核技術(shù)應(yīng)用發(fā)展及其防護(hù)(省廳培訓(xùn)講稿)

1、2021-12-281核技術(shù)應(yīng)用發(fā)展及其防護(hù)核技術(shù)應(yīng)用發(fā)展及其防護(hù) 陳志陳志 副教授副教授E-mail: 電話及傳真：電話及傳真15209840358中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院2021-12-282 2主要內(nèi)容主要內(nèi)容v 核技術(shù)發(fā)展概述；核技術(shù)發(fā)展概述；v 核技術(shù)的物理基礎(chǔ)與支撐技術(shù)；核技術(shù)的物理基礎(chǔ)與支撐技術(shù)；v 射線和粒子束技術(shù)及其應(yīng)用；射線和粒子束技術(shù)及其應(yīng)用；v 放射性核素技術(shù)及其應(yīng)用；放射性核素技術(shù)及其應(yīng)用；v 核技術(shù)應(yīng)用過程中的防護(hù)；核技術(shù)應(yīng)用過程中的防護(hù)；v 事故案例；事故案例；v 補(bǔ)充事項(xiàng)。補(bǔ)充事項(xiàng)。2021-12

2、-283核技術(shù)發(fā)展概述核技術(shù)發(fā)展概述v核技術(shù)大事記；核技術(shù)大事記；v核技術(shù)的地位；核技術(shù)的地位；v什么是核技術(shù)；什么是核技術(shù)；v 核技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。核技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。2021-12-284l1896年貝可勒爾發(fā)現(xiàn)鈾的放射性質(zhì) l1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線鈾礦石世界上第一張X光照片l1898年居里夫人發(fā)現(xiàn)釙和鐳唯一一位在兩個(gè)不同學(xué)科領(lǐng)域、兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng) 2021-12-285l1923年Hevesy首先用天然放射性212Pb研究鉛鹽在豆科植物內(nèi)的分布和轉(zhuǎn)移。提出“tracer”的概念。l1928 Geiger & Muller 提出測(cè)定電離輻射的方法，蓋革、彌勒發(fā)明了為電離輻射計(jì)數(shù)的蓋革

3、-彌勒計(jì)數(shù)器。豆科植物蓋革計(jì)數(shù)器l1930年勞倫斯制成的第一臺(tái)回旋加速器回旋加速器l1932 Anderson發(fā)現(xiàn)positron(正電子)，J.Chadwick發(fā)現(xiàn)neutron(中子) 。威爾遜云室 2021-12-286l1942年 Enrico Fermi在芝加哥大學(xué)展示第一個(gè)核子反應(yīng)堆（我國(guó)19？）。l1945年 原子彈（我國(guó)1964）。l1934年，約里奧居里和伊麗芙居里第一次得到人工放射性物質(zhì)，Enrico Fermi 利用中子產(chǎn)生放射性同位素。天然放射性同位素只有40幾種，而今人工制造的放射性同位素已達(dá)1000多種。l1938 Hahn等發(fā)現(xiàn)235U核裂變。l1939 Pier

4、re Curie和Fermi發(fā)現(xiàn)鏈?zhǔn)胶朔磻?yīng)。2021-12-2872021-12-2882021-12-2892020世紀(jì)最偉大工程技術(shù)成就世紀(jì)最偉大工程技術(shù)成就 - 20 - 20 項(xiàng)項(xiàng) 美國(guó)工程技術(shù)界評(píng)出2000/10/1119）核技術(shù)2021-12-28102021-12-28112021-12-2812什么是什么是核技術(shù)核技術(shù)？什么是什么是核技術(shù)核技術(shù)？ 核技術(shù)是基于原子核科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、粒子加速與射線產(chǎn)生的原理和方法，利核技術(shù)是基于原子核科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、粒子加速與射線產(chǎn)生的原理和方法，利用射線與物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的物理、化學(xué)或生物效應(yīng)為人類各項(xiàng)事業(yè)服務(wù)的交用射線與物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的物理

5、、化學(xué)或生物效應(yīng)為人類各項(xiàng)事業(yè)服務(wù)的交叉學(xué)科領(lǐng)域。叉學(xué)科領(lǐng)域。核技術(shù)核技術(shù)是核科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用，是當(dāng)代最新的尖端技術(shù)和社會(huì)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一。是核科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用，是當(dāng)代最新的尖端技術(shù)和社會(huì)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一。 -國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)核技術(shù)核技術(shù)是以核物理、輻射物理、放射化學(xué)、輻射化學(xué)和核輻射與物質(zhì)相互作用為是以核物理、輻射物理、放射化學(xué)、輻射化學(xué)和核輻射與物質(zhì)相互作用為基礎(chǔ)，以加速器、反應(yīng)堆、核輻射探測(cè)器和核電子學(xué)為支撐技術(shù)的綜合性很強(qiáng)的基礎(chǔ)，以加速器、反應(yīng)堆、核輻射探測(cè)器和核電子學(xué)為支撐技術(shù)的綜合性很強(qiáng)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。 -羅順忠核技術(shù)應(yīng)用羅順忠核技術(shù)應(yīng)用粒子加

6、速器技術(shù)、核探測(cè)技術(shù)與核電子學(xué)、射線與粒子束技術(shù)、放射性核素等統(tǒng)粒子加速器技術(shù)、核探測(cè)技術(shù)與核電子學(xué)、射線與粒子束技術(shù)、放射性核素等統(tǒng)稱稱核技術(shù)核技術(shù)122021-12-2813研究和應(yīng)用與“核”有關(guān)的技術(shù)核武器、核能源、核動(dòng)力、.軍用核技術(shù)、民用核技術(shù)核武器核變(裂變、聚變) 及生化效應(yīng)核能與核動(dòng)力(核工程)反應(yīng)堆、熱工核技術(shù)(非動(dòng)力核技術(shù))同位素與輻射技術(shù)2021-12-2814 核技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域核技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 軍事軍事科學(xué)研究科學(xué)研究考古考古工業(yè)工業(yè)農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)核醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)環(huán)境環(huán)境核技術(shù)核技術(shù)核技術(shù)診斷與輻照治療核技術(shù)診斷與輻照治療輻射育種、輻射不輻射育種、輻射不育防治蟲害和同位育防治蟲害

7、和同位素示蹤等。素示蹤等。通過測(cè)定碳通過測(cè)定碳-l4的濃度的濃度測(cè)定文物、化石、煤測(cè)定文物、化石、煤炭等的年代。炭等的年代。環(huán)境污染環(huán)境污染治理和分治理和分析檢測(cè)析檢測(cè)我國(guó)的10MeV直線感應(yīng)加速器中國(guó)第一顆原子彈爆炸煙云中國(guó)第一顆原子彈爆炸煙云核物理和核物理和放射化學(xué)放射化學(xué)等基礎(chǔ)研等基礎(chǔ)研究。究。 優(yōu)化的EDTMP結(jié)構(gòu) 2021-12-2815核技術(shù)的物理基礎(chǔ)與支撐技術(shù)核技術(shù)的物理基礎(chǔ)與支撐技術(shù)v射線和粒子束與物質(zhì)的相互作用；射線和粒子束與物質(zhì)的相互作用；v粒子加速器技術(shù)；粒子加速器技術(shù)；v核探測(cè)技術(shù)；核探測(cè)技術(shù)；v其它支撐技術(shù)。其它支撐技術(shù)。2021-12-2816射線和粒子束與物質(zhì)的相

