核技术及应用概述-周剑良 [兼容模式]

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2 核 技 术 及 应 用 内 容 提 要 何 谓 核 技 术 核 分 析 技 术 核 示 踪 技 术 核 技 术 基 础 知 识 核 检 测 技 术 核 辐 照 技 术 核 成 像 技 术 原 子 核 与 放 射 性 核 技 术 的 基 本 工 具 与 测 量

3 原 子 核 与 放 射 性 电 磁 力 原 子 核 与 电 子 结 合 原 子 核 核 质 子 与 中 子 力 中 子 结 合 质 子 能 级 结 构 核 与 电 子 处 于 不 同 的 能 量 状 态 核 力 是 短 程 强 作 用 力 电 磁 力 电 子 ( 电 子 云 ) 原 子 半 径 m 原 子 核 半 径 m

4 原 子 核 与 放 射 性 具 有 确 定 质 子 数 和 中 子 数 的 原 子 核 称 做 核 素 核 素 及 符 号 表 示 核 素 质 子 数 中 子 数 质 量 数 符 号 氦 He 碳 C 碳 C 碳 C 名 称 质 子 数 中 子 数 质 量 数 举 例 同 位 素 相 同 不 同 不 同 1 H 2 H 3 H 同 中 子 素 不 同 相 同 不 同 2 H 3 He 同 量 素 不 同 不 同 相 同 3 H 3 He 稳 定 核 素 和 不 稳 定 核 素

5 原 子 核 与 放 射 性 α 衰 变 α α 衰 变 核 的 自 发 变 化 过 程 放 出 粒 子 变 为 新 核 能 级 跃 迁 放 出 粒 子 β + 衰 变 核 技 术 基 础 知 识 核 衰 变 g 衰 变 放 射 性 核 自 发 发 射 粒 子 的 现 象 β - 衰 变

6 常 见 核 辐 射 粒 子 的 属 性 原 子 核 与 放 射 性 种 类 符 号 电 荷 (e) 静 止 质 量 ( u ) α 4 He β e ± ± g g 0 0 质 子 p 中 子 n β α αβγ 射 线 穿 透 人 体 皮 肤 情 况

7 原 子 核 与 放 射 性 常 见 辐 射 与 能 级 跃 迁 内 层 电 子 能 级 的 跃 迁 原 子 和 分 子 外 层 电 子 能 级 跃 迁 分 子 振 动 和 转 动 能 级 跃 迁 分 子 转 动 能 级 及 电 子 自 旋 能 级 跃 迁 原 子 核 自 旋 能 级 跃 迁 核 技 术 基 础 知 识 x 射 线 紫 外 光 可 见 光 红 外 光 微 波 无 线 电 波

8 原 子 核 与 放 射 性 核 技 术 基 础 知 识

9 原 子 核 与 放 射 性 放 射 性 核 素 衰 变 基 本 规 律 指 数 衰 减 规 律 N = N 0 e -λt N = N 0 e -(ln2/t 1/2 )t N 0: (t=0) 时 放 射 性 原 子 核 的 数 目 N: 经 过 t 时 间 后 未 发 生 衰 变 的 放 射 性 原 子 核 数 目 l: 放 射 性 原 子 核 衰 变 常 数 大 小 只 与 原 子 核 本 身 性 质 有 关, 与 外 界 条 件 无 关 ; 数 值 越 大 衰 变 越 快 T 1/2 =(ln2)/ l: 放 射 性 原 子 核 的 半 衰 期

10 原 子 核 与 放 射 性 查 核 素 看 衰 变 纲 图 核 技 术 基 础 知 识 镭

11 原 子 核 与 放 射 性 中 子 引 起 235 U 裂 变 核 与 核 或 粒 子 相 互 作 用 生 成 新 核 并 放 出 能 量 和 粒 子 核 技 术 基 础 知 识 核 反 应 H 原 子 核 聚 变 H 的 燃 烧 n + 14 N 14 C + p

12 原 子 核 与 放 射 性 巨 大 的 能 量 核 技 术 基 础 知 识 核 技 术 基 础 知 识 原 子 核 的 贡 献 强 有 力 的 射 线 核 能 工 程 核 技 术

13 观 测 和 研 究 事 物 的 工 具 核 技 术 的 基 本 工 具 与 测 量

14 核 技 术 的 基 本 工 具 与 测 量 光 源 : 载 能 粒 子 束 观 测 物 体 : 出 射 粒 子 眼 睛 : 探 测 器 卢 瑟 福 看 原 子

15 核 技 术 的 基 本 工 具 与 测 量 产 生 高 能 量 带 电 粒 子 束 生 产 放 射 性 同 位 素 源 加 速 器 反 应 堆 核 技 术 基 础 知 识 放 射 源 探 测 器 产 生 载 能 粒 子 或 射 线 传 感 放 射 性 信 号

16 核 技 术 的 基 本 工 具 与 测 量 有 关 粒 子 加 速 器 直 线 型 核 技 术 基 础 知 识 回 旋 型

17 核 技 术 的 基 本 工 具 与 测 量 反 应 堆 及 放 射 源 的 制 造 核 技 术 基 础 知 识 例 如 g 放 射 源 1) 60 Co T 1/2 =5.27 年 2) 137 Cs T 1/2 =30.17 年

18 核 技 术 的 基 本 工 具 与 测 量 热 释 光 探 测 器 放 射 源 探 测 器 放 射 性 测 量 系 统 放 大 与 变 换 记 录 与 存 储 闪 烁 探 测 器 abgn 等 射 线 与 辐 射 探 测 器 作 用 使 原 子 电 离 而 产 生 的 电 子 和 正 离 子, 在 电 场 作 用 下, 分 别 向 正 极 和 负 极 方 向 运 动, 引 起 电 流, 产 生 并 转 化 成 可 观 测 的 可 输 出 的 信 号 固 体 径 迹 探 测 器

19 何 谓 核 技 术? 核 物 理 辐 射 物 理 基 础 放 射 化 学 辐 射 化 学 加 速 器 反 应 堆 支 撑 探 测 器 核 电 子 学 当 代 最 主 要 的 尖 端 技 术 之 一 现 代 科 学 技 术 的 重 要 组 成 部 分 社 会 现 代 化 的 重 要 标 志 之 一

20 何 谓 核 技 术? 核 分 析 技 术 同 位 素 技 术 辐 射 技 术 核 技 术 核 检 测 技 术 核 示 踪 技 术 核 辐 照 技 术 核 成 像 技 术

21 核 分 析 技 术 核 分 析 : 利 用 核 辐 射 粒 子 与 物 质 的 原 子 或 原 子 核 相 互 作 用, 采 用 核 物 理 实 验 技 术 获 得 可 观 测 信 息, 分 析 研 究 物 质 材 料 成 分 核 含 技 量 术 和 基 础 结 知 构 识 的 方 法 核 粒 子 : 中 子 g 射 线 a 粒 子 b 粒 子 质 子 加 速 器 出 射 的 其 它 粒 子 相 互 作 用 : 电 磁 作 用 核 力 作 用 特 点 : 高 灵 敏 快 速 不 破 坏 样 品

22 核 分 析 技 术 核 分 析 技 术 分 类 1) 活 化 分 析 3) 核 效 应 分 析 中 子 活 化 分 析 * 穆 斯 堡 尔 效 应 分 析 * 带 电 粒 子 活 化 分 析 核 技 术 基 础 知 识 正 电 子 淹 灭 技 术 2) 离 子 束 分 析 扰 动 角 关 联 卢 瑟 福 背 散 射 分 析 * 核 磁 共 振 沟 道 技 术 分 析 4) 超 灵 敏 质 谱 分 析 * 核 反 应 分 析 粒 子 诱 发 x 荧 光 分 析

23 中 子 活 化 分 析 核 分 析 技 术 样 品 在 中 子 束 照 射 下, 通 过 (n, g) 反 应 生 成 放 射 性 核 素, 不 同 放 射 性 核 素 的 半 衰 期 和 g 射 线 的 能 量 都 是 不 同 的, 如 同 人 的 指 纹 一 样, 这 叫 核 指 纹 特 征 测 量 样 品 的 g 放 射 性 活 度 和 射 线 能 量, 可 以 确 定 靶 样 品 中 某 种 核 素 的 含 量 和 种 类 非 放 射 性 核 素 样 品 置 于 中 子 场 中 受 照 变 为 放 射 性 核 素 样 品 取 出 放 射 性 核 素 样 品 冷 却 合 适 时 间 测 量 样 品 的 g 放 射 性 活 度 和 能 量 计 算 样 品 的 物 质 成 分 和 含 量

