設有核醫(yī)療設施?，F(xiàn)已有7000多家用放射性藥物的醫(yī)院，每年接收放射性藥物診斷或治療的病人2000萬人次。另外，根據(jù)美國核管會的估計，美國每年在約700萬1300萬診斷程序和55萬65萬治療程序中使用放射性同位素。此外，美國每年進行約1億次采用放射性同位素的實驗室試驗，國立衛(wèi)生研究所進行的試驗中80%以上都使用了放射性同位素。美國有10多個核醫(yī)學中心和基地，擁有40家工廠生產放射性藥物，其中有10家使用加速器生產。世界上有100多種放射性藥物，美國年消耗量約占世界年產量

2、的1/3。美國有26臺回旋加速器生產醫(yī)用同位素，設有專用的中子治癌回旋加速器，并有許多回旋加速器兼用作放療。1核技術用于診斷1970年斷層顯像技術應用于臨床，美國擁有上千臺單光子發(fā)射斷層顯像設備。1980年，美國接受照相機檢查的就達900萬人次。到1988年底，美國擁有約1430臺核磁共振斷層顯像設備，共有相機和SPECT等11000多臺。這些設備足以進行腫瘤早期診斷。核技術在心血管疾病診斷、骨無機質損失診斷、腫瘤診斷方面有廣泛應用。另外，在臨床診斷方面，穩(wěn)定同位素的應用在美國也得到很大發(fā)展。2核技術用于治療美國有60%的癌癥病人接受輻射治療。近年來，在遠距離放射治療中，加速器的使用日益增多。

3、目前僅用于治療的電子直線加速器就有3000多臺。有26臺回旋加速器生產醫(yī)用同位素，設有專用的中子治癌回旋加速器，并有許多回旋加速器兼用作放射治療。在短程放射治療中，美國常用的輻射源有：鈷-60、鐳-226、銥-192、碘-125等。中子治療、質子治療、重離子治療和內照射治療是美國常用的短程放射治療方法。三、工業(yè)應用1 示蹤技術同位素示蹤技術在冶金、石油、煤炭、化工、制藥、玻璃、造紙、塑料、橡膠、食品、煙草、紡織、電子和航空航天等部門中都有廣泛應用。美國現(xiàn)有的500家最大的制造企業(yè)中，半數(shù)以上應用了同位素示蹤技術。如放射性同位素用于工業(yè)檢漏、軍用檢驗、材料測定等方面。2放射性同位素在能源工業(yè)中的

4、應用（1）放射性同位素電池：美國早在1961年就把放射性同位素電池用于空間和地球，它的功率有百瓦級和千瓦級。30多年來，美國共使用了40臺放射性同位素電池用于各種航天飛行器中。此外，還研制毫瓦級和微瓦級的小電池，后者主要供醫(yī)用。（2）自發(fā)光源：氪儀表85燈、含430居里氚的照明設備。3同位素表4列出了美國同位素儀表的發(fā)展概況。美國工業(yè)界中現(xiàn)約600家公司擁有90000臺工業(yè)同位素儀表，從事物料厚度、料位、重量、水分等工藝參數(shù)的監(jiān)控。1100家公司擁有3500臺探傷機（主要為銥-192），為工業(yè)無損檢測提供服務，每年拍片1000萬張（每張合10美元）。（1）強度測量如放射性同位素密度計、同位素厚

5、度計、中子水分計、核子秤等。（2）核測井用于研究巖石的地質性質、判別和劃分巖層、評價油氣層、估算石油和天然氣的地質儲量。美國的石油核測井行業(yè)為僅次于核醫(yī)學的第二大同位素應用領域。（3）數(shù)字圖象處理型儀表 主要是無損檢驗（射線探傷）裝置。在美國，射線照相技術已得到較普遍的應用。如X射線探傷儀、加速器探傷裝置、中子照相、工業(yè)斷層顯像技術（工業(yè)CT）等。美國1979年創(chuàng)建了科學測量系統(tǒng)公司SMS專門從事工業(yè)CT的研制與技術服務。1988年美國投資240萬美元研制出了“鋼管全長檢測系統(tǒng)”（IPIS）的工業(yè)CT。1987年創(chuàng)建了專門從事IPIS研制生產的國際數(shù)字模式公司IDM公司。工業(yè)CT在火箭整體測試