8、互作用射線和粒子束與物質(zhì)的相互作用v 射線和粒子在介質(zhì)中被散射或吸收阻止、其能量射線和粒子在介質(zhì)中被散射或吸收阻止、其能量逐步損失逐步損失；v 物質(zhì)在射線和粒子束的作用下產(chǎn)生電離、激發(fā)、物質(zhì)在射線和粒子束的作用下產(chǎn)生電離、激發(fā)、濺射、次級(jí)射線或次級(jí)粒子發(fā)射等物理效應(yīng)濺射、次級(jí)射線或次級(jí)粒子發(fā)射等物理效應(yīng)；v 這些研究一方面提供了核結(jié)構(gòu)信息這些研究一方面提供了核結(jié)構(gòu)信息,另一方面也為另一方面也為研制核探測(cè)器、防護(hù)輻射危害、以及開展各種核研制核探測(cè)器、防護(hù)輻射危害、以及開展各種核技術(shù)應(yīng)用工作打下了基礎(chǔ)。技術(shù)應(yīng)用工作打下了基礎(chǔ)。2021-12-2817粒子加速器技術(shù)粒子加速器技術(shù) 自自20 世紀(jì)世紀(jì)

9、30 年代初開始年代初開始,倍壓加速器、靜電加速倍壓加速器、靜電加速器、射頻超導(dǎo)直線加速器、回旋加速器等陸續(xù)發(fā)器、射頻超導(dǎo)直線加速器、回旋加速器等陸續(xù)發(fā)展起來。展起來。 加速器技術(shù)在多學(xué)科研究、國(guó)民經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)、國(guó)加速器技術(shù)在多學(xué)科研究、國(guó)民經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)、國(guó)防等方面也得到了日益廣泛的應(yīng)防等方面也得到了日益廣泛的應(yīng)用。用。2021-12-2818核探測(cè)技術(shù)核探測(cè)技術(shù) 核探測(cè)技術(shù)是高能物理及核物理實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)核探測(cè)技術(shù)是高能物理及核物理實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ),也是核技也是核技術(shù)的重要支撐技術(shù)。術(shù)的重要支撐技術(shù)。 通常的核探測(cè)器主要包括通常的核探測(cè)器主要包括氣體探測(cè)器氣體探測(cè)器(利用射線或粒子束在利用射線或粒

10、子束在氣體介質(zhì)中的電離效應(yīng)探測(cè)輻射氣體介質(zhì)中的電離效應(yīng)探測(cè)輻射) 、閃爍體探測(cè)器閃爍體探測(cè)器(利用射利用射線或粒子束在閃爍體中的發(fā)光效應(yīng)進(jìn)行探測(cè)線或粒子束在閃爍體中的發(fā)光效應(yīng)進(jìn)行探測(cè)) 及及半導(dǎo)體探半導(dǎo)體探測(cè)器測(cè)器(利用射線或粒子束在半導(dǎo)體介質(zhì)中產(chǎn)生的電子空穴對(duì)利用射線或粒子束在半導(dǎo)體介質(zhì)中產(chǎn)生的電子空穴對(duì)在電場(chǎng)中的漂移來探測(cè)輻射在電場(chǎng)中的漂移來探測(cè)輻射) 。 諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者丁肇中諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者丁肇中領(lǐng)導(dǎo)研制的領(lǐng)導(dǎo)研制的磁譜儀磁譜儀，使命是，使命是尋找宇宙中的反物質(zhì)和暗物質(zhì)尋找宇宙中的反物質(zhì)和暗物質(zhì),并對(duì)宇宙中各種同位素的相并對(duì)宇宙中各種同位素的相對(duì)豐度和高能量光子進(jìn)行精確的測(cè)量。對(duì)豐

11、度和高能量光子進(jìn)行精確的測(cè)量。2021-12-2819其他支撐技術(shù)其他支撐技術(shù)v 核電子學(xué)；核電子學(xué)；v 輻射源與放射性核素制備技術(shù)；輻射源與放射性核素制備技術(shù)；v 輻射劑量學(xué)和輻射防護(hù)技術(shù)。輻射劑量學(xué)和輻射防護(hù)技術(shù)。2021-12-2820射線和粒子束技術(shù)及其應(yīng)用射線和粒子束技術(shù)及其應(yīng)用v在基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用；在基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用；v在工業(yè)中的應(yīng)用；在工業(yè)中的應(yīng)用；v在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用；在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用；v在農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用。2021-12-2821在基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用在基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用 各種射線和粒子束與物質(zhì)相互作用會(huì)使入射的初級(jí)射線各種射線和粒子束與物質(zhì)相互作用會(huì)使入

12、射的初級(jí)射線和粒子的狀態(tài)或參數(shù)發(fā)生變化和粒子的狀態(tài)或參數(shù)發(fā)生變化,在有些情況下還會(huì)產(chǎn)生次在有些情況下還會(huì)產(chǎn)生次級(jí)射線和次級(jí)粒子。這些變化和次級(jí)發(fā)射在很大程度上級(jí)射線和次級(jí)粒子。這些變化和次級(jí)發(fā)射在很大程度上取決于靶物質(zhì)本身的組成、結(jié)構(gòu)和特性。因此取決于靶物質(zhì)本身的組成、結(jié)構(gòu)和特性。因此,對(duì)于物理對(duì)于物理、化學(xué)、生物、地質(zhì)、考古等學(xué)科所研究的各種實(shí)體與、化學(xué)、生物、地質(zhì)、考古等學(xué)科所研究的各種實(shí)體與物質(zhì)物質(zhì),射線與粒子束技術(shù)亦是有力的分析手段。通常我們射線與粒子束技術(shù)亦是有力的分析手段。通常我們將這類技術(shù)統(tǒng)稱為將這類技術(shù)統(tǒng)稱為核分析技術(shù)核分析技術(shù)。 核分析技術(shù)主要包括核分析技術(shù)主要包括活化分析技

13、術(shù)、離子束分析技術(shù)和活化分析技術(shù)、離子束分析技術(shù)和超精細(xì)相互作用超精細(xì)相互作用核分析技術(shù)三大類。核分析技術(shù)三大類。2021-12-28222021-12-28232021-12-28242021-12-2825KEEMMMMM1022122112212(sin)cos1965年出土，該劍長(zhǎng)期埋于地下年出土，該劍長(zhǎng)期埋于地下,仍光彩奪目仍光彩奪目,非常鋒利。說明在非常鋒利。說明在2500多年前多年前,我國(guó)的冶煉業(yè)我國(guó)的冶煉業(yè)已經(jīng)相當(dāng)發(fā)達(dá)。已經(jīng)相當(dāng)發(fā)達(dá)。 復(fù)旦大學(xué)曾在復(fù)旦大學(xué)曾在80年代利用年代利用PIXE（質(zhì)子（質(zhì)子X熒光熒光分析）方法分析）方法測(cè)試了越王勾踐的佩劍成分，表測(cè)試了越王勾踐的佩劍成

14、分，表明其主要成分為銅和明其主要成分為銅和錫錫，并有少量的鐵和鉛。，并有少量的鐵和鉛。 核分析技術(shù)核分析技術(shù) 離子束分析離子束分析（越王勾踐劍越王勾踐劍） 黃花紋 黑花紋核分析技術(shù)核分析技術(shù) 越王勾踐劍越王勾踐劍 2021-12-2828含砷頭發(fā)含砷頭發(fā)大氣污染大氣污染2021-12-28292021-12-28302021-12-2831在工業(yè)中的應(yīng)用在工業(yè)中的應(yīng)用v 輻射加工；輻射加工；v無損檢測(cè)；無損檢測(cè)；v 工業(yè)核儀表。工業(yè)核儀表。2021-12-2832輻射加工技術(shù)的定義輻射加工技術(shù)的定義 是用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等部門的實(shí)用是用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等部門的實(shí)用技術(shù)。它基于輻射作用下物質(zhì)的技術(shù)。它基

