核技术在农业中的应用
014第八章 核技术在农业领域中的应用
第八章核技术在农业领域的应用核技术是增加农业产量、提高农产品品质的最有效手段之一，可为农业提供优质良种、控制病虫害、评估肥效、控制农药残余、保持营养品质、延长储存时间、鉴定粮食品质等。
核农学是核技术在农业领域的应用所形成的一门交叉学科，主要涉及辐射诱导育种，昆虫辐射不育，肥、农药、水等的示踪，辐射保鲜，农用核仪器仪表等内容。
中国作为人口大国，解决温饱问题、提高粮食品质、保障人民营养，是农业科技工作的核心，核农学为解决上述核心问题提供有力的科学支撑；无论是新品种的培育，还是土肥管理，以及农产品保鲜等，都离不开核技术。
辐射育种是核农学的重要组成部分，我国在这一应用方面居世界领先地位。
全球通过辐射育种方式培育了2376个品种，我国建立了完整的辐射育种程序，培育了645个，占全球的四分之一以上。
与此同时，创造出两千多份优异突变新种质、新材料，其中相当一部分已被作为原始材料用于新品种选育，为确保我国粮食安全提供了可靠保障。
辐射诱变良种作物每年为中国增产粮食近4.0×109kg、棉花约1.8×108kg、油量7.5×107kg。
今后的发展趋势是扩大应用领域，加强定向诱发突变，提高诱变率和辐射育种基础理论研究。
辐照保藏技术具有节约能源，卫生安全，保持食品原来的色、香、味和改善品质等特点，应用越来越广泛，技术也日趋成熟；昆虫辐射不育技术是现代生物防治虫害的一项新技术，是目前可以灭绝某一虫种的有效手段。
同位素示踪技术能够比较真实地反映某一元素（或化合物）在生物体内的代谢过程或农业环境的物理化学行为，它所具有的优点是目前其它方法不能替代的。
该技术在农业上的应用，解决了农业生产中的土壤、肥料、植物保护、动植物营养代谢等领域的技术关键问题。
它对揭示农牧渔业生产规律，改进传统栽培养殖技术，具有重要作用；最近几十年来发展起来的射线检测技术，其方法简单，检测迅速，特别是可以在不破坏待测样品的状况下进行连续监测，在农业应用中有着特别重要的意义。
核技术在农业领域的应用
核技术在农业领域的应用
核技术在农业领域的应用
一、什么是核技术
核技术是指运用放射性元素和核反应堆，利用原子能来解决社会经济和科学研究问题的一种复杂的技术，其主要应用是放射治疗和放射诊断、放射性核素调查分析、核聚变能等领域。
二、核技术在农业领域的应用
1、土壤分析：利用示踪剂技术，可以快速、准确地确定土壤的养分和植物生长状况，从而指导农作物施肥，改善土壤质量。
2、放射性核素调查分析：可以利用放射性核素测量和分析技术，充分发挥核技术在农业中的作用，可用来检测各种农作物营养元素的含量，从而指导农田施肥，提高作物产量。
3、核技术在生物改造方面的应用：核技术可以用来改造农作物，提高作物抗逆性，增加农作物产量，改善作物品质，减少农业生产投入和改善农民生活水平。
三、核技术在农业领域的优势
1、核技术可以提高农作物的品质，增加农作物产量，减少农业生产投入，从而提高农民的收入和改善民众的生活水平。
2、核技术的使用能够提高农业的生产效率，减少农业生产的投入，从而节约社会资源，降低农业生产成本，提高农作物品质，提高农民收入。
3、核技术的应用能够改善土壤质量，减少水土污染，改善环境
质量，保护生物多样性，改善农田环境，提高资源利用率，实现可持续农业发展。
四、结论
核技术在农业领域的应用具有许多优势，可以提高农作物的品质、增加农作物产量，改善土壤质量，减少水土污染，改善环境质量，保护生物多样性，改善农田环境，提高资源利用率，实现可持续农业发展。
核技术在农业领域的应用
核技术在农业领域的应用引言核技术，指通过利用和研究原子核及其变化特性而应用于各个领域的技术。
在农业领域，核技术的应用已经取得了显著的成果。
本文将介绍核技术在农业领域的应用及其对农业发展的贡献。
核技术在种植业中的应用核辐照技术核辐照技术是一种利用辐射对作物进行杀虫、杀菌和贮藏保鲜的方法。
它通过照射作物或种子，使得该作物或种子的DNA发生突变，从而达到改良作物品质的目的。
核辐照技术可以提高作物的产量和品质，抑制作物疾病的发生，延长作物的保鲜期等。
核示踪技术核示踪技术是一种利用放射性同位素标记物质，通过检测标记物质在作物中的分布和迁移情况，从而研究作物的养分吸收、传输和转化过程。
核示踪技术可以帮助农民了解作物的养分需求，优化施肥方案，提高施肥效率，减少农作物对环境的污染。
核能肥料核能肥料是一种利用放射性同位素标记氮肥或磷肥，通过测定标记同位素在作物体内的分布情况，从而研究作物对肥料的吸收和利用效率。
核能肥料可以帮助农民科学施肥，提高氮肥或磷肥的利用率，减少肥料的浪费和环境污染。
核技术在畜牧业中的应用核素标记技术核素标记技术是一种利用放射性同位素标记饲料或药物，通过测定标记同位素在动物体内的分布和代谢情况，从而研究动物的饲料消化、代谢和药物利用情况。
核素标记技术可以帮助畜牧业者科学饲养动物，优化饲料配方，改善饲料利用效率，提高动物生产性能。
核医学影像技术核医学影像技术是一种利用放射性同位素标记药物，通过检测标记药物在动物体内的分布和代谢情况，从而研究动物的器官功能和疾病诊断。
核医学影像技术可以帮助兽医科学诊断动物疾病，指导治疗措施，提高兽医诊断水平。
核技术在农业环境保护中的应用核能测土仪核能测土仪是一种利用放射性同位素检测土壤中的养分含量和污染物含量的仪器。
它可以帮助农民了解土壤的养分水平，调整土壤施肥方案，减少肥料的过量施用和土壤养分的流失。
此外，核能测土仪还可以检测土壤中的重金属等有害物质，帮助农民进行农产品安全检测。
核电技术在农业领域的应用探索
核电技术在农业领域的应用探索随着人口的不断增加和全球气候变化的影响，农业可持续发展成为一个重要的议题。
为了满足食品的需求、减少对土地和水资源的压力，并降低对环境的损害，农业领域需要寻找新的技术手段。
核电技术作为一种清洁、高效的能源形式，正被越来越多的人认识到它在农业领域的潜力。
本文将探索核电技术在农业领域的应用。
首先，核电技术可以提供稳定的能源供应，以满足农业生产的需求。
现代农业对能源的需求非常大，包括灌溉、农机作业、温室供暖等。
传统的能源形式（如燃煤、燃油）不仅污染环境，而且供应不稳定。
而核电技术可以提供持久稳定的能源供应，确保农业生产的顺利进行。
核电站的建设和运营成本虽然高，但可以获得长期稳定的能源供应，降低农业生产的成本，提高效率。
其次，核电技术可以解决农业水资源短缺的问题。
在干旱缺水地区，农业发展受到了限制。
核电技术的一项应用是海水淡化，可以将咸水转化为淡水，为农业提供水资源。
海水淡化技术虽然存在成本较高的问题，但随着技术的不断进步和成本的降低，这一问题可以得到解决。
利用核电技术进行海水淡化，不仅可以增加农业用水的供应量，同时也可以降低对地下水资源的过度开采，保护环境。
另外，核电技术在农业领域还可以应用于土壤改良和肥料生产。
土壤是农业生产的基础，而且被污染或贫瘠的土壤会影响农作物的产量和质量。
核能可以用于辐射杀虫和杀菌，以灭除土壤中的病虫害和杂草。
此外，核技术还可以用于肥料生产，通过改变肥料的成分或结构，提高其对农作物的营养价值。
利用核能进行土壤改良和肥料生产，不仅可以提高农产品的产量和质量，还可以减少对化学农药和化肥的使用，保护环境和人类健康。
此外，核电技术在农业领域的应用还包括农产品的储存和保鲜。
农产品的储存和保鲜是农业生产过程中重要的环节，对产品的保质期和品质有直接影响。
核技术可以用于食品辐射处理，延长农产品的保鲜期。
辐射处理可以杀灭食品中的微生物，抑制食品腐败，延长食品的货架寿命。
核科学在农业中的应用
核科学在农业中的应用
nuclear agricultural science
• 1896 年,法国科学家贝克勒尔(Becquerel H) 发现了铀的天然放射性,揭开了原子能时代 的序幕. 随后,核辐射的生物学效应立即引起 了科学家们的关注,开始了核技术在生物学 和农业科学中的应用研究……
植物辐射诱变育种
食品的辐照储藏和保鲜
• 从1943 年美国Proctor B E 博士首次利用辐 射来处理汉堡包至今,食品辐照技术的研究 已经有半个多世纪的历史. 食品辐照就是利 用电离辐射的方法,杀死食品中的微生物与 害虫,抑制农产品的代谢过程,减少食品败坏 变质的各种因素,达到延长储藏时间和保鲜 的效果.据IAEA 统计,到1994 年全世界有27 个国家已经建立了用于食品辐照的商业化 装置.
