四、放射性同位素的应用

         放射性同位素作为核技术的一个重要方面有着广泛的应用,不仅在多种科学部门发挥了巨大作用,而且已经深入到国民经济的各个方面,在工业、农业、医药卫生、航空、能源、地矿、化工和电子等都有重要应用。下面着重先容放射性同位素的一些主要应用。

         在自然界,生物的变异是自发进行的。然而研究表明,放射性同位素衰变时发出的射线能够引起遗传因子变异或加快变异的进程。这一效应被证明对于包括人在内的一切生命都是有效的。用 g射线或中子射线照射农作物的种子,或用含有放射性同位素的溶液浸泡种子,使作物产生变异而达到培育新品种的目的。目前全世界已有数百种用这种方法培育的植物新品种。利用辐照不育技术使害虫丧失生育能力,以达到大规模杀灭害虫的目的。

         同位素示踪技术有非常广泛的应用。用这种技术可以很方便地了解生物体对某种元素的吸取、输送和排放情况。1949年卡文(M.Calvin)曾经用 示踪方法揭示了植物光合作用的全过程。利用同位素示踪技术,目前已经可以从分子的水平上动态地、定量地研究生命现象。用同位素示踪技术可以诊断肝、脾、肾以及甲状腺等器官的病变。1977年耶劳(R.Yalow)将同位素示踪技术用于免疫化学反应,测定了在人的体液中存在的极其微量的生物活性物质,只使用少量血液就可以在体外诊断肝癌。同位素示踪技术在生命科学、医疗医学、化学化工和地质勘探等各领域都有十分重要的应用,并已成为有力的研究手段。

         碳的放射性同位素 对于考古学和古生物学有特殊意义。 的半衰期是5730年,这种放射性同位素是大气受到宇宙射线的轰击所产生的,并在大气的CO2 中占有一定的比例。由于植物的自然呼吸,在体内包含的碳中 的比例应与大气中的相同。植物死后呼吸停止了,对大气中的碳的吸取也就停止了。在植物体内的 就以5730年的半衰期衰变。经过5730年,植物残骸中 的含量的比值就减少至大气中比值的一半,再经过5730年,此值就减少至大气中比值的四分之一,依此类推。所以,可以由植物残骸中 比值的测定,确定该残骸死亡的年代。不过由于大气中的 浓度随着时间的流逝会有所变化,以及由于年代太久远样品相对放射性强度很弱,测量会有较大的误差,这种方法不易确定年代太久远的植物样品。根据上述原理,也可以用其他放射性同位素的半衰期确定地质样品的形成年代。

         放射性同位素在工业生产中有多方面的应用。

         g 射线具有很强的穿透能力,可以用来对各种金属铸件进行内部探伤。另外,由于各种物质对 g 射线都有一定的吸取作用,因而可以根据探测器测得的 g 射线的强度确定 g 射线在物质中穿越的距离。将放射源和探测器分别放在待测样品的两侧,可马上测出金属板(片)、纸张、塑料板(膜)等样品的厚度。还可以将探测器所接收到的辐射信号加以放大,用以控制压辊的间隙,实现厚度的自动控制。

         在印刷、化纤和纺织等工业生产中,由于摩擦、分离等原因,常常在产品或工件上产生大量的静电而影响生产的正常进行,甚至会造成事故或危险。利用射线的电离能力,使空气分子电离,让离子去与静电中和。这是工业生产中消除静电的有效手段之一。

         在冶金和半导体材料工业中,有效地控制某种特定元素的原子在材料中的含量或扩散程度,对于改善和提高材料的性能具有重要意义。而利用示踪原子的方法,上述要求是不难实现的。

         放射性同位素还用于测井、探矿和地质勘探。据统计,目前全世界石油产量的1/3是使用放射性测井的结果。

         用强剂量 g射线辐照,可以抑制豆类、洋葱、大蒜和粮食等的发芽和霉烂,抑制食品中虫卵的发育,杀灭粮食和食品的霉菌,杀灭肉类和鱼类中的寄生虫,以达到保鲜的目的。

         还可以用 g 射线进行消毒,如对医疗器械、流通货币消毒,既简便又不会改变受消毒物品的形态。

         若用适当剂量的射线照射晶体,可以改变晶体表面的颜色,从而获得美丽的光泽。

         因为各种射线对人体组织都有破坏作用,所以在使用、运输和存放放射性物质时,必须注意防护。一般的防护措施有:

         (1) 室内应有良好的通风条件;

         (2) 用铅或其他致密物质来屏蔽 g 射线和X射线,用水或石蜡来屏蔽中子射线;

         (3) 放射源与工作人员之间应保持最大距离;尽量减少受照射的时间。

       
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