15、于輻射作用下物質(zhì)的物理物理性質(zhì)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)或或生物性質(zhì)生物性質(zhì)發(fā)生暫時(shí)發(fā)生暫時(shí)性或永久性的變化。性或永久性的變化。322021-12-2833v食品保鮮：食品保鮮： g g輻照滅菌輻照滅菌v輻射消毒：輻射消毒： g g輻照滅菌輻照滅菌v輻射育種：輻射育種： g g 輻照導(dǎo)致遺傳基因變異。重離輻照導(dǎo)致遺傳基因變異。重離子輻照子輻照v輻照治療：放射性治療輻照治療：放射性治療v輻照交聯(lián)：輻照活化輻照交聯(lián)：輻照活化v輻照降解：輻照活化輻照降解：輻照活化v電子脫硫、脫硝電子脫硫、脫硝v輻射加固輻射加固34342021-12-28輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮纏繞帶輻射交聯(lián)聚乙烯防水帽2021-12-28

16、35u 射線輻照裝置射線輻照裝置p 采用的最多的是：采用的最多的是： 60Co或137Cs ；p 具有以下特性：具有以下特性：較強(qiáng)的穿透能力；較強(qiáng)的穿透能力；較長(zhǎng)的半衰期；較長(zhǎng)的半衰期；較高的比活度；較高的比活度；生產(chǎn)和運(yùn)輸費(fèi)用低。生產(chǎn)和運(yùn)輸費(fèi)用低。 u 電子束輻照裝置電子束輻照裝置 能量小于或等于能量小于或等于10MeV的電子加速器的任何設(shè)備都沒的電子加速器的任何設(shè)備都沒有感生放射性，各種加速器的主要不同在于電子束的加速有感生放射性，各種加速器的主要不同在于電子束的加速方式和所需高壓的產(chǎn)生方式。方式和所需高壓的產(chǎn)生方式。輻照器的類型輻照器的類型2021-12-2836輻照加工應(yīng)用技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)輻

17、照加工應(yīng)用技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)u 節(jié)能和環(huán)境保護(hù)節(jié)能和環(huán)境保護(hù) ；u 可在常溫，甚致低溫下進(jìn)行加工；可在常溫，甚致低溫下進(jìn)行加工； u 反應(yīng)速率與產(chǎn)量易于控制，產(chǎn)品性能優(yōu)異；反應(yīng)速率與產(chǎn)量易于控制，產(chǎn)品性能優(yōu)異；u 產(chǎn)品純凈，無添加劑和殘留物，這對(duì)生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品純凈，無添加劑和殘留物，這對(duì)生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品尤為重要；產(chǎn)品尤為重要；u 可引發(fā)固態(tài)反應(yīng)，補(bǔ)充常規(guī)方法之不足；可引發(fā)固態(tài)反應(yīng)，補(bǔ)充常規(guī)方法之不足；u 可用快速度加工，提高產(chǎn)量?？捎每焖俣燃庸?，提高產(chǎn)量。 362021-12-2837輻照加工應(yīng)用技術(shù)的缺點(diǎn)輻照加工應(yīng)用技術(shù)的缺點(diǎn)v 一次性投資較高，如工業(yè)電子加速器少則一次性投資較高，如工業(yè)電子加速器少則12

18、百萬元，多則上千萬元不是一般企業(yè)能承受的；百萬元，多則上千萬元不是一般企業(yè)能承受的；v 與常規(guī)方法競(jìng)爭(zhēng)激烈，常規(guī)方法能勝任的加與常規(guī)方法競(jìng)爭(zhēng)激烈，常規(guī)方法能勝任的加工工業(yè)，輻照法很難發(fā)展工工業(yè)，輻照法很難發(fā)展 ； v 多數(shù)人在心理上對(duì)放射性有排斥性，這在目多數(shù)人在心理上對(duì)放射性有排斥性，這在目前或多或少妨礙了核技術(shù)的順利發(fā)展。前或多或少妨礙了核技術(shù)的順利發(fā)展。 372021-12-28382021-12-2839u集裝箱CT2021-12-2840福來爾轎車透視圖福來爾轎車透視圖上圖：水平透視圖；下圖：垂直透視圖上圖：水平透視圖；下圖：垂直透視圖汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)掃描汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)掃描2021-12-

19、2841CT 截面掃描圖截面掃描圖左圖：前輪部位；右圖：后輪部位左圖：前輪部位；右圖：后輪部位從中可以清晰看出前輪部位減震器彈簧、輪胎等的結(jié)構(gòu)截面，后輪部位的備胎、車廂等截面也很清晰。2021-12-28422021-12-28432021-12-2844Fixed Position Truck ScannerMobile Truck and Cargo Scanner2021-12-2845航航空空箱箱的的斷斷層層圖圖像像箱中有3個(gè)塑料瓶子, 里面灌滿了汽油(左瓶)、水(中瓶) 或是一半汽油一半水(右瓶)。從圖中可以清晰看到瓶中不同性質(zhì)液體的灰度明顯不同。此外, 在一盒黃油脂內(nèi)埋藏一塊肥皂,

20、 利用斷層圖像也能輕易分辨出來。圖中兩個(gè)灰度不同的圓分別顯示聚乙烯棒和聚四氟乙烯棒的截面。此圖像充分表明CT 檢測(cè)系確實(shí)具備了物性判別的功能。2021-12-2846安全控制安全控制質(zhì)量控制質(zhì)量控制2021-12-28472021-12-2848X X射線行李包檢查系統(tǒng)射線行李包檢查系統(tǒng)482021-12-2849X X射線行李包檢查系統(tǒng)射線行李包檢查系統(tǒng) 工作原理：工作原理： 一束經(jīng)經(jīng)過準(zhǔn)直器的非常薄的一束經(jīng)經(jīng)過準(zhǔn)直器的非常薄的x x射線束穿過輸送帶上射線束穿過輸送帶上的被檢物品，的被檢物品，X X射線被被檢物品吸收，最后轟擊安裝在通射線被被檢物品吸收，最后轟擊安裝在通道內(nèi)的探測(cè)器。道內(nèi)的探

21、測(cè)器。 探測(cè)器把探測(cè)器把X X射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，這些很弱的電流信號(hào)射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，這些很弱的電流信號(hào)被放大，并送到信號(hào)處理機(jī)箱作進(jìn)一步處理。被放大，并送到信號(hào)處理機(jī)箱作進(jìn)一步處理。 當(dāng)被檢物檢查時(shí)，非常薄的扇形當(dāng)被檢物檢查時(shí)，非常薄的扇形x x射線束一線一線地射線束一線一線地掃過被檢物，相當(dāng)于對(duì)被檢物進(jìn)行切片。圖象采集系統(tǒng)收掃過被檢物，相當(dāng)于對(duì)被檢物進(jìn)行切片。圖象采集系統(tǒng)收集并存儲(chǔ)每一掃描線的圖象信息，而得到了被檢物的整個(gè)集并存儲(chǔ)每一掃描線的圖象信息，而得到了被檢物的整個(gè)圖像信息。圖像信息。4950502021-12-28核技術(shù)應(yīng)用與輻射防護(hù)射線探傷 內(nèi)部缺陷對(duì)于金屬材料與工件，特別是承受高

22、壓、高溫、高速運(yùn)轉(zhuǎn)及易爆的機(jī)件，是極其危險(xiǎn)的隱患。因此，產(chǎn)品質(zhì)量的無損檢驗(yàn)也就有特別重要的意義。YG-192和YG-192C射線探傷機(jī)2021-12-2851射線探傷射線探傷l 利用利用射線對(duì)被檢查的部件內(nèi)部缺陷或結(jié)構(gòu)進(jìn)行射線對(duì)被檢查的部件內(nèi)部缺陷或結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)；探測(cè)；l 多運(yùn)用于被檢查的部件較薄，可以隨時(shí)隨地的開多運(yùn)用于被檢查的部件較薄，可以隨時(shí)隨地的開展工作，保管方便，射線強(qiáng)度調(diào)整快捷，無需像展工作，保管方便，射線強(qiáng)度調(diào)整快捷，無需像放射源那樣隨時(shí)間衰減而更換等優(yōu)點(diǎn)；放射源那樣隨時(shí)間衰減而更換等優(yōu)點(diǎn)；l 射線探傷機(jī)工作時(shí)需要電源，僅適合在固定場(chǎng)射線探傷機(jī)工作時(shí)需要電源，僅適合在固定場(chǎng)所或有