低剂量辐照刺激生物生长
• 经过长期试验人们发现,直接或者间接的致电离辐 射以低剂量照射生物体,可以像激素一样刺激生物 生长发育,即具有“刺激效应”.核辐射刺激生物生 长研究也就是探索这种效应发生的规律,以便加以 应用.在种植业和养殖业采用低剂量核辐射处理播 种前的种子和饲养的幼苗一般都能增产10 %左右, 有很好的经济效益. 低剂量核辐射刺激生物生长是 基于激活生物体内的同工酶,促进新陈代谢,加快生 长发育达到提高抗病能力和增长的目的,所以它的 使用可以节省农药和化肥,具有很好的生态效益.
害虫辐射不育技术
• 人们用一定剂量的电离射线照射害虫的某 一个虫态,破坏它们生殖细胞的遗传物质,使 受辐照害虫与正常害虫交配后形成的合子 致死,使得害虫能够“自灭”,这就是辐射不 育防治害虫技术.最近国内,路大光等人就开 展了昆虫辐射不育技术防治光肩星天牛的 研究，祝增荣等开展了应用辐射不育技术 根治桑给巴尔采采蝇的研究
中子活化分析技术在农业上的应用
中子活化分析技术在农业上的应用
近些年来，许多科学家和农业研究人员发现，中子活化分析技术可以在农业上得到广泛应用。
中子活化分析技术是一种非常有效的核技术，其主要原理是把中子照射到物体上，然后能量就会被转换为另一种物质，并发出放射性示踪物质，从而可以测定和分析物质中的元素含量。
利用中子活化分析技术，能够准确测定农作物中含量各不相同的元素，如磷、氮和钾等，从而更好地掌握农作物的成长情况，进而提出有针对性的施肥等农业技术管理措施。
此外，中子活化分析技术还可以应用在农业土壤研究中，对土壤中的元素进行测定，分析土壤中各种养分的含量，能够有效指导施肥，建立合理的肥料施用方案，进而提高生产率。
此外，中子活化分析技术也可以应用在废水污染研究方面，能够准确地分析废水中的污染物，及时发现问题，制定有效的污染治理技术，从而有效降低农作物对污染的不良影响。
中子活化分析技术的应用还可以扩展到食品安全检测领域，可以检测出食品中的有毒元素，如重金属和有机污染物等，为消费者提供安全的食品。
总之，中子活化分析技术的应用可以为农业生产、食品安全提供良好的保障，它对改善农业效益和食品安全，有很大的帮助。
要想发挥中子活化分析技术在农业上的最大功效，必须加强对技术应用的研究，推广和使用中子活化分析技术，提高技术应用水平，
加快技术研发进度，为建设农业强国做出积极贡献。
核技术调查报告
核技术调查报告核技术调查报告随着科技的不断发展，核技术已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
核技术在医疗、能源、农业等领域都发挥着重要作用。
为了更好地了解核技术的应用和发展现状，我们进行了一项核技术调查。
本报告将对核技术的应用领域、优势和挑战进行探讨。
一、核技术在医疗领域的应用核技术在医疗领域发挥着重要作用。
例如，放射性同位素可以用于诊断和治疗疾病。
核医学技术通过注射放射性同位素，可以追踪和检测人体内部的疾病情况，提供更准确的诊断结果。
此外，放射治疗也是一种常见的癌症治疗方法。
通过运用核技术，医生可以精确地照射肿瘤细胞，最大程度地减少对健康组织的损害。
二、核技术在能源领域的应用核技术在能源领域也发挥着重要作用。
核能是一种清洁、高效的能源形式。
核反应堆中的核裂变反应可以产生大量的能量，用于发电。
相比传统的化石燃料发电方式，核能发电不会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境污染较小。
此外，核能的能源密度高，可以提供持续稳定的电力供应。
然而，核能发展也面临着一些挑战。
核能的安全问题是公众关注的焦点之一。
核反应堆的安全性是保障核能发展的关键。
事故如切尔诺贝利核电站事故和福岛核事故给人们留下了深刻的印象。
因此，确保核能的安全运营和处理核废料的问题是亟待解决的。
三、核技术在农业领域的应用核技术在农业领域也发挥着重要作用。
核技术可以用于改良农作物品种，提高农作物的产量和抗病能力。
通过辐射诱变，科学家可以改变植物的遗传特性，培育出更适应环境的新品种。
此外，核技术还可以用于检测食品中的放射性物质，确保食品的安全。
然而，核技术在农业领域的应用也存在一些争议。
一些人担心辐射会对农产品的质量和人体健康产生负面影响。
因此，加强对辐射剂量的监测和控制，以及加强对农产品的质量检测是保障农业核技术应用的重要措施。
综上所述，核技术在医疗、能源和农业领域都有着重要的应用。
核技术的发展带来了许多优势，但也面临着一些挑战。
为了更好地推动核技术的发展，我们应加强对核技术的研究和监管，确保其安全和可持续发展。
核技术应用
核技术应用核技术是指利用核反应进行能量转换或产生放射性同位素的一种技术。
它在许多领域都有广泛的应用，包括能源、医疗、农业和环境保护等方面。
本文将分别介绍核技术在这些领域的具体应用，并探讨其对社会发展的影响。
一、能源方面核技术在能源领域的应用主要集中在核能发电方面。
核能发电的核心是核裂变反应，通过控制和利用核反应堆中大量的裂变链式反应产生的热能，进而产生高温高压的蒸汽，推动涡轮发电机转动，最终转化为电能输出。
核能发电的优势在于燃料资源丰富，能够提供持续稳定的电力供应，并且减少了对传统化石能源的依赖。
二、医疗方面核技术在医疗领域的应用主要包括核医学、辐射治疗和放射性同位素的应用。
核医学利用放射性同位素的放射性来进行医学检查和诊断，如放射性同位素心肌灌注显像、骨扫描等。
此外，核技术还可以用于辐射治疗，即利用放射线对肿瘤进行治疗。
核技术在医疗方面的应用不仅提高了医学诊断和治疗的准确性和效果，也为疾病的早期诊断和治疗提供了重要的手段。
三、农业方面核技术在农业领域的应用主要涉及种子辐照育种、食品辐照、土壤改良和害虫防治等方面。
种子辐照育种利用辐射对种子进行照射，以改变其遗传特性，培育出具有优良性状的新品种。
食品辐照可以有效杀灭细菌、真菌和害虫，延长食品的保鲜期，并提高食品的品质和安全性。
土壤改良则是利用辐射来控制有害微生物，提高土壤质量，增加作物产量。
害虫防治主要是利用辐射来消灭农田中的害虫，减少化学农药的使用。
四、环境保护方面核技术在环境保护领域的应用主要涉及核废料处理、环境监测和污染治理等方面。
核废料处理是指对核能发电过程中产生的废物进行处理和处置，以减少对环境的污染和危害。
环境监测利用核技术对大气、水体和土壤等环境进行监测和评估，以提供科学依据和技术支持。
污染治理则是利用核技术对污染物进行处理和净化，以保护环境和生态系统的健康和可持续发展。
总结起来，核技术作为一种高新技术，在能源、医疗、农业和环境保护等领域都有着重要的应用价值。
核科学百年讲座第八讲核科学技术在农业领域的应用
核科学百年讲座第八讲 核科学技术在农业领域的应用3刘 军 许甫荣 郑春开(北京大学物理学院技术物理系 北京 100871)摘 要 主要介绍核辐射和核示踪技术在农业生产中的应用,简单介绍我国核农业发展情况.核辐射农业应用分小节介绍辐射育种、昆虫辐射不育、食品辐射储藏保鲜与低剂量辐射刺激生物生长几个方面的基本原理、发展历史和它们在农业生产中的应用.核示踪农业应用简单介绍核示踪技术在土壤和肥料科学以及与农业相关的植物学、动物学、生物技术等领域的应用.