同輻技術(shù)應(yīng)用方興未艾

李鷹翔

我國核電長遠發(fā)展規(guī)劃分三步走，第一步發(fā)展熱中子堆，第二步發(fā)展快中子增殖反應(yīng)堆，第三步是發(fā)展受控核聚變反應(yīng)堆。熱中子堆和快堆都是重原子核裂變反應(yīng)產(chǎn)生能量，聚變堆則是輕原子核聚變反應(yīng)產(chǎn)生能量。氫彈的爆炸力就是輕原子核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量，但它是不受控的，爆炸式釋放能量；如果要用來發(fā)電就必須是受控的，技術(shù)難度極大，我國在這方面已進行多年研究，取得了一定的成果。

核能為社會生產(chǎn)力發(fā)展和人民生活質(zhì)量改善提供了一種新能源和新技術(shù)。半個多世紀以來，核能、核技術(shù)廣泛應(yīng)用于發(fā)電、醫(yī)療、環(huán)保、食品安全、輻射育種、輻射加工、艦船動力等各個領(lǐng)域，對世界經(jīng)濟發(fā)展和科學技術(shù)進步起了重要作用。

核技術(shù)是隨著核能的發(fā)現(xiàn)和利用而發(fā)展起來的新興高端技術(shù)，它包括核能技術(shù)和核應(yīng)用技術(shù)。核能技術(shù)主要就是用來建設(shè)核電站和發(fā)展核動力，核應(yīng)用技術(shù)主要指同位素與輻射技術(shù)，因為種類繁多，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，遍及醫(yī)學、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利、環(huán)保、食品安全、安檢、考古等各個方面，與國計民生息息相關(guān)。有人把核能技術(shù)比喻為核領(lǐng)域的重工業(yè)，而把同位素與輻射技術(shù)比喻為核領(lǐng)域的輕工業(yè)。

世界各國都十分重視同位素與輻射技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。據(jù)了解，1995年美國同位素與輻射技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用對美國經(jīng)濟的貢獻達到3310億美元，占美國當年GDP的4.7%，并提供了395萬個就業(yè)崗位。2000年日本同位素與輻射技術(shù)的經(jīng)濟規(guī)模為714億美元，占日本GDP的1.7%。我國現(xiàn)有從事同位素輻射技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)的單位約300多家，從業(yè)人員約10萬余人。據(jù)估計，2014年底同位素與輻射技術(shù)產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值約為1000億元人民幣，有著很大發(fā)展空間。

我國同位素與輻射技術(shù)的開發(fā)起步于上世紀50年代末到60年代中期，當時主要是建立機構(gòu)、培訓人員、準備條件、開展研究。據(jù)不完全統(tǒng)計，這一時期全國共舉辦各類同位素技術(shù)短訓班達10余期，培訓專業(yè)人員四五百人。并在中國科學院、中國農(nóng)業(yè)科學院和醫(yī)學科學院建立了專業(yè)研究室，各大學相繼開設(shè)了核專業(yè)課程，在一些產(chǎn)業(yè)部門也先后開展了同位素與輻射技術(shù)的應(yīng)用研究。1958年，生產(chǎn)出第一批放射性同位素，共33種；1963年，第一個輻射化學中間試驗基地在吉林省動工興建；1980年代以后出現(xiàn)發(fā)展高峰，同位素與輻射技術(shù)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、科學研究等各個領(lǐng)域的應(yīng)用得到突飛猛進的發(fā)展。

放射性同位素和輻射技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛。一是利用輻射的易探測性能發(fā)展示蹤技術(shù)，成為科學研究、臨床診斷、環(huán)境保護、水利監(jiān)測、土壤施肥、探礦測井、藥食品防偽、刑事偵破、考古鑒定的重要手段。

二是利用輻射的穿透性能發(fā)展透視和自動控制技術(shù)，作為各種物體的無損探傷、連續(xù)生產(chǎn)線的自動檢驗和控制、港口海關(guān)集裝箱的在線檢查、運動場和大型集會的安全檢查，以及火災(zāi)自動報警等儀器和工具。