23、電源保障的情況下使用。所或有電源保障的情況下使用。51512021-12-28522021-12-2853工業(yè)核儀表工業(yè)核儀表u 核儀器儀表是指利用放射性物質(zhì)或核儀器儀表是指利用放射性物質(zhì)或X X射線的特性，射線的特性，顯示或測(cè)量被測(cè)物質(zhì)或材料特性的儀器儀表或相應(yīng)顯示或測(cè)量被測(cè)物質(zhì)或材料特性的儀器儀表或相應(yīng)的設(shè)備。的設(shè)備。u 具有快速、準(zhǔn)確、非損壞性、不接觸、可以實(shí)現(xiàn)具有快速、準(zhǔn)確、非損壞性、不接觸、可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)或連續(xù)檢測(cè)等特點(diǎn)。自動(dòng)檢測(cè)或連續(xù)檢測(cè)等特點(diǎn)。u 包括輻射密度計(jì)、料位計(jì)、核子秤、測(cè)厚儀、中包括輻射密度計(jì)、料位計(jì)、核子秤、測(cè)厚儀、中子水分儀等。子水分儀等。532021-12-28

24、54工業(yè)核儀表工業(yè)核儀表u密封放射源儀表密封放射源儀表 凡帶有密封放射源都儀表統(tǒng)稱為密封放射源凡帶有密封放射源都儀表統(tǒng)稱為密封放射源儀表。使用都放射源大多是儀表。使用都放射源大多是、類源，活度一類源，活度一般在般在1071010Bq（毫居里級(jí)或居里級(jí)）水平。（毫居里級(jí)或居里級(jí)）水平。u使用使用X射線工作的儀器儀表射線工作的儀器儀表 關(guān)鍵部件是發(fā)射關(guān)鍵部件是發(fā)射X射線的器件。只有在通電射線的器件。只有在通電開機(jī)時(shí)才有開機(jī)時(shí)才有X輻射。輻射。542021-12-2855核儀器儀表核儀器儀表 按照照射線入射到探測(cè)器前與物質(zhì)發(fā)生按照照射線入射到探測(cè)器前與物質(zhì)發(fā)生相互作用的類型分為相互作用的類型分為3類

25、：類： 透射式輻射儀表透射式輻射儀表 反散射式核儀表反散射式核儀表 核反應(yīng)式核儀表核反應(yīng)式核儀表552021-12-2856透射式輻射儀表透射式輻射儀表工作原理工作原理 透射式輻射儀表的放射源和探測(cè)器分別透射式輻射儀表的放射源和探測(cè)器分別對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)地地安放在被測(cè)物質(zhì)地兩邊，入射射線穿透物質(zhì)時(shí)安放在被測(cè)物質(zhì)地兩邊，入射射線穿透物質(zhì)時(shí)被減弱了，同時(shí)探測(cè)器測(cè)量出出射線的劑量率（被減弱了，同時(shí)探測(cè)器測(cè)量出出射線的劑量率（或計(jì)數(shù)率）。或計(jì)數(shù)率）。562021-12-2857反散射式核儀表反散射式核儀表 反散射式核儀表是利用射線與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生反散射式核儀表是利用射線與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的的反散射反散射的一

26、種核儀表。的一種核儀表。572021-12-2858核反應(yīng)式核儀表核反應(yīng)式核儀表 利用高能中子發(fā)生器把非放射性物利用高能中子發(fā)生器把非放射性物質(zhì)質(zhì)誘發(fā)誘發(fā)成放射性物質(zhì)。成放射性物質(zhì)。 生成的放射性核素能發(fā)射出其能量生成的放射性核素能發(fā)射出其能量可被識(shí)別的可被識(shí)別的特征特征射線射線。 582021-12-2859u用途： 各種料液濃度的在線檢測(cè)和控制。也可通過密度而間接測(cè)定出料液中某種成分的含量、以及兩種物料的本比等。2021-12-2860u 測(cè)量密度時(shí)，測(cè)量密度時(shí)，137137CsCs源發(fā)出源發(fā)出射線進(jìn)入被測(cè)材料，射線進(jìn)入被測(cè)材料，穿過被測(cè)材料的穿過被測(cè)材料的射線被裝在射線被裝在 儀器內(nèi)的探

27、測(cè)器儀器內(nèi)的探測(cè)器(G-(G-M M計(jì)數(shù)管計(jì)數(shù)管) )接收并給出計(jì)數(shù)。接收并給出計(jì)數(shù)。u如果材料的密度較低，穿過材料的如果材料的密度較低，穿過材料的射線就較強(qiáng)，射線就較強(qiáng)，探測(cè)器探測(cè)器 在單位時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)就較高，反之，如果在單位時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)就較高，反之，如果材料的密度較高，高密度材料對(duì)材料的密度較高，高密度材料對(duì)射線的屏蔽較強(qiáng)射線的屏蔽較強(qiáng)，探測(cè)器在單位時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)就較低。，探測(cè)器在單位時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)就較低。60工業(yè)核儀表工業(yè)核儀表-核子密度計(jì)核子密度計(jì)2021-12-2861核子濕度密度儀核子濕度密度儀u 測(cè)量水分時(shí)，中子源發(fā)射的中子進(jìn)入被測(cè)材料，測(cè)量水分時(shí)，中子源發(fā)射的中子進(jìn)入被測(cè)材料，高能

28、中子與被測(cè)材料水分中的氫原子相互作用而高能中子與被測(cè)材料水分中的氫原子相互作用而降低能量成為慢中子，慢中子被儀器內(nèi)的探測(cè)器降低能量成為慢中子，慢中子被儀器內(nèi)的探測(cè)器接收。接收。u 被測(cè)材料含水量大，慢中子數(shù)就多，探測(cè)器的計(jì)被測(cè)材料含水量大，慢中子數(shù)就多，探測(cè)器的計(jì)數(shù)就高，反之就低。然后，微處理機(jī)把接收到的數(shù)就高，反之就低。然后，微處理機(jī)把接收到的計(jì)數(shù)通過數(shù)據(jù)處理，得到被測(cè)材料的水分量。計(jì)數(shù)通過數(shù)據(jù)處理，得到被測(cè)材料的水分量。612021-12-28622021-12-2863使用的放射性核素主要是使用的放射性核素主要是137Cs，活度在，活度在30mCi至至130mCi。2021-12-286

29、4 料位計(jì)常用料位計(jì)常用60Co和和137Cs源，源，活度從活度從10mCi到到1Ci不等。不等。2021-12-28652021-12-2866v放射性同位素射出的射線通過被測(cè)物質(zhì)時(shí)放射性同位素射出的射線通過被測(cè)物質(zhì)時(shí)，局部被吸收或散射。，局部被吸收或散射。v當(dāng)放射源的強(qiáng)度和被測(cè)物質(zhì)不變時(shí)，射線當(dāng)放射源的強(qiáng)度和被測(cè)物質(zhì)不變時(shí)，射線強(qiáng)度的變化僅與被測(cè)物質(zhì)的厚度有關(guān)。強(qiáng)度的變化僅與被測(cè)物質(zhì)的厚度有關(guān)。66工業(yè)核儀表工業(yè)核儀表射線測(cè)厚儀射線測(cè)厚儀2021-12-28672021-12-2868原理： 利用241Am放射源產(chǎn)生的射線直接照射在鍍鋅的薄板上，激發(fā)出鋅和鐵的特征X熒光。X熒光經(jīng)正比計(jì)數(shù)管

