放射性元素在能源,农业,医疗,考古等方面的应用

1、放射性元素在能源.农业.医疗.考古等方面的应用邓文静在能源方面主要用于发电。当今全世界有43座7核电站在运行，另有30座核电站在建造，核电已占世界总发电量的17。在医学上同位素主要用于显像、诊断和治疗，另外还包括医疗用品消毒、药物作用机理研究和生物医学研究。核素显像是利用y照相机、单光子发射计算机断层（）或正电子发射断层（）来探测给予病人的放射性药物所产生的辐射，从而确定病灶部位。很多器官的Y显像，如肺、甲状腺、肾和脑可用于疾病诊断。在农业上同位素主要用于辐射育种、昆虫不育和食品保藏。同位素的辐射育种技术为农业提供了改进质量、增加产量的多种有效手段。辐射诱变已经产生了更能抗病或更能适应地区条件

2、生长的新品种，从而增加了谷物产量，并改进了食品的质量。利用同位素示踪技术，可用于检测并确定植物的最佳肥料吸入量和农药吸入量。昆虫不育技术基于用Y辐射使昆虫不育（丧失繁衍能力）已成功地用于铲除损害谷物的昆虫种类，而对于人类健康和环境无任何副作用。至于动物生产，同位素常常用于监测和改进牛的健康。对于食品保藏，辐射已成为一种很有效的手段。食品辐照可控制微生物引起的食品腐败和食源性疾病的传播。在考古方面，可根据放射性同位素的半衰期推算地质年代。放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可以用来断定古生物体死亡至今的年代。二十世纪中叶以来，许多前沿学科的研究活动都与同位素应用有关。如基因组的功能、细胞代谢、

3、光合作用、人体的化学信息传递（激素、神经介质）等。放射性同位素的应用及发展。在元素周期表中，一个元素占据一个位臵。后来，科学家又进一步发现，同一位元素的原子并不完全一样，有的原子重些，有的原子轻些；有的原子很稳定，不会变，有的原子有放射性，会变化，衰变后成了另一种元素的原子。我们把这些处于同一位的元素但有不同性质的原子称为同位素。同位素中有的会放出射线，因此称放射性同位素。放射性同位素具有以下三个特性：第一，能放出各种不同的射线。有的放出a射线，有的放出卩射线，有的放出Y射线或者同时放出其中的两种射线。还有中子射线。其中，a射线是一束a粒子流，带正电荷，卩射线就是电子流，带有负电荷。第二，放出

4、的射线由不同原子核本身决定。例如钴60原子核每次发生衰变时，都要放射出三个粒子：一个卩粒子和两个光子，钴一最终变成了稳定的镍6。0第三，具有一定的寿命。人们将开始存在的放射性同位素的原子核数目减少到一半时所需的时间，称为半衰期。例如钴60的半衰期大约是5年。放射性同位素有三个主要来源加速器中带电粒子的产物，反应堆中的中子轰击产物和分离出的裂变产物。使用放射性同位素的主要优点是可以通过测定它们发射的粒子和鉴定其特有的半衰期和辐射性质，探测它们的存在。放射性同位素在能源、工业、农业、医疗、环境、考古等诸多方面都有着广泛的应用。示踪技术示踪方法是引入少量放射性同位素，并随时观察其行踪的方法。例如在肥

5、料中掺入少量的放射性磷（半衰期为天，发射兆电子伏的卩粒子），可以找到给植物施磷肥的最好方法。用探测或照相胶片测量辐射随时间的变化及其在植物中的位臵，就能得到磷的摄入率和累积率的准确资料。同样，给人体注射无害的放射性钠-，（4半衰期15.小0时3）溶液，可以进行人体血液循环的示踪实验。为了医学诊断的目的，希望引入足够的放射性物质以便提供所需要的数据，但是放射性物质不能达到有害于人体的程度。再如，监视掺合了放射性同位素流体的行踪可以确定许多种物质的流速，如人体中的血液，输油管中的石油或排入江河中的污水等。利用示踪技术还可以对生物体内的农药形式进行分析，研究农药施用后发生的变化及其在生态系统中运动的

6、规律。有关光合作用的基本产物的知识，也是在利用二氧化碳（）作为示踪剂之后才被人们所了解的。二氧化碳-1中4的碳-1是4碳的一个放射性同位素。此外，有些植物具有非常巧妙的机能-在-夜间，不断地吸收二氧化碳，到了白昼，就在叶子中进行光合作用。这一现象也是利用二氧化碳-1进4行研究后才发现的。利用示踪剂二氧化碳还可以研究有关植物呼吸的详细情况。例如，由于昼夜之间的差别，植物的呼吸情况有什么不同？呼吸对光合作用有什么影响？不同植物之间，呼吸有什么差异等等。此外，由光合作用产生的淀粉、蛋白质、脂肪等各种物质，在植物体内是怎么样运动、转移的？又是怎么样积累并贮存到各种不同的“仓库”里去的？这些“仓库”包括

7、果实（像稻米、小麦）、茎（像土豆）、根块（像甘薯）等。所有这些自然界的巧妙安排和行为，也都是在利用示踪剂-二-氧化碳-1进4行研究之后才得以解释清楚。目前，除了碳-1以4外，还可配合使用其它的放射性同位素，如磷-3、2氢-3等作示踪剂，从而使一些研究工作能够做得更加细致周密。还有一些工作，如除草剂的研究、家畜或鸡饲料中养分的传送方式的研究以及各种昆虫的生态方面的研究等等，都离不开使用示踪剂的方法。正是因为有了示踪剂技术，才为各种精密的研究开辟了新的道路，促进了各方面研究工作的开展。活化分析技术应用于侦破化学，也是很有成效的。通常，刚打过手枪的罪犯，在衣服袖口和前胸等部位总是附着一些硝烟痕迹。从嫌疑犯的衣服上剪下一小片，放到反应堆中接受照射，进行活化分析。于是，硝烟中的各种微量元素，比如锑、钡等等便可以清清楚楚地显示出来。然后，把这些数据与被害者身上测到的数据进行对照，就能弄清两者是否相同。从而可以拿出罪犯料想不到的铁证。此外，对于罪犯留在作案现场的毛发，也常常要透过活化分析来进行调查研究。比如，某小汽车后面的行李箱内所发现的头发是不是被害者的，便可透过活化分析来判断。在这里不必再举拿破仑遗发的例子，因为原理一样，把收集到的毛发放到反应堆中照射，进行活化分析，测出其中的微量元素，