6、、航天飛機、武器和彈藥的無損檢測、各種管道和樁柱的定期檢查、工業(yè)生產在線測試等方面得到廣泛應用。4輻射加工輻射加工的發(fā)展很快。70年代初，美國僅有約100臺加速器和30個射線輻照器提供這方面的服務，到70年代末，前者增至200臺，后者發(fā)展也很快。美國是輻射加工產值最高的國家，年輻照材料的銷售額超過10億美元。（1）化學工業(yè) 輻照電線電纜。美國90%的通信電纜是經過輻照交聯(lián)的。美國的雷切姆公司是世界上生產輻照電纜的最大公司，年產值達5億美元。 熱收縮管、膜的輻射交聯(lián)、塑料發(fā)泡。美國僅熱收縮膜的年產值就達幾億美元。 表面涂層固化。應用于美國的汽車工業(yè)、磁帶制造廠。 橡膠輻射硫化。美國橡膠的年輻照處

7、理量達數(shù)千噸。 輻射聚合、接枝和降解等。在化學工業(yè)中應用廣泛，在生物醫(yī)學工程上的應用也引人注目。（2）電子工業(yè)離子注入技術是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路研究和生產的基礎技術之一。目前，美國集成電路的集成度每年提高4倍，生產成本每兩年下降一半，離子注入技術起了很大作用。輻照處理和中子嬗變摻雜在生產半導體方面有很大用途。美國19851991年期間，采用中子嬗變摻雜技術生產的半導體硅，每年可達110噸。（3）食品工業(yè)美國是最早開展食品輻射保藏研究的國家。美國從1984年起開始輻照香料、調味品和干蔬菜。輻照的香料、調味品和干蔬菜大部分作為商業(yè)使用。在佛羅里達州和衣阿華州建造了食品輻照用的大型電子束輻照設施

8、（10MeV），在佛羅里達州研究以柑桔等果實為主要對象的滅菌、殺蟲和害蟲不孕化。1992年1月位于佛羅里達州的賓第克塔公司的射線輻照設施開始運行，輻照過的草莓、柑桔類、西紅柿、蘑菇等均在市場銷售。1993年9月，輻照的家禽肉和飛禽肉也開始在市場銷售。美國批準的輻照食品有：家禽肉、豬肉、馬鈴薯、小麥、面粉、香料和調味品、干蔬菜、萬壽果、芒果、草莓、板栗、鱷梨、海棗、其它果實、酶制品。 （4）輻射消毒 1985年，美國僅一次性醫(yī)療用品輻射消毒合同的收入就達2600萬美元。四、核技術在農業(yè)中應用美國對輻射育種的研究起步較早。根據(jù)國際原子能機構1985年統(tǒng)計，美國用輻射育種技術已培育出38個優(yōu)良品種。

9、美國還利用輻射不育技術消滅害蟲。同位素示蹤技術在美國農業(yè)中的應用也十分廣泛，成了農業(yè)科學研究、解決農業(yè)科技關鍵問題和指導農業(yè)生產的一種不可缺少的先進手段。僅根除新大陸螺旋蠅一項的經濟年收益就達8.44億美元。五、核技術在環(huán)境保護中的應用在治理環(huán)境污染、保護大自然生態(tài)平衡方面，輻射加工技術正在作出它有益的貢獻。 輻射法是利用具有很強穿透力或電離作用的射線、電子射線等照射大氣、廢水、污泥，使其發(fā)生一系列物理、化學、生物的反應，破壞微生物里的核酸酶或蛋白質，達到消毒的目的。（1）電子束除SO2/Nox 射線照射可同時去除80%以上的SO2和NOx。美國建立了用電子束處理廢氣的實驗裝置，并采用新工藝，

10、希望此方法能成為解決廢氣問題的一張王牌。（2）污水污泥處理 美國在80年代初，已經建成了近40個用輻射技術處理污水的工廠。輻射技術在城市污泥處理中也有很大前途。4. 核技術在醫(yī)學領域中的應用 醫(yī)學和生命科學是核技術應用的最活躍的領域，主要包括核醫(yī)學診斷、治療及生命科學研究等方面。 核技術用于人體疾病診斷主要采用輻射源（大多用X射線）和放射性核素，其中放射性核素診斷的應用最廣。放射性核素的臨床診斷可分為體內顯像和體外診斷，是根據(jù)放射性示蹤原理對患者進行疾病檢查的一種診斷方式。體內顯像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，目前已由單一的SPECT、PET診斷發(fā)展到將SPECT或PE