30、探測(cè)后得到Zn和Fe的能譜曲線，根據(jù)譜線的峰面積大小求出鋅層的頂部、底部及平均厚度。2021-12-2869美國(guó)EMC公司研制X-RAY在線測(cè)厚儀2021-12-2870測(cè)測(cè) 厚厚 儀儀u 放射性測(cè)厚儀按放射性測(cè)厚儀按輻射方式輻射方式分為分為穿透式（穿透式（透射式）透射式）和和反散射式反散射式兩種；兩種；u 按使用的按使用的放射源的種類放射源的種類，測(cè)厚儀分為：，測(cè)厚儀分為： 射線測(cè)厚儀射線測(cè)厚儀 射線測(cè)厚儀射線測(cè)厚儀 軔軔致輻射測(cè)厚儀致輻射測(cè)厚儀 X X射線熒光測(cè)厚儀射線熒光測(cè)厚儀702021-12-2871測(cè)測(cè) 厚厚 儀儀u 用于監(jiān)測(cè)連續(xù)生產(chǎn)過程中金屬板、薄膜用于監(jiān)測(cè)連續(xù)生產(chǎn)過程中金屬板、

31、薄膜、紙張和鍍層管的厚度；、紙張和鍍層管的厚度；u 測(cè)厚儀常用的放射性同位素有測(cè)厚儀常用的放射性同位素有14C、60Co、85Kr、90Sr等。等。712021-12-287272測(cè)厚儀測(cè)厚儀2021-12-2873用于礦石或礦粉輸送過程中鐵品位的在線連續(xù)檢測(cè)。 用電子對(duì)效應(yīng)測(cè)量鐵礦石(或礦粉)中鐵的品位，不受礦石的顆粒度、密度、疏松度、環(huán)境等外界因素的影響。2021-12-28742021-12-287576v 核測(cè)井技術(shù)是隨著當(dāng)代核技術(shù)的發(fā)展和石油、煤炭、地質(zhì)礦石油、煤炭、地質(zhì)礦產(chǎn)產(chǎn)等對(duì)核測(cè)井技術(shù)發(fā)展的需要而迅速發(fā)展起來的尖端測(cè)井技術(shù)之一。v 隨著人工放射源技術(shù)、傳感器技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、信息

32、處理技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，核測(cè)核測(cè)井技術(shù)目前仍處在飛速發(fā)展之井技術(shù)目前仍處在飛速發(fā)展之中中。工業(yè)核儀表工業(yè)核儀表核測(cè)井核測(cè)井2021-12-2877v射線測(cè)井在煤田地質(zhì)勘探中廣泛應(yīng)用；射線測(cè)井在煤田地質(zhì)勘探中廣泛應(yīng)用；v應(yīng)用放射性同位素應(yīng)用放射性同位素60Co、241Am或或137Cs；v物質(zhì)密度小，吸收物質(zhì)密度小，吸收射線少，而散射射線少，而散射射線射線多。多。77工業(yè)核儀表工業(yè)核儀表射線射線測(cè)井測(cè)井2021-12-2878l散射能譜測(cè)井利用源發(fā)出的射線與物質(zhì)的相互作用引起的射線強(qiáng)度的變化和誘發(fā)的特征能譜加以確定物質(zhì)的成份和含量。l早期只利用康普頓效應(yīng)測(cè)定地層的密度，稱補(bǔ)償密度測(cè)井l同時(shí)利

33、用光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)，測(cè)定地層的巖性和密度，稱巖性密度測(cè)井l巖性密度測(cè)井進(jìn)一步改進(jìn)又發(fā)展為能譜巖性密度測(cè)井2021-12-2879中子測(cè)井中子測(cè)井v 大多使用大多使用AmBe中子源，活度約中子源，活度約n10Bqn1011Bq （屬于（屬于類源）；類源）；v 中子測(cè)井包括中子測(cè)井包括 中子中子測(cè)井和中子中子中子測(cè)井和中子測(cè)井。測(cè)井。792021-12-2880中子測(cè)井中子測(cè)井802021-12-288182822021-12-28在線射線測(cè)厚儀鋁箔生產(chǎn)2021-12-2883離子感煙火災(zāi)探測(cè)器離子感煙火災(zāi)探測(cè)器83煙霧探測(cè)器煙霧探測(cè)器镅镅-241煙霧報(bào)警器煙霧報(bào)警器2021-12-2884離

34、子感煙火災(zāi)探測(cè)器離子感煙火災(zāi)探測(cè)器v主要使用主要使用241Am放射源，含量約幾放射源，含量約幾kBq到到40kBq不等，小于豁免水平。不等，小于豁免水平。v 離于型感煙火災(zāi)探測(cè)器的制造、裝配和拆洗工離于型感煙火災(zāi)探測(cè)器的制造、裝配和拆洗工作屬于作屬于放射工作放射工作。作業(yè)場(chǎng)所應(yīng)配備外照射劑量監(jiān)。作業(yè)場(chǎng)所應(yīng)配備外照射劑量監(jiān)測(cè)和表面污染的監(jiān)測(cè)儀器。測(cè)和表面污染的監(jiān)測(cè)儀器。842021-12-2885靜電消除器靜電消除器v 靜電消除器不斷地放射出的射線能使介質(zhì)靜電消除器不斷地放射出的射線能使介質(zhì)( (空氣空氣) )電離，這樣就在靜電的表面與消除器之間形成了電離，這樣就在靜電的表面與消除器之間形成了通

35、路，使積累的靜電泄漏或中和，從而完成靜電通路，使積累的靜電泄漏或中和，從而完成靜電消除工作。消除工作。v 大多采用大多采用放射源放射源147147Pm(Pm(钷钷p) p) 9090SrSr、9090Y(Y(釔釔Y)Y)、204204TiTi等放射性同位素生產(chǎn)靜電消除器。也有使等放射性同位素生產(chǎn)靜電消除器。也有使用用粒子作為靜電消除器放射源的，雖然它的射程粒子作為靜電消除器放射源的，雖然它的射程短，但發(fā)射的局部能量較高。短，但發(fā)射的局部能量較高。852021-12-2886靜電消除器靜電消除器v 在裝有靜電消除器的區(qū)域工作的人員不會(huì)受在裝有靜電消除器的區(qū)域工作的人員不會(huì)受到有影響的輻射照射，但

36、是維修靜電消除器的到有影響的輻射照射，但是維修靜電消除器的工作人員在短時(shí)間內(nèi)會(huì)接受某一種程度的受照工作人員在短時(shí)間內(nèi)會(huì)接受某一種程度的受照劑量。劑量。v 所以，維修、安裝、保管靜電消除器的人員所以，維修、安裝、保管靜電消除器的人員要佩戴個(gè)人劑量計(jì)，并定期監(jiān)測(cè)和建立個(gè)人劑要佩戴個(gè)人劑量計(jì)，并定期監(jiān)測(cè)和建立個(gè)人劑量檔案。量檔案。862021-12-2887X X熒光分析儀熒光分析儀工作原理：工作原理： 射線照射靶物質(zhì)時(shí)，通過光電相互作用，使射線照射靶物質(zhì)時(shí)，通過光電相互作用，使靶原子受激，退激時(shí)，躍遷能量以特征靶原子受激，退激時(shí)，躍遷能量以特征X X射線形射線形式釋放出來，稱為式釋放出來，稱為X