关键词 核科学,核辐射,核示踪,核农学Nuclear science in the 20th century———nuclear agricultural scienceL IU J un XU Fu 2Rong ZHEN G Chun 2K ai(Depart ment of Technical Physics ,School of Physics ,Peking U niversity ,Beijing 100871,China )Abstract Nuclear science and technology have been successfully applied to many subjects ,nuclear agricul 2ture being one of the most important applications.We present a general review of the applications of nuclear ra 2diation and nuclear tracer techniques in agriculture.The development of nuclear agriculture in China is also re 2viewed briefly.K ey w ords nuclear science ,nuclear radiation ,nuclear tracing ,nuclear agriculture3 国家自然科学基金(批准号:10075070)资助项目2002-11-17收到初稿,2003-01-14修回 通讯联系人.E 2mail :frxu @ 1896年,法国科学家贝克勒尔(Becquerel H )发现了铀的天然放射性,揭开了原子能时代的序幕.随后,核辐射的生物学效应立即引起了科学家们的关注,开始了核技术在生物学和农业科学中的应用研究.原子核科学技术和农业科学技术相互渗透、相互结合在20世纪20年代末形成了一门综合性科学技术.70年代初期,法国和印度的核研究机构分别提出“放射农学”(Radioagronomie )和“核农学科学”(Nuclear Agricultural Sciences )的概念.至此,这门综合科学技术为大众接受.80年代初,我国科技工作者开始将这门学科称为“核农学”,它主要研究核素和核辐射及相关核技术在农业科学和农业生产中的应用及其作用机理.目前就其研究方法和应用机理来说主要分为核辐射和核素示踪应用两大部分.核辐射技术在农业中的应用领域主要有辐射育种、昆虫辐射不育、食品辐射储藏保鲜与低剂量辐射刺激生物生长等.核素示踪技术在农业中的应用领域主要有土壤和肥料科学、植物学、动物学和生物技术等.1 核辐射的农业应用快速运动的带电粒子通过物质时,遇到物质原子中的电子和原子核,会同他们发生碰撞,进行能量的传递和交换,主要结果是使物质原子发生了电离或激发,形成正离子和负离子或激发态原子.带有电荷的核辐射粒子能够直接使原子电离或激发,称为・355・ 32卷(2003年)8期直接致电离粒子.而中性的核辐射粒子,由于没有电荷不能直接使原子发生电离,但可以通过与物质作用产生的次级带电粒子使物质原子发生电离或激发,称为间接致电离粒子,例如中子和γ射线.总之,能够直接或者间接使物质原子电离或激发的核辐射就是电离辐射[1].电离辐射与生物体作用,引起生物体结构和功能的改变.一般认为,电离辐射与生物细胞的作用方式有两种:一种是直接作用,另一种是间接作用.直接作用就是入射粒子或射线直接与生物大分子作用,例如DNA,RNA等,使得这些大分子发生电离或者激发.间接作用就是入射粒子或射线与生物体中的水分子作用,使水分子发生电离或者激发.这些作用最终要表现为一些生物效应.辐射的生物效应可以归为两类:一类是有害的,如抑制生长、降低免疫能力、增加发病率、减弱生命力、不育、畸形以至死亡;另一类是有益的,如生长发育加快、抗病性提高、产量增加与品质改善等.因此,适当地选择辐射源和辐射剂量,采用不同的辐照方法可以使核辐射技术在很多方面有效地被利用.1.1 植物辐射诱变育种培育新的优良品种始终是农业科学研究的一个重点.人们利用X射线、γ射线及中子束等物理因素,与化学试剂结合诱发植物遗传变异,经过培育、选择获得新的品种,这就是辐射诱变育种.能诱发植物诱变的物质称为诱变剂.X射线、γ射线及中子束等物理因素均可作为诱发植物有益突变的有效诱变剂.近年来还出现了如激光、电子束和离子束等新的物理诱变因素.X射线在诱变育种的前期应用较多.γ射线作诱变剂,易于控制辐照条件,育种成效显著,是目前应用最为广泛的诱变剂.其中60Co发射的γ射线用得最多,近年来也开始使用137Cs的γ射线.现在中子的利用也有所发展.由于各种诱变因素的能量、穿透力不同,带电性与物质的相互作用方式不同,诱变效果会有差异.一般地,辐射诱变的诱发突变频率在几万分之几到千分之几之间.各种射线诱发突变发生频率的顺序是:中子束大于X射线,γ射线大于β射线[2].我国应用最多的是γ射线,其次是中子束.辐射育种技术经过几十年的发展,已经成为常规育种技术难以取代的育种手段.1927年,美国昆虫学家Muller H J就发现X射线能诱发果蝇产生多种类型的突变,并认为诱发突变将在植物品种的改良上发挥重要的作用.1928年,植物育种学家Stadler报道了X射线对玉米和大麦有诱变效应,并开始把诱发突变应用于植物育种.1934年,Tollen2 ear D用X射线处理育成了世界上第一个突变烟草品种(Chlorina F1).随着细胞遗传学等方面的发展,辐射诱发突变育种技术得到了更好的理论指导,人们积累了更多对突变体利用的经验,50年代初期,诱变育种有了新的进展.到1958年世界上报道了8个突变品种.从1960年起,由于对辐射诱变规律有了进一步的了解,育种方法逐步成熟.发展中国家也开始把诱变育种研究放在重要的位置.1969年,联合国粮农组织(FAO)/国际原子能机构(IAEA)联合举办了植物诱变育种培训班,出版发行了《突变育种手册》(Manual on Mutation Breeding),这被认为是植物辐射诱变育种从初期基础研究到实际应用转折的标志[2].进入70年代,辐射诱变育种已经成为一种有效的育种手段并得到了迅速发展,而且诱变育种的注意力转向了抗病、优质育种和突变体的杂交利用上.80年代,植物诱变育种与生物技术、加倍单倍体技术、杂种优势育种技术、常规育种方法等相互交叉、渗透和结合,形成了一种综合性育种技术.据IAEA1981年统计,世界各国通过辐射诱发突变在60种植物上育成的品种有518个,而到1993年再统计,全世界利用核辐射诱变育种成的新品种达到了1722个,研究的植物由禾谷类作物为主逐步扩大到豆类、蔬菜、果树、热带和亚热带作物、桑麻类.目前,世界辐射诱变育成品种已经达到了2050个[2].1.2 害虫辐射不育技术害虫防治是农业生产中的又一项重要任务.人们用一定剂量的电离射线照射害虫的某一个虫态,破坏它们生殖细胞的遗传物质,使受辐照害虫与正常害虫交配后形成的合子致死,使得害虫能够“自灭”,这就是辐射不育防治害虫技术.通常,先要人工大量饲养某种害虫,用射线辐照处理使它不育,然后在虫害区大量释放,这样与释放害虫交尾的害虫失去了繁殖后代的能力,经过多次释放就可以达到消灭害虫的目的.X射线、α射线、β射线、γ射线、电子源和快中子都能使昆虫不育,但使用最普遍、最方便的依然是γ射线,其射线源主要是60Co和137Cs.1938年,美国昆虫学家Knipling E F就提出了利用辐射不育技术防治害虫的设想.进入50年代,随着核技术的发展,核反应堆的建立,生产出高比活度的辐射源,昆虫辐射不育防治害虫开始实验研究. 1950年,在Knipling的倡导下,Bushland等在实验室开展辐射诱发螺旋蝇不育研究,并于1952年在萨尼贝尔(Sannibell)岛进行了释放不育虫的生产试・455・物理验,获得了成功,为以后大规模发展奠定了基础[2]. 1954年,Bushland又在库拉可岛上开展了试验,6周后岛上的螺旋蝇被彻底的根除,这就奠定了昆虫辐射不育技术在害虫防治中的无可争议的地位[2].由于螺旋蝇在美国和墨西哥被消灭和对确立昆虫辐射不育的贡献,Knipling和Bushland获得了世界食品大奖.1962年,Proverbs在研究苹果蠹蛾的辐射不育过程中发现,射线不仅能诱发昆虫亲代不育,而且这种不育效果在后代依然存在,即不育雄虫的F1代是部分不育或完全不育.