11、T與核磁共振（MRI）或CT結合的融合顯像技術。體外診斷是采用放射免疫分析（RIA）方法，是通過在體外對患者體液中生物活性物質進行微量分析。 核技術用于疾病治療是利用了電離輻射對病變組織細胞的殺滅能力，可分為體外放射治療和體內放射性藥物或放射源治療兩種方式。目前，放射治療是癌癥治療三大有效手段之一，可分為外部遠距離照射、腔內后裝近程照射、間質短程照射和內介入照射等，大都采用射線或高能電子作為外用輻射源。體內放射治療是將放射性藥物或放射源注入或置入體內進行治療，多年來一直受臨床醫(yī)學的關注。放射免疫的靶向治療、受體介導的靶向治療、放射性核素基因治療以及放射性核素微粒腫瘤組織間定向植入治療等，將會成

12、為惡性疾病如腫瘤治療中的不可少的手段之一，在某些方面可優(yōu)于外照射治療或化療。 當今核醫(yī)學已進入分子核醫(yī)學時代。在受體、基因、抗原、抗體、酶、神經傳導物質和各種生物活性物質的研究中，核技術發(fā)揮著其它技術不可取代的重要作用；心臟核醫(yī)學和神經傳導核醫(yī)學更加受到醫(yī)學界的重視；在與其他顯像技術和治療方法的競爭中，核醫(yī)學顯像正從臟器灌注顯像向分子核醫(yī)學功能顯像方面發(fā)展，多種顯像技術的融合（如MRI與PET、MRI與SPECT、CT與PET、CT與SPECT）使獲得空間分辨率高時間分辨率好的三維（以至四維）顯像成為可能，而核醫(yī)學治療則從栓塞、內介入治療向分子特異性靶向治療方向發(fā)展，如99mTc（锝-99m）

13、、123I（碘-123）等受體配體顯像和188Re（錸-188）受體配體治療等。 核醫(yī)療器械和裝置在發(fā)達國家中不斷完善和更新、在發(fā)展中國家不斷普及。目前，全世界約有2000臺60Co裝置和6000臺加速器用于治療處于人體內部深部位的癌組織。隨著PET、SPECT、CT、MRI等先進診斷儀器和60Co、192Ir（銥-192）、137Cs（銫-137）、加速器等放射性治療設備的不斷普及和更新，以及新型放射性診斷和治療藥物的不斷開發(fā)，為核醫(yī)學的發(fā)展提供了強勁的動力。 發(fā)展顯像診斷和治療用的特異性放射性受體藥物已成為當今最有活力的領域之一，是體內放射性藥物研究與應用水平的標志。PET顯像藥物是核醫(yī)學

14、在今后相當長的一段時期內顯像發(fā)展的主要方向，研究的重點是以18F（氟-18）為主要對象，包括11C（碳-11）、13N（氮-13）、15O（氧-15）等藥物的自動化快速合成新方法、新技術；以99mTc、186、188Re為重點的診斷和治療用放射性藥物，仍然是放射性藥物化學中的熱點研究方向，內轉換電子（或俄歇電子）核素及其放射性藥物研究將出現(xiàn)新的曙光，新型放射性藥物如納米放射性藥物（Radio-nanomedicine）、磁導向藥物以及新的治療方法如硼中子俘獲治療（Boron neutron capture therapy，BNCT）、質子治療、重離子治療在不久的將來將會出現(xiàn)在臨床應用中。 5.

15、 核技術在環(huán)境領域中的應用 核技術在環(huán)境領域中的應用主要涉及三廢治理，包括利用加速器電子輻照的方法凈化燃煤煙氣，利用射線和電子射線等處理廢水和難降解有機廢物等方面。利用輻射處理廢水和其他生物廢棄物的方法與傳統(tǒng)的填埋、投海、焚燒等處理方法相比有顯著的優(yōu)點，其最突出的優(yōu)點是不會造成環(huán)境的二次污染。利用加速器電子輻照的方法凈化燃煤煙氣，使燃煤電廠排放的對大氣造成嚴重污染的SO2和NOX在電子束輻照下同煙中的H2O、O2等發(fā)生氧化反應生成H2SO4和HNO3，進一步與注入反應器中的NH3反應生成可以直接用作化肥的硫酸銨和硝酸銨副產物。這種方法的優(yōu)點在于可高效率的同時脫除SO2和NOX、無二次污染、無需