37、X射線熒光。射線熒光。 不同元素的殼層電子受激發(fā)后，其退激時(shí)，不同元素的殼層電子受激發(fā)后，其退激時(shí)，會(huì)發(fā)射不同能量的特征會(huì)發(fā)射不同能量的特征X X射線，它們與元素所處射線，它們與元素所處的物理和化學(xué)狀況幾乎無關(guān)。的物理和化學(xué)狀況幾乎無關(guān)。872021-12-2888X熒光分析儀熒光分析儀u x x熒光分析儀根據(jù)測(cè)量到特征熒光分析儀根據(jù)測(cè)量到特征X X射線的譜峰的能量射線的譜峰的能量信息即可以判斷元素的種類；而根據(jù)譜峰的強(qiáng)度信息即可以判斷元素的種類；而根據(jù)譜峰的強(qiáng)度就可以分析出各元素的含量。就可以分析出各元素的含量。u 定性分析：不同元素的熒光定性分析：不同元素的熒光x x射線具有各自的特射線具

38、有各自的特定波長(zhǎng)，因此根據(jù)熒光定波長(zhǎng)，因此根據(jù)熒光x x射線的波長(zhǎng)可以確定元素射線的波長(zhǎng)可以確定元素的組成。的組成。u 定量分析：元素的熒光強(qiáng)度和元素的含量相關(guān)。定量分析：元素的熒光強(qiáng)度和元素的含量相關(guān)。882021-12-2889X熒光分析儀熒光分析儀892021-12-2890在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用v 核醫(yī)學(xué)成像；核醫(yī)學(xué)成像；v 腫瘤的放射治療。腫瘤的放射治療。2021-12-28912021-12-2892u醫(yī)學(xué)CT( (MCTMCT) ) X X射線斷層掃描射線斷層掃描( (XCTXCT) ) 核磁共振核磁共振CT(CT(NMR-CTNMR-CT) ) 正電子發(fā)射正電子發(fā)射CT(

39、CT(PETPET) ) 同位素單光子發(fā)射同位素單光子發(fā)射CT(CT(SPECTSPECT) ) 康普頓散射康普頓散射CT(CT(CSTCST) ) 穆斯堡爾效應(yīng)穆斯堡爾效應(yīng)CTCT2021-12-2893 核成象技術(shù)的共同原理：利用與核有關(guān)的物理核成象技術(shù)的共同原理：利用與核有關(guān)的物理量在被測(cè)對(duì)象中的量在被測(cè)對(duì)象中的衰減規(guī)律或分布衰減規(guī)律或分布情況，獲得物體情況，獲得物體內(nèi)部的詳盡信息，通過電子計(jì)算機(jī)對(duì)這些信息作快內(nèi)部的詳盡信息，通過電子計(jì)算機(jī)對(duì)這些信息作快速處理，最終重建被測(cè)物的內(nèi)部圖象。速處理，最終重建被測(cè)物的內(nèi)部圖象。 它們的數(shù)據(jù)獲取部分，從物理原理到具體結(jié)構(gòu)它們的數(shù)據(jù)獲取部分，從物理

40、原理到具體結(jié)構(gòu)均可相距甚遠(yuǎn)；但它們的數(shù)據(jù)處理部分則都基于均可相距甚遠(yuǎn)；但它們的數(shù)據(jù)處理部分則都基于計(jì)算機(jī)信息處理和圖象重建技術(shù)。計(jì)算機(jī)信息處理和圖象重建技術(shù)。2021-12-2894核素掃描機(jī)核素掃描機(jī)2021-12-2895相機(jī)相機(jī)2021-12-2896CT/PET2021-12-2897 98 X X射線射線CTCT機(jī)機(jī) CT的誕生的誕生：v 1914年，俄國(guó)學(xué)者依照運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生模糊的理論，首先提年，俄國(guó)學(xué)者依照運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生模糊的理論，首先提出體層攝影的理論，即用一種特殊裝置，使想觀察的出體層攝影的理論，即用一種特殊裝置，使想觀察的人體某層組織影像較清楚地顯示，而該層組織以外的人體某層組織影像較

41、清楚地顯示，而該層組織以外的則模糊不清，以獲取較大的空間分辨力。則模糊不清，以獲取較大的空間分辨力。v 1930年意大利的年意大利的Vallebona氏開始將體層攝影的有關(guān)氏開始將體層攝影的有關(guān)理論和它的使用方法應(yīng)用于臨床并取得了很好的臨床理論和它的使用方法應(yīng)用于臨床并取得了很好的臨床效果。效果。 99 v 1961年美國(guó)神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)生年美國(guó)神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)生Oldendor提出了電子計(jì)算機(jī)提出了電子計(jì)算機(jī)X線體層技術(shù)的理論。線體層技術(shù)的理論。v 1968年英國(guó)工程師年英國(guó)工程師Hounsfild氏與神經(jīng)放射學(xué)家氏與神經(jīng)放射學(xué)家Ambrose氏共同協(xié)作設(shè)計(jì)，于氏共同協(xié)作設(shè)計(jì)，于1972由英國(guó)由英國(guó)EM

42、I公司成公司成功制造了用于頭部掃描的電子計(jì)算機(jī)功制造了用于頭部掃描的電子計(jì)算機(jī)X線體層裝置。線體層裝置。v 1974年在蒙特利爾年在蒙特利爾(Montreal)召開的第一次國(guó)際專題召開的第一次國(guó)際專題討論會(huì)上正式將這種檢查方法稱作電子計(jì)算機(jī)體層攝討論會(huì)上正式將這種檢查方法稱作電子計(jì)算機(jī)體層攝影影(computer tomography,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱CT)。X X射線射線CTCT機(jī)機(jī) 100 CT=“CT=“投影投影” 101 投影投影 102 投影投影 103 SPECTSPECTv 單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（Single Photon Emission Computed Tom

43、ography,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱SPECT）。）。19791979年研制成功。年研制成功。v SPECT的基本原理，是利用放射性同位素作為的基本原理，是利用放射性同位素作為示蹤劑示蹤劑，將這，將這種示蹤劑注入人體內(nèi)，使該示蹤劑濃聚在被測(cè)臟器上，從而使種示蹤劑注入人體內(nèi)，使該示蹤劑濃聚在被測(cè)臟器上，從而使該臟器成為該臟器成為Y射線源射線源，在體外用繞人體旋轉(zhuǎn)的探測(cè)器記錄臟器，在體外用繞人體旋轉(zhuǎn)的探測(cè)器記錄臟器組織中放射性的分布，探測(cè)器旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度可得到一組數(shù)據(jù)，組織中放射性的分布，探測(cè)器旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度可得到一組數(shù)據(jù)，旋轉(zhuǎn)一周可得到若干組數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以建立一系列旋轉(zhuǎn)一周可得到若干組數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)

44、可以建立一系列斷斷層平面圖像層平面圖像。計(jì)算機(jī)則以。計(jì)算機(jī)則以橫截面的方式橫截面的方式重建成像。重建成像。 104 SPECTSPECT顯像顯像 105 106 SPECTSPECT與與相機(jī)的比較相機(jī)的比較v SPECT包含了包含了相機(jī)的功能，增加了斷層圖像獲取和圖像重相機(jī)的功能，增加了斷層圖像獲取和圖像重建功能。建功能。SPECT與與相機(jī)相比有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)相機(jī)相比有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)SPECT可以得到真正的可以得到真正的三維立體三維立體信息，即由許多二維斷信息，即由許多二維斷層圖像重建而形成三維圖像，而層圖像重建而形成三維圖像，而相機(jī)只能得到相機(jī)只能得到二維重疊二維重疊圖像。圖像。SPECT提供了提供了全

