核辐射和同位素在工农业中的应用

第7卷　第2期中　专　物　理　教　学V o l16N o14 1999年1月PH YS I CS T EA CH I N G I N TH E SECONDA R Y SPEC I AL IZED SCHOOL Jan11999

核辐射和同位素在工农业中的应用

章树森

(杭州电力学校　310015)

核辐射具有物理穿透、化学和生物作用,是一种重要的民用技术1(核)辐射技术上有节能易加工、环境污染小、投资少、技术难度小而经济效益高的优点1特别适宜于不发达地区使用1现在辐射技术几乎渗透一切领域,成为各行各业的锐利工具和技术革新的焦点1仅就工业和农业中,核辐射的应用就显示出其光辉的前景1

1　辐射技术在工业中的应用

111　辐射加工技术

基于物质受核辐射时发生交联、聚合、接枝固化和降解等辐射化学现象,因而辐射加工具有节省能源、操作方便、产品质量好、完全消除或减少工业污染等优点1已商业化的辐射加工产品比传统方法生产的产品便宜,因此具有极强的竞争能力1

辐射交联处理过的有机分子在高温下不流动,在比熔点高的温度下具有与橡胶类似的特性1如辐射交联聚乙烯电缆在159℃时,保持性能1万小时,在120℃时几乎可无限使用,被广泛用于电气设备,成为产值最大的辐射加工工业1塑料单体甲基丙烯甲脂浸液压入木材微孔再经辐照即聚合成塑化木材,其硬度和抗磨度均比普通木材高2-5倍,保持天然木纹和颜色,着色性好,成为一种理想木材1辐射聚合的聚丙烯胺的分子量大且分布窄,比化学法生产的产品性能优异得多1大庆油田采用我国生产的辐射聚丙烯胺作泥桨处理剂,使每口油井可节省万元,钻速提高30%1难以处

收稿日期:1998212230理的聚四氟乙烯边角废料经辐照可降解为分子量较低的聚四氟乙烯超细粉,这种粉既有良好的分散性又保留原有的耐磨、光滑和耐腐的优点1辐射接枝技术能改进纤维性能,使各种织物和木材等接上永久防水耐磨层1如品质优良的聚酯纤维,因它的不亲水而用途受限,接上亲水基团后,就变成亲水性与棉花相同,又保留聚酯纤维其它特性的较理想纤维1作为磁带、纸张和木板等的涂层,在常温下辐照1-

2秒即可固化1固化速度快,连续进行,固化层均匀且不易老化1

112　产品品质监控和活化测量技术

应用核辐射的穿透性和电离性,已制成了各种检测仪器,如有厚度仪、密度仪和温度仪,可测量塑料薄膜、纸张、胶片、电镀层、钢板的厚度;可对焦炭、土壤中的水份和对棉花、烟草的密度进行监测;料位仪、液位仪可监测各种高炉中各种固体、液体物料的高度,便于生产最佳化1双射线燃煤灰分测量仪对火电站燃煤灰分进行连续监测,使锅炉操作适应煤种变化,减少能量损失,避免灰粉去除系统超载而减少发电,从而延长设备寿命1应用伽玛射线穿透性的无损探伤仪,无需破坏机件、铸件和焊接件,即可检查出其中的裂纹和缺陷1此外还有镅棉花密度自动控制仪,测车胎帘布厚度的铊测厚仪,尿素生产中使用的钴和铯液位计和水泥高炉使用的料位仪等1

中子照射样品,使它活化为放射性元素,再用特定仪器测定样品所含元素,这种方法称活化法,活化法灵敏度高、分析速度快、多元素同时分析,不破坏样品和不污染环境,用途

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核福射和同位系在工农业中的应用第2期

广泛,常用于矿物元素测定和半导体纯度分析1活化火电站热交换器易腐部位,用测出活化处的放射性,推测腐蚀量,从而确定维修期1原子示踪法广泛应用于水文、地质、采矿和环境领域中,用来监测某种气、液和固体的流速、弥散率和扩散范围等1

113　三废辐处理

三废成份日益复杂和难以处理1核辐射为处理三废提供了有力工具1美国、前苏联、日本等均已建成辐射处理铁矿石烧结炉气和燃煤电厂废气处理装置:在废气中添加氨后进行辐射即可除去SO2和NO达80◊-90%,所得产物是硫氨和硝氨混合物,可作肥料1辐照废水使其极复杂的有机磷、聚乙烯分解成微生物、化学或物理方法能处理的物质,并杀死所含细菌、促进固态物凝聚沉淀,沉淀物就是高效肥料,分离后的水可重新使用1仅美国就有40座采用辐照技术的废水处理厂1市政污泥粪便含有丰富的氮磷1经过辐射处理的市政污泥粪便转化成良好的肥料或作动物饲料1美国、德国均建有这方面的处理工厂,变废为宝1估计美国一年的市政污泥含氮磷量,如作肥料价值215亿美元1如作饲料可转换成10亿美元的动物产品1

2　辐射在农业中的应用

211　辐射育种

应用钴-60或铯-137产生的伽玛射线辐照作物,诱发遗传变异从而育出新品种1植物育种技术在改良粮食作物上起至关重要的作用1自印尼第一个用辐照育出新品种以来,世界已辐照育出上千个新品种,有日本西红柿、荷兰洋葱、美国花生、法国大麦和我国的大豆、水稻等1辐射培育良种已成为不可缺少的方法1

212　辐照食品

辐照能抑制活体细胞分裂降低新陈代谢率,杀死细菌和寄生虫1经过辐照的食品不需冷冻即能常温保鲜,保鲜期延长,有的可达数年1如易腐的草莓经辐照可常温保鲜两星期1彻底消毒、杀菌、杀寄生虫,不留任何有毒物质,比化学保鲜防腐更有效安全,成本更低1日本辐照土豆的成本仅占土豆价格的2%-3%1辐射食品技术是本世纪的重要技术成果之一,被称之为梦幻般的奇迹1如今已有40多个国家批准了76种(类)食品可经辐射后投放市场1有土豆、洋葱、谷类、干果、柑桔、药材、肉类和水产类1国外成功地用射线辐照处理中度或重度污染的蛤1这项技术如能消毒引起肝炎流行的毛蚶,价廉物美的毛蚶就能再上居民的餐桌1

213　辐射除虫

世界粮农组织估计全球被昆虫毁坏的粮食可供1亿人食用1辐照能直接杀死谷物、木材、书本和艺术品中各种菌和虫害1应用释放经辐照不育的昆虫,使之与自然界的同类交配,因而不育绝种,从而大面积根除害虫1这种方法投资少、效率高、不用或少用化学除虫剂、不污染环境1墨西哥和埃及在国际原子能机构及联合国粮农组织的帮助下大量释放辐照不育的果蝇进行除虫1墨西哥每年仅花一千万美元就挽救了每年高达五亿美元的损失1而埃及则每年可增收五千万美元1

214　同位素示踪技术

是分析植物生化生理、观察施肥灭虫效果、研究鱼类生活习性等的有力手段1示踪技术在666、1605等十多种农药对植物的影响及作物营养生理、土壤肥料、蚕桑方面的研究均取得了好成绩,成为指导生产的依据1

许多核元素来自核电站裂变产物,秦山和广东大亚湾核电站,大大推动了我国辐射技术的应用1

核辐射技术属于高科技技术,在知识经济时代里起着越来越重要的作用1美、英等先进国核辐射技术产品占工业总产值3%以上1我国也初步形成了应用核辐射的工业体系1核辐射技术正造福于人类1

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