24 中 子 活 化 分 析 核 分 析 技 术 A 100% 1 λ () = N ( t t σ Φ 1 e ) Nt λ W = CPS { N A θ φ σ M f d ε S D C } N λ ( t t0 ) () t = N( t) e 0 λ t0 λ ( t1 t0 ) λ ( t2 t ) ( 1 e ) e [ 1 e ] f ε Nt σ Φ 1 CPS = λ d 照 射 冷 却 测 量 t 0 t 1 t 2 W : 待 测 样 品 核 素 的 质 量 (g) CPS CPS : γ 测 量 峰 的 计 数 率 (s (s -1 ) = 总 计 数 N 测 测 量 量 时 时 间 间 (t 2 (t -t 1 2 -t ) 1 ) M : 待 测 样 品 核 素 的 原 子 量 N A : 阿 夫 加 德 罗 常 数 = mol -1 θ : 待 测 样 品 核 素 的 同 位 素 丰 度 Φ : 热 中 子 通 量 (s -1 cm -2 ) σ : 中 子 与 样 品 发 生 反 应 的 截 面 (cm -2 ) f d : 内 转 换 和 分 支 比 因 子 = {1/(1+ 内 转 换 系 数 a)} 分 支 比 p r ε : γ 探 测 效 率 S : 饱 和 因 子 = 1- exp(-λt 0 ) D : 衰 变 因 子 = exp{-λ(t 1 -t 0 )} C : 测 量 因 子 = [1- exp {-λ(t 2 -t 1 )}] {λ(t 2 -t 1 )}

25 中 子 活 化 分 析 核 分 析 技 术 g 计 数 g 能 量 MeV 头 发 水 质 样 品 能 谱 图 中 子 活 化 分 析 照 射 冷 却 4 小 时 后 测 量 有 8 种 痕 量 元 素 4 周 后 测 量 发 现 其 他 元 素 存 在

26 中 子 活 化 分 析 核 分 析 技 术 核 素 同 位 素 丰 度 探 测 限 * (g) 55 Mn 100% Ag 51% Au 100% 核 技 术 基 础 知 识 64 Ni 1.2% As 100% Hg 30% Cu 31% Sb 57% 探 测 限 中 子 活 化 ( n,g ) 分 析 * 测 量 1 小 时 放 射 性 计 数 100 探 测 效 率 10%

27 中 子 活 化 分 析 核 分 析 技 术 应 用 举 例 头 发 的 微 量 元 素 谱 中 子 活 化 分 析 检 验 出 1 英 寸 长 头 发 中 的 14 种 元 素 科 学 家 认 为 100 万 人 中, 只 有 两 人 9 核 种 技 元 术 素 基 可 础 能 知 相 识 同 牛 顿 死 亡 之 谜 牛 顿 两 束 头 发 中 汞 铅 锑 等 含 量 超 标 结 论 : 重 金 属 中 毒 而 死, 否 认 了 内 脏 结 石 症 的 传 统 说 法 第 一 起 侦 破 案 例 测 定 头 发 硫 磷 比 例 死 者 头 发 2.02 嫌 疑 人 头 发 1.07 死 者 手 上 头 发 1.02 结 论 : 嫌 疑 人 就 是 凶 手 拿 破 伦 死 亡 之 谜 头 发 中 部 45cm 范 围 内 砷 含 量 高 达 克, 超 出 正 常 人 13 倍 结 论 : 拿 破 伦 死 于 砒 霜 慢 性 中 毒 急 性 发 作

28 离 子 束 分 析 核 分 析 技 术 利 用 负 载 能 量 的 离 子 束 - 即 带 电 粒 子 去 轰 击 样 品, 使 样 品 中 的 元 素 发 生 电 离 激 发 和 核 反 应 以 及 自 身 的 散 射 等 过 程, 通 过 测 量 这 些 过 程 中 所 产 生 的 射 线 的 能 量 和 强 度 来 确 定 样 品 中 元 素 的 种 类 和 含 量 次 级 粒 子 俄 歇 电 子 X 射 线 次 级 离 子 质 谱 俄 歇 电 子 谱 粒 子 诱 发 X 射 线 荧 光 分 析 离 子 - 原 子 作 用 离 子 束 (E,q) 背 散 射 粒 子 样 品 发 射 粒 子 Γ 射 线 弹 性 反 冲 分 析 核 反 应 分 析 卢 瑟 福 背 散 射 分 析 离 子 - 原 子 核 作 用

29 卢 瑟 福 背 散 射 分 析 核 分 析 技 术 用 α 粒 子 去 轰 击 样 品, 测 量 背 散 射 的 α 粒 子 能 谱 能 量 确 定 样 品 中 元 素 的 种 类, 计 数 确 定 元 素 的 含 量 α 入 射 粒 子 加 速 器 散 射 角 q = 165 a 谱 仪

30 卢 瑟 福 背 散 射 分 析 核 分 析 技 术 阿 波 罗 月 亮 登 陆 舱 中 的 a 散 射 实 验 1967 年 背 散 射 方 法 首 次 用 于 分 析 月 球 表 面 元 素 a 探 测 器 测 量 背 散 射 a 粒 子 能 量 核 技 术 基 础 知 识 背 散 射 a a 放 射 源 a 探 测 器 入 射 a a 粒 子 穿 过 表 面 25.4 m

31 卢 瑟 福 背 散 射 分 析 核 分 析 技 术 月 球 土 壤 表 面 元 素 Ca Fe Si Al Mg Na O C 等 阿 波 罗 月 亮 登 陆 舱 中 的 a 散 射 实 验 1967 年 实 验 结 果

32 穆 斯 堡 尔 效 应 分 析 核 分 析 技 术 穆 斯 堡 尔 效 应 : 无 反 冲 能 量 损 失 的 γ 射 线 共 振 吸 收 q 共 振 吸 收 条 件 : 被 吸 收 光 子 的 能 量 E γ 应 等 于 吸 收 体 激 发 态 高 于 基 态 的 能 量 E 0 (=E e E g ) 核 技 术 基 础 知 识, 即 发 射 光 谱 与 吸 收 光 谱 相 同 或 有 相 叠 部 分 g 射 线 的 发 射 与 吸 收

33 穆 斯 堡 尔 效 应 分 析 核 分 析 技 术 q 自 由 原 子 核 的 γ 射 线 共 振 吸 收 现 象 观 察 不 到 核 技 术 基 础 知 识

34 核 技 术 基 础 知 识 q 非 自 由 ( 束 缚 态 ) 原 子 核 的 γ 射 线 共 振 吸 收 现 象 可 观 察 得 到 Place 57 Fe source bound in a metal matrix = γ p γ M p E R R 0 0 E E E E E R = = γ γ Place 57 Fe absorber bound in a metal matrix = γ p γ M p E R R 0 0 E E E E E R = + = γ γ Resonant Absorption! 穆 斯 堡 尔 效 应 分 析 核 分 析 技 术

35 穆 斯 堡 尔 效 应 分 析 核 分 析 技 术 q 观 察 γ 射 线 共 振 吸 收 的 方 法 : 运 动 发 射 体, 应 用 多 普 勒 效 应 将 γ 射 线 能 量 移 动, 补 偿 由 于 核 反 冲 引 起 的 能 量 损 失, 从 而 观 察 到 γ 共 振 吸 收 多 普 勒 位 移 (γ 能 量 改 变 量 ) 接 收 到 的 γ 射 线 能 量 E D v = E c γ cos θ ' E E E R + E γ = 0 D γ 能 量 的 多 普 勒 位 移 使 得 发 射 谱 与 吸 收 谱 重 叠 满 足 共 振 吸 收 条 件

36 穆 斯 堡 尔 效 应 分 析 核 分 析 技 术 q 穆 斯 堡 尔 效 应 实 验 设 备 1. 穆 斯 堡 尔 源 同 位 素 丰 度 高, 内 转 换 系 数 小,gamma 能 量 适 中 (5~160keV) 扩 散 或 注 入 到 合 适 的 固 体 晶 格 中, 制 成 穆 斯 堡 尔 源 核 技 术 基 础 知 识 57 Fe, 14.4keV; 119 Sn, 23.87keV 基 体 无 磁 性, 无 干 扰 2. 吸 收 体 样 品 以 吸 收 体 形 式 出 现, 固 体 样 品 3. 驱 动 系 统 机 械 运 动, 电 磁 驱 动 4. 探 测 器 和 其 他 附 属 设 备 NaI, 低 温 装 置

37 穆 斯 堡 尔 效 应 分 析 核 分 析 技 术 信 号 与 数 据 处 理 系 统 穆 斯 堡 尔 谱 仪 系 统 核 技 术 基 础 知 识 穆 斯 堡 尔 源 驱 动 系 统 及 准 直 器 低 温 装 置 探 测 器 吸 收 体