45、定量全定量的分析手段。的分析手段。相機(jī)測(cè)得的放射性相機(jī)測(cè)得的放射性強(qiáng)度是強(qiáng)度是單位面積單位面積的迭加信息；的迭加信息；SPECT可得到可得到單位體積單位體積的的放射性濃度，能反映臟器深度方面的活性差異，這是開放射性濃度，能反映臟器深度方面的活性差異，這是開展定量分析的基本依據(jù)。展定量分析的基本依據(jù)。SPECT改變了臟器深度方面的空間分辨率，而一般改變了臟器深度方面的空間分辨率，而一般相相機(jī)對(duì)表淺部位容易探測(cè)，對(duì)機(jī)對(duì)表淺部位容易探測(cè)，對(duì)臟器深部臟器深部就很困難，深部信就很困難，深部信息重疊在一起，很難分辨。息重疊在一起，很難分辨。 107 SPECTSPECT與與X-CTX-CT比較比較（1 1

46、）X-CTX-CT是透射式成像設(shè)備是透射式成像設(shè)備，射線源在人體外部；，射線源在人體外部；SPECTSPECT是發(fā)射式成像設(shè)備是發(fā)射式成像設(shè)備，射線源在人體內(nèi)部。，射線源在人體內(nèi)部。（2 2）X-CTX-CT的空間分辨率較高，可達(dá)到小于的空間分辨率較高，可達(dá)到小于0.5mm0.5mm，所，所以圖像清晰；以圖像清晰；SPECTSPECT的圖像分辨率只有的圖像分辨率只有4mm4mm左右，圖左右，圖像清晰度不如像清晰度不如XCTXCT。 （3 3）X-CTX-CT的射線源是的射線源是X X射線；射線；SPECTSPECT的射線源是的射線源是射射線。線。 108 SPECTSPECT與與X-CTX-C

47、T比較比較（4 4）X-CTX-CT測(cè)得的圖像反映的是臟器形態(tài)；而測(cè)得的圖像反映的是臟器形態(tài)；而SPECTSPECT測(cè)得的圖像可反映臟器的結(jié)構(gòu)和功能。測(cè)得的圖像可反映臟器的結(jié)構(gòu)和功能。（5 5）在圖像重建方面，）在圖像重建方面，SPECTSPECT和和X-CTX-CT一般都采用一般都采用濾波反投影的重建方法。濾波反投影的重建方法。（6 6）SPECTSPECT的價(jià)格一般比的價(jià)格一般比XCTXCT便宜，約為便宜，約為X-CTX-CT的的1/31/3，為核磁共振（，為核磁共振（MRIMRI）的）的1/51/5。 109 PETPETv ECTECT的另一大類是正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層（的另一大類是正

48、電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層（Positron Positron Emission Computed TomographyEmission Computed Tomography，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱PECTPECT或或PETPET）。）。SPECTSPECT探測(cè)器接收來自體內(nèi)的示蹤核素發(fā)出的探測(cè)器接收來自體內(nèi)的示蹤核素發(fā)出的射線，而射線，而PECTPECT探測(cè)探測(cè)器接收體內(nèi)正負(fù)電子湮沒輻射所產(chǎn)生的一對(duì)器接收體內(nèi)正負(fù)電子湮沒輻射所產(chǎn)生的一對(duì)511keV511keV的的光子光子，在物理上兩者無明顯區(qū)別，但方法上有很大不同。，在物理上兩者無明顯區(qū)別，但方法上有很大不同。v PETPET是現(xiàn)代核醫(yī)學(xué)臟器顯像技術(shù)處于前

49、沿的一種儀器，是目前是現(xiàn)代核醫(yī)學(xué)臟器顯像技術(shù)處于前沿的一種儀器，是目前最先進(jìn)的核醫(yī)學(xué)儀器。最先進(jìn)的核醫(yī)學(xué)儀器。v 使用正電子放射性核素為短半衰期或超短半衰期的核素，主使用正電子放射性核素為短半衰期或超短半衰期的核素，主要由加速器生產(chǎn)要由加速器生產(chǎn) ，如，如1111C C、1313N N、1515O O、1818F F、6767CaCa、201201TlTl等。等。 110 X-CTX-CT與與ECTECT的主要區(qū)別的主要區(qū)別vX-CTX-CT是利用常規(guī)是利用常規(guī)X X線從外部穿透機(jī)體后，根線從外部穿透機(jī)體后，根據(jù)組織密度的差異成像，據(jù)組織密度的差異成像，ECTECT顯像是反映放顯像是反映放射性

50、藥物在體內(nèi)的分布圖。射性藥物在體內(nèi)的分布圖。vX-CTX-CT是反映解剖結(jié)構(gòu)，是反映解剖結(jié)構(gòu)，ECTECT是既反映解剖結(jié)是既反映解剖結(jié)構(gòu)又反映器官的生理和功能。構(gòu)又反映器官的生理和功能。 111 vSPECTSPECT不必配備不必配備回旋加速器回旋加速器，價(jià)格相對(duì)便宜，因此在，價(jià)格相對(duì)便宜，因此在臨床中廣泛使用。臨床中廣泛使用。vSPECTSPECT能進(jìn)行放射性核素體內(nèi)分布相對(duì)比較顯像，但能進(jìn)行放射性核素體內(nèi)分布相對(duì)比較顯像，但進(jìn)行進(jìn)行體內(nèi)定量顯像就比較困難體內(nèi)定量顯像就比較困難，也不太準(zhǔn)確。，也不太準(zhǔn)確。v都能得到斷層顯像，顯像原理都是利用晶體轉(zhuǎn)換都能得到斷層顯像，顯像原理都是利用晶體轉(zhuǎn)換光

51、光子射線能量成熒光光子并被光電倍增管探測(cè)和放大，子射線能量成熒光光子并被光電倍增管探測(cè)和放大，得到與放射性核素在體內(nèi)分布、活性強(qiáng)弱一致的圖像。得到與放射性核素在體內(nèi)分布、活性強(qiáng)弱一致的圖像。SPECTSPECT和和PETPET的比較的比較 112 PET-CTPET-CT，PET-MRPET-MRv PET-CT,PET-MRPET-CT,PET-MR將將CTCT或或MRMR與與PETPET融為一體融為一體, ,使用同一個(gè)檢查床和使用同一個(gè)檢查床和同一個(gè)圖像處理工作站，將同一個(gè)圖像處理工作站，將PETPET圖像和圖像和CTCT圖像融合。圖像融合。v 由由CTCT或或MRMR提供病灶的精確解剖定

52、位提供病灶的精確解剖定位, ,而而PETPET提供病灶詳盡的功能提供病灶詳盡的功能與代謝等分子信息與代謝等分子信息, ,具有靈敏、準(zhǔn)確、特異及定位精確等特點(diǎn)具有靈敏、準(zhǔn)確、特異及定位精確等特點(diǎn), ,一次顯像可獲得全身各方位的斷層圖像一次顯像可獲得全身各方位的斷層圖像, ,可一目了然的了解全可一目了然的了解全身整體狀況身整體狀況, ,達(dá)到早期發(fā)現(xiàn)病灶和診斷疾病的目的。達(dá)到早期發(fā)現(xiàn)病灶和診斷疾病的目的。 113 醫(yī)用輻射源的分類醫(yī)用輻射源的分類v醫(yī)用輻射源分類射線裝置（分為3類）：是指X線機(jī)、加速器、中子發(fā)生器以及含放射源的含放射源的裝置。放射源（分為放射源（分為5 5類）：類）：是指除研究堆和動(dòng)

