核技术应用ppt

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核技术应用课件

正电子湮灭
➢正电子湮灭前在人体组织内行进1-3mm
➢湮灭作用产生: ➢能量（光子是 511KeV） ➢动量
同时产生互成180度的 511 keV的伽玛光子。
PET
➢ PET。正电子发射计算机断层扫描（Positron Emission Computerized Tomography,简称PECT或 PET）是目前最先进的医疗诊断设备。
核技术应用
核科学技术的组成和应用范围
中国第一颗原子弹爆炸烟云
核物理和放射化学等基础研究。
优化的EDTMP结构
我国的10MeV直线感应加速器
核技术的应用领域
环境污染治理和分析检测
环境
军事
核医学
核技术诊断与辐照治疗
科学研究
核技术
辐射育种、辐射不
农业
育防治虫害和同的浓度测定文物、化石、煤炭等的年代。
检测与分析, 辐射加工
➢核医学 ➢核农学 ➢环境 ➢考古。。。。
核医学
➢什么是核医学？
➢核医学是一门利用与研究放射性核素诊断与治疗疾病并探索其机制与理论的医学学科。
➢核医学包括基础研究和临床应用两个部分，他们的发展又与核药学及核仪器的发展密切相关。
➢γ刀 ➢X 刀
硼中子俘获疗法
➢将中子俘获截面大的核素引入亲肿瘤药物，注射到或服入肿瘤患者体内，待药物富集于肿瘤组织后，用中子束照射肿瘤部位引起中子俘获反应，核反应产生的次级辐射及反冲核对肿瘤细胞起杀伤作用，这种治疗癌症的方法称为中子俘获疗法。以10B作为靶核素的中子俘获治疗特称为硼中子俘获疗法（BNCT ，Boron Neutron Capture Therapy)

核技术应用与管理(PPT-83)

现代医学技术的发展主要集中在影像
学的发展，而各种核技术应用是影像学的基础。医学影像和放疗设备也是医疗器械工业中技术含量和附加值最高的医疗设备, 占有医院大约50%以上的固定资产，是医院现代化的标志之一。
伽马远距离放射治疗
深部X射线治疗机
Orthovoltage (deep) x-ray equipment
医用直线加速器 Linear Accelerator
.
伽马刀 Gamma Knife
高剂量率近距离放射治疗装置
Varian
CT机
模拟定位机及各种X光透视机
• 常用的放射性药物（用于治疗的碘-131）
示踪诊断的锝－99 m
伽马照像
其它放射性药物生产
Medical Cyclotron
Industrial cyclotron
一、什么是放射性
（一）放射性的发现
1895年，德国科学家伦琴发现电子在真空管中能够产生荧光现象，这种光人眼无法感知，但穿透力很强，这就是“X射线”，也叫“伦琴射线”。1901年被授予诺贝尔奖。
1896年，法国科学家贝可勒尔在研究铀矿物的荧光现象时，发现铀矿物能发射出穿透力很强的不可见射线。它能使附近的照相底片感光。这一发现改变了原子是物质不可分割的最小单位的认识。从此，自然科学从原子时代进入了原子核时代。
二、核能与核技术的应用
（一）核能的应用很广泛重核分裂或轻核聚合所释放出的能量就
是核能。
2002年全世界核电占总发电量17%，2009年底全球有438座反应堆运行，我国有11座运行。 2008年全球新开工建设核电站10个，中国有6个； 2009年全球新开工建设核电站11个，中国有10个； 2010年全球新开工建设核电站4个，中国有3个。

核技术应用-辐射化学及其应用127页PPT

辐射§化2学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
提出用能量产额G代替离子对产额。 G值定义：体系中吸收100eV能量所形成或破坏的分子数； G（χ）表示每吸收100eV能量生成产物χ的分子数； G（-χ）表示每吸收100eV能量物质分解的分子数；
G(χ)α表示用α射线照射时形成产物χ的产额； G法定单位 mol/J。
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
（3）应用辐射化学的研究 ① 脉冲辐解及低温技术研究辐射化学机理；
② 辐射增敏剂实体肿瘤中含有10～50％对射线敏感性低的乏氧
细胞（hypoxic cells）,这些细胞对射线有抗拒作用，从而影响肿瘤放疗的疗效。
辐射§化2学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
辐射§化2学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
如1MeV的电子在气体中损失它的全部能量，可产生～3×104离子和6×104的激发分子。而光化学过程是一次性的，即光子通过一次相互作用把它的能量全部给予被激发的分子而光子本身消失。
辐射§化2学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
核技术应用-辐射化学及其应用
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在我们的后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚的工人总是说工具不好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎能克服任何恐惧。因为，请记住，除了在脑海中，恐惧无处藏身。-- 戴尔．卡耐基。

