放射性核素的应用论文选题方向怎么选

放射性核素的应用论文选题方向怎么选

一、确定论文选题方向在正式开始写作论文之前，我们要先确定好论文选题的方向，根据自身兴趣、擅长领域、是否具有研究意义来衡量，最好是确定自己能够写、喜欢写。当然，论文中也是需要体现出一定的学术研究价值的，这样才容易得到导师的认同。二、有专业知识基础除了要根据第一点中的三项来选择论文题目，我们还应以自己的学术水平为选题依据，避免出现因不了解实际情况，写不出内容，或出现写的内容太过浮泛。同时也要了解本专业领域中，有哪些是已经被研究出成果的，了解哪些是别人已经解决了的，还有些什么问题是待解决的，避免踩雷。三、解析论文要求不管是本科生论文或是博硕论文，基础的要求都是一样的，都需要反映现实社会，能够引导其进步。但当下来说，大学生社会经验不足，科研意识还不够，可能在撰写论文时容易忽略对其进行深入分析和解读，可能会导致论文内容不切实际，容易空洞。以上就是一些常见的选题时会遇到的问题，希望此篇文章能给你带来一些帮助。

学术堂来告诉你如何确定论文选题：　　1、个人的特长和兴趣。应当在自己特长的范围内选择自己兴趣较大的题目，否则很难写出有特色的、满意的论文。　　2、选题的理论价值和实用价值。应选择本学科中在理论上具有指导意义，对解决实际工作中存在的问题有实用价值的题目，如果你对某一选题有哪些理论应当总结、修正、发展；哪些实际工作中的问题应当解决，如何解决心中无数，免强写这样的题目也只能泛泛而论，质量不高。　　（1）资料来源。主要考虑对拟选题目研究的历史和现状的资料是否初步掌握，需要的第一手资料有无可能取得，即没有现成资料又不能取得第一手资料的题目就很难研究下去。　　（2）考虑时间、经费条件，选择难度和范围适中的题目。选题的难度过高、范围过大、很难在规定时间内完成，选题太易、范围太小又会影响论文本身价值和考生自身潜力的发挥。　　3、初步确定选题后，应准备一个书面材料，以便在与指导教师交流时将有关问题确定下来。书面材料的内容包括：　　（1）明确所选题目研究所要达到的目的，即准备解决什么理论问题和实际应用问题。　　（2）对研究的题目，自己掌握了哪些资料，还缺少哪些资料，准备怎样解决？　　（3）对撰写所选题目论文的初步设想，列出论文的框架结构；论文分成哪几个部分，每一个部分写什么问题，从哪些方面来写，这也就是论文的粗纲。　　（4）写作计划。根据自己的实际情况订出详细的提纲、论文初稿、的时间安排和各阶段工作的大体步骤。

这个你要根据别人的选择或者是根据你自己的，就是一些方向去选择你可以就是找你的老师去，让他帮你参考一下，选什么方向比较好，一些这个方向，尽量小一些就是不要写的太宽泛。

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放射性核素的应用论文选题方向

利用竞争结合的原理，将特异的免疫反应或受体配基反应与灵敏的放射性测量技术结合起来形成的一种超微量分析方法。此法已可测定血、尿、各种体液和组织内的 300 多种激素，某些肿瘤和病毒的相关抗原、药物、受体等的含量，最小检出值一般可达纳克（ng）至皮克(pg)水平（10-9～10-12克）， 有的已接近飞克 （fg） (10 -15克)，较一般生物化学分析的灵敏度提高 4 倍至百万倍。因此本法已成为内分泌疾病诊断和研究、药物血浓度监测、某些肿瘤和传染病的诊断分型和受体研究的重要手段，应用广泛。竞争放射分析无需将放射性物质引入体内。脏器功能测定和放射性核素显像需将放射性药物引入体内，但其量极微，加上现在所用放射性核素的半衰期都较短，一次检查所致人体的辐射吸收剂量很低，一般皆低于常规的 X 线检查，所以是安全的。见呼吸系统放射性核素检查、循环系统放射性核素检查、消化系统放射性核素检查、泌尿系统放射性核素检查核医学技术。参考书目马寄晓、刘秀杰主编：《实用临床核医学》，原子能出版社，北京，1990。潘中允

放射线可以治疗癌症，抑制癌细胞

以放射性核素作为辐射源制成的料位计、厚度计、密度计等已广泛用于工业生产中高温、高压、易爆、有毒和腐蚀性的对象的测量控制，γ照相和中子照相装置用于金属容器、部件和管道的无损探伤。在农业上利用钴60或铯137等辐照装置人为地诱发突变，培育新的作物品种。利用放射性核素衰变时产生的能量制成温差发电装置，可用作海上航标、人造卫星和宇宙飞船等的电源。放射性核素示踪剂在医学和生物学研究中也有重要应用。

放射性核素的应用论文选题方向怎么写

放射线可以治疗癌症，抑制癌细胞

治疗肿瘤、癌症，进行放射性治疗

一般烟雾报警自动喷水装置就含有放射性核素镅。

放射性核素的应用论文选题方向是什么

医疗图像管理与通信系统)系统也已成为医疗机构信息化的基础设施之一，在临床诊断、医学研究和教学、远程医疗等领域正扮演着越来越重要的脚色。 DICOM标准主要包括数字化医学影像的数据结构和传输规范的定义。其目标是实现医疗影像信息的无障碍交流和共享，实现各种成像设备和医疗信息系统之间的互联互通互操作。 PACS系统运用了多种现代信息技术，采用DICOM标准，实现对医学图像的采集、存储、管理、传输和重现。其目标是临床诊断的无胶片化，医学影像资源的充分共享和利用。PACS系统的核心任务是医学影像的存储管理与传输控制。 核医学成像是将放射性药物引入人体后，通过探测放射性核素的分布来反映脏器的形态、生理和代谢功能的成像手段，是目前最佳的分子水平成像模态，但其空间分辨率低。在核医学科建立PACS系统，借助该平台，实现多模态图像的配准和融合，将会克服核医学影像的缺点，充分发挥它的独特优势，这就是本论文的研究目的所在。 本论文首先深入细致地剖析了DICOM 3．0标准的核心内容，包括面向对象的信息单元和功能单元定义、数据编码规则、层次化信息模型、图像文件解析、网络协议架构、基于C／S结构的通讯模型等内容，这是理解DICOM标准的钥匙，也是PACS系统开发的基石。 其次，对PACS系统的体系结构和关键实现技术进行了分析和总结，包括网络通讯、数据库设计、存储方案实施和关键的设计规划准则。 最后，遵照DICOM标准和PACS系统设计原则，规划设计了一个小型核医学科PACS系统，包括服务器端和工作站端，可实现基本的医学影像传输和管理，实现对核医学影像的初步处理。并将项目组前期开发的核医学图像处理模块，整合进PACS系统的影像工作站软件中，以满足核医学图像处理的特殊需求。论文详细描述了服务器的架构、功能、数据库结构以及多线程数据调取模块、传输控制策略和DICOM数字网关的实现，并介绍了已实现的核医学图像处理模块的原理与功能。[1] 彭李青 设计开发一种小型的医学影像存储与传输系统[J] 实用放射学杂志 2005(03) [2] 朱晓峰，薛质，周锦标 基于Delphi的多线程同步方法的设计与实现[J] 电子工程师 2004(10) [3] 赵欣，李坤成，贾蓉荣 首都医科大学宣武医院的PACS构建[J] 医疗装备 2004(04) [4] 龚忠兵 韩国图像存储及通信系统(PACS)发展之路——在实现无胶片的道路上，亚洲虎的飞跃[J] 中国医疗器械信息 2004(02) [5] 黄骏峰，曹文田，吕红宇，谢耀钦，包尚联 核医学科Mini-PACS的设计思路与实现[J] 中国医学影像技术 2004(01) [6] 李培峰，朱巧明 Linux下支持续传的多线程下载工具的设计与实现[J] 计算机工程与应用 2004(01) [7] 何斌，金永杰，李玉兰 按照DICOM标准制定核医学图像文件格式[J] 核电子学与探测技术 2001(06) [8] 王中锋，徐明 PACS设计与实现中的几个关键问题[J] 计算机工程与应用 2001(16) [9] 王中锋，徐明 DICOM网络通信模型的设计与实现[J] 计算机工程 2001(06) [10] 贾克斌，沈波 实现医学影象存档和传输系统中的若干关键技术[J] 中国图象图形学报 2000(07)