53、力堆核燃料循環(huán)范疇的材料以外，永久密封在容器中或者有嚴(yán)密包層并呈固態(tài)的放射性材料。非密封放射性物質(zhì)（使用場(chǎng)所分為三級(jí)）：非密封放射性物質(zhì)（使用場(chǎng)所分為三級(jí)）：是指非永久密封在包殼里或者緊密地固結(jié)在覆蓋層里的放射性物質(zhì)。 114 醫(yī)用輻射輻射源的分支學(xué)科醫(yī)用輻射輻射源的分支學(xué)科 即即X射線計(jì)射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝算機(jī)斷層攝影裝置；置； 即數(shù)字減影即數(shù)字減影血管造影；血管造影； 即數(shù)字?jǐn)z影即數(shù)字?jǐn)z影； 即計(jì)算機(jī)攝即計(jì)算機(jī)攝影；影； 即單光即單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像裝置；層顯像裝置； 即正電子即正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像裝置。顯像裝置。2021-12-28115在農(nóng)業(yè)及環(huán)境中

54、的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)及環(huán)境中的應(yīng)用v 輻射育種；輻射育種；v 三廢處理。三廢處理。2021-12-281162021-12-28117 “種瓜得瓜，種豆得豆” 在自然界里所有的生物，它們子代都有與其親本相似的特性，這就叫做遺傳性。一個(gè)優(yōu)良品種所以能增產(chǎn)，就是因?yàn)樗哂锌蛇z傳的優(yōu)良特性。另一方面，一個(gè)優(yōu)良品種也不是一成不變的。它隨著環(huán)境條件的變化和內(nèi)在的原因而不斷發(fā)生變化，這就叫做變異性變異性。遺傳性和變異性是對(duì)立的統(tǒng)一。如果沒有遺傳性，則自然界現(xiàn)有的各種生物將不復(fù)存在。而如果沒有變異性，也就沒有生物的進(jìn)化。 n選育優(yōu)良品種 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們已不再等待自然的恩賜隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們已不再等待

55、自然的恩賜，單純地利用植物本身自然產(chǎn)生的變異（，單純地利用植物本身自然產(chǎn)生的變異（突變率百萬分之一突變率百萬分之一）育種）育種，而應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)成就創(chuàng)造了許多新的育種方法，如：，而應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)成就創(chuàng)造了許多新的育種方法，如：雜交育種、雜交育種、誘變育種（輻射育種）、單配體和多配體育種誘變育種（輻射育種）、單配體和多配體育種等。等。n輻射育種 應(yīng)用原子反應(yīng)堆產(chǎn)生的應(yīng)用原子反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱中子熱中子或加速器產(chǎn)生的或加速器產(chǎn)生的快中子快中子，以及放射性同位素放出的以及放射性同位素放出的射線射線使生物細(xì)胞內(nèi)使生物細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)（遺傳物質(zhì)（DNADNA）的結(jié)的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而引起生物形形色色的性狀突變的育

56、種方式。構(gòu)發(fā)生改變，從而引起生物形形色色的性狀突變的育種方式。 1181182021-12-28 航天育種培育的南瓜王（左）和大茄子（右） 輻射育種特點(diǎn)：v突變幾率突變幾率比常規(guī)育種方法高高出幾百倍甚至上千倍；出幾百倍甚至上千倍；v節(jié)約育種時(shí)間節(jié)約育種時(shí)間，雜交育種需雜交育種需6-76-7代方可穩(wěn)定，輻射育種至少可節(jié)約一半時(shí)間。代方可穩(wěn)定，輻射育種至少可節(jié)約一半時(shí)間。v可使作物株高、成熟期、抗病能力、產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等可使作物株高、成熟期、抗病能力、產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等指標(biāo)指標(biāo)得到得到明顯提高明顯提高。v育種方法簡(jiǎn)單育種方法簡(jiǎn)單，只要仔細(xì)選材，控制輻照劑量、調(diào)整好時(shí)機(jī)、溫度、濕度等，只要仔細(xì)選材，控

57、制輻照劑量、調(diào)整好時(shí)機(jī)、溫度、濕度等條件即可達(dá)預(yù)期目的。條件即可達(dá)預(yù)期目的。1191192021-12-28我國(guó)的輻照食品產(chǎn)業(yè) 我國(guó)輻照食品的數(shù)量自20世紀(jì)90年代以來迅速增加，輻照品種主要有調(diào)味品、脫水蔬菜、功能食品、水產(chǎn)品、寵物食品和熟畜禽肉類產(chǎn)品等，截至2002年，我國(guó)經(jīng)過輻照處理的食品已超過10萬噸，位居世界第一，直接產(chǎn)值超過20億元。2021-12-28120害蟲輻射不育害蟲輻射不育2021-12-28122廢氣處理廢氣處理 v 主要大氣污染物：主要大氣污染物：SOx與與NOx 煙氣脫硫脫硝技術(shù)主要有煙氣脫硫脫硝技術(shù)主要有固相吸附與再生技術(shù)、濕法同時(shí)脫硫脫硝技固相吸附與再生技術(shù)、濕法

58、同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)、吸收劑噴射法術(shù)、吸收劑噴射法等，絕大多數(shù)遇到等，絕大多數(shù)遇到成本過高或裝置復(fù)雜成本過高或裝置復(fù)雜的困難，例如以的困難，例如以石灰噴霧法脫硫，用酸、堿吸收或催化還原法去除石灰噴霧法脫硫，用酸、堿吸收或催化還原法去除NOx等。等。 v 電子束照射法電子束照射法(EBA)脫硫脫硝：脫硫脫硝：v 20 世紀(jì)世紀(jì)90年代俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院的核物理研究所制年代俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院的核物理研究所制造的加速器供應(yīng)波蘭和日本，用以凈化煙霧。造的加速器供應(yīng)波蘭和日本，用以凈化煙霧。v 波蘭用俄羅斯生產(chǎn)的加速器凈化劣質(zhì)煤燃燒產(chǎn)生大量波蘭用俄羅斯生產(chǎn)的加速器凈化劣質(zhì)煤燃燒產(chǎn)生大量SO2與與

59、NOx 。v 日本利用俄羅斯生產(chǎn)的加速器凈化燒垃圾時(shí)所產(chǎn)生的煙霧。日本利用俄羅斯生產(chǎn)的加速器凈化燒垃圾時(shí)所產(chǎn)生的煙霧。 2021-12-28123輻射治理三廢輻射治理三廢v 輻射凈化煙道氣輻射凈化煙道氣 脫硫、脫硝。當(dāng)輻射劑量大于脫硫、脫硝。當(dāng)輻射劑量大于25kGy時(shí)時(shí)，97%以上的以上的SO2被清除掉；當(dāng)輻射劑量為被清除掉；當(dāng)輻射劑量為10.3kGy時(shí)，時(shí)，88%的的NOx被清除掉。被清除掉。v 固體廢棄物的輻射處理固體廢棄物的輻射處理v 生活用水和廢水的輻射處理生活用水和廢水的輻射處理1232021-12-28124廢水處理廢水處理v 輻射處理廢水始于輻射處理廢水始于1956年，最初的研究

60、主要是針對(duì)廢水年，最初的研究主要是針對(duì)廢水消毒。消毒。v 20世紀(jì)世紀(jì)70年代初，美國(guó)的邁阿密建立了一套大規(guī)模電子年代初，美國(guó)的邁阿密建立了一套大規(guī)模電子加速器，用于廢水和污泥的處理研究。加速器，用于廢水和污泥的處理研究。v 20世紀(jì)八十年代，在全世界范圍內(nèi)有許多有關(guān)水和廢水世紀(jì)八十年代，在全世界范圍內(nèi)有許多有關(guān)水和廢水輻射處理的基礎(chǔ)研究和工業(yè)實(shí)踐。輻射處理的基礎(chǔ)研究和工業(yè)實(shí)踐。 日本高崎的原子能研究所用電子束和射線進(jìn)行廢水和污泥的輻照處理研究，日本東京的首都同位素研究中心自從1983年起便集中研究輻射處理填埋廢渣的浸出物，以減少微生物和破壞有毒的有機(jī)污染物。 在德國(guó)，有60Co源安裝在760個(gè)深井中