三是利用輻射的生物效應(yīng)治癌、滅菌、殺蟲、培育新品種。治癌是大家比較熟悉的所謂“放射性治療（簡稱放療）”，即用同位素鈷-60或電子直線加速器對癌瘤進行外照射；把放射性同位素制成細針或細粒，埋入體內(nèi)癌瘤近處或貼在病灶表面進行近照射；把放射性同位素制成藥物內(nèi)服進行治療。滅菌殺蟲，目前主要用于食品消毒和醫(yī)療用品消毒。食品安全是人類生存的基本保障，輻照加工不僅可以抑制食品變質(zhì)，延長貨架期，還可以使糧食不受蟲蛀，土豆、洋蔥、大蒜不長芽，香蕉、蘋果、芒果等鮮果延緩爛熟期。輻照食品不產(chǎn)生放射性和有毒物質(zhì)，也不破壞營養(yǎng)價值，對生長、發(fā)育和遺傳沒有不良影響。醫(yī)療用品消毒，如對注射器、針頭、輸液器、手術(shù)刀、紗布、繃帶等的消毒，相較于常規(guī)高溫蒸煮和化學試劑消毒方法，它具有常溫操作、滅菌徹底、能耗極低的優(yōu)點，尤其適用于羊腸線、外科手套、塑料導管、生物制品等不耐熱物質(zhì)的消毒，效果極好。

四是利用輻射的化學效應(yīng)，發(fā)展輻射化工。輻射化工是利用輻射引發(fā)有機高分子的聚合或交聯(lián)等反應(yīng)，生產(chǎn)新的高分子材料（如合成乳膠、泡沫塑料）、產(chǎn)品（如熱收縮電纜附件、熱收縮套管），或改善高分子材料的絕緣、耐熱、耐腐蝕、阻燃等性能（如電線、電纜的聚乙烯覆蓋層、塑料熱水管）。輻射交聯(lián)聚乙烯電線電纜在攝氏120度的溫度下，可以無限期地使用，被廣泛地應(yīng)用于飛機、宇宙飛船、汽車、計算機等高檔設(shè)施、設(shè)備中。近年來，研究開發(fā)的木塑復合材料，是用劣質(zhì)木材經(jīng)過輻射加工替代優(yōu)質(zhì)木材，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益，已得到國家的高度重視。2005年，國務(wù)院辦公廳頒發(fā)的《關(guān)于加快推進木材節(jié)約和代用工作的意見》也特別提到了這項技術(shù)，要求加強政策引導，加大技術(shù)支持力度，爭取盡快形成工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。

五是利用輻射的能量制成各種各樣放射性同位素電池，又稱原子電池。即把放射性同位素衰變發(fā)出的能量轉(zhuǎn)換成熱能、電能或光能，不需要陽光照射，不受電磁干擾，可以在失重、強風暴、極低溫等惡劣環(huán)境下工作，使用壽命長，安全可靠。在空間可用于人造衛(wèi)星、航天飛船、太空探測器；在地面或水面可用于燈塔、航標、氣象站、極地觀察站；在人體可用于心臟起搏器，使用期可達10年以上。

在環(huán)保領(lǐng)域，我國已應(yīng)用輻射處理城市生活垃圾、醫(yī)院固體廢物和工業(yè)廢水。2013年5月，國家成立“PM2.5特別防治小組”，中國原子能科學研究院應(yīng)用核分析技術(shù)參與霧霾成因分析，為治理霧霾提供精準武器。在考古領(lǐng)域，采用中子活化分析等方法，破解光緒死因；采用核固體徑跡探測器方法，測定“北京猿人”年代。采用α源制成的離子感煙報警器，在賓館、飯店、寫字樓等高層建筑和家庭中得到廣泛應(yīng)用。

放射性同位素與輻射技術(shù)已在我國廣泛應(yīng)用，隨著輻射加工技術(shù)的成熟和手段設(shè)施的完善，同位素與輻射技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化的規(guī)模越來越大，影響也越來越廣，尤其在食品輻照加工、輻射消毒、輻射化工等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化最早，發(fā)展最快，為我國經(jīng)濟社會發(fā)展、人民生活質(zhì)量改善和科學技術(shù)進步作出了重要貢獻。