核能、核技术利用与环境保护PPT课件

一、核能与核技术利用现状

放射源的应用始于1901年，不过，直到1940年的近40年的时间内，主要局限于镭源的医疗应用。40年代后，密封源的种类以及数量不断增长，应用领域也迅速拓宽。时至今日，放射源已广泛地应用于医疗、研究、工农业以及一些消费品中。除了在工业射线照相和一些辐照器中使用的组合源的体积较大外（还有一些特殊的应用，如避雷针），大多数放射源的尺寸都很小。通常用作辐照器的密封源含有60Co和137Cs、中子源含有241Am等。密封源的应用行业和企业包括：核设施、辐照中心、科研院校、医疗机构、地质和煤田勘探与开采、石油开采与炼油、公路与桥梁建设、机械制造与安装、建材（尤其是水泥厂）、纺织、卷烟、造船、电力、制药、育种、造纸、冶金、仪表和钟表制造、电影制片、木材、塑料、面粉、饲料加工、电缆、荧光灯生产等。
二、核能、核技术利用与环境保护

甘肃省核与辐射安全局工作职能负责辖区内各类伴有辐射的建设项目、设施的环境日常监督与管理以及物件的申请登记与建档；负责对一切伴有辐射的项目和活动导致的环境影响的日常监测；负责辐射环境水平的常规监测和污染源的监督监测；编制年度辐射环境质量报告书；负责辐射污染事故污染状况监测，辐射环境事故应急响应中的应急监测，参与事故的调查处理，及事故后的环境恢复监督监测，参与解决因辐射污染引起的民事纠纷；负责城市放射性废物库的管理和运行；负责核技术应用设施及辐射项目退役和退役后的监督管理与监测；开展辐射项目环境影响评价；开展辐射环境领域的科研及辐射环境保护的宣传与教育工作等。
二、核能、核技术利用与环境保护

核能与核技术利用的广泛应用，给人类带来巨大利益的同时，也存在巨大的安全隐患和环境问题。1979年美国三哩岛核电站泄露事故、1986年苏联切尔诺贝利核电爆炸事故、 2011年日本福岛核电泄露事故造成了人员伤亡和严重的环境污染，核与辐射安全和环境保护问题引起全球的关注与重视。

核技术利用基础PPT课件

常用的放射性核素有3H、14C、58Co、60Co、 63Ni等
常用β源
6
3.低能光子源
利用发射低能γ射线和X射线的放射性核素，或利用β辐射体与靶物质产生的韧致辐射制成的源统称为低能光子源。
低能光子源主要用于厚度计、密度计、X射线荧光分析仪等仪表。
发射低能光子的放射性核素有55Fe、57Co、 125I、238Pu、241Am、244Cm等。
• 能量分辨率——探测器对相近能量的分辨能力 • 能量响应——辐射剂量（uSv/h）相同，但能量不
同时，仪器读数显示的差异 • 30KeV ～2MeV≤±15%（相对137Cs）
2MeV ～7MeV≤±30%（相对137Cs） • 响应时间——能精确给出粒子到达时间的能力 • 线性响应——探测器给出的信息在一定范围内与
RL 负载电阻
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离子和电子在外加电场中的漂移
离子和电子除了与作热运动的气体分子碰撞而杂乱运动和因空间分布不均匀造成的扩散运动外，还有由于外加电场的作用沿电场方向定向漂移。
这种运动称为“漂移运动”，定向运动的速度为“漂移速度”。它是形成输出信号的基本过程。
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工作气体：
气体探测器的工作介质为气体，工作气体充满电离室内部空间；
4
核技术利用放射源分类
密封源——密封在包壳里或紧密地固结在覆盖层里并呈固体形态的放射性物质。
1.α放射源
α放射源主要用于烟雾报警器、静电消除器、放射性避雷器等离子发生器。常用的α放射性核素有210Po、238Pu、239Pu、 241Am、235U、238U等
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2.β放射源
β放射源主要用于β活度测量、 β能量响应刻度时的参考源和工作源、放射性测厚仪、皮科敷贴器、气相色谱仪的电子捕集器等。

