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同位素的應(yīng)用
一,、同位素概念
在元素周期表中,，一個(gè)元素占一個(gè)位置。但同一位元素的原子并不一樣，有的原子重些,，有的原子輕些,；有的原子很穩(wěn)定，不會(huì)變,，有的原子有放射性,，會(huì)變化，衰變后成了另一種元素的原子,。我們把這些處于同一位的元素但有不同性質(zhì)的原子稱(chēng)為同位 素,。同位素中有的會(huì)放出射線(xiàn)，因此稱(chēng)放射性同位素,。
二,、放射性同位素特性
放射性同位素具有以下三個(gè)特性：
第一，能放出各種不同的射線(xiàn),。有的放出α射線(xiàn)，有的放出β射線(xiàn),，有的放出γ射線(xiàn)或者同時(shí)放出其中的兩種射線(xiàn),。還有中子射線(xiàn)。其中,，α射線(xiàn)是一束α粒子流,，帶正電荷，β射線(xiàn)就是電子流,，帶有負(fù)電荷,。
第二，放出的射線(xiàn)由不同原子核本身決定,。例如鈷－60原子核每次發(fā)生衰變時(shí),，都要放射出三個(gè)粒子：一個(gè)β粒子和兩個(gè)光子，鈷－60最終變成了穩(wěn)定的鎳－60,。
第三,，具有一定的壽命。人們將開(kāi)始存在的放射性同位素的原子核數(shù)目減少到一半時(shí)所需的時(shí)間,，稱(chēng)為半衰期,。例如鈷－60的半衰期大約是5年。
三,、放射性同位素的制備
放射性同位素的制備是同位素與輻射技術(shù)應(yīng)用的物質(zhì)基礎(chǔ),。目前人工放射性同位素制備大體有三種方法：在核反應(yīng)堆中生產(chǎn)，用于制備豐中子同位素,，簡(jiǎn)稱(chēng)堆照同位素,；用帶電粒子加速器制備，多用于貧中子同位素生產(chǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)加速器同位素,；從核燃料后處理料液中分離提取同位素,，這種同位素通常稱(chēng)為裂片同位素。
四,、同位素的應(yīng)用
放射性同位素的應(yīng)用是核能利用的一個(gè)重要方面,。
1. 放射性同位素在工業(yè)上的應(yīng)用
工業(yè)同位素示蹤
放射性同位素的探測(cè)靈敏度高，這是常規(guī)的化學(xué)分析無(wú)法比較的,。利用微量同位素動(dòng)態(tài)追蹤物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是放射性示蹤不可替代的優(yōu)勢(shì),。目前，這一技術(shù)已廣泛用于石油,、化工,、冶金、水利水文等部門(mén),，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益,。
同位素電池
放射性同位素在進(jìn)行核衰變時(shí)釋放的能量，可以用作制造特種電源——同位素電池,。這種電池是目前人類(lèi)進(jìn)行深空探索可用的能源,。空間同位素電池（如钚-238電池）的特點(diǎn)是：不需對(duì)太陽(yáng)定向,，小巧緊湊,，使用壽命長(zhǎng)。
同位素監(jiān)控儀表
放射性同位素放出的射線(xiàn)作為一種信息源可取得工業(yè)過(guò)程中的非電參數(shù)和其他信息,。根據(jù)這一原理制作的各種同位素監(jiān)控儀表,，如料位計(jì)、密度計(jì),、測(cè)厚儀,、核子秤、水分計(jì),、γ射線(xiàn)探傷機(jī)和離子感煙火災(zāi)報(bào)警器等可用來(lái)監(jiān)控生產(chǎn)流程,，實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)，以及探知火情等,。
輻射加工方面