以放射性核素作为辐射源制成的料位计、厚度计、密度计等已广泛用于工业生产中高温、高压、易爆、有毒和腐蚀性的对象的测量控制，γ照相和中子照相装置用于金属容器、部件和管道的无损探伤。在农业上利用钴60或铯137等辐照装置人为地诱发突变，培育新的作物品种。利用放射性核素衰变时产生的能量制成温差发电装置，可用作海上航标、人造卫星和宇宙飞船等的电源。放射性核素示踪剂在医学和生物学研究中也有重要应用。

作示踪剂，，，，，，，

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放射性核素的应用论文选题意义

放射性同位素的应用及发展 作者：未知 文章来源：河北省环境保护局网站 点击数：254 更新时间：2005-10-26 在元素周期表中，一个元素占据一个位置。后来，科学家又进一步发现，同一位元素的原子并不完全一样，有的原子重些，有的原子轻些；有的原子很稳定，不会变，有的原子有放射性，会变化，衰变后成了另一种元素的原子。我们把这些处于同一位的元素但有不同性质的原子称为同位素。同位素中有的会放出射线，因此称放射性同位素。放射性同位素具有以下三个特性： 第一，能放出各种不同的射线。有的放出α射线，有的放出β射线，有的放出γ射线或者同时放出其中的两种射线。还有中子射线。其中，α射线是一束α粒子流，带正电荷，β射线就是电子流，带有负电荷。 第二，放出的射线由不同原子核本身决定。例如钴－60原子核每次发生衰变时，都要放射出三个粒子：一个β粒子和两个光子，钴－60最终变成了稳定的镍－60。 第三，具有一定的寿命。人们将开始存在的放射性同位素的原子核数目减少到一半时所需的时间，称为半衰期。例如钴－60的半衰期大约是5年。 放射性同位素有三个主要来源——加速器中带电粒子的产物，反应堆中的中子轰击产物和分离出的裂变产物。使用放射性同位素的主要优点是可以通过测定它们发射的粒子和鉴定其特有的半衰期和辐射性质，探测它们的存在。放射性同位素在能源、工业、农业、医疗、环境、考古等诸多方面都有着广泛的应用。 示踪技术 示踪方法是引入少量放射性同位素，并随时观察其行踪的方法。例如在肥料中掺入少量的放射性磷-32（半衰期为28天，发射7兆电子伏的β粒子），可以找到给植物施磷肥的最好方法。用探测或照相胶片测量辐射随时间的变化及其在植物中的位置，就能得到磷的摄入率和累积率的准确资料。同样，给人体注射无害的放射性钠-24（半衰期03小时）溶液，可以进行人体血液循环的示踪实验。为了医学诊断的目的，希望引入足够的放射性物质以便提供所需要的数据，但是放射性物质不能达到有害于人体的程度。 再如，监视掺合了放射性同位素流体的行踪可以确定许多种物质的流速，如人体中的血液，输油管中的石油或排入江河中的污水等。利用示踪技术还可以对生物体内的农药形式进行分析，研究农药施用后发生的变化及其在生态系统中运动的规律。 有关光合作用的基本产物的知识，也是在利用二氧化碳-14（14CO2）作为示踪剂之后才被人们所了解的。二氧化碳-14中的碳-14是碳的一个放射性同位素。此外，有些植物具有非常巧妙的机能--在夜间，不断地吸收二氧化碳，到了白昼，就在叶子中进行光合作用。这一现象也是利用二氧化碳-14进行研究后才发现的。 利用示踪剂二氧化碳-14还可以研究有关植物呼吸的详细情况。例如，由于昼夜之间的差别，植物的呼吸情况有什么不同？呼吸对光合作用有什么影响？不同植物之间，呼吸有什么差异等等。 此外，由光合作用产生的淀粉、蛋白质、脂肪等各种物质，在植物体内是怎么样运动、转移的？又是怎么样积累并贮存到各种不同的“仓库”里去的？这些“仓库”包括果实（像稻米、小麦）、 茎（像土豆）、根块（像甘薯）等。所有这些自然界的巧妙安排和行为，也都是在利用示踪剂--二氧化碳-14进行研究之后才得以解释清楚。目前，除了碳-14以外，还可配合使用其它的放射性同位素，如磷-32、氢-3等作示踪剂，从而使一些研究工作能够做得更加细致周密。 还有一些工作，如除草剂的研究、家畜或鸡饲料中养分的传送方式的研究以及各种昆虫的生态方面的研究等等，都离不开使用示踪剂的方法。正是因为有了示踪剂技术，才为各种精密的研究开辟了新的道路，促进了各方面研究工作的开展。 中子活化分析 活化分析是一种揭示微量杂质的存在及其数量的分析方法。用中子（如反应堆中子）辐照可能含有某种痕量元素的材料样品，不同的原子核吃掉慢中子后产生的放射性同位素会进行完全不同的核衰变，通过测量其发射的β或γ射线的特有能量和强度，就能得到有关杂质的含量。即使是肉眼看不见的像尘埃那么大小的物料，只要放到反应堆里照射一下，就能定量地测定出其中所包含的许多种微量元素。 这种测定方法用途广泛。例如，调查直升飞机喷洒农药的分散效果。农药散布到稻田以后，从各个不同部位采集稻秧，放到反应堆中照射，经过活化分析，便可测出微量农药的放射性。从而可以知道每颗稻秧上粘附的农药量。根据这些测定数据可以绘制出农药散布量的分布图。 为了调查由工厂排出的煤烟或废水引起的公害，也常常离不开使用活化分析。例如，对大气中的微量尘埃取样，进行活化分析，就能获得很多有关大气的情报。如尘埃中含有哪些元素？每种元素的含量是多少。也可以查清城市废物焚烧炉、各种锅炉、钢铁厂的冶炼电炉等不同污染源与环境污染的关系等等。另外，活化分析也可以研究煤烟或废水是如何扩散的？ 活化分析技术应用于侦破化学，也是很有成效的。通常，刚打过手枪的罪犯，在衣服袖口和前胸等部位总是附着一些硝烟痕迹。从嫌疑犯的衣服上剪下一小片，放到反应堆中接受照射，进行活化分析。于是，硝烟中的各种微量元素，比如锑、钡等等便可以清清楚楚地显示出来。然后，把这些数据与被害者身上测到的数据进行对照，就能弄清两者是否相同。从而可以拿出罪犯料想不到的铁证。 此外，对于罪犯留在作案现场的毛发，也常常要透过活化分析来进行调查研究。比如，某小汽车后面的行李箱内所发现的头发是不是被害者的，便可透过活化分析来判断。在这里不必再举拿破仑遗发的例子，因为原理一样，把收集到的毛发放到反应堆中照射，进行活化分析，测出其中的微量元素，根据这些测定数据就能判断甲、乙或者其它某人是否与案件有关。 在侦破化学中，活化分析还可用来搜查兴奋剂和麻醉毒品。透过对兴奋剂进行活化分析，测定出表示各种合成方法特征的微量药品，然后根据这些微量药品的混入情况就能鉴别兴奋剂的制造方法。再如，从世界各地来的大麻或鸦片之类的毒品中，含有铈（Ce）、镧（La）、钕（Nd）等等不同的微量稀土元素，透过活化分析测出这些元素的含量，就能了解这些毒品的产地。从而可以查清毒品是否相同，与贩私组织有什么联系等等的问题。 此外，如能配备中子发生器，放到深海底部，就可用于探查海底物质；也可以用来测定古代货币或青铜镜等古代文物与考古学史料等等。据说，为了辨明一幅关于猫的画是否是日本名画家藤田嗣治的名作，就是利用了活化分析的方法。将画放到反应堆接受照射，很快就揭下了假面具。因为分析结果显示出较多的银含量，证明这是一幅巧妙的伪造作品，是透过照片复制而成的。 引发物种变异 应用原子反应堆产生的热中子或加速器产生的快中子，以及放射性同位素放出的射线都可以使生物细胞内遗传物质的结构发生改变，因而引起生物形形色色的性状突变。放射性同位素的这种性质可以为我们： 辐射育种 随着科学技术的发展，人们已不再单纯地利用植物本身自然产生的变异，而是能够应用现代科学的成就来人工创造新的变异类型，这种方法叫“人工引变”。大体说来，应用人工引变诱发的有利突变可以有千分之一的机率，而自然产生的突变只有百万分之一的机率，人工引变可以提高突变率一千倍。但是到目前为止，人们还不能控制变异的方向。我们必须在各种变异的后代中，进行认真仔细的选择，才能育成符合我们所期望的良种。这种应用射线引变选育良种的方法叫做“辐射育种”。它是继“系统选种”，“杂交育种”之后而兴起的一种新的育种方法。 辐射灭虫 大量的辐照也可以使某些害虫发生变异。例如：螺旋蝇的幼虫在经过一定辐射后，就会丧失生育能力。然后，让这些绝育的螺旋蝇与虫灾地区的螺旋蝇进行交配，可让交配后的雌虫再也不会产卵繁殖了。这样，经过大约一年半的时间，就可以使这种蝇灭绝。