这表明,射线对昆虫产生的效应,通过遗传能够在后代继续发挥作用,这就为利用辐射不育技术防治害虫开创了一条新途径.1969年,Wailker和Pedersew提出部分不育个体超量亚不育,以F1代不育来防治野生种群.辐射遗传不育技术,既能对害虫的亲代起控制或消灭作用,又能对害虫后代继续发挥防治的效能,是辐射不育技术的一个很重要发展.昆虫辐射不育技术防治害虫,是当今生物防虫法中的惟一有可能在大面积内消灭害虫的防治手段.长期使用化学杀虫剂,害虫会产生抗性,因而不能彻底根除.同时,由于杀虫剂可能同时杀害了害虫的天敌,导致害虫一旦再出现可能会比原来发生的程度更严重.再有就是化学杀虫剂一般都污染环境,对人畜有害.辐射不育技术杀虫则可以专一地将害虫大面积的彻底根除,并且对环境没有污染,所以长期来看,有很高的经济效益和社会效益.如美国50年代和70年代先后两次根除了日本冲蝇的羊皮螺旋蝇,墨西哥80年代初消灭了地中海果蝇,每年避免了15亿美元的损失,获益与投资比达到了10:1甚至30:1[2].目前,世界上有三分之二的国家对200多种害虫进行了辐射不育研究,其中有30多种害虫已经进入中间试验或者实际应用阶段,取得了显著效果.最近国内,路大光等人就开展了昆虫辐射不育技术防治光肩星天牛的研究[3],祝增荣等开展了应用辐射不育技术根治桑给巴尔采采蝇的研究[4]. 1.3 低剂量辐照刺激生物生长地球上的生物一刻不停地受到了来自宇宙射线、宇生放射性核素和原生放射性核素三种天然放射性源的照射.这种本底剂量照射是生物生长发育不可缺少的条件之一.经过长期试验人们发现,直接或者间接的致电离辐射以低剂量照射生物体,可以像激素一样刺激生物生长发育,即具有“刺激效应”.核辐射刺激生物生长研究也就是探索这种效应发生的规律,以便加以应用.俄国科学家首先发现了X 射线辐照可以提高燕麦种子的出苗率和发芽势.从50年代起,许多国家开展了低剂量刺激作物的研究工作.有的国家建立了各类辐照田,主要用于低剂量辐照刺激效应的研究和应用,并且在前苏联、加拿大和匈牙利等国得到了较大面积的应用.1958年,我国开始这项技术的研究.1962—1964年,我国又组织了低剂量γ辐照农作物刺激生长联合试验,研究结果表明,播前处理种子可以加速种子的发芽、生长和提高产量.1971年,在第四届和平利用原子能会议上,加拿大学者用30年的研究结果说明了用1—10Gy的辐照对绝大多数作物有刺激作用,能提高作物的出苗率、萌发势,提早开花和成熟,增加产量[2].低剂量核辐射刺激生物生长在农业上有广阔的应用前景和实际应用价值.在种植业和养殖业采用低剂量核辐射处理播种前的种子和饲养的幼苗一般都能增产10%左右,有很好的经济效益.低剂量核辐射刺激生物生长是基于激活生物体内的同工酶,促进新陈代谢,加快生长发育达到提高抗病能力和增长的目的,所以它的使用可以节省农药和化肥,具有很好的生态效益.1.4 食品的辐照储藏和保鲜据联合国粮农组织估计,世界生产的粮食作物,由于质变及虫害,每年损失20%—30%,达百亿美元之多,因而食品的储藏和保鲜历来就为人们所重视.20世纪出现了一系列的现代化贮藏技术.20年代出现了机械冷藏,40年代又出现了气调贮藏.从1943年美国Proctor B E博士首次利用辐射来处理汉堡包至今,食品辐照技术的研究已经有半个多世纪的历史.食品辐照就是利用电离辐射的方法,杀死食品中的微生物与害虫,抑制农产品的代谢过程,减少食品败坏变质的各种因素,达到延长储藏时间和保鲜的效果.辐射储藏食品有许多优点,尤以杀虫彻底、干净卫生及操作方便突出.对于那些已经蛀入果实、粮食和食品内部的害虫,其他方法都不能和辐照相比.辐照食品不需要加任何添加剂,也不会感生放射性,所以没有非食品物质残留,很干净.辐照穿透力强,对于包装好或者已经加工好的食品也可以进行处理,所以操作更方便.1976年前的二十多年时间里,世界各国的研究重点是食品辐照的效果和其卫生安全性,少数国家开展了实用性探索.从70年代末起,食品辐照范围拓宽,并开始建立食品辐照的法规和国际标准,辐照・555・ 32卷(2003年)8期食品进入商业化.世界上第一个批准辐照食品供人食用的是前苏联.1980年,联合国粮农组织、国际原子能机构和世界卫生组织根据长期的毒理学、营养学和微生物学研究资料和辐射化学分析结果得出结论并发表公报:“任何食品当其总体平均吸收剂量不超过10k Gy时,没有毒理学危害,不再要求做毒理学试验,同时在营养学和微生物学上也是安全的.”这一结论得到了世界食品法典委员会(CAC)的认可,从而大大推动了世界各国对辐照食品的研究,加速了辐照食品的批准和商业化进程[2].据IAEA统计,到1994年全世界有27个国家已经建立了用于食品辐照的商业化装置.2 核素示踪技术在农业上的应用同一种元素的质子数相同,中子数可以不同,具有相同质子数不同中子数的两种或多种元素互称同位素.同位素中有的很不稳定,能自发放出肉眼看不见的射线,这样的同位素叫做放射性同位素,又称放射性核素.放射性核素与稳定核素的显著差别就是它具有核辐射的性质.人们用放射性核素制成放射性示踪物,标记要研究的材料,来跟踪发生过程、运行状况或研究物质在系统中的分布,这就是核素示踪技术.核素示踪技术具有灵敏度高、便于射线探测和揭示原子、分子的运动规律等特点,很早就用于农业科学和生命科学的研究.1923年,Hevesy G用天然放射性核素212Pb研究了铅盐在菜豆中的分布和转移.1934年,Hevesy和Hofer利用重水研究金鱼的水分代谢,Schoebermer等人利用稳定核素重氢和重氮(15N)研究了脂肪酸和氨基酸的代谢.这些开创性的工作,展示了核示踪技术的前景,为放射性核素在生物学和农业科学中的应用奠定了基础[2].核素示踪技术已经在农业科学的各个领域广泛应用,其中在土壤肥料研究中的应用开展得最早、最多,经济效益也最为明显.测定土壤的有效肥性可以指导人们科学施肥,对于促进农业生产有重要的现实意义.人们用32P 标记的磷肥样品施入待测土壤中,测量植物吸收的磷含量,再测出标记的32P含量,由于植物从土壤和肥料中吸收的有效磷含量与存在于土壤中的有效磷含量成正比,这样就可以得到植物从土壤中吸收的磷含量,也就可以测定土壤中有效磷的含量.这就是50年代伴随核素示踪技术发展起来的“A”值测定方法.这种方法还可以用来测定土壤中有效氮(15N标记)和许多微量元素的有效含量,成为测定土壤养分有效性的基本方法.在提高肥料利用率的研究中,核素示踪法可以检测肥料损失发生的时间,研究肥料元素在土壤中的转化以及不同施肥方法的有效程度,为科学合理地施肥、充分发挥肥料的肥效提供了科学的信息.例如最近,石岩等人用15N示踪研究了施肥深度对旱地小麦氮素利用及产量的影响[5];潘家荣人等研究了高肥力土壤冬小麦/夏玉米轮作体系中化肥氮的去向[6].核素示踪技术在研究植物生理中的应用为阐明植物营养代谢的基本规律,改进栽培技术,指导农业生产发挥了积极作用.卡尔文(Calvin)等人应用核示踪方法,对光合作用进行研究,发现绿色植物在光合作用中吸收二氧化碳,并把它转换为葡萄糖.卡尔文也因此获得了诺贝尔奖[1].最近,范仲学等人利用同位素示踪研究了夏玉米灌浆期同化产物的运转[7].核示踪技术在研究家禽、家畜的生殖生理、营养代谢及疾病诊断等方面也取得了重要的成就.同位素示踪技术在植物基因工程研究中发挥了极其重要的作用.生物体内各种物质,如DNA、RNA、氨基酸及染色体等都可以用放射性核素标记跟踪.1952年,Harshey和Chase利用含35S-蛋氨酸和32P-磷酸盐的培养基,通过实验,证实了遗传物质是DNA,而不是蛋白质,从而解决了遗传的物质基础问题.1958年,Meselson和Stahl用15N标记DNA,通过实验,证实DNA的半保留复制,解决了遗传机制问题.Nirenberg用14C或3H标记氨基酸解读遗传密码,搞清楚了大部分密码子.利用核素示踪技术,标记生物分子,特别是DNA分子,探明它们的活动过程,这将有利于在人工控制条件下进行分子水平的研究.