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核技术应用

日期: 2019-10-11
浏览次数: 34


核技术应用

核技术应用的概念

核技术应用也称非动力核技术应用,主要是利用放射性同位素和射线装置产生的电离辐射与物质相互作用引发的物理、化学及生物效应,进行应用研究和开发的技术。广泛应用于工业、医疗、材料、农业、环境保护、资源勘探和公众安全等多个领域,被称为“核工业中的轻工业”。

产业发展

2017,美国核技术应用产业的年产值规模已达到7000多亿美元,占其GDP的比例约为4%-5%,日本和欧洲相应所占比例为2%-3%,全世界核技术产业规模超过万亿美元。截至201612月,我国核技术应用产业年产值超过3000亿元人民币,是2010年的3倍,年复合增长率为25%,占当年GDP0.4%

核技术应用产业分类

核技术应用是国家重点发展的高端技术和战略性新兴产业之一。作为一项横断技术,核技术与国民经济多个主要行业交叉融合发展,形成了以辐照加工、核医疗、核仪器仪表、射线装备制造、辐射防护、核农学为主的产业分类。


 

 

 

辐照加工与技术创新应用

技术简介

辐照加工是指利用电离辐射与物质相互作用所发生的物理效应、化学效应和生物效应,实现改善或改变物质品性的目的和效果。常用的射线源包括钴60产生的伽马射线、电子加速器产生的电子束以及通过电子加速器转靶产生的X射线。


技术应用

辐照灭菌消毒加工服务:中药品、植提及保健品、农副产品及食品、医疗卫生用品及器械、食品药品包装材料等;

材料辐射功能化改性:电线电缆、热缩材料、高分子纤维、发泡材料、生物医用材料、表面涂层固化、高性能绿色环保水性乳胶、半导体材料等;

环境保护与治理:

电子束处理工业废水、抗生素药渣、高危固体医废等。

辐照降解:中药黄曲霉素、水产残留氯霉素、有机磷农药残留、白酒塑化剂等。

项目介绍

中陕核核盛杨凌辐照项目位于杨凌国家级农业高新技术产业示范区,总投资7800万元。项目一期主要基于大功率高能电子加速器(10MeV/20kW)和中能电子加速器(带X射线转靶系统)提供针对中药品、植提、保健品、农副产品及食品、医疗卫生用品及器械等的辐照消毒灭菌技术服务。项目二期拟采用低能电子加速器(75keV-3MeV)开展材料辐射功能化改性创新技术开发与产业推广。



产业发展

截至2017年底,我国设计装源能力为30万居里以上的钴源辐照装置130余座,占全球总量的40%,国产最大设计装源能力为600万居里,总设计装源能力超过1.7亿居里,实际装源量7000万居里,占全球总量的23%

截至2017年底,我国共有约550台辐照加工用电子加速器,总功率约为35000kW,主要用于消毒灭菌和材料改性,其中国产数量约占85%,进口为15%

截至2017年,全国辐照加工产业年产值规模达到1043亿元。预计到2023年,辐照加工产业规模将达到1834亿元,2028年将突破3000亿元。


 

核医学与放射治疗

核医学影像设备

核医学影像技术是将放射性核素引入体内,通过探测受检者体内发射的γ射线进行成像,主要应用于癌症及神经性疾病的早期诊断等。常见的核医学影像设备包括包括正电子发射型计算机断层显像(PET)、单光子发射型计算机断层显像(SPECT)以及伽马照相机等。


核药

核药是指用于人体进行医学诊断或治疗疾病的含示踪核素标记的化合物或生物制剂。核药分为诊断用放射性药物和治疗用放射性药物。

诊断用放射性药物,也称为显像剂,其应用原理是将诊断用核药注入体内,其会在特定病变部位集聚,产生相应的粒子射线,而被γ照相机或者SPECT(或PET)捕获,从而诊断出对应病症。常见的诊断用放射性药物有氟-18、锝-99和镓-68等。

治疗用放射性药物是利用射线(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来达到治疗病症目的的药物。常见的治疗用放射性药物包括镥-177、碘-125、锶-89、钇-90和铼-188等。


核医学放疗设备

放射治疗的基本原理是通过不同性质的放射线直接杀伤(直接致使所照射细胞的DNA分子双螺旋结构断裂及蛋白质变性)或间接杀伤(放射线使组织内水分子产生电离效应,分解出活性自由基,自由基再与生物大分子结合形成生物性功能的损伤)病灶部位的肿瘤细胞。放射治疗所用的放射线通常分为光子束和粒子束两类,其中光子束包含X射线、γ射线,粒子束包含质子、重离子、中子。

主要放疗设备包括医用电子直线加速器、伽马刀、近距离后装治疗机、钴60远距离治疗机、质子/重离子治疗系统、硼中子俘获治疗系统。



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