这种消灭害虫的作战方法叫做“辐射绝育法”，也叫“雄性不育法”。 利用辐射杀伤力 食品保鲜 就是利用放射性同位素或低能加速器放出的射线对食品进行辐射处理，达到长期保藏食品的目的。放射线有一些特殊的本领。它具有较高的能量，穿透物质的能力强。一定剂量的照射，能杀死寄生在食品表面及内部的微生物和害虫。适当剂量的照射，能抑制农畜产品的生命活动。这就从根本上消除了食品霉烂变质的根源。 辐照保鲜是一项发展极快的食品保藏新技术。研究结果表明辐照食品对人体没有任何不良影响，可以供人食用，安全可靠。 辐照灭菌 利用放射性同位素发出的射线彻底灭菌，是射线杀伤力的一种最直接的利用。尤其是人们经常利用射线对医疗器械进行灭菌消毒。如：手术时缝合伤口用的缝线、肠壁缝合线；一次性注射器；插入支气管用的探针导管、手术用的橡皮手套、取血用的采血板、放入子宫的避孕环、人工肾脏透视器等等，也都采用射线消毒技术。 各个国家应用射线消毒的情况也是多种多样的。例如在印度，盘尼西林，四环素等医药品的消毒是采用射线灭菌法。而俄罗斯，甚至认为塑料制的医疗用品、疫苗、血清等等，只有利用射线灭菌消毒法才是唯一可靠、适用的消毒方法。 另外，辐射灭菌也可用于污水处理中。通常，污水是采用“活性污泥法”进行处理的。由此产生的沉积物、淤渣泥浆也是十分讨厌的，需要进一步处理。由于污泥浆本身含有很多磷、氮等元素，所以可作优质肥料使用。但另一方面，人们也担心在污泥中隐藏了各种各样的细菌。因此，先要用钴-60的伽玛射线对污泥进行辐照灭菌。 治疗癌症 癌症，过去一直被看作不治之症，但是，现在情况有了改变，人们能够进行早期诊断，辅之以早期治疗，因而大大增加了癌症能够被治愈的希望。根据医学辞典的解释，治疗癌症最有效的手段之一就是放射治疗。对于内脏器官上的癌，以手术切除为主，照射为辅。但是有一些癌症表面上看来范围很小，却有可能潜藏着已经发生转移的癌细胞；一旦有癌细胞残留下来，即使是很少的一点，也有可能引起癌症的复发。所以，手术的面积要大些，手术后再用射线进行照射，以杀死残余的癌细胞，根除癌症。 随着射线疗法的不断发展，有很多癌症病例采用射线疗法要比手术治疗效果更好。而且，有些癌症如用手术治疗已经为时过晚，对于这些患者，可以寄希望于射线疗法。要是在过去，不能进行手术就意味着绝望；显然，今天的情况与过去大不一样了。 近年来，利用加速器治病获得很大发展。因为加速器产生的射线具有相当高的能量，有一定的穿透能力。如X射线、γ射线、电子束、质子束、中子束、介子束等，都能穿过人体皮肤和组织，到达肿瘤。大体上说，中子辐照时对癌细胞的杀伤力最强。 为什么射线疗法能够用于治疗癌症呢？那是因为，细胞分裂越是活跃的组织，它对射线的耐受能力就越弱。因此，像癌细胞那样，不断迅速繁殖的、无法控制的细胞组织，在射线进行照射时，对它的杀伤力就显得特别大。那正是射线疗法的目标，是人们所希望的。当然，对于正常的细胞，如果采用大剂量射线进行辐照，也会受到损伤。但是，只要对准癌细胞的巢穴，用适度的射线剂量进行适当的照射，可以做到只杀死癌细胞，而对其周围的正常组织不会造成伤害或少受伤害。 考古应用 宇宙空间一直在不断地向我们的地球发射各种各样的射线，这种射线叫做宇宙射线。其中有一种射线叫做中子射线。这些中子和大气中的氮原子核发生碰撞，打出质子。同时产生出一种新的核素--碳-l4，它是碳原子的放射性同位素。结果，在地球的大气中，碳-l4的含量不断地增加。 但是，正如前面所说，放射性同位素是有一定寿命的，它会不断地发生放射性衰变。碳-l4的半衰期是5568年。就是说，每隔5568年，碳-l4的含量注定要减少一半。这样，碳-l4不断地产生，同时又不断地死亡，结果使大气中的放射性碳-l4浓度达到一定的平衡值。 大家都知道，地球上的植物都要摄取以二氧化碳形式存在的碳元素，才得以不断地同化、生长、繁殖下去。而地球上的动物又是靠着食取植物而生存的。因此，毫无疑问，地球上生长着的动植物体内所含的碳元素中，放射性碳-l4的浓度必然也是达到一定的平衡值。透过测定知道地球上的生物活体中所含的碳-l4浓度为16ppm。这就是说，每一吨普通碳元素中含有的碳-14为16克。 然而，当动植物体死亡以后，体内碳-l4的浓度就要发生变化。因为它与外界的交换完全隔绝，不再摄取二氧化碳气体，也就不会再增加新的碳-14。相反，从这时起，生物体内原先含有的碳-14的浓度却要按照5568年的半衰期一半、一半地不断减少下去。就是说，“历史时钟”的定时器这时已经拨好了。这样，透过测定碳-l4的浓度就可以进行多种多样的测定工作。比如，远古时代的木材、人体遗骨年代的测定，动植物化石或煤炭的年代测定等等。此外，古代发生的巨大地质变化，例如火山爆发、大地震或山洪爆发等自然现象究竟是什么时代发生的？只需要找到当时被埋没的树木等遗骸，透过类似的测定，就可以获得准确的结论。由于碳-l4的半衰期是5568年，所以，上述方法适合于测定五百年以前到三万年以内的这一段时间。例如我国对楼兰女尸、罗布泊纸的年代鉴定等就是采用的碳-l4。可见，碳-l4对于测定人类历史的年代，是再好不过的时钟。 安全卫士 离子感烟报警 小小火焰，由于没有及早发现，引起一场大火，结果烧毁房屋财产，造成人身伤亡。许多年来，人们一直在探求火灾报警的方法，以求灾祸在萌芽时就被发现。人们利用火焰燃烧时的各种特性，巳经发明了多种火灾报警装置。例如，利用火焰中含有太阳光中没有的某种紫外光波长制成的感光报警仪器；利用火焰燃烧能使环境温度升高制成的感温报警器；利用可见烟粒能遮光的特性制成的光电感烟报警器等。 但如何探测不可见的烟粒，以达到更早期报警的目的呢？这就要借助于放射性同位素了。 放射性同位素的原子核在无外界作用下能自发地发生衰变，变成另一种原子核，同时放出α射线、β射线或γ射线等。前两种射线都带电，并且具有较高的能量，所以当他们从放射性同位素的原子核内射出，透过空气时，能将空气电离成正负离子而逐渐消耗自身的能量。 由于烟雾进入电离空间时，吸附了某些离子，使离子迁移速度明显变慢。据此，就可以做成离子感烟探头。离子感烟探头与控制电器装置相配合，构成了火灾自动报警仪器。由于灵敏可靠，造价不高，目前国内外已大批生产各种型号的离子感烟报警仪，广泛地用于宾馆、仓库、图书馆、通讯中心、电视台、轮船甚至家庭，成为火灾报警最普遍采用的仪器。尤其是随着高层建筑的发展，对消防设计提出了更高的要求。目前离子感烟探头及用其它原理制成的各种火灾探测器已能与计算器系统相联，不仅能自动报警，而且能自动灭火，自动切断空调系统及控制电梯降落等等。 既然离子感烟探测器感测对象是颗粒极微小的烟雾，那么，不仅可以用它来作火灾报警，而且可以报警各种可能产生烟雾的灾祸，例如可以做成某些毒气的探测报警装置等。 放射性同位素避雷针 闪电是天空中的放电现象，它的瞬时能量很大。被闪电击中的地方，会使所触及的树木房舍炸裂起火，就像命中一枚炸弹一般。如何躲避雷电的袭击呢？ 快捷方式人人爱走，电也是这样，要走电阻最小的通路。避雷针就是竖立在建筑物最高处的一根与地相通的金属杆。杆的上端是尖的，尖端容易放电，形成电阻小的通路。云中的电荷可经避雷针入地，建筑物即可免受雷击。 放射性同位素避雷针的避雷原理与普通避雷针的原理是一样的。所不同的是前者依靠放射性同位素发射的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；而普通避雷针的尖端只能产生少量的离子。 放射性同位素避雷针所产生的电离电流要比普通避雷针高10000倍以上，再加上加速装置的作用还可以提高很多。它能及早放电，使保护区内无闪电产生。还可降低保护区外的电位。保护范围也大得多。用作避雷针 同位素避雷针上的放射源大多是镅-241放射源，它放射α射线，有很强的电离能力。针上的放射性物质是被严格密封起来的，其发射的射线作用距离很短，对建筑物下面的人没有丝毫危害，是绝对安全的。 综上所述，核技术向社会生活多层次全方位的渗透，有着极为丰富的内涵及外延。可以毫不夸张地说，现代核技术与电子技术及材料技术一样，随着现代建设的飞速发展，核技术将成为人类生活不可分割的一部分。 （摘自河北省环境保护局网站：《放射性同位素及辐射技术应用领域的简介》）