核技术在当今社会的广泛应用PPT课件

• 核粒子：中子、射线、粒子、粒子、正电子、质子、以及加速器出射的其它粒子。
• 相互作用：主要是电磁作用，以及核力作用。 • 核分析方法大量出现、发展和广泛应用起始于上世纪60年
代。加速器和反应堆等大型仪器设备从核物理实验专用设备“解放”出来，有条件用于应用方面的研究。
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3 核分析分类
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放射性示踪法的特点
• 灵敏度高可探测<1 nCi, 10-1410-13 g 化学分析只能达到10-9 g
• 测量简便、易分辨不受非放杂质干扰，活体研究，体外测量
• 提供原子、分子水平的研究手段微观作用机理、动态变化过程
• 合乎生理条件不扰乱体内生理过程的平衡状态
• 能定量定位：组织器官、细胞、亚细胞水平
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核分析与核检测技术
• 定义：核分析方法是利用中子，光子和带电粒子与物质
测和研究物质的成分和结构的方法。
• 分类：活化分析(Activation Analysis) 离子束分析(Ion Beam Analysis) 核效应分析(Nuclear Effect Analysis)
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核分析与核检测技术
• 核分析技术的优点和特点：灵敏度高准确度好，误差小，不破坏样品的宏观结构可多元素同时分析易于自动化和原距离控制
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1 核分析特点
• 在近代科学的发展中，人们十分重视材料的研究和发展。许多材料的重要的物理性能和化学性能与材料中的痕量杂质元素、晶体的缺陷和微观结构有关。人们发展了许多物理的和化学的分析方法，对元素成分、物质结构以及杂质浓度体分布和表面层的形貌特征等进行测量和表征。这些分析方法同样也适用其它领域。
第5章核技术在当今社会的广泛应用

Chapter 2 核技术应用(上)-共享

核技术应用简介（上）核技术应用已经在国防现代化建设、工业、农业、生命科学、材料学、信息科学、环保和医学等方面发挥着重要的作用。

和国外状况相比，我国的核技术应用情况存在着明显的差距和不足。

核技术是一项军民两用的技术，核探测技术，核仪器仪表，核放射源等已广泛地应用于国防建设与科学研究的各个方面。

实际上核技术的许多发展和应用来源于军事需求。

因此发展核技术，实现产业化对国防建设有着重要的意义。

核技术是什么？国家核技术市场规模(2010 估，$亿)市场潜力: 3-4% GDP($亿)工业加速器应用美国3500 (20% 动力,80% 非动力)> 3500-医疗和同位素生产-辐射消毒食物与产品-辐照处理加工材料-无损检测与诊断-污染控制与清除-农林业辐射处理日本1500 (50% 动力,50% 非动力)> 1500中国200 (25% 动力,75% 非动力)（￥1300亿）> 1800-2400（>￥1.2-1.6万亿）核技术应用领域辐照加工：食品辐照、离子注入、高分子辐照改性、辐照灭菌。

医疗：医学检测、放射性药物、放疗。

农业：育种、示踪、灭虫。

检测：无损探伤、安保、反恐。

环保：脱硫脱硝、降解二恶英、污水处理。

一、食品辐照食品安全问题严重。

食品安全已成为人类死亡的首因，每年因为食品安全问题的死亡人数达1500万人全世界收获农产品的1/3在到达消费者之前就因腐败和虫害而损失，我国每年因此导致的损失高达40亿元进出口检疫标准不断提高使食品不受病原微生物及昆虫的破坏、减少化学污染、为人类提供更好的农产品和食品，一直是食品业的一个难题。

食品贮藏和保鲜是重要手段之一。

传统的食品保藏方法，包括加热、冷藏、化学处理等方法存在能耗大、化学药剂和添加剂的残留、污染环境及导致食品品质改变等问题。

电子束辐照的原理是由电子加速器产生的高能电子束射线通过高能脉冲直接作用破坏活体生物细胞内DNA或通过间接作用使水和小分子物质分解，产生-H、-OH等活性自由基，使生物大分子或化学污染物分子发生化学反应，从而改变分子原有的生物学或化学特性，降低其毒害性及致敏性。

核技术应用及进展共58页PPT

谢谢
1能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
核技术应用及进展
6、纪律是自由的第一条件。——黑格尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 ——马卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律，否则一切都会陷入污泥中。 ——马克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天真而不幼稚，勇敢而鲁莽，倔强而有原则，热情而不冲动，乐观而不盲目。 ——马克思