16、廢水處理、副產物可回收利用，是目前唯一能同時處理硫、氮兩種污染物的技術。目前，日本、美國、德國、俄羅斯、波蘭等國已有20余座不同規(guī)模的煙氣脫硫脫硝裝置在運行。利用具有很強穿透力或電離作用的射線和電子射線照射大氣、廢水、污泥，使其發(fā)生一系列物理、化學、生物反應，破壞微生物的核酸酶或蛋白質，達到27 消毒滅菌的目的。輻射技術在處理城市污水、污泥方面具有處理費用低、周期短、效果好的特點。利用輻射技術處理工業(yè)有機廢水，通過輻照作用使水中產生活性物質（如OH基）氧化和分解水中的一些有機污染物，降低工業(yè)廢水的污染程度。采用輻射技術處理后的污泥仍保持有其原來的養(yǎng)分，可作為肥料直接施用于農田，或者制成堆肥，應

17、用前景廣闊。目前，美國已擁有輻射處理廢水廠40多座，出水各項指標幾乎都優(yōu)于常規(guī)處理法；運用輻射處理污泥的技術也已成功運行十多年。 21世紀，核技術在環(huán)境科學和環(huán)境監(jiān)測和保護方面獲得了新的應用和發(fā)展機遇。在環(huán)境監(jiān)測方面，可以充分應用現(xiàn)有核分析技術所具有的高靈敏度、高準確度，惡劣條件的適應性，對環(huán)境進行實時、遠距離監(jiān)測，對環(huán)境污染物化學終態(tài)及其效應進行分析和評估，對新型污染物進行鑒別和溯源分析，應該說核分析技術已成為環(huán)境監(jiān)測分析的質量保證體系中的重要組成部分。利用輻射處理污染、廢水和其他生物廢棄物的方法和傳統(tǒng)的填埋、投海、焚燒等處理方法相比有顯著的優(yōu)點，將更加廣泛地用于治理環(huán)境污染。等離子體技術處

18、理三廢具有獨特的技術優(yōu)勢，可用于有害物質分解、城市垃圾的高溫焚燒、廢水廢氣等處理。另外，在化學工業(yè)中乙炔有“有機合成工業(yè)之母”的稱號，由于氫等離子體技術的發(fā)展為煤轉化為乙炔研究創(chuàng)造了條件，煤在3700K左右的溫度與氫離子相互作用生成乙炔，傳統(tǒng)煤乙炔化工逐步被石油-乙烯化工所取代，這不僅可以減少污染，還可以達到資源的綜合利用。 此外，核技術作為強有力的工具廣泛用于科學研究中，包括在基礎科學、生命科學以及其它學科，用同位素和電離輻射提供多種分析和實驗研究手段，使人們的視野從宏觀推向微觀，從而有可能從分子、原子、原子核水平動態(tài)地觀察自然現(xiàn)象。其中，利用放射性核素的探測靈敏度極高這一常規(guī)化學分析無法比

19、擬的優(yōu)勢，同位素示蹤技術在提高科學研究技術水平方面發(fā)揮不可替代的作用。同位素示蹤技術是目前從細胞水平進入到分子水平對活體顯示人體結構和病理變化的惟一方法，其研究已經深入到基因、核酸、蛋白質等，研究循環(huán)代謝、疾病發(fā)生、發(fā)展、轉歸與演變的過程，達到探索發(fā)病機制與正確診斷疾病的目的。利用半衰期較短的微量放射性核素動態(tài)示蹤技術，在農業(yè)中的主要應用是從事肥料與農藥的效用和機理、有害物質的分解與殘留探測、生物固氮、畜牧獸醫(yī)研究，并在檢查測定堤壩、水庫的泄漏等水利方面大量應用。 經過幾十年的發(fā)展，核技術應用對國民經濟建設作出了巨大貢獻。據(jù)報道，在發(fā)達國家同輻技術取得的經濟效益約占國民經濟總收入的2%5%，投

20、入與產出比高達1:5至1:10。美國“管理信息服務公司”于1994年公布，美國放射性核素與放射性材料的非動力應用對美國經濟的貢獻達到2570億美元/年，是核電（730億美元）的3.5倍，占美國GDP的3.9%，并創(chuàng)造了約370萬個就業(yè)崗位。1997年發(fā)布的結果為：1995年美國同輻技術對美國經濟的貢獻又有了較大的增長，達到3310億美元，為核電（902億美元）的3.67倍，占美國GDP的4.7%，并提供了395萬個就業(yè)崗位。日本同位素協(xié)會于2000年公布，日本同輻技術的經濟規(guī)模為714億美元，是核電（606億美元）的1.18倍，占日本GDP的1.7%。因此，核技術作為一個朝陽產業(yè)，將隨著世界經