人类活动对地球介质的污染大体上可以分为四类：水体（包括地表水和地下水）污染、大气污染、固体废弃物的污染和放射性物质的污染。由于这些污染会使介质的物理、化学性质发生明显的变化，因而可以在不同程度上利用物探、化探方法加以监测。对其中的某些污染而言，这些方法还可用以监测治理的过程和评价治理的效果或者为治理工程的设计提供依据。放射性污染的来源放射性污染的来源有以下几个方面[]2。核废料和核泄漏事故　核电站会产生大量的放射性废料，核泄漏事故也时有发生。核武器试验形成放射性散落物。放射性源在工业和医疗等许多方面有着广泛的用途，但由于管理不善，常被当作一般的废料而丢弃，例如，北美在20世纪80年代就发生过30多起这样的事件。某些矿产资源的大量开采　铀矿和一些有色、稀有、稀土、磷等矿产的开采和选冶，导致大面积的放射性污染。某些燃烧产物和含放射性的物质　煤及其燃烧产物、原油、建材、肥料等常常含有偏高的放射性元素含量，这些污染过去长期被人们忽视。为了了解放射性污染的分布，原苏联曾开展过全国性的系统调查。原苏联“地质勘探”联合体从1982年开始对莫斯科进行放射性污染调查，1986年开始在圣彼得堡、基辅、托木斯克和其他一些城市进行放射性污染检查。1989年原苏联部长会议决定将这项工作纳入国家计划，并指定“地质勘探”联合体作为专业化的放射生态调查部门。所发现的放射性污染地段经过详细调查，确定出污染地段的范围和性质。在必要的情况下，为了确定辐射体的性质和污染的程度，要取样品做γ能谱测量和α及β测量。地段经详查之后交给地方权力机关，以便在卫生检疫部门、民防和堆放放射性废料的企业参加下消除污染。在消除污染的过程中要进行追踪测量，而消除之后还要通过监测加以核实。我国在个别城市也作过系统的放射性污染调查，例如，核工业航测遥感中心在石家庄市开展过此类工作，在该市北郊电厂附近发现异常地段，铀的含量大于8×10-6（最大值8×10-6），钍含量大于27×10-6（最大值5×10-6），为正常场的3～5倍，已构成放射性异常面积约5km2，经地面检查后发现是由电厂的煤灰池及散落于其四周的煤灰污染造成的。在其他一些工厂和居民区也出现放射性偏高区，经检查是由锅炉房旁堆积的煤灰煤渣、生活用煤的煤灰垃圾或含放射性物质的建材引起的。放射性污染的调查和监测方法目前，放射性污染的调查和监测方法有航空、汽车γ能谱测量、步行γ测量和用于分析多种放射性核素的地面取样等。（1）核事故污染的监测核事故往往造成的污染范围很大，而且给人民生命和国民经济带来巨大的损失，原苏联切尔诺贝利核电站的事故就是一个典型的例子。针对核事故的地球物理监测工作大体上可分为两大部分：一是在核事故发生后应当立即开始大区域快速监测工作，及时了解逐日的污染扩散范围和方向并采取相应的防范对策；二是对所有核设施进行长年监测工作，以便一旦发生事故时，能够了解原有的放射性背景和追踪事故后污染逐步消除的过程。另一个监测核事故污染的实例是追踪返回地面的核动力卫星。由于卫星在进入大气层后解体成多个碎片，因此，监测工作要在预计降落轨道周围广阔的地区内进行，主要依靠航空γ能谱测量，待发现异常后再进行地面检查。加拿大国防部和美国能源部合作，曾经于1978年初在加拿大西北地区追踪返回地面的原苏联核动力卫星K ocmoc 954。经追踪调查后，共回收约3500枚碎片，最远的在卫星轨道以南480km。（2）矿山探采和选冶污染的监测除了铀矿床外，许多有色金属、贵金属、稀有金属、稀土元素和磷矿床等也都伴生有大量放射性元素，对这些矿床的勘探、开采、选矿和冶炼都会导致放射性污染。为了清除这些污染、了解清除的效果，都需要进行监测。在地质勘探阶段，矿床虽未交给工业部门开采，但在勘探过程中使用了水平巷道、竖井和浅井等工程，使矿区受到天然放射性元素的污染。在矿床开采过程中，矿石和废石的堆放与运输造成更大面积的污染，选冶过程中产生的尾矿和炉渣也是不可忽视的污染源。（3）建筑材料的放射性污染及其监测目前，用土壤和岩石制成的建筑材料、一些工业废料、某种制砖原料、渣制水泥等都不同程度地含有天然放射性核素。建筑材料中放射性元素的含量与人的健康息息相关。由土壤和岩石制成的建筑材料不同程度地含有天然放射性核素，而其中能以气态从建材中扩散出来的同位素主要是222Rn。当建筑材料的镭质量活度高于正常值（约37Bq/kg）时，就会成为室内氡的重要来源之一。有时一些工业废料（含有较多的放射性元素）也被用作建材的原料，成为长期危害人体健康的污染源。我国多数地区用各种砖作建材，其中所含放射性元素以钾的质量活度最高，为148～555Bq/kg，镭次之，为37～185Bq/kg，钍为37～148Bq/kg。原料中含核素高的石灰、水泥制作的建筑材料，其室内氡浓度可高于正常值的5～18倍，例如，我国一家渣制水泥厂，其原料来自白云鄂博铁矿的尾渣，用其水泥建成的房屋室内氡浓度高于正常值的4～6倍。（4）采煤和燃煤的污染及其监测许多重要的采煤区在采煤过程中形成大面积的放射性污染。例如，德国的鲁尔矿区发现，由煤矿抽向地面的水中226Ra含量所导致的活度浓度达13kBq/m3，流入地下坑道中的水达63kBq/m3。鲁尔区所有煤矿每年抽出的水含226Ra导致的总活度共37G Bq。在地面上，放射性污染的分布在很大程度上与水的化学成分有关，共有两类含镭的水，A 类含硫酸盐甚少或不含硫酸盐，但含Ba2＋离子；B类水含大量硫酸盐，但不含Ba2＋离子。在B类水中镭不沉淀。而A 类水中的镭，当其与硫酸盐水混合后，镭与钡同时沉淀，形成放射性沉积物。很多煤矿已采煤百年以上，在矿山废水流经之处形成很厚的沉积层，质量活度达150kBq/kg，并导致土壤和植物的污染，土壤质量活度介于2～31kBq/kg之间，在水道两侧的新鲜植物中含226Ra，其质量活度达1kBq/kg。煤的燃烧过程实际上是放射性元素在燃烧产物中富集的过程。