38 穆 斯 堡 尔 效 应 实 验 方 法 核 分 析 技 术 q 穆 斯 堡 尔 效 应 实 验 方 法 共 振 吸 收 % v 0 v 速 度 mm/s 振 动 器 探 测 器

39 穆 斯 堡 尔 效 应 分 析 测 量 核 能 级 的 精 细 结 构 分 裂 核 分 析 技 术 应 用 举 例 E 0 E 0 原 能 级 结 构 及 γ 能 谱 原 子 内 部 电 子 和 核 电 荷 密 度 间 静 电 作 用 引 起 同 质 异 能 素 位 移 穆 斯 堡 尔 谱

40 穆 斯 堡 尔 效 应 分 析 测 量 核 能 级 的 精 细 结 构 分 裂 核 分 析 技 术 应 用 举 例 E 0 E 0 核 技 术 基 础 知 识 原 能 级 结 构 及 γ 能 谱 四 极 分 裂 穆 斯 堡 尔 谱

41 穆 斯 堡 尔 效 应 分 析 测 量 核 能 级 的 精 细 结 构 分 裂 核 分 析 技 术 应 用 举 例 核 技 术 基 础 知 识 磁 致 分 裂 穆 斯 堡 尔 谱

42 穆 斯 堡 尔 效 应 分 析 核 分 析 技 术 多 普 勒 能 量 位 移 E D 的 测 量 应 用 举 例 E D = v c E 0 E 0 : 穆 斯 堡 尔 源 的 跃 迁 能 量 V : 穆 斯 堡 尔 源 的 平 移 速 度 C : 光 速 穆 斯 堡 尔 源 ( 发 射 体 ) v γ 探 测 器 ( 吸 收 体 ) γ

43 穆 斯 堡 尔 效 应 分 析 核 分 析 技 术 检 验 光 在 重 力 场 中 的 红 移 效 应 20 世 纪 60 年 代 R.V. 庞 德 等 人 用 穆 斯 堡 尔 效 应 在 地 面 上 测 量 了 源 同 吸 收 体 在 高 度 上 相 距 22.5m 时 的 γ 射 线 能 量 位 移, 在 1% 的 精 度 内 验 证 了 重 力 位 移 效 应, 验 证 了 爱 因 斯 坦 的 等 效 原 理 应 用 举 例 ν ν = gh c 2 ν: 射 线 频 率 ν 核 技 术 基 础 知 识 : 射 线 频 率 位 移 g : 重 力 加 速 度 c : 光 速 穆 斯 堡 尔 源 ( 发 射 体 ) 在 距 地 球 表 面 20 米 处 的 频 率 变 化 为 γ h 实 验 值 与 理 论 值 之 比 = 1.05 ± 0.15 γ 探 测 器 ( 吸 收 体 )

44 加 速 器 质 谱 分 析 核 分 析 技 术 一 般 质 谱 分 析 核 技 术 基 础 知 识

45 加 速 器 质 谱 装 置 及 原 理 核 分 析 技 术 常 规 质 谱 技 术 与 粒 子 加 速 器 技 术 和 离 子 探 测 技 术 计 数 技 术 相 结 合 的 质 谱 分 析 技 术 电 子 剥 离 器 偏 转 分 离 目 标 同 位 素 预 加 速 聚 焦 90 o 磁 场 偏 转 加 速 负 离 子 +V 加 速 正 离 子 核 技 术 基 础 知 识 同 位 素 负 离 子 源 偏 转 祛 除 干 扰 离 子 测 量 目 标 同 位 素 加 速 器 质 谱 装 置 示 意 图

46 加 速 器 质 谱 分 析 核 分 析 技 术 核 技 术 基 础 知 识

47 核 示 踪 技 术 定 义 化 学 标 记 : 放 射 性 示 踪 核 素 处 于 被 研 究 系 统 组 分 相 同 的 化 合 物 中, 跟 踪 特 定 元 素 物 理 标 记 : 放 射 性 示 踪 核 素 不 是 被 追 踪 系 统 的 基 本 部 分, 而 是 以 某 种 方 式 附 着 用 放 射 性 同 位 素 标 记 普 通 原 子 或 分 子 用 放 射 性 定 测 量 义 技 术 研 究 被 标 记 物

48 核 示 踪 技 术 示 踪 剂 : 一 种 带 有 特 殊 标 记 的 物 质, 当 它 加 入 到 被 研 究 对 象 中 后, 人 们 可 根 据 其 运 动 和 变 化 来 洞 悉 原 来 不 易 或 不 能 辨 认 的 被 研 究 对 象 的 运 动 和 变 化 规 律 放 射 性 核 素 示 踪 剂 特 性 核 技 术 基 础 知 识 u 同 位 素 化 学 性 质 完 全 相 同, 可 正 确 反 映 研 究 对 象 在 物 理 化 学 和 生 物 过 程 中 的 性 质 和 行 为 u 核 素 的 放 射 特 性 不 改 变 物 质 的 物 理 和 化 学 性 质 u 不 受 非 放 杂 质 干 扰, 活 体 研 究, 体 外 测 量 u 灵 敏 度 高 可 探 测 ~10-13 g 化 学 分 析 只 能 达 到 10-9 g u 提 供 原 子 分 子 水 平 的 研 究 手 段

49 科 学 家 核 示 踪 佚 事 核 示 踪 技 术 核 医 学 的 创 立 者 G.de Hevesy 在 卢 瑟 福 实 验 室 工 作 期 间, 因 怀 疑 女 房 东 总 是 把 剩 菜 改 头 换 面 之 后 给 他 吃 于 是, 他 核 技 术 在 基 剩 础 菜 知 中 识 放 上 微 量 的 钍, 然 后 在 下 一 次 的 菜 中 检 验 是 否 有 放 射 性, 结 果 他 都 能 准 确 地 判 断 是 剩 菜 还 是 新 菜 1943 年 因 使 用 同 位 素 作 为 化 学 过 程 研 究 的 示 踪 剂 荣 获 诺 贝 尔 化 学 奖

50 水 稻 吸 收 磷 ( 肥 ) 规 律 研 究 核 示 踪 技 术 问 题 : 磷 ( 肥 ) 在 水 稻 不 同 生 长 期 在 各 个 部 位 的 分 配 是 怎 样 的 呢? 传 统 的 方 法 : 在 水 稻 生 头 的 不 同 时 期, 取 不 同 部 位 的 鲜 活 植 株 制 成 样 品, 然 后 作 元 素 分 析 由 于 主 要 元 素 为 C,H,O,N, 而 P 含 量 很 少, 因 此, 分 析 的 准 确 程 度 不 高 放 射 性 示 踪 方 法 : 用 放 射 性 核 素 32 P 标 记 磷 肥 此 磷 肥 按 常 规 施 用 用 核 辐 射 探 测 器 跟 踪 探 测 32 P 放 射 的 β 射 线 ( 此 β 射 线 能 量 达 1.7Mev, 易 于 探 测 ) 就 可 以 掌 握 水 稻 不 同 生 长 核 技 术 基 础 知 识 期, 各 个 部 位 磷 的 分 配 穗 茎 叶 水 稻 在 不 同 生 长 期 磷 在 各 个 部 位 的 分 配

51 133 Xe- 地 下 管 道 检 漏 核 示 踪 技 术 核 技 术 基 础 知 识

52 管 道 流 率 测 定 核 示 踪 技 术 Q C i C f V 探 测 器 探 测 器 S i 核 技 术 基 础 知 识 信 号 处 理 显 示 Q S f C f = C i e λ V / Q S = ε C S f = S i e λ V / Q Q = ln( S λ f V / S i )

53 研 究 光 合 作 用 核 示 踪 技 术 问 题 光 合 作 用 释 放 的 O 2 是 来 自 H 2 O? 还 是 CO 2? 还 是 两 者 兼 而 有 之? 核 技 术 基 础 知 识 6CO H 2 O 光 能 叶 绿 体 C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O + 6O 2

54 研 究 光 合 作 用 核 示 踪 技 术 用 氧 的 同 位 素 18 O 分 别 标 记 H 2 O 和 CO 2, 使 它 分 别 成 为 H 2 18 O 和 C 18 O 2 解 决 办 法 进 行 两 组 光 合 作 用 的 实 验 并 测 量 氧 气 的 放 射 性 1 第 一 组 向 绿 色 植 物 提 供 C 18 O 2 和 H 2 O C 18 O 2 + H 2 O 光 照 O 2 2 第 二 组 向 同 种 绿 色 植 物 提 供 H 2 18 O 和 CO 2 CO 2 + H 2 18 O 光 照 18 O 2 光 合 作 用 释 放 的 O 2 全 部 来 自 于 H 2 O