21、濟的快速增長和科技日新月異的發(fā)展而得到更加廣泛的應用。2. 核技術在工業(yè)領域中的應用 核技術在工業(yè)中的應用主要體現(xiàn)為生產過程中的分析檢測、輻射加工、同位素示蹤等。根據(jù)放射性核素放出的射線可作為取得工業(yè)過程中的非電參數(shù)和其它信息的一種信息源的原理而制作成的各種同位素監(jiān)控儀器儀表，如核測井在油田、煤田、礦山等的開發(fā)與生產中得到了深入廣泛的應用，發(fā)揮著不可替代的作用，其它如測厚儀、核子秤、射線探傷機、集裝箱檢測系統(tǒng)、離子感煙火災報警器等可用于監(jiān)控生產流程，實現(xiàn)無損檢測或成份分析，探知火情等，是工業(yè)過程控制和自動化監(jiān)測的重要組成部分。近年來，一些國家研制開發(fā)的60Co（鈷-60）集裝箱CT檢測系統(tǒng)、中

22、子成像檢測系統(tǒng)，以及基于核技術研制的爆炸物檢測裝置、高能電子束消毒滅菌系統(tǒng)、放射性物品檢測裝置等，都是核應用技術的最新成果，為打私、反恐等提供了有力的手段，正在為維護人身財產和保障國家安全發(fā)揮著越來越重要的作用。 輻射加工是核技術應用的重要領域，已在交聯(lián)線纜、熱縮材料、橡膠硫化、高分子電阻正溫度系數(shù)（Positive temperature coefficient of resistance，PTC）器件、醫(yī)療用品消毒滅菌、食品輻照保藏以及廢水、廢氣處理等領25 域取得顯著成效，形成產業(yè)規(guī)模。我國的輻射化工產品有20多類300多種，形成了熱收縮材料、輻射交聯(lián)電線電纜和輻射乳液聚合三大支柱產業(yè)。

23、醫(yī)療用品消毒滅菌成為大批量醫(yī)療用品消毒的主要方式，可應用輻射滅菌消毒的醫(yī)療用品包括金屬制品、塑料制品以及一次性使用的高分子材料醫(yī)療用品等共計上千種，中西藥與化妝品也都可以采用輻射消毒滅菌。在發(fā)達國家中，醫(yī)療衛(wèi)生用品的輻射消毒約占鈷源裝量的80%，而中國不足10%，發(fā)展前景遠大。全世界約有45個國家批準輻照食品200多種，年市場銷售總量達3.0×105t以上，而且食品輻照在國外已作為預防食源性疾病和開展國際農產品檢疫的一種有效手段。另外，為滿足輻射加工需要而發(fā)展的同位素輻照裝置及成套設備、大功率輻照加速器及成套設備，以及以同位素源和加速器為射線源的大型工業(yè)在線檢測、危險物品的安全檢測裝

24、備、輻射治療設備等，已形成產業(yè)規(guī)模。輻射加工應用領域的年總產值已接近國民經濟總產值的1%左右，并以每年20%左右的速度增長?；陔x子注入的輻射加工（或改性）為半導體材料升級換代、電子信息產業(yè)的發(fā)展提供了強大的技術平臺。全世界用于集成電路的離子注入機共有3000多臺。用12MeV電子加速器對硅整流器件（可控硅）的輻射改性已經得到了廣泛的應用；用金屬離子源（MEVA）注入到材料表面，增強材料表面的力學強度和耐摩擦性等也己廣泛用于刀具加工、汽車工業(yè)與航空航天工業(yè)；在核反應堆上運用中子嬗變摻雜（NTD）制造的N型高阻硅，適宜于制備優(yōu)質高阻材料。離子注入已成為微電子線路加工的手段之一，離子束刻蝕相對于光