核技术应用及进展(辐射工艺辐射消毒灭菌)课件

1921年,美国出现了利用X 射线杀死肉类中螺旋线虫的专利。
核技术应用及进展(辐射工艺、辐射消毒、灭菌)
6
一、原子辐射研究的历史发展
美国最早于上世纪四十年代开始进行辐射 (照)保藏食品的研究，当时主要是用于军事上。1943年发表了对汉堡包进行辐照杀菌的论文后，美国由此解决了海军食品保存问题。尔后研究遍及美国90多所大学及科研单位。
➢ 单位时间内的剂量当量称为剂量当量率，其单位用rem·s-1或rem·h-1等表示。
核技术应用及进展(辐射工艺、辐射消毒、灭菌)
15
二、食品辐射装置
➢食品的辐射装置包括辐射源、防护设备、输送系统和自动控制与安全系统。
核技术应用及进展(辐射工艺、辐射消毒、灭菌)
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二、食品辐射装置
1. 辐射源
✓食品辐照应用现状及展望
核技术应用及进展(辐射工艺、辐射消毒、灭菌)
3
第一节食品辐射(照)的意义及特点
食品的辐射保藏?
是利用射线照射食品，灭菌、杀虫，
抑制鲜活食品的生命活动，从而达
到防霉、防腐、延长食品货架期目
的的一种食品保藏方法。
核技术应用及进展(辐射工艺、辐射消毒、灭菌)
4
一、原子辐射研究的历史发展
➢辐射源是食品辐射加工的核心部分，它可以分为放射性同位素和电子加速器两大类。
(1) 放射性同位素 60Co辐射源、 137Cs辐射源
(2) 电子加速器
电子射线、X射线
核技术应用及进展(辐射工艺、辐射消毒、灭菌)
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二、食品辐射装置
1. 辐射源
2. (2) 电子加速器电子射线
电子射线射程短，密度大，穿透力差，一般适用于食品表面的照射。如对易腐食品辐射时，选定适当的“加速能”，就可使射线不穿透食品内部，只进行表面杀菌。