55 考 古 学 的 年 代 测 定 核 示 踪 技 术 基 本 原 理 公 式 母 核 素 P 的 衰 变 常 数 为 λ, 初 始 时 核 数 为 N 0, t 时 刻 为 N p, 子 核 素 的 核 数 N d, 则 有 : 核 技 术 基 础 知 识 1 λ N 0 t = ln N p 1 t = ln( 1 + λ N N d p )

56 考 古 学 的 年 代 测 定 核 示 踪 技 术 用 于 年 代 测 量 的 天 然 放 射 性 核 素 母 核 子 核 母 核 半 衰 期 ( 年 ) 87 Rb 87 Sr (4.072±0.04) 核 技 术 基 础 知 识 238 U 206 Pb (4.468±0.002) K 40 Ar+ 40 Ca (1.277±0.008) U 20 8Pb (7.038±0.005) Cl 36 Ar (3.00±0.02) C 14 N 5730 ±40 3 H 3 He ±0.003

57 碳 -14 断 代 核 示 踪 技 术 中 子 n 产 生 和 衰 变 之 间 的 平 衡 巨 大 碳 交 换 贮 存 库 调 剂 14 C 半 衰 期 较 长 大 气 中 放 射 性 比 活 度 是 常 数 A 大 气 = A 0 = 14 C/ 12 C 14 N A 0 =225 Bq/kg = C + O 2 14 CO 2 12 质 子 P 生 物 体 死 亡, 停 止 同 大 气 的 交 换 A 体 = A 0 e -(ln2/t 1/2 )t 生 物 体 比 活 度 交 换 平 衡 A 生 物 体 = A 大 气 大 气

58 碳 -14 断 代 核 示 踪 技 术 常 规 放 射 性 测 量 用 正 比 计 数 器 和 液 体 闪 烁 计 数 器 测 量 碳 - 14 的 放 射 性 β 计 数, 确 定 其 比 活 度 碳 同 位 素 测 量 加 速 器 质 谱 分 析 电 离 碳 同 位 素 14 C 和 12 C 用 加 速 器 加 速 至 数 兆 或 数 十 兆 电 子 伏 高 能 用 复 合 电 磁 场 选 择 和 鉴 别 直 接 测 量 14 C 与 12 C 原 子 数 比 值 加 速 器 质 谱 碳 -14 测 年 法 的 独 特 优 点 样 品 用 量 少 1~5 毫 克 样 品 即 可 灵 敏 度 高 至 比 值 探 测 限 测 量 时 间 短 10~20 分 钟 (1% 的 精 度 ), 年 以 内 的 文 物 样 品 是 测 定 精 度 最 高 的 一 种

59 Na 131 I 诊 断 甲 状 腺 功 能 核 示 踪 技 术 口 服 示 踪 量 Na 131 I, 在 甲 状 腺 部 位 测 量 放 射 性 131 I 吸 收 率

60 放 射 免 疫 分 析 测 量 血 浆 胰 岛 素 含 量 核 示 踪 技 术 基 本 原 理 : 标 记 抗 原 和 非 标 记 抗 原 都 会 同 抗 体 相 结 合, 而 且 结 合 几 率 相 等 当 抗 体 的 含 量 有 限 时, 加 入 到 血 浆 的 标 记 胰 岛 素 和 血 浆 中 的 胰 岛 素 互 相 竞 争 同 抗 体 结 合 显 然, 非 标 记 抗 原 越 多, 抗 原 - 抗 体 复 合 物 中 的 标 记 抗 原 就 越 少, 放 射 性 比 活 度 就 越 小 通 过 测 定 结 合 部 分 ( 或 游 离 部 分 ) 的 放 射 性, 可 以 求 出 血 浆 胰 岛 素 的 含 量

61 核 辐 射 与 物 质 相 互 作 用 发 生 效 应 测 量 和 确 定 效 应 与 被 测 量 的 关 系 产 生 系 列 检 测 手 段 和 仪 器 设 备 核 检 测 电 离 效 应 吸 收 效 应 散 射 效 应 烟 雾 报 警 器 厚 度 密 度 料 位 计 煤 灰 分 析 仪 核 子 秤 n 测 井 及 水 分 计 g 测 井 装 置 b 反 散 射 仪 表 核 检 测 技 术

62 g 辐 射 检 测 原 理 核 检 测 技 术 g 射 线 穿 过 物 质 时 强 度 服 从 指 数 减 弱 规 律 I 0 d P u m I Ι = Ι u m 0 e u m 质 量 吸 收 系 数 d 厚 度 P 密 度 pd 可 测 量 量 被 检 测 量 穿 前 g 强 度 物 质 密 度 穿 后 g 强 度 g 吸 收 效 应 物 质 厚 度 两 者 比 值 物 质 质 量

63 g 辐 射 密 度 计 核 检 测 技 术 γ 射 线 穿 过 管 道, 测 量 吸 收 前 后 强 度 变 化 便 可 得 到 管 道 内 被 测 物 质 密 度 常 用 源 : 137 Cs 60 Co 被 测 物 质 : 核 子 数 是 2 至 30 的 材 料 Ι Ι e = u 0 pd ρ 1 I = ln du I m 0 m g 源 * 管 道 探 头 信 号 处 理 结 果 显 示 安 装 支 架

64 g 辐 射 厚 度 计 核 检 测 技 术 工 作 原 理 同 g 密 度 计 相 似 常 用 于 板 材 厚 度, 管 材 壁 厚 的 测 量 Ι = Ι 0 e u pd d = 核 技 术 基 础 知 识 1 ρ u m 0 m ln I I

65 g 辐 射 料 位 计 核 检 测 技 术 工 作 原 理 同 g 厚 度 计 核 技 术 基 础 知 识

66 g 辐 射 料 位 计 核 检 测 技 术 核 技 术 基 础 知 识

67 双 能 γ 射 线 测 煤 灰 分 核 检 测 技 术 煤 灰 分 Cw : 煤 灼 烧 后, 氧 化 物 残 渣 ( 主 要 由 SiO 2,Al 2 O 3 组 成 ) 所 占 灼 烧 前 煤 的 质 量 分 数 双 能 γ 射 线 : 低 能 γ 射 线 E<200keV 对 不 同 元 素 的 质 量 衰 减 系 数 µ m 不 一 样 中 能 γ 射 线 200keV<E<2MeV 对 不 同 元 素 的 质 量 衰 减 系 数 µ m 差 不 多 用 γ 谱 仪 测 量 : 皮 带 空 载 时 的 中 低 能 γ 射 线 峰 计 数 皮 带 有 煤 时 的 中 低 能 γ 射 线 峰 计 数 I I 中 0 中 I I 低 0 低 低 I0 ln( ) 低 Cw = K I 1 + 中 I0 ln( ) 中 I K 2 K 1 K 2 是 与 碳 和 煤 灰 γ 射 线 质 量 吸 收 系 数 有 关 的 已 知 常 数

68 双 能 γ 射 线 测 煤 灰 分 核 检 测 技 术 1 探 头 : 闪 烁 探 测 器 由 NaI 光 电 倍 增 管 放 大 器 组 成 2 C 型 架 : 固 定 探 头, 放 射 源, 变 送 器 3 双 光 子 γ 射 线 输 出 器 : 内 装 137 Cs(20 mci); 241 Am(100 mci) 4 控 制 箱 : 内 装 高 低 压 电 源 放 大 器 多 通 道 甄 别 器, 稳 峰 控 制 器 5 显 示 器 : 17 寸 纯 平 彩 色 显 示 器 6 主 机 : 工 控 机 Pentium III 1G 以 上 7 打 印 机 ; 8 净 化 电 源 ; 9 立 式 机 柜 :19 寸 标 准 机 柜, 防 尘 玻 璃 观 察 窗

69 核 子 皮 带 秤 核 检 测 技 术 皮 带 上 的 物 料 单 位 时 间 掠 过 探 测 器 的 质 量 : F = {wv } {pd } ={wv } { ln ( I 0 /I )/u m } {wv }: 单 位 时 间 皮 带 掠 过 探 测 器 的 面 积 (w: 皮 带 宽 度 v: 皮 带 运 行 速 率 ) {pd }: 探 测 器 测 到 的 单 位 面 积 上 物 料 的 质 量

70 核 子 皮 带 秤 核 检 测 技 术

71 中 子 测 井 核 检 测 技 术 中 子 中 子 中 子 伽 马 中 子 测 井 中 子 寿 命 中 子 活 化 利 用 中 子 与 物 质 相 互 作 用 的 各 种 效 应 研 究 钻 井 剖 面 岩 层 性 质 的 一 组 方 法