25、束和電子束刻蝕具有分辨率高（可達0.01m)、曝光時間短的優(yōu)點，用低溫等離子體刻蝕方法將取代高溫沉積法，成為大規(guī)模集成電路生產精細圖案高保真轉移的惟一經濟可行的辦法。將氧離子注入到半導體硅片上，在很薄的單晶硅層下形成絕緣Si02層，這種半導體材料具有功耗小、時間響應快、體積小等優(yōu)點，將有很好的發(fā)展前景。目前，全世界80多個國家開展了核技術應用的研究、開發(fā)和利用，用于輻射加工的電子加速器超過1000臺，其總功率約為45MW；60Co放射源的輻照裝置約250座，強度已達9.25×1018Bq（9.25EBq）。 3. 核技術在農業(yè)領域中的應用 核技術應用主要包括輻射育種和輻射不育防治蟲害

26、兩個方面。 農作物優(yōu)良品種選育和推廣，是實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)，有助于提高農作物的產量，改進品質，增強抗逆性等，以滿足人類對農產品日益增長的需求。輻射育種技術是利用等射線誘發(fā)農作物種子基因突變，獲得有價值的新突變體，進而培育成農作物的優(yōu)良品種。這種通過電離輻射（包括利用外太空的宇宙射線）誘使農作物遺傳物質發(fā)生改變，改良物種或創(chuàng)造出新品種的育種方式較之于其它育種方式，具有提高突變率與擴大變異譜、打斷性狀的緊密連鎖實現(xiàn)基因重排、變異穩(wěn)定快、育種年限短、增強抗逆性和提高作物品質等諸多特點。目前輻射育種已經獲得超過2500種新的農作物，在全世界播種面積達幾千萬公頃，產生了巨大的經濟效益和社會效應

27、。我國輻射突變育種的成就突出，培育的新品種約占世界培育農作物新品種總數(shù)的四分之一，特別是在糧、棉、油等作物新品種的推廣應用上取得了顯著的增產效果。20世紀50年代輻射育種只占農作物新品種的9%，而現(xiàn)在已上升到50%以上，輻射源除了采用射線以外，越來越多地采用中子、離子束、激光和等離子體輻射源。 輻射昆蟲不育是一種先進的生物防治方法。它利用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，不僅達到防治甚至根除害蟲的目的，還避免了因使用農藥所造成的環(huán)境污染。采用昆蟲的輻射不育技術代替農藥來控制病蟲害的生長，將極大地抑制因病蟲害導致的糧食減產（據(jù)保守估計，蟲害造成世界糧食每年減產25%30%

28、），并大大避免因大量使用農藥所帶來的環(huán)境污染。目前，這種技術已在墨西哥、美國、智利、坦桑尼亞、埃塞俄比亞、阿根廷和秘魯?shù)葒页晒Φ貞?，全世界半?shù)以上國家采用輻射雄性不育法對200多種蟲害進行殺滅處理，比如在國外大面積根除地中海果蠅、抑制非洲彩蠅，在國內防治玉米螟、小菜蛾、柑桔大實蠅等害蟲等方面都取得了較好的防治效果。 另外，利用核素示蹤與相關技術結合，研究農藥、肥料的合理施用和防治環(huán)境污染技術，檢測水土流失、草場退化、荒漠化等區(qū)域性環(huán)境，開發(fā)新型動物飼料、疫苗和疾病診斷藥盒和改進家畜優(yōu)化和繁殖等，對農業(yè)的發(fā)展具有極大的促進作用。如采用核素示蹤技術研究肥料（特別是新型生長素微量元素）的吸收，改

29、進施肥技術，增加農作物的產量。微量的稀土元素在生物體內新陳代謝過程中起著重要的生理作用，可以增加26 植物體內葉綠素的含量，提高光合作用效率，增加農作物的結實率和營養(yǎng)成份的含量。核技術正在并將繼續(xù)為改造傳統(tǒng)農業(yè)、促進農業(yè)科學技術進步、促進農業(yè)發(fā)展走上環(huán)境友好之路，發(fā)揮重要的作用。 4. 核技術在醫(yī)學領域中的應用 醫(yī)學和生命科學是核技術應用的最活躍的領域，主要包括核醫(yī)學診斷、治療及生命科學研究等方面。 核技術用于人體疾病診斷主要采用輻射源（大多用X射線）和放射性核素，其中放射性核素診斷的應用最廣。放射性核素的臨床診斷可分為體內顯像和體外診斷，是根據(jù)放射性示蹤原理對患者進行疾病檢查的一種診斷方式。