印度A ligarh M uslum大学利用裂变径迹法对印度两家热电厂的煤、炉渣和飞灰中的铀含量进行测定，发现他们所用的煤含铀的质量分数为1×10-6，炉渣为7×10-6，而飞灰为1×10-6。目前，世界上许多发展中国家都以煤作为主要能源，因此，粉煤灰成为一种量大面广的放射性污染源。据联合国原子辐射效应科学委员会（U NSCEAR）的统计，一个每天烧煤10 t的热电厂，向大气释放的238U 放射性活度达1850 kBq，一个1000 MW的热电厂每年排放粉煤灰5×105t，其中4×105t排入大气。调查表明，在热电厂周围由于粉煤灰放射性引起的癌症死亡率比在核电站周围高30倍。用粉煤灰和煤渣制造建筑材料曾被认为是废物利用的好办法，殊不知当煤的放射性元素含量偏高时，还会导致严重的后果。我国核工业总公司曾经对石煤渣砖所建房屋的室内吸收剂量率做过调查，其结果见表6-1-3。表6-1-3 石煤渣砖所建房屋和对照房屋室内伽马射线吸收剂量率（据崔霖沛等，1997）由此可见，石煤渣砖房屋的γ辐射吸收剂量率比对照组房屋高3～9倍。另据对福建西部几家综合渣制砖厂进行的放射性监测，发现一些石煤渣制品U、Ra、Th核素的含量比正常值高3～5倍。图6-1-5是云南某钢铁厂上空航空伽马能谱检测铁矿放射性污染的异常剖面图，该剖面中铀道计数率出现双峰，峰形尖陡，强度较高，超出底数近3倍；总道峰形反映也十分明显，较宽，显示出一定规模；钾道和钍道反映不明显，属铀异常，并有磁异常存在。图6-1-5 云南某地航空放射性测量异常剖面图（据李怀渊，2004）该异常区位于云南省某县城内，呈北西向分布，长约600m，宽约400m，是某钢铁厂冶炼附近泥盆纪地层中铁矿石后的废渣及废渣所制砖块砌起的房屋引起的。该矿石放射性强度为0nC/（kg·h），略低于周围第四系堆积物（2nC/（kg·h），但铀含量偏高（2×10-6）。废渣中的放射性核素进一步浓缩，炉渣中放射性强度较高，炉渣大量堆积，并制成砖坯构筑围墙及房屋，造成了大片的放射性污染区域[3]。（5）石油开采及运输中的放射性污染和监测石油的放射性污染过去长期为人们所忽视，原苏联在其开展的全国性系统放射生态调查中才发现这一问题。1988年，КОЛЬЦОB地质企业发现巴库和高加索地区石油管道的照射量率达200～2000μR/h，该企业近年来在斯塔夫罗波尔边区的调查中发现，在采油时放射性盐类沉淀在输油管道、容器和其他设备的壁上，将采油废水放入蒸发和过滤场也促使面积性放射性污染的形成，面积达几十至几百万平方米，y射线的照射量率达100～1000μR/h。清洗、修理和更换管道、容器和设备也使地面被固体放射性废料污染，照射量率可达2000～3000μR/h。另外，每年还要发生数以千计的输油管、水管的泄漏，泄漏量达数万立方米。每年又有数百公里的过期污染管道报废，其中相当一部分变卖给居民和单位，作为建筑材料。（6）磷肥的放射性污染及其监测在天然环境中磷和铀之间有着稳定的共生关系，磷肥的原料——磷矿石含有偏高的铀，磷肥的副产品中则含有较多的铀衰变产物，这些都会给磷肥厂周围的环境造成放射性污染。例如，在西班牙西南部奥迭尔河和廷托河汇合入海处附近有一个大型磷酸厂，用于制造磷酸盐肥料，其原料为磷灰岩，含有大量铀系放射性核素。因此，需要估算该厂每年排入周围环境的核素数量，监测放射性核素的污染程度。磷肥厂的环境放射性污染在我国亦有发现。核工业总公司在上海市郊进行航空γ能谱测量时，曾发现102×10-6的铀异常，是背景值的45倍，经查是由化肥厂的磷矿粉引起的。施加磷肥对农田的放射性污染程度如何也是人们普遍关心的问题。对此，西班牙的韦尔瓦大学已作了初步估算，他们测定了西班牙11种化肥的质量活度，非磷肥的铀系元素含量都很低，而磷肥较高，如磷酸铵肥料（以P2O5计）中的铀导致的质量活度为2500 Bq/kg、Ra的为50 Bq/kg、Po的为250 Bq/kg。为了估算磷肥对农田的影响，假定每年每10000m2最多上150 kg P2O5，1 kg P2O5所含铀的活度为2500Bq，而铀均匀分布在近地表10cm的土壤层中，土壤密度为5×103kg/m3，那么每年每1kg土壤增加约25 Bq的铀，它不超过未扰动土壤铀正常含量的1%。所以，他们认为磷肥对农田的放射性污染可以忽略不计。（7）城市放射性辐射调查超剂量放射性辐射长期照射人体，会引起斑疹性皮炎、眼疼、毛发脱落等病症，甚至可引起恶性肿瘤、不育症及早亡等。可见，放射性辐射对人体的危害是不可忽视的。按我国和国际辐射防护委员会推荐的辐射防护剂量标准，对于职业放射性工作人员，其最大容许剂量为5rem/a（雷姆/年）1rem（雷姆）＝10-2S（v 希沃特），1Sv=1J/kg（焦耳/千克）（国际单位制）。，对于非职业放射性工作人员，其最大容许剂量为5rem/a，若换算成γ辐射强度，则5rem/a=60γ1γ（伽马）＝767fA/kg（飞安每千克）（国际单位制）。。为查明城市及其周围地区放射性辐射强度的情况，通常采用放射性伽马测量，可获得良好的效果。图6-1-6是深圳市某区放射性伽马测量结果。测区为一低山丘陵地区，区内广泛分布着中—粗粒斑状黑云母花岗岩，其中还发育有伟晶岩脉和断裂破碎带。若用我国推荐的辐射防护剂量标准5rem/a=60γ为尺度划分测区的y强度异常区，则从图可看出，测区大部为低于60γ的正常区，大于60γ的异常区有三个，即M1、M2、M3（M3异常位于M1异常以北）异常区。异常等值线均呈近东西向展布，这些异常与中—粗粒斑状黑云母花岗岩中富含的铀、钍和断裂构造有着密切的关系。图6-1-6 深圳市某区放射性伽马强度等值线图（据李均灿，1986）1—伽马强度等值线及其强度；2—伽马强度异常区及其编号；3—断层按前述的辐射防护剂量标准，在异常区内不宜建造房屋和居民点，所产的花岗岩石不宜作石材用。深圳市放射性测量成果为该市城市规划和环保工作提供了重要资料李均灿等，1986。深圳地区环境放射性γ测量简介（广东省地矿局）。。