72 中 子 - 中 子 测 井 核 检 测 技 术 中 子 源 放 出 快 中 子, 经 过 一 系 列 碰 撞 而 减 弱 到 热 能 状 态, 最 后 被 吸 收 中 子 的 空 间 分 布 与 物 质 的 减 速 及 吸 收 性 质 密 切 相 关 测 量 源 附 近 中 子 分 布 状 态 来 研 究 岩 层 减 速 性 质 或 吸 收 性 质 的 方 法 中 子 一 中 子 测 井 中 子 一 超 热 中 子 测 井 强 减 速 性 元 素 氢 中 子 热 中 子 测 井 强 吸 收 性 元 素 氯 硼 岩 层 孔 隙 度 油 气 层 界 面 特 殊 中 子 性 质 矿 产 油 水 层 孔 隙 度

73 中 子 - 伽 马 测 井 核 检 测 技 术 原 理 : 与 中 子 中 子 测 井 法 相 似 区 别 在 于 不 是 测 定 中 子 的 空 间 分 布, 而 是 测 量 热 中 子 被 组 成 岩 石 的 原 子 核 俘 获 后 放 出 的 二 次 伽 马 射 线 应 用 : 划 分 地 质 剖 面 寻 找 气 层 和 划 分 气 水 界 面 划 分 油 水 界 面 碳 和 氧 的 快 中 子 非 弹 性 散 射 产 生 能 量 差 别 较 大 的 γ 射 线 (4.43 和 6.13 兆 电 子 伏 ) γ 峰 计 数 比 确 定 碳 氧 含 量 比 判 别 地 层 油 水 含 量 状 况

74 中 子 寿 命 测 井 核 检 测 技 术 中 子 寿 命 测 井 : 测 量 热 中 子 被 地 层 俘 获 所 需 时 间 与 深 度 变 化 关 系 热 中 子 寿 命 τ: 测 井 探 管 中 中 子 发 生 器 ( 中 子 管 ) 释 放 出 的 14 兆 电 子 伏 脉 冲 快 中 子 束, 与 井 液 和 地 层 原 子 核 发 生 连 续 碰 撞 而 很 快 地 被 减 速 成 热 中 子 从 脉 冲 快 中 子 变 为 热 中 子 的 瞬 间 起, 到 热 中 子 大 部 分 ( 约 63.7%) 被 周 围 物 质 吸 收 时 止, 热 中 子 所 经 过 的 这 段 平 均 时 间 100 个 热 中 子 经 历 τ 时 间 36 个 热 中 子 原 理 及 应 用 : 不 同 岩 性 的 地 层 和 不 同 的 孔 隙 液 体, 热 中 子 寿 命 τ 不 一 样, 可 以 利 用 它 来 区 分 油 水 层, 划 分 油 气 水 界 面 油 气 层 和 含 盐 量 高 的 水 层 含 氯 量 差 别 很 大 氯 对 热 中 子 有 特 殊 俘 获 能 力 中 子 寿 命 测 井 是 划 分 油 水 层 的 重 要 方 法

75 烟 雾 报 警 器 核 检 测 技 术 在 两 个 金 属 平 板 之 间 加 上 直 流 电 压, 一 小 块 同 位 素 241 Am 放 置 附 近, 放 出 微 量 的 α 带 电 粒 子, 使 附 近 的 空 气 电 离, 产 生 离 子 电 流 工 作 原 理 烟 雾 进 入 电 离 空 间 时, 烟 雾 微 粒 吸 附 离 子 和 α 射 线, 使 得 离 子 电 流 减 小 烟 雾 越 浓, 离 子 电 流 减 少 越 明 显 若 另 设 一 个 封 入 纯 净 空 气 的 离 子 室, 将 两 者 的 离 子 电 流 作 比 较, 就 可 以 排 除 干 扰, 检 测 出 烟 雾 的 有 无 241 Am

76 核 辐 照 技 术 核 辐 射 与 物 质 相 互 作 用 发 生 效 应 研 究 和 确 定 效 应 与 实 际 应 用 的 关 系 产 生 除 分 析 检 测 外 的 系 列 应 用 技 术

77 核 辐 照 技 术 核 技 术 基 础 知 识 γ

78 核 辐 照 技 术 γ 辐 照 装 置 的 构 成 部 分 核 技 术 基 础 知 识

79 核 辐 照 技 术 工 作 人 员 将 被 照 物 放 入 箱 子 准 备 进 行 核 辐 照 设 备 运 控 室 工 作 人 员 正 在 对 产 品 进 行 核 辐 照 对 每 一 次 辐 照 的 产 品 进 行 抽 查 检 测 辐 照 产 品 存 储 区

80 核 辐 照 技 术 核 技 术 基 础 知 识 电 子 加 速 器 辐 照 装 置 模 型

81 核 辐 照 技 术 电 子 加 速 器 辐 照 装 置 示 意 图

82 核 辐 照 技 术 核 技 术 基 础 知 识

83 核 辐 照 技 术 核 技 术 基 础 知 识 电 子 加 速 器 辐 照 装 置 及 控 制 室

84 核 辐 照 技 术 车 载 移 动 式 自 屏 蔽 小 型 化 电 子 束 辐 照 灭 菌 安 全 系 统 核 技 术 基 础 知 识

85 辐 射 育 种 核 辐 照 技 术 基 本 原 理 : 电 离 辐 射 作 用 于 生 物 体 生 物 遗 传 性 状 的 基 因 发 生 突 变 生 物 特 征 特 性 发 生 变 异 定 向 选 择 程 序 育 种 培 育 成 新 品 种 特 点 : 打 破 性 状 连 锁 实 现 基 因 重 组 突 变 频 率 高 突 变 类 型 多 核 技 变 术 异 基 性 础 状 知 稳 识 定 方 法 简 便 全 世 界 至 1981 年, 辐 射 育 成 品 种 518 个 中 国 至 1986 年 已 育 成 突 变 品 种 243 个, 种 植 面 积 超 过 1.4 亿 亩 中 国 粮 食 蔬 菜 果 树 花 卉 等 植 物 的 辐 射 育 种 新 品 占 世 界 各 国 辐 射 育 成 品 种 总 数 的 1/3 中 国 辐 射 育 成 的 水 稻 棉 花 大 豆 小 麦 玉 米 等 作 物 新 品 种 推 广 种 植 面 积 达 千 万 公 顷

86 辐 射 育 种 核 辐 照 技 术 浙 江 原 丰 早 水 稻 60 Co γ 射 线 辐 射 诱 变 的 新 品 种 80 年 代, 共 增 产 稻 谷 70 多 亿 公 斤 解 决 了 中 国 1/20 人 口 一 年 吃 饭 问 题 获 国 家 技 术 发 明 一 等 奖 山 东 鲁 棉 一 号 棉 花 60 Co γ 射 线 辐 照 杂 交 品 种 育 成 推 广 1.2 亿 亩, 创 直 接 经 济 效 益 57 亿 元 我 国 由 棉 花 进 口 国 一 跃 成 为 出 口 国 80 年 山 东 第 一 批 万 元 户 大 都 与 种 棉 有 关 获 国 家 技 术 发 明 一 等 奖

87 辐 射 育 种 核 辐 照 技 术 一 个 青 椒 重 量 可 以 达 到 500 克 玉 米 能 够 结 出 7 个 棒 黄 瓜 可 以 长 到 半 米 高 核 技 术 基 础 知 识 一 串 红 由 一 串 串 地 开 花 变 成 满 株 开 花 万 寿 菊 由 单 层 的 四 瓣 花 变 成 多 层 的 六 瓣 花 矮 牵 牛 由 原 本 开 红 色 的 小 花 变 成 能 开 出 红 白 粉 等 多 种 颜 色 的 大 花

88 辐 射 灭 菌 消 毒 核 辐 照 技 术 辐 照 产 品 放 置 电 离 辐 射 场 中 接 受 粒 子 照 射 核 技 术 基 础 知 识 灭 菌 产 品 被 照 至 灭 菌 保 证 水 平 : 每 10-6 个 微 生 物 仅 有 1 个 微 生 物 存 活 消 毒 杀 灭 或 消 除 产 品 上 的 病 原 微 生 物 使 之 达 到 无 害 化

89 辐 射 灭 菌 消 毒 核 辐 照 技 术 医 疗 卫 生 用 品 60 Co γ 射 线 辐 照 灭 菌 已 取 代 环 氧 乙 烷 化 学 消 毒 灭 菌 一 次 性 防 护 服 一 次 性 注 射 器 手 术 刀 片 手 术 手 套 各 种 容 器 具 口 罩 输 血 器 血 浆 分 离 器 血 液 透 析 器 血 液 灌 流 器 灌 输 物 质 和 组 织 体 素 核 技 术 基 础 知 识 麻 醉 用 具 加 湿 器 心 血 导 管 负 压 引 流 瓶 导 尿 管 骨 髓 内 针 人 造 皮 肤 伤 口 表 面 处 治 疗 物 眼 状 物 填 料 纱 布 片 纱 布 垫 止 血 纱 布 营 养 皿 脱 指 棉 球 牙 科 器 具 动 物 血 浆 等

