第05版:庆祝新中国成立75周年特刊
2024年09月27日 星期五
核能妙用,生活处处可见
□ 科普时报记者 史 诗
图为“玲龙一号”常规岛汽轮发电机组定子成功落位在发电机基座上。
(中核集团供图)
“人造太阳”EAST装置
(中国科学院等离子体物理研究所供图)
图为2023年12月25日,在重庆东华医院智慧肿瘤放疗中心,医务人员为患者进行放射治疗前准备。视觉中国供图

    一直以来,核能应用神奇般穿梭在我们生活的各个角落,一旦亮出绝招,往往是“满屏特效”。提起核能应用,大家可能首先想到是核电、核能供暖等清洁能源,其实在工业、医学、农业等很多领域都能看到前沿的核技术应用。

    今天,就让我们一起揭秘核能应用的多重身份。

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    能量满满的“绿巨人”

    想象一下,当一堆原子决定开个派对时会发生什么?对!就是核裂变,它释放的能量足以点亮整个城市,完全不用担心会留下不良记录(增加碳足迹)。

    “可重复的403秒,是我国‘人造太阳’EAST创造的高约束模式运行新的世界纪录。”9月23日,中国科学院等离子体物理研究所科普主管蔡其敏告诉科普时报记者,目前团队正在为下一阶段实验运行做准备,可控核聚变瞄准的是人类能源的终极解决方案。

    江苏核电二厂厂长、正高级工程师张祥贵将核电厂核能发电比喻成“烧开水”。“主要是依靠核裂变释放能量,将水加热转化为蒸汽,从而驱动汽轮机发电。”

    核能供暖也已开始崭露头角,在山东、辽宁、浙江等地,核能供暖已经服务周边居民。核能供暖的过程中,只有热量交换,没有水的交换,也就不会有任何放射性物质进入用户暖气管道。

    此外,一些小而美的核能装置,就像随身携带的充电宝,不仅可以给偏远地区带来光明,还能为某些特殊场合添点热乎劲儿。

    9月17日,中核集团发布消息称,“核能充电宝进度+1”!“玲龙一号”常规岛汽轮发电机组定子成功落位在发电机基座上,标志着发电机定子吊装就位成功,为后续汽轮发电机组的安装打下了坚实基础。

    作为“华龙一号”的“小兄弟”,小堆“玲龙一号”是名副其实的“玲珑”。“玲龙一号”有很多优点,比如安全度极高、可以灵活布置、经济环保,是实打实的“全能选手”,不仅可以用来核能发电,在区域供热、海水淡化、工业供热等非核电领域也是样样拿得出手,高效解决内陆地区、海岛、海上油气钻井平台等地的能源需求,号称“移动充电宝”。

    医疗界的“钢铁大白”

    放射性同位素不仅是医生的“小跟班”,更是医学界的“鹰眼”。它带着正电子发射断层显像(PET)和单光子发射型计算机断层扫描技术(SPECT)两大装备,深入人体探险,帮我们揪出隐藏的坏蛋——癌细胞,然后用放射疗法把它们统统赶走。

    临床上,外科手术是治疗胰岛素瘤最有效的方法之一。但由于大多数的胰岛素瘤病灶较小而临床症状重,胰腺手术并不容易进行,不仅并发症多,术中探查也很有难度。“术前准确定位胰岛素瘤是诊治的关键。”北京协和医院核医学科主任霍力接受科普时报记者采访时说,团队在国际上首创药物介入联合极低剂量示踪剂扫描技术进行PET/CT检查,不仅明显提高了图像质量,提高了诊断准确率,还显著减少了患者所受到的辐射剂量。

    “针对诊断率低、病灶小、手术难度高等特点的疑难病种,核医学科创新开展了多项诊断技术,在提升疾病诊断率、术前精准定位等方面持续发力。”霍力说。

    今年4月,我国首次批量生产出碳-14同位素,医疗检测用的碳-14要有“国货”版了。四川大学华西医院胃肠外科主治医师马钦告诉科普时报记者,我们在日常生活中接触碳-14的机会并不多,基本上仅限于体检时用碳-14呼气法检测是否感染了幽门螺杆菌。

    此外,有了放射性同位素的帮助,药物就相当于装上了导航软件,无论跑到哪儿,都能被准确无误地跟踪到,确保每一粒药片都能抵达正确的目的地,发挥最大效能。

    农夫的超能力伙伴

    悠悠万事,吃饭为大。一点小小的辐射魔法,就能让普通的种子变成超级物种,抵抗病虫害,长得又快又好。

    随着核技术的发展,植物辐射诱变育种技术也被广泛应用于农业领域。接受科普时报记者采访时,中国同位素与辐射行业协会相关负责人介绍,该技术主要利用电离辐射,处理植物种子或其他器官、组织,诱导其自身的遗传物质发生变异,使其性状发生改变,从而选择有益突变、创制新种质、培育新品种,具有打破不良基因连锁、创新基因性状、增加变异频率、缩短育种周期和提升育种效果等优势。

    近年来,辐射育种育成的广适、高产、稳产的小麦新品种“鲁原502”,是目前全国第二大小麦推广品种;强筋高产广适小麦新品种“新春37号”,解决了新疆春小麦品种优质不高产、高产不优质的问题,是新疆春小麦年种植面积最大品种。

    不仅如此,利用同位素分析法,考古学家能够根据骨头分析出骨头主人吃过啥,住在哪,甚至小时候得过啥毛病;如果采用真空包装再利用低剂量辐射保鲜,很多美食可在2-4℃范围内保质期延长至30天,丰富人们的餐桌;核技术还能化身“工业质检员”,γ射线和X光可是出了名的眼睛尖,它们能在不破坏任何东西的情况下,发现那些肉眼看不见的瑕疵,保证每一件产品都是精品……

    所以你看,核技术这位全能选手,不仅在舞台上光芒四射,更是幕后功臣,默默地为我们的幸福生活保驾护航。当然,它的超能力也需要好好控制,以免造成不必要的麻烦。毕竟,再厉害的超人也要遵守规则,不是吗?

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