现代农业必然要向分子水平发展,可见核素示踪是现代农业发展必不可少的工具.3 我国核农业发展现状与成就我国农业上应用核技术是从1956年开始的,至今已经有四十多年的历史.1956年我国制定的第一个“十二年科技发展规划”将原子能和平利用列为五大重点发展项目之一.1960年召开了首届全国原子能农业应用研究工作会议,制定了研究发展规划,并组织和开展协作研究.从此,核技术农业应用在全国迅速发展起来.到1975年,全国通过核辐射诱变在8种作物上育成突变品种81个,推广面积100万公顷,在生产上初见成效.荣获国家发明奖的水稻原丰早、大豆铁丰18号和棉花鲁棉1号诱变品种就是在・655・物理这个时期育成并推广应用的[2].我国植物辐射育种比国外起步晚了三十多年,但是发展较快.到1998年,我国利用核辐射诱变技术,在四十余种植物上选育,推广和应用优质突变新品种达到513个,居世界各国之首[8].种植面积稳定在900万公顷.这些品种在生产上占有重要的位置,社会经济效益十分明显.总的来讲,新品种每年为国家增加粮食30—40亿公斤,棉花1.5—1.8亿公斤,油料0.75亿公斤,创经济效益每年达33.2亿元[8].自60年代以来,我国先后对玉米冥、蚕蛆蝇、小菜蛾和棉螟虫等十多种害虫进行了辐射不育研究,并在一定的范围内进行了释放试验,效果很显著.例如,近年来柑橘大实蝇人工饲养成功,在贵州惠水县试验,柑橘产量由年均23.7万公斤增长到40—50万公斤[8].我国食品辐照加工研究工作始于1958年,到目前为止,农用辐照装置已达七十多座,已经有18种食品批准上市.最近统计,全国辐照食品的商业化总量已达8.6万吨,总产值超过1.5亿元,“九五”期间可达40—45亿元,将向产业化方向发展[8].据近十年的不完全统计,我国应用同位素示踪法,以水田、旱地、草场和林果地为研究对象,阐明营养元素被作物吸收利用,化肥、农药在土壤中的残留损失以及新的施肥技术等研究成果为国家增产粮食19亿公斤,创经济价值28亿元[8].核农业在我国正在发挥重要作用,并将得到进一步的发展.致 谢 感谢中国科学院上海原子核研究所沈文庆院士、中国原子能科学研究院张焕乔院士的指导.参考文献[1]刘洪涛等.人类生存发展和核科学.北京:北京大学出版社,2001[Liu H T et al.Nuclear Science and its Impact on theWorld.Beijing:Peking University Press,2001(in Chinese)] [2]徐冠仁等.核农学导论.北京:原子能出版社,1995[Xu G Ret al.Introduction of Nuclear Agriculture.Beijing:NuclearEnergy Press,1995(in Chinese)][3]路大光等.核农学报,2001,15(5):302[Lu D G et al.Jour2nal of Nuclear Agriculture,2001,15(5):302(in Chinese)] [4]祝增荣等.核农学报,2001,15(3):149[Zhu Z R et al.Jour2nal of Nuclear Agriculture,2001,15(3):149(in Chinese)] [5]石岩等.核农学报,2001,15(3):183[Shi Y et al.Journal ofNuclear Agriculture,2001,15(3):183(in Chinese)][6]潘家荣等.核农学报,2001,15(4):207[Pan J R et al.Jour2nal of Nuclear Agriculture,2001,15(4):207(in Chinese)] [7]范仲学等.核农学报,2001,15(2):121[Fan Z X et al.Jour2nal of Nuclear Agriculture,2001,15(2):121(in Chinese)] [8]温贤芳.核科学与工程,2000,20(3):232[Wen X F.NuclearScience and Engineering,2000,20(3):232(in Chinese)]・物理新闻与动态・将气泡转变成显微注射器(Turning bubbles into microscopic syringes) 荷兰Twente大学的Ohl教授及其研究组在实验上显示了可用声波技术将气泡流转变成一种显微注射器,利用它可将药物或基因等注射到病人身体的各种部位,以达到医学上治疗的目的.藉助于高速显微摄影术,研究者们揭示了如何把一种比人类头发丝还细的气泡流转变成一个类似于注射器的针管,在其中可以输送一百亿分之一加仑的液体.这种亚毫微射流的体积似乎非常的小,但已足够可以将一些大分子(如DNA分子和大多数的药物)作为医学治疗注射入指定的细胞内.他们实验的具体做法是:首先对一个处于室温的水槽进行轻微的脱氧处理,然后在水槽内部产生一层直径为7—55μm大小的气泡;第二步是对水槽内的液体加上一个高强度的超声波使其猛烈地搅动显微气泡,并将它们挤压成针状.这些冲击波同时也会将气泡周围的一些液体挤入气泡,而这些液体高速通过气泡后撞击端部形成一股高速射流,由于这股液体流的速度非常高,因此它极易穿透附近的细胞膜.若把药物或基因材料溶解于液体中,就可以把这股射流作为一支极好的显微注射器.这个实验证实了过去的一个想法,即让声波驱动使气泡发生变形后形成一个微米级的注射器,这将是医疗方面的一项重要技术.为了使注射的药物等能更深地注入活细胞内,研究组又设计了一种技术,他们让缓慢振荡的气泡附着在细胞表面,由声波控制的细胞膜发生变形后更易于被剌穿.(云中客 摘自Nature,8May2003) ・755・ 32卷(2003年)8期。
核技术应用
核技术应用引言核技术是一种高科技，具有广泛的应用前景。
它可以用于医疗、农业、工业以及环保等领域。
本文将介绍核技术的应用领域，探讨其在现代化建设中的作用和影响。
一、核技术在医学领域的应用核技术在医学领域有着重要的应用。
医学上常用的核技术有核磁共振成像技术和放射性同位素技术。
核磁共振成像技术（MRI）是一种非侵入性的影像技术。
它通过磁场和无线电波的作用，利用人体内某些核自旋的磁性特性来制成图像。
这种技术在医学上被广泛应用，可以用于检测和诊断各种疾病，如脑部疾病、肌肉骨骼疾病等。
放射性同位素技术是一种利用放射性同位素的放射性来进行诊断和治疗的技术。
该技术可以用于放射性核素药物制剂的制备、放射性示踪、如正电子发射断层扫描等。
这些技术不仅可以用于治疗癌症和其他疾病，还可以用于进行医学研究。
二、核技术在农业领域的应用核技术在农业领域也有非常广泛的应用。
农业上常用的核技术有辐照技术和同位素示踪技术。
辐照技术是一种利用放射性同位素或高能电子线的辐照来处理农产品的技术。
这种技术可以用于降低农产品中的细菌和病毒、延长保鲜期等。
另外，辐照技术还可以用于改善农产品的品质和增加农产品的营养成分。
同位素示踪技术是一种利用放射性同位素的示踪来进行农业研究的技术。
该技术可以用于研究植物的生长和代谢、土壤的成份以及肥料的动态过程等。
这些研究结果可以为农业生产提供科学依据，推动农业的现代化进程。
三、核技术在工业领域的应用核技术在工业领域也具有广泛的应用。
工业上常用的核技术有同位素示踪技术、放射性测量技术以及核反应技术。
同位素示踪技术在工业上主要用于质量控制和过程控制。
该技术可以用于分析物质的成份和结构，并可以监控物质的流动和转移过程。
放射性测量技术可以用于测量物质的浓度、温度、密度等。
该技术可以用于石油、天然气、核电站等行业的生产过程中的监测和控制。
核反应技术是一种利用核反应产生的能量来进行工业生产的技术。
该技术可以用于电力生产、核燃料制造等行业。
核技术应用-农业
核技术应用-农业引言核技术在农业领域的应用已经成为农业现代化发展的重要组成部分。
