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核技术应用市场潜力巨大

核技术应用的概述

核技术应用概述核技术应用涉及三个层次的内容:核技术、核技术产品、核技术及其产品在国民经济各领域中的应用。

核技术是指对射线与物质相互作用的机理及产生效应的研究,如放射性同位素示踪技术、核分析技术、核成像技术等,核技术是核技术应用的基础。

核技术产品是以核技术为基础,开发出的具有某种应用功能的产品,如同位素制品(放射性药物、标记化合物、放射源等)、辐照装置、核仪器仪表(发射与接受射线的仪器,如加速器、各类含源的仪器仪表等)、离子注入装置等。核技术产品因能为各经济领域解决科研生产问题,具有一定的经济价值。

核技术或其产品的应用,是指利用核技术或其产品,解决各领域科学研究、生产中相关的具体而复杂的问题,如疾病诊断和治疗、辐照灭菌消毒、辐照诱导育种、材料改性、离子注入、无损探伤、工业测井、示踪分析、三废治理等,这些领域拥有巨大的产业规模和经济效益。

核技术应用的分类

核技术应用是对核素的核特性、辐射与物质相互作用所产生的各种效应进行研究、开发、应用的一门现代技术,它与核动力技术构成了当代核能和平利用的几乎全部内容。

核技术应用按是否利用核能分为核能利用类核技术应用和非核能利用类核技术应用。

核能利用的应用包括核电、核动力、核武器等;非核能利用的应用包括同位素与辐射技术等。

核技术的应用现状

核技术应用是一门跨学科、跨领域、跨行业、具有高度综合性的交叉融合技术,其特点是分散渗透到各个学科、各个领域、各个行业中去,直接面向国民经济和人民生活。

在我国国家战略性新兴产业发展规划的七大产业中,节能环保、生物、新能源汽车、高端装备制造和新材料等五大产业都与核技术应用密切相关。

核技术的应用,深化了农业的绿色革命,促进了工业技术的改造,推动了环保事业的发展,提高了人类征服疾病的能力,其应用成果对人类产生重大社会效益和经济效益。


在工业领域,核技术应用的快速发展已成为推进新技术、新材料、新工艺、新方法不断取得创新发展的动力之一。

我们利用辐照技术改性高分子材料,使其具备低烟、耐高温、不易老化等优点;利用射线工业CT等无损检测装置确定产品、设备、材料中存在的缺陷,提高产品质量。

目前在高分子材料改性方面应用较为广泛的辐照交联技术,可以使线性高分子在射线作用下具有绿色、高效、易控等优点。利用该技术处理的聚乙烯,其耐温等级和耐磨损性分别是普通PVC的2倍和10倍,已广泛应用于能源、电力、交通、通信、建筑等领域。

此外,经过辐射加工获得的高性能塑料,可以用于制造卫星器件,制造人工心脏瓣膜、人工关节、人工角膜,等等。

在农业领域,核技术已广泛应用于植物辐射诱变育种、农产品和食品辐射加工、昆虫辐射不育等领域,成为改造、革新传统农业和促进农业现代化的重要科学技术。

以食品辐射加工为例,用电子束直接或间接破坏微生物的核糖核酸、蛋白质和酶的辐射消毒灭菌技术,具有无污染、无化学残留物、灭菌最彻底等优点,可用于杀灭食品中的微生物,防止食源性传染病流行;还可用于降低果蔬的代谢速度,延长货架期,在保障食品安全方面发挥重要作用。

而植物辐射诱变育种技术作为常规育种手段的重要补充,可以有效缓解农林业存在的种植品种单一、物质资源匮乏的问题。

在医学领域,核技术与现代医学技术相结合,可以预防、诊断和治疗疾病。

以放射性药物为例,它是一种含示踪核素标记的生物制剂,可应用于核医学示踪分子诊断技术中。与核医学显像设备配合使用,其对肿瘤诊断的发现率可达90%。核药还可用于免疫系统疾病,特别是肿瘤相关疾病的治疗。它利用射线(辐射)对生物体的电力和激发,定向破坏病变组织或改变组织代谢,达到治疗目的。

此外,肿瘤放射治疗是核技术在医学领域的重点方向。它是利用各种放射线(如X线、Y线、电子束等)治疗恶性肿瘤的一种局部治疗技术,与手术、化疗并称为目前肿瘤临床治疗的三大核心手段,是核技术在医学中体现最为密集、潜力最大的领域。

在公众安全领域,X射线、Y射线、中子等探测技术已广泛应用于航空、铁路、海运、公路等客运和货运安全检查中。

近年来发展起来的核磁共振、核四级共振等“指纹式”高精度检测技术,也具有广阔应用前景。其中,大型集装箱/车辆检查系统是核技术在公众安全领域最成功的应用,已在北京奥运会、上海世博会、博鳌亚洲论坛等多项国际重大活动的安保中发挥了不可替代的作用。

此外,融合了双能材料识别技术和螺旋CT扫描技术等尖端科技的CT型行李/物品检查系统,可用于探测固体/液体爆炸物/检疫性违禁品等多种类型的违禁品,并实现自动报警,具有更高的检出率和更低的误报率。

在环保领域,核分析技术已应用于大气污染物监测,水体和各类环境样品的分析中;利用辐照技术开展大气、废水、污泥的净化处理,能获得比传统处理技术更高效、更耗、更准确的处理能力。

例如,用电子束辐照技术处理废水。这种技术与传统废水处理技术相比,温室气体排放量少,基本不产生剩余污泥,处理速度快、范围广。

又如,用电子束辐照技术对废气进行脱硫脱硝处理,不产生废水废渣,无二次污染,副产品为硫铵和硝铵混合物,可生产肥料。

再如,用电子束无害化处理抗生素菌渣技术不产生二次污染,对于减少污染、减轻相关企业负担具有重大意义,该技术的处理过程高效、经济,对环境友好,不仅能有效去除抗生素残留,实现无害化处理,而且能保留抗生素菌渣中的有机物、氮、磷等营养物质,实现废物资源化再利用。

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