放射性同位素的应用-同位素示踪法 同位素示踪法（isotopic tracer method）是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，示踪实验的创建者是Hevesy。Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。 一、同位素示踪法基本原理和特点 同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂（tracer），但是，稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制；而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点： 灵敏度高 放射性示踪法可测到10-14－10-18克水平，即可以从1015个非放射性原子中检出一个放射性原子。它比目前较敏感的重量分析天平要敏感108-107倍，而迄今最准确的化学分析法很难测定到10-12克水平。 方法简便 放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析，随着液体闪烁计数的发展，14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用。 定位定量准确 放射性同位素示踪法能准确定量地测定代谢物质的转移和转变，与某些形态学技术相结合（如病理组织切片技术，电子显微镜技术等），可以确定放射性示踪剂在组织器官中的定量分布，并且对组织器官的定位准确度可达细胞水平、亚细胞水平乃至分子水平。 符合生理条件 在放射性同位素实验中，所引用的放射性标记化合物的化学量是极微量的，它对体内原有的相应物质的重量改变是微不足道的，体内生理过程仍保持正常的平衡状态，获得的分析结果符合生理条件，更能反映客观存在的事物本质。 放射性同位素示踪法的优点如上所述，但也存在一些缺陷，如从事放射性同位素工作的人员要受一定的专门训练，要具备相应的安全防护措施和条件，在目前个别元素（如氧、氮等）还没有合适的放射性同位素等等。在作示踪实验时，还必须注意到示踪剂的同位素效应和放射效应问题。所谓同位素效应是指放射性同位素（或是稳定性同位素）与相应的普通元素之间存在着化学性质上的微小差异所引起的个别性质上的明显区别，对于轻元素而言，同位素效应比较严重。因为同位素之间的质量判别是倍增的，如3H质量是1H的三倍，2H是1H的两倍，当用氚水（3H2O）作示踪剂时，它在普通H2O中的含量不能过大，否则会使水的物理常数、对细胞膜的渗透及细胞质粘性等都会发生改变。但在一般的示踪实验中，由同位素效应引起的误差，常在实验误差内，可忽略不计。放射性同位素释放的射线利于追踪测量，但射线对生物体的作用达到一定剂量时，会改变机体的生理状态，这就是放射性同位素的辐射效应，因此放射性同位素的用量应小于安全剂量，严格控制在生物机体所能允许的范 围之内，以免实验对象受辐射损伤，而得错误的结果。 二、示踪实验的设计原则 设计一个放射性同位素的示踪实验应从实验的目的性，实验所具备的条件和对放射性的防护水平三方面着手考虑。原则上必须从两个主要方面来设计放射性示踪实验：一是必须寻求有效的、可重复的测定放射性强度的条件，二是必须选择一个合适的比活度λqδ（单位是原子／时间／分子，dpm／mol或ci／mol）。其中，λ＝-dN’dt／N’为该处放射性原子核的衰变常数。q＝N ’／n’，表示n’个该化学形式分子为N’个放射性原子所标记。δ＝n’／n表示放射性标记的分子数n’与总分子数（标记的加未标记的）n之比。采用放射性同位素示踪技术来实现所研究课题预期目的全部或一部分，一般须经过实验准备阶段，实验阶段和放射性废物处理三个步骤。 （一）实验准备阶段 示踪剂的选择 选定放射性示踪剂的比活度λqδ的值必须足够大，以保证实验所需要的灵敏度，而又要尽可能地小，使得在该实验条件下辐射自分解可忽略。一般情形是根据实验目的和实验周期长短，来选择具有合适的衰变方式，辐射类型和半衰期，且放射毒性低的放射性同位素。至今已确定的放射性核素包括天然的58种和人工制造的约1300种，其中大多数不常能用作放射性示踪剂。主要原因是制备困难、半衰期不合适及放射性不足以定量。在任何一种生产方法中，生产步骤很可能包含或多或少的化学处理，因而示踪实验人员需要了解某个核素及其周围的那些元素的化学性质，因为它们有可能成为此放射性同位素的杂质。 放射性同位素都衰变（经过或不经过中间状态）到处于基态的子体核素，衰变时伴随各种形式的能量辐射，如α、β-、β+、γ、X放射等。在选择示踪剂时，示踪实验人员要仔细研究衰变纲图，根据实验条件和计数条件来决定那一种辐射，在衰变纲变内，代表核能级的两条水平线之间和距离表示能量差，↑或↓表示能级同伴随原子序数增或减少的能量，↓表示从激发态至基态的同质异能跃迁。一般要选择最适宜的半衰期τ的放射性同位素，使τ足够长，从而使衰变校正有意义或干脆不必作衰变校正，同时又要足够短，能较安全地进行示踪实验，并使得放射性废物容易处理，在实际工作中，使用的放射性同位素的半衰期应该与实验需要持续的时间t相适应，如对于某个实验，t／τ＝04时，应所选放射性同位素的衰变校正为5％；而t／τ＝10时，应选放射性同位素的衰变校正为6％。t／τ＝15时，应选用其衰变校正为10％。 在体外示踪条件，一般选用半衰期较长而射线强度适中，既利于探测，又易于防护和保存的放射性示踪剂。体内示踪条件下，若实验周期短，应选用半衰期短，且能放出一定强度r射线物放射性同位素，若实验周期长，如需要将动物活杀后对组织脏器分别测定的，则应选用半衰期较长放射性同位素。此外，根据实验目的来选用定位的或不定位的标记示踪剂，例如研究氨基酸的脱羧反应，14C应标记在羧基上，只有这种定位标记的氨基酸，才能在脱羧后产生14CO2。而有些实验不要求特定位置标记，只须均匀标记即可。 选择放射性示踪剂还必须同时满足高化学纯度，高放射性核纯度的要求。在示踪剂制备期间、贮存期间以用试验体系中所使用的溶剂、化学试剂、酶等可能会产生化学杂质、放射化学杂质及辐射自分解引起的放射性杂质，这些杂质的存在，使得示踪实验中使用的示踪剂不“纯”，而或多或少影响实验的结果，甚至会导致错误结论。 氚标记的胸腺嘧啶核苷（3H－TdR）和尿嘧啶核苷（3H－UR）是两种常用的示踪剂，前者有效地结合到DNA中，后者则掺入到RNA中，它们的辐射分解速度随比较放射性的增高及保存时间的延长而增加，在不同温度和不同溶液中的稳定性也不同。经保存八年的3H-TdR约有35％辐射分解为3H－胸腺嘧啶，并导致二醇和水合物的形式，在实验中这杂质会很快掺入细胞并与大分子（很可能是蛋白质）结合，而不是与DNA和RNA相结合，这些杂质用DNA酶和RNA酶处理细胞都不除去。