核技术在育种、疫病防控和食品安全等方面发挥着重要作用。
本文将介绍核技术在农业中的应用，并分析其带来的好处和潜在的风险。
核技术在育种中的应用辅助选择育种核技术在辅助选择育种中发挥着重要作用。
通过核技术对农作物的遗传物质进行扫描，可以迅速筛选出具有优良基因的个体，从而加速育种进程。
核技术还可以帮助农业科学家了解不同基因对植物生长和产量的影响，为育种工作提供重要信息。
辐射诱变是一种通过辐射来引起基因突变的技术。
核技术在农作物育种中广泛应用这种技术。
辐射诱变可以导致农作物的遗传结构发生变化，从而获得具有新性状和抗病性的品种。
这种方法比传统的育种方法更快速和高效。
核技术在疫病防控中的应用蚊虫控制核技术在蚊虫控制方面有着重要的应用。
通过放射性同位素标记蚊子，科学家可以追踪蚊子的活动范围和传播路径，进一步控制蚊虫的繁殖和传播。
另外，核技术还可以使用辐射杀死蚊虫的卵和幼虫，从而达到控制蚊虫数量的目的。
核技术在疫病诊断方面也发挥着重要作用。
通过核技术对病原体进行标记或检测，可以更快速和准确地诊断出疫病。
这有助于及早采取措施防控疫病的传播和蔓延。
核技术在食品安全中的应用食品辐照核技术在食品辐照方面有着广泛应用。
通过辐照可以杀死食品中的细菌、寄生虫和昆虫的卵，延长食品的保质期。
同时，辐照还可以防止食品腐烂和变质，保持食品的质量和口感。
这对于食品安全和国际贸易起到了重要作用。
核技术在食品追溯方面也发挥着重要作用。
通过核技术对食品进行同位素示踪，可以追踪食品的来源和流向，确保食品的安全性。
这有助于消费者了解食品的生产过程，并对食品安全问题有更多的信心。
风险与挑战尽管核技术在农业领域的应用带来了许多好处，但也存在一些风险和挑战。
首先，核技术使用不当可能造成环境和健康问题。
其次，核技术在农业中的应用需要高度的技术和专业知识，对农业从业者的要求也很高。
核技术在中国农业领域的应用
术。
中农业国科学院将核技应用完全纳入农业研究中国中拥有世界19%的人口，但只有7%耕的可地面积，所面临的长资的时养活不日裕人难题是如何在保护自然源同断增和益富的口。
十在里过去的几年，来中的家越越地作产国农业科学多在物生术术中使用技和核同位素技。
子通过与国际原能机构（IAEA ）和联（农合国粮组织FAO ），洲合作他们正在帮助亚及其他地区的专家术。
物品利用辐射诱变技培育作新种在许多国家，学是独立于研机之核农研究在国家农业科构外的机构进的核能行，术中核技应用入中但国将纳国农业科学院（CAAS ）作和省级农业科学院的研究工中。
这样做的好处是可以确保核农学术。
技在农业中的快速应用定育成并审1000个物突变新多植品种二大小国第推广品中目前麦种鲁原502国农科是中业学院作物东子科学研所山业科学研院原究与省农究能利用研究所合作，利用术。
长成空间诱变育种技育的作物科学研究所副所刘录祥研究员，说鲁原502对了高的单产比区试照品种提11%，、水旱性抗节耐倒病强性和抗性更。
累积种过其植面积已超360万顷公，几乎和瑞一大。
，来士样刘祥这们近年育的录说是他成11、、个耐盐抗旱、小一。
高产优质麦突变新品种之粮联合国农组织/子术国际原能机构核技粮农应用联合司（FAO/IAEA ）长植物遗传育种科科Sobhana Sivasankar ，说中国过通与IAEA 和FAO 密切合作的，的在过去60里多年，经育成已并了审定1000植物变多个突新品种，一数量目占这前FAO/IAEA 球全一。
突变品种据库育成数中列出的突变品种的四分之多她补充说，CAAS 择物作科学研究所建立的新的突变诱导和高通量突变选方法一。
究员个典范是世界各地研人的子该使面拟高能研究所用地模重离束、伽射线玛宇宙和射线以来，小、、米化学诱剂诱种作物的变包及变等导各突括麦水稻玉、大菜豆和蔬等。
“术心的核技育种是我们工作核，已全面用于植物，。
新品种的选育以促进保障粮食安全”。
第八章 核技术在农业领域中的应用
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基因突变（Gene mutation）
基因突变通常可引起一定的表型变化，对生物可能产生4 种后果： ①致死性； ②丧失某些功能； ③改变基因型（Genotype）而不改变表现型（Phenotye）； ④发生了有利于物种生存的结果，使生物进化，这正是诱变 育种的基础。
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1、DNA分子结构变化
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电离辐射引起DNA损伤的类型
碱基的电离效应
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基因突变（Gene mutation）
碱基对的增添、缺失或改变，引起的基因结构的变化 a）点突变（Point mutation）指DNA上单一碱基的变异。 核辐射影响下，如果碱基的结构发生变化，则可能产生不正 常的配对关系，这种不正常的配对通常分为转换和颠换两种 方式。嘌呤替代嘌呤（如A与G之间的相互替代）、嘧啶替代 嘧啶（如C与T之间的替代）称为转换（Transition）；嘌呤 变嘧啶或嘧啶变嘌呤则称为颠换（Transvertion）。
核技术应用概论——核技术在农业领域中的应用 6
核技术在农业领域中的应用
核技术在农业领域中的应用
1.核辐射育种：通过利用放射性物质对作物进行辐射处理，以诱发基因突变，从而获得新品种。
这种方法已经成功地应用于许多作物的育种中，例如小麦、水稻和玉米等。
2. 核技术在土壤肥料研究中的应用：通过使用核技术的方法，可以研究土壤中的营养物质和微生物，以更好地了解植物需要的养分和如何最大限度地提高土壤肥力。
3. 核技术在植物保护中的应用：通过使用放射性同位素标记技术，可以研究害虫和病原体的传播和生物学特性，以便开发更有效的植物保护方法。
4. 核技术在农产品质量检测中的应用：使用同位素标记技术可以检测农产品中的残留农药和重金属等有害物质，以保证食品安全。
5. 核技术在水资源管理中的应用：使用放射性同位素技术可以追踪水的流动和地下水的补给，以更好地管理水资源。
总的来说，核技术在农业领域中的应用可以提高农业生产效率，改善农产品质量，保护环境并确保食品安全。
- 1 -。
核能技术的发展与应用前景
核能技术的发展与应用前景核能技术是一种高效、可靠、清洁的能源，被广泛应用于电力、医疗、工业、农业等领域。
随着科技的不断进步，核能技术的研究和应用也日益深入。
在未来的发展中，核能技术将有着广阔的应用前景。
一、核能技术的历史和发展核能技术的历史可以追溯到20世纪30年代，当时物理学家们首次研究了原子核的结构和性质。
1942年，美国物理学家费米实现了自控核聚变反应，从而创造了第一颗原子弹。
此后，核能技术逐渐成熟，被广泛应用于工业、医疗、科研等领域。
二、核能技术的应用领域1、电力领域核能技术被广泛应用于电力领域。
核电站利用核反应产生的热能来驱动蒸汽轮机，发电量可持续稳定，且对环境污染较小。
目前，全球有54个国家拥有核电站，占总用电量的11%。
2、医疗领域核能技术也被广泛应用于医疗领域。
核医学技术可以通过注射放射性药物等手段来观察人体内部器官和组织的代谢和功能，并作出相应的诊断和治疗方案。
目前，核医学技术已经成为医疗领域中不可或缺的一部分。
3、工业领域核能技术在工业领域也有着广泛的应用。
例如，可以使用放射性同位素对材料的强度、密度、粘性等性质进行测试；可以使用放射性材料延长食品的保质期；可以使用放射性元素进行污染控制等等。
4、农业领域核能技术在农业领域也有着广泛的应用。
例如，可以使用放射性元素对农作物的生长和发育进行研究；可以使用放射性材料测定与农作物有关的各种生理和生化物质；可以使用放射性元素对肥料和农药等农产品进行质量检验等等。