輻射加工是利用電離輻射作為一種先進(jìn)的手段對(duì)物質(zhì)和材料進(jìn)行加工處理的一門(mén)技術(shù),。這種加工方式目前已在交聯(lián)線(xiàn)纜、熱縮材料,、橡膠硫化,、泡沫塑料、表面固化,、中子嬗變摻雜單晶硅,、醫(yī)療用品消毒,、食品輻照保藏以及廢水、廢氣處理等領(lǐng)域取得顯著成效,，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模,。
2. 同位素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
輻射育種
輻射育種，是利用γ射線(xiàn)等射線(xiàn)誘發(fā)作物基因突變,，獲得有價(jià)值的新突變體,，從而育成優(yōu)良品種。我國(guó)輻射突變育種的成就突出育成的新品種占世界總數(shù)的四分之一,。特別是糧,、棉、油等作物的推廣,，取得了顯著的增產(chǎn)效果,。
示蹤技術(shù)
同位素示蹤在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要是從事肥料與農(nóng)藥的效用和機(jī)理、有害物質(zhì)的分解與殘留探測(cè),、畜牧獸醫(yī)研究以及農(nóng)用水利方面檢查測(cè)定堤壩,、水庫(kù)的泄漏等。另外還可以用于生物固氮,、家畜疾病診斷及其妊娠預(yù)測(cè)等方面的研究,。
昆蟲(chóng)輻射不育
昆蟲(chóng)受到電離輻射照射可使昆蟲(chóng)喪失生殖能力，從而降低害蟲(chóng)的數(shù)量,，進(jìn)一步達(dá)到防治甚至源頭去除害蟲(chóng)的目的。昆蟲(chóng)輻射不育是一種先進(jìn)的生物防治方法,，不存在農(nóng)藥的環(huán)境污染問(wèn)題,。國(guó)外使用該技術(shù)在大面積從源頭地中海果蠅以及抑制非洲彩蠅方面取得了重大成果。而我國(guó)用此法對(duì)玉米螟,、小菜蛾,、柑桔大實(shí)蠅等害蟲(chóng)的輻射不育研究，也取得了較好的防治效果,。
食品輻照保藏
食品輻照保藏,，就是利用電離輻射對(duì)食品進(jìn)行照射，以抑制發(fā)芽,、殺蟲(chóng)滅菌,、延長(zhǎng)貨架期和檢疫處理等，從而達(dá)到保存食品的目的,。經(jīng)輻照滅菌的食品是宇航員和特種病人理想的食品,。目前，國(guó)外食品輻照已作為預(yù)防食源性疾病和開(kāi)展國(guó)際農(nóng)產(chǎn)品檢疫的一種有效手段,。
3. 同位素在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用
核醫(yī)學(xué)診斷與癌癥放射性治療
核醫(yī)學(xué)診斷是根據(jù)放射性示蹤原理對(duì)患者進(jìn)行疾病檢查的一種診斷方式,。在臨床上可分為體內(nèi)診斷和體外診斷。體內(nèi)診斷是將放射性藥物引入體內(nèi)，用儀器進(jìn)行臟器顯像或功能測(cè)定,。體外診斷是采用放射免疫分析方法,，在體外對(duì)患者體液中生物活性物質(zhì)進(jìn)行微量分析。我國(guó)每年約有數(shù)千萬(wàn)人次進(jìn)行這種核醫(yī)學(xué)診斷,。
電離輻射具有殺滅癌細(xì)胞的能力,。目前，放射治療是癌癥治療三大有效手段之一,，70%以上癌癥患者都需要采用放射治療,。放射治療可分為外部遠(yuǎn)距離照射、腔內(nèi)后裝近程照射,、間質(zhì)短程照射和內(nèi)介入照射等,。
體內(nèi)放射性藥物治療是近來(lái)頗受醫(yī)學(xué)界關(guān)注的臨床手段。單克隆抗體與放射性核素結(jié)合生成的導(dǎo)向藥物（“生物daodan”）,，可能為惡性腫瘤的內(nèi)照射治療提供一種新的有效途徑,。