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图7-31 单光子发射计算机断层照相机（SPECT）
甲状腺显像核技术应用与辐射9防护
③体外放射免疫分析
放射免疫分析（RIA ，Radio Immune Assay）是六十年代发展起来的一项新的体外超微量分析方法，它综合了放射性核素探测的高度灵敏性和抗原－抗体反应的高度特异性这两大特点，具有灵敏度高、专一性强、准确性和精密度好、样品量少、应用范围广泛、便于标准化与自动化、不会引起对人体的辐射损伤，以及使用简便等突出优点。美国科学家雅罗与柏森于1959年建立并首先成功地应用了 RIA方法，引起临床检验的重大革新，被认为是核医学最重要的成就之一，创始人因此而于1977年获诺贝尔奖。
在放射性药物应用中最前沿的是导向治疗，其以特异单克隆抗体或“受体配基”作为载体，标记上高活度的放射性同位素，引入机体后，单克隆抗体可自动追寻攻击肿瘤细胞，而对正常组织损伤极小。
图7-34 放射性药物碘－131
核技术应用与辐射12防护
（2）放射性胶体治疗（“粒子刀”或种子治疗）
将放射性胶体注射于肿瘤组织内，或注入到因肿瘤转移而引起的胸、腹腔积液的浆膜腔内，这些放射性胶体颗粒可在停留部位对局部进行照射，从而控制或抑制肿瘤的播散和胸、腹水的生长。
核技术应用与辐射1防护
示踪法测定发动机机件磨损量，是在机件内装一个带有放射性的构件。发动机运转中磨损下来的放射性颗粒大部分落入润滑油中，可用核辐射探测仪器测定其放射性活度。因磨损量与油中放射性活度成正比，通过校准曲线可以将测得的放射性活度转换成磨损量。
示踪法检查和研究磨损具有特殊价值：灵敏度高，可测出10-8 g重的磨损量；可以在不停机和不拆卸机器的情况下检查和研究机件磨损；能同时测量几个机件的磨损，从而查明不同因素对磨损的影响；可以进行连续测量。
核技术应用与辐射10防护
图7-32 SN682B型γ免疫计数仪
图7-33 各类RIA药盒
核技术应用与辐射11防护
2．在临床治疗上的应用
放射性核素治疗疾病，是利用它衰变时放出的射线在机体内引起电离作用，破坏病变细胞来达到治疗目的的。
（1）内服治疗
利用放射性药物参与体内代谢，选择性地浓集在某一组织器官中，达到选择性的照射治疗。
核技术应用与辐射2防护
（2）在冶金工业中的应用例1：连续铸钢是炼钢工艺中一项重要技术。但用弧
形连续铸坯轧成的薄板，表面常出现夹杂和气泡，影响薄板质量。将放射性核素45Ca、54Mn、95Zr等示踪剂放入钢水，混入杂质中，然后通过取样、射线照相和测量，发现薄板的气泡主要是内在夹杂引起的，连续铸坯的杂质含量比一般铸锭要少，但集中在内弧一侧，经反复轧制，趋向薄板的表面，随着温度和压力变化，形成气泡。这一结果，为改进工艺，解决薄板夹杂和气泡问题提供了依据。
“第一架望远镜打开了悠悠苍天；第一架显微镜打开了微生物世界；以放射兔疫分析为范例的放射性同位素方法，已经显示出在科学和医学上开辟新前景的势头”
核技术应用与辐射6防护
核医学按其内容分为临床核医学和基础核医学。前者的主要任务是利用核技术诊断和治疗疾病，后者则主要是用核技术来研究疾病。
核技术应用与辐射7防护
9．示踪原子的应用
（1）机械磨损研究无论何种机器，运转过程中都会发生磨损。检查和研
究机器的磨损情况在实践中有重要作用。应用放射性同位素示踪方法，不仅可以测定内燃机机件（如活塞、活塞环、汽缸、曲轴）的磨损、滚动轴承的磨损、机床设备的磨损以及切削刀具的磨损，而且能为耐磨材料和润滑剂的选择、制订机器的合理运行规程、预防事故性磨损提供依据。
核技术应用与辐射3防护
例2：研究合金中不同原子的扩散速度，对使用合金的部门是非常重要的，因为合金中原子相互配置有了改变，合金的性质就要发生变化。放射性同位素示踪技术为我们提供了一种研究扩散速度的有效方法。研究钴在镍基铸造合金中的扩散速度时，可以利用60Co为示踪原子，将它镀在合金表面，放入具有一定温度的真空管内，进行扩散退火。由于扩散作用，60Co跑到金属内部，再通过测定60Co在合金不同深度的活度，即可算出钴原子的扩散速度。
核技术应用与辐射4防护
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7.5 放射性同位素及辐射技术在医学上的应用原子能科学技术的发展也促进了医学的发展。核技术
和医学相结合，形成了一门年轻学科—核医学。
核技术应用与辐射5防护
核医学的特点与作用：
“它不仅为阐明代谢过程、探讨生命活动的物质基础及客观规律提供了灵敏、特异、快速和方便的研究手段，也为临床诊断、治疗及预防医学开辟了新的途径”。
1．在临床诊断方面的应用 ①功能测定应用放射性核素或其标记化合物，可以测定甲状腺、肾、
心、肺和消化系统等的功能，并能进行血液系统检查。例如，甲状腺对127I和放射性碘的代谢完全相同，因此可以用123I、 131I等放射性碘来研究甲状腺的功能。
核技术应用与辐射8防护
②脏器显像选用合适的放射性核素或其标记化合物作示踪剂引入体内，采用扫描技术、闪烁照相技术或发射计算机断层仪，可以观察放射性核素在人体内的分布状况和动态变化，从而诊断脏器是否存在病变及确定病变所在的位置。
（4）γ射线远距离体外照射治疗此方法是利用活度很大的辐射源放射出来的γ射线，
集中照射患病部位进行治疗。远距离体外照射治疗最常见设备为“伽马刀”，但最近的研究发现，使用质子或α粒子可能更为有效，有报道称质子治疗设备已经投入了临床应用。
核技术应用与辐射16防护
伽马刀（Gamma Knife）
图7-35 “粒子刀”设备外观展示
I-125密封籽源核技术应用与辐射13防护
左轮式植入枪核技术应用与辐射14防护
（3）放射源治疗将放射性物质密封在不同形状和大小的源壳内，然后直
接放在体表病变部位进行局部照射，以达到治疗目的。
图7-36 用90Sr－90Y放射源敷贴治疗血管瘤
核技术应用与辐射15防护
伽玛刀是立体定向放射外科（Stereotactic Radio－ surgery）的主要治疗手段，是根据立体几何定向原理，将身体正常组织或病变组织选择性地确定为靶点，使用钴60产生的伽玛射线进行一次性大剂量地聚焦照射，使之产生局灶性的坏死或功能改变而达到治疗疾病的目的。由于放射线在靶区分布的特殊性，周围组织几乎不受影响，其靶区坏死边缘如同刀割，故形象称之为“伽玛刀”。