三、核能技术未来的发展前景随着科技的不断进步，核能技术也在不断发展。
未来，核能技术将继续发挥着重要的作用。
1、核电站的建设将继续扩大未来10年，全球至少有10个国家计划新建核电站，增加核电产能5000万千瓦。
核电站的建设将加速解决全球的能源供需矛盾，缓解能源危机。
2、核技术将越来越广泛地应用于医疗领域随着医学的不断发展，核医学技术将越来越广泛地应用于诊断和治疗。
未来，单光子发射计算机断层扫描技术和正电子发射断层扫描技术将继续发展并得到广泛应用。
核技术在农业领域中的应用
科技资讯2016 NO.20SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION农业与生态环境65科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 20世纪50年代起,核技术作为一门新兴的以核科学为基础的现代技术,引起了我国的关注。
1956年,我国推出了第一个12年科学发展规划,和平利用原子能便是其中项目之一。
按照利用核技术的方式的不同,核技术应用可以分为动力核技术应用和非动力核技术应用,其中非动力核技术应用特指核反应效应的应用[1]。
随着核科学技术在我国的发展,其在工业、农业、医学等领域中的应用日益广泛,许多交叉学科也相继产生[1]。
核农学便是核技术在农业领域中应用的产物,属于非动力核技术应用。
核农学是一门由核科学、农业科学、数学、物理学等基础学科相互交叉产生的一门综合学科[2],是我国农业科学技术中不可或缺的一部分,主要包括辐射育种技术、辐射储藏和保鲜技术、辐射杀虫技术、同位素示踪和核分析技术等几个方面。
1 核技术在核农学中的应用1.1 辐射育种技术辐射育种技术是利用射线(X射线、紫外线、中子及质子等)处理农作物的种子、植株等,使它们产生变异,再对它们进行挑选,得到优良的可遗传变异,对挑选得到的部分进行进一步培育,以得到新的品种。
利用这种方法可以得到新的作物品种,而且利用辐射育种技术得到的新品种对人体无害。
尽管我国辐射育种技术的起步较国外晚,但是发展迅速,取得了令人瞩目的成就。
据统计,截至2007年3月,我国利用辐射育种技术,已成功地在45种植物的基础上培育出700多个新品种,超过全世界总数的1/4。
不仅带来了之前从未有过的性状,还为国家带来了丰厚的经济效益,培养了一大批高素质专业人才[3]。
樊光辉[4]利用钴源对枸杞进行辐射处理,经过挑选,得到了性状优于“宁杞１号”品种的枸杞,为得到具有更高经济效益的优良枸杞品种奠定了基础;白昌军等[5]以空间射线辐照育种得到的柱花草种子为原料,对其进行培育与选择,得到了适合南方生长的柱花草,为南方畜牧业发展中所涉及问题提供参考。
核防治概念
核防治概念核防治是指利用核技术手段对病虫害进行防治，以保护农作物和森林等自然资源。
核防治作为一种高效的病虫害防治方法，在农业生产、林业保护和自然环境保护方面具有广泛的应用前景。
一、核防治的原理核防治的原理是利用放射性核素或加速器产生的粒子射线照射病虫害，使其失去繁殖能力或死亡，从而达到防治病虫害的目的。
同时，核防治还可以通过改造植物或动物的遗传基因，提高其抗病虫害的能力，进一步减少化学农药的使用量，降低环境污染。
二、核防治的方法1.放射性核素照射放射性核素照射是核防治的常见方法之一。
通过将放射性核素附着在植物或动物上，利用其发射的射线破坏病虫害的细胞结构，使其失去繁殖能力或死亡。
同时，放射性核素照射还可以通过影响植物或动物的基因表达，提高其抗病虫害的能力。
1.加速器产生的粒子射线照射加速器产生的粒子射线照射是另一种核防治方法。
通过利用加速器将带电粒子加速到高能状态，然后将其照射到病虫害上，使其失去繁殖能力或死亡。
与放射性核素照射相比，加速器产生的粒子射线照射具有更高的能量和更好的穿透能力，可以更好地控制病虫害的传播。
1.基因工程基因工程是通过改造植物或动物的遗传基因，提高其抗病虫害的能力的一种方法。
通过将抗病虫害基因导入植物或动物的细胞中，使其表达出抗病虫害的蛋白质，从而减少病虫害的发生和传播。
基因工程不仅可以提高植物或动物的抗病虫害能力，还可以提高其产量和品质。
三、核防治的优势和局限性1.优势核防治具有高效、安全、环保等优势。
由于核防治可以利用核技术手段对病虫害进行精准打击，因此可以达到更好的防治效果。
同时，由于核防治使用的是放射性核素或加速器产生的粒子射线，因此可以避免使用化学农药等化学物质，从而减少对环境和人体的危害。
此外，核防治还可以通过基因工程方法提高植物或动物的抗病虫害能力，进一步减少化学农药的使用量，降低环境污染。
1.局限性尽管核防治具有许多优势，但也存在一些局限性。
首先，核防治的成本较高，需要投入大量的资金和人力物力资源。
核技术的应用与发展
核技术的应用与发展摘要:核技术是建立在核科学基础之上的一门现代技术,因而泛称核科学技术。
核科学技术为现代化科学技术的组成部分,其渊源可以追溯到1896年天然放射性的发现，至今已有100多年的历史。
带电粒子加速器的发现与核反应堆的建造为核科学技术的发展,奠定了雄厚的物质基础。
第二次世界大战期间核科学技术在军事领域的突破体现了核科学技术发展的时代特征,即技术的科学化与科学的技术化。
世界第一颗原子弹的爆炸显示了核能释放的巨大威力,开创了本世纪现代科学技术定向发展的新格局,即动用国家一级的权威,动员全社会的力量，精心规划部署，全面推进核技术的发展和实践。
关键词：核技术领域应用发展趋势一、核技术的前世今生自1895年伦琴发现了X射线，1896年贝克勒尔发现铀的天然放射性，随后居里夫妇发现“钋”和“镭”两种天然放射性核素，以及1899年至1900年α、β和γ射线的发现以来，人类对辐射进行了大量的研究并建立了核科学。
核技术在医学、生物、农业、材料科学等各个领域得到广泛的应用，核技术成为当今世界重要的高科技领域之一。
目前，我国已形成了基本配套的军民两用核动力与核燃料循环科研开发工业体系，具备了自主设计建造中小型核电站的能力和核电站燃料组件的生产能力，核技术(包括核供热、同位素和辐射技术等)在工业、农业、医学军事等多个领域得到广泛应用。
经过几十年的发展，我国在科研、设计、建设和运行等方面积累了许多宝贵经验，培养和造就了一支专业齐全、具有相当实力的科研、开发、设计和工程建设队伍。
我国的核能和平利用产业已经形成了一定的规模，在某些技术领域达到了世界先进水平。
二、核技术的应用（一）核技术在农业中的应用核技术在农业中的应用主要有同位素示踪技术与核辐射技术两个方面。
同位素示踪技术的应用，是直接将作为示踪剂的示踪原子的核素，利用其易于探测的核物理性质和同位素的物理、化学性质相同的原理，建立同位素示踪法和同位素分析法，将该方法作为研究T.具或实验手段，应用于农业科学中.的作物营养生理、土壤肥料、环境保护、植物保护和畜牧兽医等各个方面。
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西北农林科技大学和技术选修课作业
核技术的应用对农业科技进步的影响
摘要：
作为核技术和平利用的重要组成部分核技术农业应用已被公认为农业科技领域的高新技术。
从20世纪50年代后期开始农业核技术广泛应用于诱变育种、农产品辐照加工、农业资源与环境、动物保健以及病虫害防治等领域取得了巨大的成就。
核技术的应用加快了农业科技进步，显著地促进了农业生产的可持续发展。
关键词：核农学；展望
一、核农学进展
1.诱变育种与作物改良
经过40余年的研究与实践.诱变育种已成为核农学中最成熟的领域。
全国有50多个研究所一直从事诱变育种研究.并形成了完善的(全国性)研究协作与学术交流网络。
20世纪60年代初期.育成并推广了第一批突变品种。