90 辐 射 灭 菌 消 毒 核 辐 照 技 术 药 品 国 家 食 品 药 品 监 督 管 理 局 严 格 规 定 了 药 品 质 量 保 证 体 系 传 统 的 灭 菌 方 法 进 行 质 量 控 制 有 局 限 压 力 蒸 汽 灭 菌 虽 然 穿 透 力 强, 但 会 对 药 品 中 易 挥 发 的 成 分 造 成 破 坏 ; 用 紫 外 线 照 射 对 药 品 深 层 效 果 几 乎 为 零 核 技 术 基 础 知 识 微 波 或 远 红 外 线 灭 菌 则 对 含 水 量 低 的 药 品 效 果 差 ; 化 学 灭 菌 法 容 易 与 某 些 药 品 中 的 维 生 素 链 霉 素 等 发 生 反 应, 且 有 化 学 残 留 采 用 辐 照 方 法 进 行 灭 菌 处 理 : 灭 菌 彻 底 无 污 染 节 约 能 源 可 在 常 温 下 灭 菌 可 包 装 后 灭 菌 灭 菌 速 度 快, 操 作 简 便, 可 连 续 作 业, 有 利 于 工 业 化 生 产

91 辐 射 灭 菌 消 毒 核 辐 照 技 术 日 用 品 在 国 际 市 场 上 钴 -60 r 射 线 辐 照 纸 巾 卫 生 巾 纸 尿 裤 化 妆 品 玩 具 已 得 到 各 国 的 女 性 广 泛 认 同 核 技 术 基 础 知 识

92 食 品 辐 射 保 藏 核 辐 照 技 术 辐 照 剂 量 (KGy) 0.95~9 核 技 术 基 础 知 识 0.2~ ~0.18 标 明 辐 照 食 品 的 国 际 符 号 0.3~ ~2.8

93 辐 照 材 料 改 性 核 辐 照 技 术 聚 合 物 的 辐 射 交 联 反 应 高 能 电 子 束 照 射 后 的 聚 合 物 线 状 大 分 子 结 构 变 成 了 网 状 大 分 子 结 构, 导 致 物 理 机 械 等 性 能 发 生 一 系 列 重 大 变 化 材 料 的 耐 热 性 扩 张 强 度 耐 裂 性 等 各 项 性 能 大 为 改 善 各 种 颜 色 规 格 的 热 缩 管 材 端 子 头 包 套 电 线 包 敷

94 辐 照 材 料 改 性 核 辐 照 技 术 辐 照 宝 石 着 色 通 过 钴 -60-r 射 线 辐 照 加 工, 水 晶 无 色 变 成 茶 色 紫 色 浅 黄 色 可 使 玉 石 宝 石 水 晶 和 珍 珠 颜 色 发 生 变 化, 起 到 点 石 成 金 的 奇 效 石 英 核 技 术 基 础 知 识 无 色 变 成 黄 色 黄 绿 色 绿 色 大 理 石 白 色 变 成 黄 色 蓝 色 和 丁 香 紫 色 珍 珠 变 成 灰 褐 蓝 或 黑 色

95 核 电 池 核 辐 照 技 术 将 核 辐 射 粒 子 αβγ 等 能 量 转 换 为 电 能 的 装 置 最 成 熟 的 核 电 池 : 放 射 性 同 位 素 温 差 发 电 器 (RTG) 粒 子 在 介 质 上 电 离 发 热 为 热 源, 以 空 气 或 其 它 物 质 做 冷 源, 利 用 半 导 体 做 温 差 器 件, 将 热 能 转 换 成 电 能 RTG 238 Pu 阿 波 罗 飞 船 飞 赴 冥 王 星 新 地 平 线 号 探 测 器 中 国 月 球 车 超 薄 微 型 核 电 池 问 世 美 国 密 苏 里 大 学 最 新 科 研 成 果 核 电 池 原 型 核 电 池 开 发 者

96 同 位 素 避 雷 针 核 辐 照 技 术 避 雷 原 理 富 兰 克 林 避 雷 针 的 原 理 : 尖 端 放 电, 形 成 电 阻 小 的 通 路 放 射 性 同 位 素 避 雷 针 的 原 理 : 射 线 使 避 雷 针 附 近 的 空 气 大 量 地 电 离, 主 动 地 打 开 一 条 与 云 中 电 荷 相 通 的 电 的 通 路 金 属 环 金 属 杆 基 本 结 构 一 根 尖 顶 的 金 属 杆 ; 一 个 与 杆 绝 缘 的 金 属 锥 体, 锥 体 上 装 有 放 射 源 ; 锥 体 四 周 下 垂 三 根 飘 带 状 的 大 气 电 势 接 触 天 线 ; 一 个 与 杆 连 接 的 金 属 环 环 与 锥 体 组 成 激 励 器 放 射 源 放 射 性 避 雷 器 示 意 图 金 属 飘 带

97 核 辐 射 静 电 中 和 器 核 辐 照 技 术 工 作 原 理 : 核 辐 射 粒 子 与 空 气 作 用, 产 生 正 负 离 子 对 云 带 静 电 荷 的 物 体 靠 近 中 和 器, 离 子 向 带 相 反 电 荷 的 带 电 体 迁 移, 与 之 中 和, 而 剩 余 离 子 则 由 有 中 和 器 接 地 被 泄 漏 放 射 性 静 电 消 除 器 核 技 术 基 础 知 识 接 地 静 电 中 和 器 工 作 原 理 图

98 放 射 治 疗 核 辐 照 技 术 利 用 核 射 线 (X γβ 和 中 子 流 等 ) 对 疾 病 进 行 辐 射 治 疗 基 本 原 理 辐 照 达 到 一 定 剂 量 时, 对 病 变 细 胞 有 抑 制 和 杀 伤 作 用, 通 过 直 接 或 间 核 技 术 基 础 知 识 接 效 应 置 癌 细 胞 于 死 地 1 辐 射 损 伤 细 胞 的 DNA 以 外 其 他 成 分, 细 胞 自 动 修 复, 不 会 致 死, 无 后 遗 症 2 辐 射 损 伤 导 致 DNA 单 链 断 离, 大 多 数 细 胞 能 修 复, 但 可 能 出 现 错 位 3 辐 射 损 伤 导 致 DNA 双 链 断 离, 细 胞 直 接 死 亡, 很 少 能 被 修 复

99 g- 刀 核 辐 照 技 术 将 多 个 g 源 静 止 性 照 射 到 一 点 上, 使 该 点 的 剂 量 最 大, 从 而 达 到 治 疗 的 目 的 核 技 术 基 础 知 识 是 一 个 布 满 准 直 器 的 半 球 形 头 盔, 头 盔 内 能 射 出 201 条 60 Co 高 剂 量 g 射 线 每 条 伽 玛 射 线 剂 量 梯 度 极 大, 一 路 上 对 组 织 几 乎 没 有 损 伤 201 条 射 线 从 不 同 位 置 聚 集 在 一 起 可 致 死 地 摧 毁 靶 点 组 织 优 点 : 无 创 伤 不 需 要 全 麻 不 开 刀 不 出 血 和 无 感 染 等

100 g- 刀 核 辐 照 技 术 伽 玛 射 线 立 体 定 向 放 射 治 疗 系 统 治 疗 颅 脑 疾 病 为 主 伽 玛 射 线 几 何 聚 焦 精 确 立 体 定 位 TPS 剂 量 集 射 靶 点 一 次 致 死 性 摧 毁 病 灶 病 灶 外 组 织 免 于 损 伤

101 g- 刀 核 辐 照 技 术 头 部 伽 玛 刀 治 疗 过 程 第 一 步 门 诊 就 诊, 术 前 会 诊 讨 论

102 g- 刀 核 辐 照 技 术 头 部 伽 玛 刀 治 疗 过 程 第 二 步 安 装 定 位 头 架, 皮 下 局 部 麻 醉

103 g- 刀 核 辐 照 技 术 头 部 伽 玛 刀 治 疗 过 程 第 三 步 高 场 核 磁 定 位 核 技 术 基 础 知 识

104 g- 刀 核 辐 照 技 术 头 部 伽 玛 刀 治 疗 过 程 第 四 步 将 影 象 传 至 工 作 站 制 定 治 疗 计 划 核 技 术 基 础 知 识