3H－TdR和3H－UR贮存在-20℃的冷冻溶液中辐射分离速度要比+2℃增加3－4倍，但低温度（-140℃）对贮存也有利，在允许对示踪实验人员在选择保存放射性示踪剂时会有所启发。 放射性同位素测量方法的选择 测量方法的选择取决于射线种类，对于α射线通常可用硫化锌晶体、电离室、核乳胶等方法探测；对能量高的β射线可用云母窗计数管、塑料闪烁晶体及核乳胶测定，对于能量低的β射线可用液体闪烁计数器测量：对于γ射线则用G-M计数管，碘化钠（铊）闪烁晶体探测。目前大多数实验室主要采用晶体闪烁计数法和液体闪烁计数法两种测量方式。 同一台探测仪器对不同量的示踪剂具有不同的最佳工作条件，在实验准备阶段要检查探测器是否已调有所用示踪同位素的工作条件，否则需要用一定量的示踪剂作为放射源（或选用该同位素的标准源），把探测器的最佳工作条件调整好，并且要保证探测器性能处于稳定可靠的状态。 探测最佳工作条件的选择方法：一种是测“坪曲线”，另一种是找最好的品质因素。对于光电倍增管，在理论上不存在“坪”（plateau）。但随着高压的增加，在一定范围内，脉冲数变化较小，形成一段坡度较小的电压脉冲曲线，通常也称其为坪。测坪曲线的方法：固定放射源，根据其射线能量的大小，初选 一个广大器增益（放大倍数）和甄别器阈值。不断地改变高压（由低到高，均匀增加伏度），每改变一次高压，都测定一次本底和放射源的计数率，最后作出高压本底计数率和高压放射源计数曲线。用同样的方法，作另一个甄别阈值（放大倍数不变）下的高压计数率曲线，这样反复多作几条曲线。必要时，还可固定甄别阈值，改变放大倍数，求出高压计数率曲线。应选择“坪”比较平坦的曲线工作条件：甄别阈值和放大增益，作为正式测定时间的仪器工作条件，高压值应选择在该“坪”中点偏向起始段一边相应的高压值。品质因素，又称为优值，是指在一定条件下，要达到合适的统计数目所需要的时间是仪器的计数效率E和本底计数Nb的函数： 品质因素F=E2／Nb它是衡量一台计数器性能的指标，仪器的品质因素F应该越大越好，品质因素F越大，表示测量效率E越高而本底Nb越小。如果某放射性示踪的标准源存在来源困难等问题的话，可以用相对品质因素f来代替。 相品质因素f=ns／nb 式中ns指某种放射性样品的计数率。找最好品质因素的方法与测坪曲线一样，作出几条高压－F（或f）的关系曲线，在几条曲线中选择峰值最高的曲线。这根曲线的峰值所对应的条件：高压，甄别阈，放大倍数等，就是该仪器对被测同位素的最佳工作条件。最佳品质因素不一定恰好落在“坪”上，有的在“坪”附近，有的却在“坪”的下端。着眼于把同位素的整个能谱峰都计下来的示踪实验者主张取“坪”所对应的工作条件，而着眼于优值者，主张取最佳品质因素所对应的工作条件，也有人折衷。如果某仪器本底很低，光电倍增管噪音很低和能谱分辩高，二者应该相差不大。同一台仪器的最佳工作条件，随仪器的使用期延长而有所改变，不同的放射性同位素，其最佳工作条件不同。因此核探测仪器的最佳工作条件具有专属性，并且要经常通过选择其不同时期的最佳工作条件。更不能不问被测同位素的种类，而千篇一律地使用同一个工作条件。 为了达到准确地计数，可以长时间一次计数，或短时间多次测量，两者达到的标准误基本相同，为避免外界因素的影响，在实际工作中，取短时间多次测量较为合理适用。在测量样品的放射性时，本底是一个重要影响因素。本底高，则标准误和标准误差都增大，尤其在样品计数较低时，本底对标准误和标准误差的影响就愈大，从而影响实验结果的精度，而且为了达到一定的精度，势别要增加样品的测量时间。根据核衰变的统计规律，在实验中如果样品数量少，选择tN=4tb的比例（式中tN为样品放射性测量时间，tb为本底测量时间）较为合理；如果样品数量较多是一大批样品，则延长本底测量时间tb，取tb的时间均值，而tN则可相对短，这样可节省时间，有利于缩短实验周期。对于示踪实验设计来说，样品中所含放射性强度的要求，是使其放射性计数率大于或等于本底计数的10－20倍。 进行非放射性的模拟实验，把实验全过程预演一遍 同位素示踪实验要求准确、仔细，稍有疏忽或考虑不周就匆忙进行正式实验，既容易导致实验失败，又会造成示踪剂和其它实验用品的浪费，还会增加放射性废物，增加实验室本底水平，使实验者接受不必要的辐射剂量，所以模拟实验不仅可以检查正式实验中所用器材，药品是否合格，又可以操作人员进行训练，以保证正式实验能顺利进行。 （二）正式实验阶段 选择放射性同位素的剂量 同位素必须能经得起稀释，使其最后样品的放射性不能低于本底，一般来说放射性同位素在生物体内不是完全均匀地被稀释，可能在某些器官、组织、细胞、某些分子中有选择性地蓄积，蓄积的部分放射性就会很强，在这种情况下，应以相关部位对示踪剂的蓄积率来考虑示踪剂用量。在细胞培养，切片保温，酶反应等示踪实验中，应依据实验目的、反应时间及反应体积的不同来考虑示踪剂的用量，通常小于一个微居里或几个微居里。 由于放射性同位素存在辐射效应，应该根据使用的放射性核素的种类，将用量控制在最大允许剂量之内（maximun permissible dose），以免因剂量过大所造成的辐射效应，给实验带来较大的误差。 选择示踪剂给入途径 整体示踪实验时，应根据实验目的，选择易吸收、易操作的给入途径，一般给予的数量体积小，要求给予的剂量准确，防止可能的损失和不必要的污染。体外示踪实验时，应根据实验设计的实验步骤的某个环节加入一定剂量的示踪到反应系统中去，力求操作准确，仔细。 放射性生物样品的制备 根据实验目的和示踪剂的标记放射性同位素的性质制备放射性生物样品，其中放射性同位素的性质是生物样品制备形式的主要依据。若是释放r射线的示踪剂，则样品制备比较容易，只要定量地取出被测物放入井型NaI（TL）晶体内就能测定；若是释放出硬β射线的示踪剂，须将生物样品制成厚度较薄的液体，或将液体铺样后烘干，也可灰化后铺样，放入塑料晶体闪烁仪内测定，或用钟罩型盖一革计数管探测；若标记同位素仅释放软β射线，那么样品应制成液体闪烁样品（详见放射性测量”一章），在液体闪烁计数器内测量。不论采用何种测量方法，都应该对样品作定量采集。对某些放射性分散的样品，应当作适当浓集，如测定组织内蛋白质的放射性，应对蛋白质作提取处理然后制备成相应的测量样品。有些样品需采用灰化法，但灰化法对易挥发的同位素或易挥发的组织样品不合适。 放射性样品的测量 测量方法分为绝对测量和相对测量。绝对测量是对样品的实有放射性强度作测量，求出样品中标记同位素的实际衰变率，在作绝对测量时，要纠正一些因素对测量结果的影响，这些因素包括仪器探头对于放射源的相对立体角、射线被探头接收后被计数的几率、反散射、 放射源的自吸收影响等等。而相对测量只是在某个固定的探测仪器上作放射性强度的相对测量，不追求它的实际衰变率。在一般的示踪实验中，大多采用相对测量的方法，比较样品间的差异。在相对测量时，要注意保持样品与探测器之间的几何位置固定。几何条件的影响是放射性测量中最重要的影响因素。当两个放射性强度相同的样品在测量中所置的几何位置不一，或样品制备过程造成的几何条件差异，其计数会相差很多，尤其当样品与探头之间距离较近时，两者计数率相差会很大。