截至2001年.通过辐射或辐射与其它技术相结合.中国已在42种植物上育成了625个突变品种约占世界突变品种(系)总数的四分之一。
所涉及的植物包括粮食作物、纤维作物、油料作物、蔬菜、果树、花卉以及其他经济作物。
诱变育种为中国的农业生产，特别是粮食、棉花和油料的生产做出了重要贡献。
种植突变品种年增产粮棉油36-40亿公斤年经济效益约33亿元口在过去的十年中，主要农作物的诱变育种取得了重要成就而且无性繁殖植物、经济作物以及微生物的诱变育种工作日益受到重视。
同时.育种目标也由突出高产转向品质产量并重。
为了获得更高的突变频率、扩大突变谱及提高突变体的选择效率.还对诱变方法技术进行了大量的研究。
相关研究包括辐射敏感性、原始材料、不同诱变剂的效果及复合诱变处理的效果评价等方面。
随着核技术与空间技术的发展，越来越多的新诱变剂(如离子束、电子束、磁化处理以及空间处理)被用于诱变育种实践。
运用离子束注入技术已在水稻、小麦、蔬菜、油料作物以及微生物上获得60多个突变体，其中20多个在生产上推广应用。
利用可返回式卫星和高空气球，深入研究了空间环境对植物和微生物的影响。
利用该技术已在水稻、油菜、红小豆、甜椒、黄瓜、马铃薯、蘑菇上获得了20多个突变体其中包括小麦和水稻不育系.大果甜椒和大粒红小豆等。
2.食品和农产品辐照
经过40多年的实践.我国已经建立了超过50个装源量在10万居里以上的辐照设施，分布在24个省的36个城市，全国有200多个单位从事相关的食品辐照研究。
主要辐照产品包括:大蒜、脱水蔬菜、调味品、香料中草药以及保健食品。
近年来，辐照食品发展迅速2002年辐照食品量达到10万吨。
官方的调查结果显示.公众对辐照食品的接受程度高达70%。
中国已经成为世界上最大的辐照食品生产者之一。
近年来，为了达到辐照食品相关国际法规的要求中国加强了对辐照食品的管理。
1996年颁布了经过修订的辐照食品卫生管理办法。
迄今为止.中国卫生部已颁布了6大类辐照食品的国家卫生标准.共计有18种辐照食品获得批准.包括马铃薯、洋葱、大蒜、米、花生、蘑菇、香肠、苹果、包装鸡、花粉、杏仁、番茄、猪肉、荔枝、柑橘、马铃薯酒和熟肉制品。
此外.也已颁布了有关设施和剂量的一系列
标准。
为促进辐照食品的进一步发展我国组织进行了剂量效应、质量、包装材料、诱变评价、公众接受性及辐照食品经济评价等方面的广泛的研究。
2001年成立了食品辐照咨询磋商专家小组(EGCCFI)。
2002年.辐照产品国家检验与测试中心在北京建立。
此外还进行了在农产品贸易中利用辐照技术作为一种检疫手段的相关研究。
3.核技术在农业资源和环境管理中的应用
在农业资源、环境保护和可持续农业等研究领域，核示踪技术得到了越来越广泛的应用。
现已研发了超过40种示踪核素。
以核示踪技术为基础，我国科学家研究提出了适合不同耕作体系和不同生产地区的综合植物营养和土壤管理系统。
据不完全统计.在过去10年中.这些技术的推广增产了190万吨粮食.带来了28亿元的经济效益。
在植物营养和土壤管理领域的大量研究工作旨在寻找营养元素在植物——土壤系统中吸收、迁移和分布的规律并评价在不同作物和土壤中肥料的效应。
对植物氮需求量的研究结果对确定肥料施用量有指导作用。
应用包括遗传学方法等多种技术手段研究了抗氨菌株的基因结构及其表达机制，进而成功地研发出一种新型的生物肥料业已在盐碱地的示范试验中取得良好的效果。
此外一种具有固氮、生长刺激及抑制病害等多种作用的生物肥料也正在研究中。
多种标记化合物为环境污染的监测提供了高灵敏度的检测手段。
迄今为止已成功合成了80多种农用标记化合物用于研究和生产.包括杀虫剂、杀菌剂、除草剂、代谢中间体和生物制剂等类型。
中子活化分析(NAA)、放射自显影、放射性免疫测定(日}A)以及液体闪烁技术为研究环境污染提供了便利的分析手段。
标记化合物和相关分析测试方法的发展.促进了对环境和农产品中化学残留物的检测研究。
针对农用化合物.尤其是杀虫剂及其残留对生物、土壤和地下水的影响，由重金属、无机物和有机物造成的复合污染也进行了研究。
在上述研究结果的基础上.颁布了一系列旨在保证各种农用化合物合理使用的法规和指南。
4.动物生产与卫生管理
利用核技术方法改进营养管理措施有效提高了家畜生产力，明显改善了动物产品质量。
在动物生理、繁殖能力和疾病诊断的研究中放射性免疫测定(RIA)和酶联免疫吸收剂测定的应用取得了丰硕成果。
RIA技术已成为许多家畜养殖场中测定动物性激素水平的基本技术有关研究显示了翠丸激素和体形、体重及精子活力之间的显著相关性。
RIA还应用于检测兽药的治疗效果诊断生殖紊乱和不育性。
利用放射性碘诊断猪、羊和马的甲状腺紊乱和肾病.其结果非常准确。
在我国近年来生物技术的飞速发展促进了核技术在控制和消除恶性动物疾病方面的应用。
放射性同位素标记和分子技术的结合提供了高灵敏度且快速的诊断方法.以及有效并且安全的疫苗。
RIA试剂盒与尸C日技术也被用于重要病毒性和细菌性疾病的诊断和治疗。
此外.在昆虫生态行为，杀虫剂药物毒理.水生动物的营养代谢、内分泌和疾病控制等方面的研究中，相关的核技术也得到了应用。
5.利用昆虫不育技术治理农业害虫
昆虫不育技术是害虫综合防治系统的重要组成部分。
通过持续释放人工饲养的不育昆虫能够抑制、控制及消除目标害虫。
中国的引丁研究始于20世纪60
年代.目前研究已扩展到20种农业害虫包括亚洲玉米螟、松毛虫和棉铃虫等重要农业害虫。
以下研究的内容包括辐照效应、雄性不育的遗传学和细胞学机制、适合的辐照时期和剂量、人工饲养方法、释放方法和调查等。
对于人工大量饲养、交配行为以及辐照昆虫的竞争力等我国科学家研究了一些实用的技术程序。
在释放实验中研究了辐照昆虫与野生昆虫的适合比率以及对目标昆虫的效应。
在贵州省一个118公顷的柑橘园中连续三年的辐照后柑橘小食蝇的释放实验取得了极好的效果，受害果实率从5%下降到0.1%。
在吉林省的一个孤立的小岛上.释放了超过100万头辐照的玉米螟后.害虫的群体大幅度降低。
相对于将会导致抗药性和环境污染的化学方法，引丁表现了明显的优越性。
我国科学家现已将棉铃虫作为利用引下防治的新目标。
已经建设了笼养系统，就适宜辐照剂量、交配行为、性竞争能力及人工饲养等方面进行了研究。
其结果显示出引丁在棉铃虫的综合防治方面具有极大的潜力。
二、核农学展望
在过去的近半个世纪中所取得的巨大成就，证明了核技术在解决某些重要农业问题方面具有其独特优势。
在作物育种、食品和农产品加工、害虫和病害控制以及资源与环境保护方面都有其不同于其它技术的特点及优势。
可以预见核技术与其他技术相结合，在解决一些威胁国家粮食安全和农业可持续发展的重要问题上将得到日益广泛的应用。
对新技术的渴求与市场的高利润导向将促进核农学的快速发展。
1.基于核技术和生物技术的诱变育
种作为一种遗传操作技术将用于创造优质、高产、抗逆的粮食、油料及经济植物新品种。
进一步研究新型诱变因素(如离子束、同步辐射、零磁空间和空间技术等)及其诱变方法.并结合生物技术扩大突变谱提高选择效率。
2.辐照食品和农产品的产业化步伐大大加快。
在减少农产品的产后损失开发高附加值的农产品方面的应用范围进一步拓展。
进一步研究适于国际贸易中检疫处理的辐照方法。
3.核素示踪及相关技术将在农业资源与环境研究领域(包括高产优质耕作系统、植物营养管理、农业生化与水资源、土壤侵蚀与放射生态等)起到越来越重要的作用。
对更敏感的专用示踪剂的需求将促进新的标记方法和分析方法的研究与应用。
4.进一步改进核素示踪、放射免疫、酶联免疫尸CR技术.并用于开发新型饲料、评价动物营养及疾病诊断，评价家畜对不同饲喂方法的反应。
利用核技术建立某些危险且传播广泛的疾病的诊断方法程序建立更好的作物一动物生产制度。
5.分子方法与昆虫不育技术结合，促进遗传改性分离技术的开发利用。
进一步研究人工饲养技术、适宜辐照技术、遗传不育的机理以及释放技术。
在昆虫不育技术的基础上. 将强调对害虫或检疫性昆虫的综合防治。