105 g- 刀 核 辐 照 技 术 头 部 伽 玛 刀 治 疗 过 程 第 五 步 上 机 治 疗 核 技 术 基 础 知 识

106 g- 刀 核 辐 照 技 术 头 部 伽 玛 刀 治 疗 过 程 第 六 步 拆 卸 定 位 支 架 消 毒 包 扎 核 技 术 基 础 知 识

107 g- 刀 核 辐 照 技 术 头 部 伽 玛 刀 治 疗 过 程 第 七 步 患 者 留 观 10 分 到 20 分 钟, 无 不 良 反 映 即 可 回 家 核 技 术 基 础 知 识

108 硼 中 子 俘 获 治 疗 核 辐 照 技 术 将 亲 癌 含 10 B 药 物 注 入 人 体 10 B 药 物 富 集 肿 瘤 区 癌 细 胞 热 中 子 照 射 非 肿 瘤 区 域 热 中 子 照 射 肿 瘤 区 域 α 粒 子 射 程 小 于 细 胞 尺 度 10μm 7 Li 核 射 程 小 于 细 胞 尺 度 10μm 它 们 能 有 效 地 杀 死 癌 细 胞 对 周 围 正 常 细 胞 损 伤 很 小 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B 10 B + n α + Li(4%) 10 B α + Li(96%) BNCT 中 子 源 : 1eV 到 10keV 的 中 子 快 中 子 成 分 足 够 低 γ 射 线 成 分 足 够 低 病 人 辐 照 区 的 通 量 大 于 或 等 于 10 9 量 级 方 向 性 足 够 好 BNCT 药 物 : 对 肿 瘤 的 选 择 性 越 强 越 好, 即 10 B 药 物 富 集 比 越 大 越 好 载 10 B 药 物

109 硼 中 子 俘 获 治 疗 核 辐 照 技 术 中 子 过 滤 器 反 应 堆 中 子 源 患 者 照 射 平 台

110 硼 中 子 俘 获 治 疗 核 辐 照 技 术 患 者 治 疗 室 质 子 加 速 器 核 技 术 基 础 知 识 患 者 及 照 射 平 台 加 速 器 靶 中 子 源

111 核 成 像 技 术 核 成 像 一 般 原 理 获 取 信 息 测 量 与 核 有 关 的 物 理 量 在 被 测 对 象 中 的 衰 减 规 律 或 分 布 情 况 数 据 处 理 核 技 术 基 础 知 识 测 量 量 的 信 号 处 理 和 数 值 计 算 图 象 重 建 将 测 量 值 转 换 成 图 象 构 建 值

112 核 成 像 技 术 核 成 像 透 视 投 影 核 素 显 像 断 层 扫 描

113 透 视 投 影 成 像 核 成 像 技 术 Xγ 射 线 工 业 探 伤 孔 穴 孔 穴 X γ 射 线 被 测 物 体 射 线 感 光 屏 或 胶 片 X γ 射 线 被 测 物 体 阵 列 探 测 器 图 象 显 示 屏

114 透 视 投 影 成 像 核 成 像 技 术

115 X 射 线 透 视 与 摄 影 核 成 像 技 术 X 射 线 摄 影 : 利 用 X 线 的 穿 透 性 和 感 光 性, 将 受 检 组 织 或 脏 器 显 象 在 胶 片 上, 称 为 X 线 照 相 X 射 线 透 视 : 利 用 X 射 线 的 穿 透 性 和 荧 光 作 用 进 行 透 视 检 查,X 线 穿 过 受 检 组 织 或 脏 器 将 它 们 投 影 到 荧 光 屏 上 关 节 炎 正 常

116 X 射 线 断 层 扫 描 (XCT) 核 成 像 技 术 目 的 : 观 测 物 体 的 剖 面 图 象 基 本 原 理 : 基 于 物 体 对 X 射 线 的 吸 收 特 性 当 束 强 度 为 I o 的 X 射 线 穿 过 厚 度 为 t 的 均 匀 物 体 后, 其 强 度 将 减 弱 为 I/ I o =EXP(-ut), 或 u=ln(i o /I)/t, u 为 这 一 均 匀 物 质 对 该 射 线 的 线 性 衰 减 系 数 若 此 物 体 由 非 均 匀 物 质 组 成, 则 可 分 为 许 多 等 厚 度 D 的 均 匀 物 质 单 元 有,Σu i = ln(i o /I)/t 使 物 体 放 射 源 和 探 测 器 组 合 360 o 旋 转, 并 在 每 一 角 度 对 物 体 的 某 个 断 面 测 定 透 射 射 线 的 投 影 强 度, 即 可 得 到 一 个 关 于 Σu i 和 ln(i o /I)/t 的 投 影 矩 阵 对 此 矩 阵 求 解, 可 获 得 各 单 元 的 u 值, 进 而 获 得 被 测 物 的 剖 面 图 象

117 X 射 线 断 层 扫 描 (XCT) 核 成 像 技 术 基 本 原 理 分 步 描 述 基 于 物 体 对 X 射 线 的 吸 收 特 性 u 为 这 一 均 匀 物 质 对 该 射 线 的 线 性 衰 减 系 数 束 强 度 为 I o 的 X 射 线 穿 过 厚 度 为 t 的 均 匀 物 体 左 边 u 被 穿 物 质 表 征 值 强 度 减 弱 为 I/ I o =EXP(-ut) 右 边 投 影 测 量 值 =

118 X 射 线 断 层 扫 描 (XCT) 核 成 像 技 术 基 本 原 理 分 步 描 述 对 于 线 状 非 均 匀 物 质 的 物 体 可 分 为 n 个 等 厚 度 ( t) 的 均 匀 物 质 单 元 左 边 : n 个 物 质 单 元 表 征 值 之 和 右 边 投 影 测 量 值 =

119 X 射 线 断 层 扫 描 (XCT) 核 成 像 技 术 基 本 原 理 分 步 描 述 对 于 面 状 非 均 匀 物 质 的 物 体, 可 分 为 m n 个 等 厚 度 ( t) 的 均 匀 物 质 单 元, 即 由 m 条 上 述 线 状 物 体 构 成 核 技 术 基 础 知 识 左 边 : m n 个 物 质 单 元 表 征 值 右 边 : 足 够 个 投 影 测 量 值 = 矩 阵 方 程

120 X 射 线 断 层 扫 描 (XCT) 核 成 像 技 术 投 影 值 的 扫 描 测 量 旋 转 器 X 光 机 薄 扇 形 x 束 流 线 阵 列 探 测 器 物 体 剖 面

121 X 射 线 断 层 扫 描 (XCT) 核 成 像 技 术 X 射 线 源 投 影 值 的 扫 描 测 量 ' Y Y ' X φ φ X 监 测 器

122 X 射 线 断 层 扫 描 (XCT) 核 成 像 技 术 CT 值 定 义 国 际 规 定 CT值 作 为 表 达 组 织 密 度 的 统 一 单 位 µ 组 织 -µ 水 = 1000( H) µ 水 水 的 吸 收 系 数 为 1 骨 的 吸 收 系 数 为 1.9~2.0 骨 CT 值 为 空 气 的 吸 收 系 数 为 空 气 的 CT 值 为 -1000

123 X 射 线 断 层 扫 描 (XCT) 核 成 像 技 术 XCT 机

124 X 射 线 断 层 扫 描 (XCT) 核 成 像 技 术 核 技 术 基 础 知 识

125 X 射 线 断 层 扫 描 (XCT) 核 成 像 技 术

126 X 射 线 断 层 扫 描 (XCT) 核 成 像 技 术 XCT 机 诊 断 图

127 工 业 CT 核 成 像 技 术

128 工 业 CT 核 成 像 技 术

129 工 业 CT 核 成 像 技 术

130 工 业 CT 核 成 像 技 术 高 能 工 业 CT 集 成 检 测 系 统 2Mev 加 速 器 工 业 CT 系 统

131 工 业 CT 核 成 像 技 术

132 工 业 CT 与 内 部 测 量 检 测 核 成 像 技 术 发 动 机 铝 铸 件 断 层 孔 隙 率 无 损 检 测

133 工 业 CT 与 内 部 测 量 检 测 核 成 像 技 术 铝 铸 件 断 层 扫 描 三 维 重 组 研 究 与 内 部 测 量 检 测 电 容 内 部 断 层 扫 描 与 内 部 测 量 检 测 注 塑 件 内 部 断 层 扫 描 缺 陷 气 孔 分 析 与 内 部 测 量 检 测 钢 铁 内 部 结 构 分 析 与 内 部 测 量 检 测

134 工 业 CT 与 内 部 测 量 检 测 核 成 像 技 术 陶 瓷 内 部 密 度 分 析 缺 陷 分 析 与 与 内 部 测 量 检 测 齿 轮 内 部 断 层 扫 描 与 内 部 测 量 检 测 与 三 维 重 建 研 究 有 机 玻 璃 断 层 扫 描 密 度 分 析 与 内 部 测 量 检 测