但是当样品与探头之间相距较远时，由于样品与探头之间形成的相对立体角较小，所以两者计数率的差异会显著减小。在用纸片法测量3H标记物的放射性强度时，要注意纸片在闪烁瓶中的位置，一批样品应该一致，如果是将滤纸剪成圆状作支持物，圆片的直径最好与闪烁瓶底的直径相等，保证滤纸在闪烁瓶内的位置固定。减小几何条件对放射性测量的影响可以从三方面入手：⑴选择探测窗大的探测器，如光电倍增管作探头的探测器；⑵在样品制备时，注意尽量将样品做成点状源，这样当样品的放射性强度较弱时，由于距离探测窗较近而有可能造成的水平位移的影响就可以忽略；⑶无论样品距离探测窗远近，样品都应置于探测窗的垂直轴线上，以减少样品与探测窗之间的相对立体角。 （三）放射性去污染和放射性废物处理 放射性实验，无论是每次实验或阶段性实验结束后，都可能有不同程度的放射性污染和放射性废物的出现，因此，在实验结束后，要作去污染处理和放射性废物处理。必要时在实验过程进行中，就要作除污染和清理放射性废物的工作。 三、同位素示踪法在生物化学和分子生物学中的应用 放射性同位素示踪法在生物化学和分子生物学领域应用极为广泛，它为揭示体内和细胞内理化过程的秘密，阐明生命活动的物质基础起了极其重要的作用。近几年来，同位素示踪技术在原基础上又有许多新发展，如双标记和多标记技术，稳定性同位素示踪技术，活化分析，电子显微镜技术，同位素技术与其它新技术相结合等。由于这些技术的发展，使生物化学从静态进入动态，从细胞水平进入分子水平，阐明了一系列重大问题，如遗传密码、细胞膜受体、RNA-DNA逆转录等，使人类对生命基本现象的认识开辟了一条新的途径。下面仅就同位素示踪技术在生物化学和分子生物学中应用的几个主要方面作一介绍。 物质代放谢的研究 体内存在着很多种物质，究竟它们之间是如何转变的，如果在研究中应用适当的同位素标记物作示踪剂分析这些物质中同位素含量的变化，就可以知道它们之间相互转变的关系，还能分辩出谁是前身物，谁是产物 ，分析同位素示踪剂存在于物质分子的哪些原子上，可以进一步推断各种物质之间的转变机制。为了研究胆固醇的生物合成及其代谢，采用标记前身物的方法，揭示了胆固醇的生成途径和步骤，实验证明，凡是能在体内转变为乙酰辅酶A的化合物，都可以作为生成胆固醇的原料，从乙酸到胆固醇的全部生物合成过程，至少包括36步化学反应，在鲨烯与胆固醇之间，就有二十个中间物，胆固醇的生物合成途径可简化为:乙酸→甲基二羟戊酸→胆固醇 又如在研究肝脏胆固醇的来源时，用放射性同位素标记物3H－胆固醇作静脉注射的示踪实验说明，放射性大部分进入肝脏，再出现在粪中，且甲状腺素能加速这个过程，从而可说明肝脏是处理血浆胆固醇的主要器官，甲状腺能降低血中胆固醇含量的机理，在于它对血浆胆固醇向肝脏转移过程的加速作用。 物质转化的研究 物质在机体内相互转化的规律是生命活动中重要的本质内容，在过去的物质转化研究中，一般都采用用离体酶学方法，但是离体酶学方法的研究结果，不一定能代表整体情况，同位素示踪技术的应用，使有关物质转化的实验的周期大大缩短，而且在离体、整体、无细胞体系的情况下都可应用，操作简化，测定灵敏度提高，不仅能定性，还可作定量分析。 在阐明核糖苷酸向脱氧核糖核苷酸转化的研究中，采用双标记法，对产物作双标记测量或经化学分离后分别测量其放射性。如在鸟嘌呤核苷酸（GMP）的碱基和核糖上分别都标记上14C，在离体系统中使之参入脱氧鸟嘌呤核苷酸（dGMP），然后将原标记物和产物（被双标记GMP掺入的dGMP）分别进行酸水解和层析分离后，测定它们各自的碱基和戊糖的放射性，结果发现它们的两部分的放射性比值基本相等，从而证明了产物dGMP的戊糖就原标记物GMP的戊糖，而没有别的来源，否则产物dGMP的碱基和核糖的比值一定与原标记物GMP的两部分比值有显著差别。这个实验说明戊糖脱氧是在碱基与戊糖不分记的情况下进行的，从而证明了脱氧核糖核苷酸是由核糖核苷酸直接转化而来的，并不是核糖核苷酸先分解成核糖与碱基，碱基再重新接上脱氧杭核糖。无细胞的示踪实验可以分析物质在细胞内的转化条件，例如以3H-dTTP为前身物作DNA掺入的示踪实验，按一定的实验设计掺入后，测定产物DNA的放射性，作为新合成的DNA的检出指标。 动态平衡的研究 阐明生物体内物质处于不断更新的动态平衡之中，是放射性同位素示踪法对生命科学的重大贡献之一，向体内引入适当的同位素标记物，在不同时间测定物质中同位素含量的变化，就能了解该物质在体内的变动情况，定量计算出体内物质的代谢率，计算出物质的更新速度和更新时间等等。机体内的各种物质都在有大小不同的代谢库，代谢库的大小可用同位素稀释法求也。 生物样品中微量物质的分析 在放射性同位素示踪技术被应用之前，由于制备样品时的丢失而造成回收率低以及测量灵敏度不高等问题，使得对机体正常功能起很重要作用的微量物质不易被测定。近年来迅速发展、应用愈来愈广泛的放射免疫分析（radioimmunoassay）技术是一种超微量的分析方法，它可测定的物质300多种，其中激素类居多，包括类固醇激素，多肽类激素，非肽类激素，蛋白质物质，环核苷酸，酶，肿瘤相关的抗原，抗体以及病原体，微量药物等其它物质。 最近邻序列分析法（Nearest neighbour-sequence analysis method） 放射性同位素示踪技术，是分子生物学研究中的重要手段之一，对蛋白质生物合成的研究，从DNA复制、RNA转录到蛋白质翻译均起了很大的作用。最近邻序列分析法应用同位素示踪技术结合酶切理论和统计学理论，研究证实了DNA分子中碱基排列规律，在体外作合成DNA的实验：分四批进行，每批用一种不同的32P标记脱氧核苷三磷酸，32P标记在戊糖5'C的位置上，在完全条件下合成后，用特定的酶打开5'C－P键，使原碱基上通过戊糖5'C相连的32P移到最邻近的另一单核苷酸的3'C上 。用最近邻序列分析法首次提出了DNA复制与RNA转录的分子生物学基础，从而建立了分子杂交技术，例如以噬体T2-DNA为模板制成[32P]RNA，取一定量T2-DNA和其它一些DNA加入此[32P]RNA中，经加热使DNA双链打开，并温育，用密度梯度离心或微孔膜分离出DNA-[32P]RNA复合体测其放射性，实验结果只有菌体T2的DNA能与该[32P]RNA 形成放射性复合体。从而证明了RNA与DNA模板的碱基呈特殊配对的互补关系，用分子杂交技术还证实了从RNA到DNA的逆转录现象。此外，放射性同位素示踪技术对分子生物学的贡献还表现在：⑴对蛋白质合成过程中三个连续阶段，即肽链的起始、延伸和终止的研究；⑵核酸的分离和纯化；⑶核酸末端核苷酸分析，序列测定；⑷核酸结构与功能的关系；⑸RNA中的遗传信息如何通过核苷酸的排列顺序向蛋质中氨基酸传递的研究等等。为了更好地应用放射性同位素示踪技术，除了有赖于示踪剂的高质量和核探测器的高灵敏度外，关键还在于有科学根据的设想和创造性的实验设计以及各种新技术的综合应用。