30、體內顯像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，目前已由單一的SPECT、PET診斷發(fā)展到將SPECT或PET與核磁共振（MRI）或CT結合的融合顯像技術。體外診斷是采用放射免疫分析（RIA）方法，是通過在體外對患者體液中生物活性物質進行微量分析。 核技術用于疾病治療是利用了電離輻射對病變組織細胞的殺滅能力，可分為體外放射治療和體內放射性藥物或放射源治療兩種方式。目前，放射治療是癌癥治療三大有效手段之一，可分為外部遠距離照射、腔內后裝近程照射、間質短程照射和內介入照射等，大都采用射線或高能電子作為外用輻射源。體內放射治療是將放射性藥物或放射源注入或置入體內進行治療，多年來一直受臨

31、床醫(yī)學的關注。放射免疫的靶向治療、受體介導的靶向治療、放射性核素基因治療以及放射性核素微粒腫瘤組織間定向植入治療等，將會成為惡性疾病如腫瘤治療中的不可少的手段之一，在某些方面可優(yōu)于外照射治療或化療。 當今核醫(yī)學已進入分子核醫(yī)學時代。在受體、基因、抗原、抗體、酶、神經傳導物質和各種生物活性物質的研究中，核技術發(fā)揮著其它技術不可取代的重要作用；心臟核醫(yī)學和神經傳導核醫(yī)學更加受到醫(yī)學界的重視；在與其他顯像技術和治療方法的競爭中，核醫(yī)學顯像正從臟器灌注顯像向分子核醫(yī)學功能顯像方面發(fā)展，多種顯像技術的融合（如MRI與PET、MRI與SPECT、CT與PET、CT與SPECT）使獲得空間分辨率高時間分辨率

32、好的三維（以至四維）顯像成為可能，而核醫(yī)學治療則從栓塞、內介入治療向分子特異性靶向治療方向發(fā)展，如99mTc（锝-99m）、123I（碘-123）等受體配體顯像和188Re（錸-188）受體配體治療等。 核醫(yī)療器械和裝置在發(fā)達國家中不斷完善和更新、在發(fā)展中國家不斷普及。目前，全世界約有2000臺60Co裝置和6000臺加速器用于治療處于人體內部深部位的癌組織。隨著PET、SPECT、CT、MRI等先進診斷儀器和60Co、192Ir（銥-192）、137Cs（銫-137）、加速器等放射性治療設備的不斷普及和更新，以及新型放射性診斷和治療藥物的不斷開發(fā)，為核醫(yī)學的發(fā)展提供了強勁的動力。 發(fā)展顯像診

33、斷和治療用的特異性放射性受體藥物已成為當今最有活力的領域之一，是體內放射性藥物研究與應用水平的標志。PET顯像藥物是核醫(yī)學在今后相當長的一段時期內顯像發(fā)展的主要方向，研究的重點是以18F（氟-18）為主要對象，包括11C（碳-11）、13N（氮-13）、15O（氧-15）等藥物的自動化快速合成新方法、新技術；以99mTc、186、188Re為重點的診斷和治療用放射性藥物，仍然是放射性藥物化學中的熱點研究方向，內轉換電子（或俄歇電子）核素及其放射性藥物研究將出現(xiàn)新的曙光，新型放射性藥物如納米放射性藥物（Radio-nanomedicine）、磁導向藥物以及新的治療方法如硼中子俘獲治療（Boron

34、 neutron capture therapy，BNCT）、質子治療、重離子治療在不久的將來將會出現(xiàn)在臨床應用中。 5. 核技術在環(huán)境領域中的應用 核技術在環(huán)境領域中的應用主要涉及三廢治理，包括利用加速器電子輻照的方法凈化燃煤煙氣，利用射線和電子射線等處理廢水和難降解有機廢物等方面。利用輻射處理廢水和其他生物廢棄物的方法與傳統(tǒng)的填埋、投海、焚燒等處理方法相比有顯著的優(yōu)點，其最突出的優(yōu)點是不會造成環(huán)境的二次污染。利用加速器電子輻照的方法凈化燃煤煙氣，使燃煤電廠排放的對大氣造成嚴重污染的SO2和NOX在電子束輻照下同煙中的H2O、O2等發(fā)生氧化反應生成H2SO4和HNO3，進一步與注入反應器中的NH3反應生成可以直接用作化肥的硫酸銨和硝酸銨副產物。這種方法的優(yōu)點在于可高效率的同時脫除SO2和NOX、無二次