135 工 业 CT 与 内 部 测 量 检 测 核 成 像 技 术 铝 铸 件 内 部 缺 陷 分 析 内 部 测 量 检 测 和 三 视 图 研 究 铸 件 断 层 扫 描 内 部 测 量 检 测 与 三 维 CAD 模 型 重 建

136 工 业 CT 与 内 部 测 量 检 测 核 成 像 技 术 铸 件 断 层 扫 描 与 三 维 尺 寸 测 量 检 测 极 复 杂 零 件 内 部 三 维 测 量 检 测

137 工 业 CT 与 内 部 测 量 检 测 核 成 像 技 术 陶 瓷 件 三 维 重 组 与 缺 陷 分 析

138 核 素 显 像 核 成 像 技 术 将 放 射 性 核 素 及 其 标 记 化 合 物 引 入 体 内 实 现 脏 器 组 织 病 变 的 显 像 检 查 的 方 法 利 用 放 射 性 核 素 示 踪 技 术 在 活 体 内 实 现 正 常 和 病 变 组 织 显 像 核 技 术 基 础 知 识 聚 集 于 引 所 入 选 体 目 内 标 投 影 测 或 量 断 源 层 射 扫 线 描 静 平 态 面 或 或 动 断 态 层 显 显 像 像

139 伽 玛 照 相 核 成 像 技 术 g 射 线 准 直 器 示 踪 剂 γ 射 线 强 度 的 位 置 分 布 显 像

140 正 电 子 湮 灭 断 层 扫 描 (PET) 核 成 像 技 术 正 电 子 湮 没 e + + e - γ + γ m e+ + m e - = MeV PET 电 子 对 效 应 M + γ M + e + + e - M 1.02 MeV M m e m e 质 量 转 化 为 能 量 质 能 等 效 E=MC 2 能 量 转 化 成 质 量

141 正 电 子 湮 灭 断 层 扫 描 (PET) 核 成 像 技 术 注 入 β + 核 素 于 人 体 内 目 标 发 射 的 正 电 子 和 周 围 的 负 电 子 发 生 湮 没 现 象 用 两 个 位 置 相 对 的 探 测 器 符 合 探 测 这 一 对 运 动 方 向 相 反 而 能 量 相 同 的 γ 光 子 即 可 对 人 体 的 脏 器 成 像 核 技 术 基 础 知 识 是 目 前 最 先 进 的 医 疗 诊 断 设 备 PET 装 置 的 剖 面 图

142 正 电 子 湮 灭 断 层 扫 描 (PET) 核 成 像 技 术 PET 装 置 原 理 图 γ 核 技 术 基 础 知 识

143 正 电 子 湮 灭 断 层 扫 描 (PET) 核 成 像 技 术 PET/CT 检 查 流 程

144 结 束 语 有 关 核 技 术 并 不 神 秘 能 量 射 线 物 质 作 用 准 确 探 测 核 技 术 基 础 知 识 并 不 可 怕 人 类 有 能 力 取 利 祛 弊 急 待 解 放 仍 需 提 高

145

146 电 子 云 图 像 假 想 将 核 外 一 个 电 子 每 个 瞬 间 的 运 动 状 态, 用 照 相 的 方 法 摄 影, 并 将 这 样 数 百 万 张 照 片 重 叠, 得 到 如 下 的 统 计 效 果 图, 形 象 地 称 为 电 子 云 图. 电 子 云 : 是 几 率 密 度 的 形 象 化, 是 的 空 间 图 形. 原 子 轨 道 : 是 波 函 数, 或 波 函 数 的 线 性 组 合 ( 波 函 数 的 加 减 ).

147 氢 原 子 电 子 云 给 氢 原 子 拍 摄 一 张 照 片

148 氢 原 子 电 子 云 再 给 氢 原 子 拍 摄 一 张 照 片

149 氢 原 子 电 子 云 再 给 氢 原 子 拍 摄 一 张 照 片

150 氢 原 子 电 子 云 再 给 氢 原 子 拍 摄 一 张 照 片

151 氢 原 子 电 子 云 再 给 氢 原 子 拍 摄 一 张 照 片

152 氢 原 子 电 子 云 给 氢 原 子 拍 照, 并 将 2 张 照 片 叠 加

153 氢 原 子 电 子 云 给 氢 原 子 拍 照, 并 将 3 张 照 片 叠 加

154 氢 原 子 电 子 云 给 氢 原 子 拍 照, 并 将 4 张 照 片 叠 加

155 氢 原 子 电 子 云 给 氢 原 子 拍 照, 并 将 5 张 照 片 叠 加

156 氢 原 子 电 子 云 给 氢 原 子 拍 照, 并 将 20 张 照 片 叠 加

157 氢 原 子 电 子 云 给 氢 原 子 拍 照, 并 将 100 张 照 片 叠 加

158 氢 原 子 电 子 云 给 氢 原 子 拍 照, 并 将 500 张 照 片 叠 加

159 氢 原 子 电 子 云 给 氢 原 子 拍 照, 并 将 1000 张 照 片 叠 加

160 氢原子电子云 给氢原子拍照 并 将10000张照片叠加

161 能 级 结 构 及 跃 迁 60 Co(T=5.27a) β MeV(100%) 2.50MeV 1.33MeV γ 1 0 γ 2 钴 -60 核 能 级 结 构 及 跃 迁 氢 原 子 轨 道 精 细 结 构

162 αβγ 射 线 穿 透 物 质 能 力

163 αβγ 射 线 穿 透 人 体 皮 肤 情 况 αβγ 射 线 穿 透 人 体 皮 肤 情 况 核 技 术 基 础 知 识

164 同 位 素 负 离 子 源 铯 束 流 撞 击 同 位 素 样 品, 产 生 同 位 素 负 离 子 束 流 核 技 术 基 础 知 识

165 偏 转 分 离 目 标 同 位 素 核 技 术 基 础 知 识

166 穆 斯 堡 尔 效 应 谱 测 量 演 示 发 射 体 对 吸 收 体 作 相 离 运 动, 发 射 光 子 能 量 小 于 吸 收 体 跃 迁 能 量, 无 共 振 吸 收

167 发 射 体 对 吸 收 体 相 离 速 度 变 小, 发 射 光 谱 向 吸 收 光 谱 靠 拢, 无 重 叠, 无 共 振 吸 收

168 发 射 体 对 吸 收 体 相 离 速 度 继 续 变 小, 发 射 光 谱 与 吸 收 光 谱 出 现 部 分 重 叠, 有 共 振 吸 收

169 发 射 体 对 吸 收 体 相 离 速 度 变 得 很 小, 发 射 光 谱 与 吸 收 光 谱 大 部 分 重 叠, 共 振 吸 收 显 著

170 发 射 体 对 吸 收 体 相 离 速 度 变 为 零, 发 射 光 谱 与 吸 收 光 谱 完 全 重 叠, 共 振 吸 收 最 大

171 发 射 体 对 吸 收 体 由 静 止 开 始 作 相 向 运 动, 速 度 很 小 发 射 光 谱 与 吸 收 光 谱 仍 大 部 分 重 叠, 共 振 吸 收 略 减 v

172 发 射 体 对 吸 收 体 相 向 速 度 变 大, 发 射 光 谱 与 吸 收 光 谱 仅 部 分 重 叠, 但 仍 有 共 振 吸 收 v

173 发 射 体 对 吸 收 体 相 向 速 度 继 续 变 大, 发 射 光 谱 与 吸 收 光 谱 刚 好 无 重 叠, 无 共 振 吸 收 v

174 发 射 体 对 吸 收 体 相 向 速 度 变 得 更 大, 发 射 光 谱 与 吸 收 光 谱 远 离, 无 共 振 吸 收 v

175 完 整 记 录 上 述 观 察 过 程, 可 得 共 振 吸 收 曲 线

176 核 技 术 基 础 知 识

177 核 技 术 基 础 知 识

178 核 技 术 基 础 知 识

179 核 技 术 基 础 知 识

180 核 技 术 基 础 知 识

181 核 技 术 基 础 知 识

182 核 技 术 基 础 知 识

183 核 技 术 基 础 知 识

184 核 技 术 基 础 知 识

185 核 技 术 基 础 知 识

186 核 技 术 基 础 知 识

187 核 技 术 基 础 知 识

188 核 技 术 基 础 知 识

189 核 技 术 基 础 知 识

190 核 技 术 基 础 知 识

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193 核 技 术 基 础 知 识

194 核 技 术 基 础 知 识

195 核 技 术 基 础 知 识

196 核 技 术 基 础 知 识

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