科技日报:反应堆、加速器……别被这些高冷的名字吓到,我们的生活和它们密切相关
发表时间:2019-04-26 16:18:06

     新镇,顾名思义,新的城镇。

     在北京核心区西南郊40多公里开外的房山坨里地区,因核而兴的新镇,是中国原子能科学研究院(以下简称“原子能院”)所在地。

     上世纪50年代,为给我国第一台反应堆、加速器安家。根据勘察结果,北京西南郊房山坨里地区被选定为新的研究基地。    在正在进行的“壮丽70年·奋斗新时代”走进中核集团大型主题采访活动中,记者发现,对开展有关实验必不可少的堆、器,其实离百姓的生活并不远。

     我国年辐照食品总量达10万吨

     山东一家宠物食品出口生产加工企业的产品主要出口欧美,产品要求必须经过灭菌处理,而且灭菌只能采用辐照方式。

     5年前,该企业从原子能院购置了10MeV/20kW(10兆电子伏/20千瓦)高能、大功率电子辐照加速器,有力提升了企业核心技术和产能,企业出口额由不足一亿美元连续三年超过数亿美元。   

     所谓辐照,即利用高能电子束等射线照射物品,通过辐射效应达到材料改性、杀菌消毒的作用。中核集团首席专家、原子能院核技术应用研究所所长王国宝介绍,辐照所需要的装置,一种是钴60,一种是电子加速器。其中电子加速器是人工射线,具有可控、能量高、辐照时间短、无核废物、不危害环境的优点。

     统计数据显示,1984年以来,我国开始辐照大蒜、马铃薯、洋葱、白薯酒和肉制品。目前全国已有28个省、市、自治区200多个单位分别对200多种食品进行了辐照保鲜、杀虫灭菌、改善品质方面的研究,国家已批准18种辐照食品上市,年辐照食品总量达10万吨,居世界第一。

     炭疽菌以孢子形式传播,那些几乎无生命的孢子藏在邮件里,严冬或酷暑对它们都不起作用,孢子们在静静等待时机,一旦被人们接触,它们就会成为致命病菌。电子加速器可发射出高功率的电磁波,当传送带上的被照射物品通过高能电子帘辐射区后,被辐射物品中的生物细菌就会被全部杀死,经过处理的邮件和物品不会残留任何放射性。

     2013年南京亚青会、2014年南京青奥会、2015年第一届全国青运会、2016年杭州G20峰会、首届“一带一路”国际合作高峰论坛、金砖国家领导人厦门会晤……过去几年,国家级以及世界级重大活动扎堆,放射性物质检查系统等反恐设备,已是各个重大场合的“常客”。

     奥运会上使用的新型爆炸物检测装置

        应用于人民大会堂的人员、包裹门式放射性物质检查系统

     揭开百年谜案

     没有散热塔,没有高耸烟囱,反应堆只有高压锅大小,微堆(全称微型中子源反应堆)可谓名副其实。

     微堆虽小,但作用不容小觑。

     采访中,原子能院微堆研究室活化分析组组长彭旦讲述了一段利用微堆,破解困扰史学界的百年谜案——清光绪帝死因的故事。

微堆的中子活化分析技术解开光绪死因之谜

      该专题研究由原子能院与央视、清西陵及北京市法医检验鉴定中心等共同承担。

     “我们取了几捋光绪帝发辫。”彭旦说,利用微堆中子活化分析技术测试了发辫中砷的含量,并结合其他技术手段,经科学研究分析测算表明光绪的头发截段和衣物上含有剧毒砒霜,而其腐败尸体仅沾染在部分衣物和头发上的砒霜总量就已高达约201毫克。    

      光绪死因的确证,被认为是运用现代科学技术和侦察思维解决历史疑难问题的成功尝试,开辟了学术文化研究的新路径。

      把脉苍生健康

      因为具有小型化、易操作、功率低、对环境影响小、固有安全性好等优点,在大中城市人口稠密的大学和研究机构内,不乏微堆身影。    

      在改革开放前沿深圳,原子能院帮助深圳大学设计建造的微堆已安全运行28年,这也是目前我国尚在运行的唯一商用微堆。与原子能院的原型微堆相比,二者的差别是堆芯尺寸、燃料元件尺寸。    

      深圳微堆建成后,利用中子活化分析法填补了深圳微量元素质检方面的某些空白。    

      当时,随着珠三角现代工农业的迅猛发展,大量人工合成有机化合物被引入到自然环境中,包括一系列有机卤素污染物,这些卤素污染物有致癌、致畸、致突变的风险。借助微堆,深圳较早就对本市的大气和土壤环境进行检测,实时掌握深圳大气和土壤中的污染程度,并及时采取措施。    

     因为不会对样品产生破坏,原子能院曾协助有关单位,对膳食中的元素含量进行过多次调查研究及卫生学评价。多年前,原子能院曾分析测定我国南北方数十例正常成年人甲状腺含量,发现有地区差异,女性略高于男性,这为评价碘对人体的健康影响提供了背景材料。

     癌症是全球性疾病的主要死亡原因,质子治疗适用于黑色素瘤、颅内肿瘤、眼癌、前列腺癌、肺癌、肝癌等疾病的治疗,具有显著的经济、社会效益。

     原子能院利用反应堆、加速器等科学装置,努力发挥自身优势,开展了放射性药物研发、同位素药物生产以及核医学设备的研发。早在20 世纪90 年代,原子能院就开发了30MeV回旋加速器,至今还在生产同位素;还开发了可生产氟18 用于PET/CT 显像的14MeV回旋加速器。

      在一间厂房内,记者见到了正在进行调试的230MeV超导回旋加速器。与同能量常温回旋加速器相比,超导回旋加速器研制和运行成本低,在技术上具有创新性、市场竞争力强,代表着国际先进水平的癌症粒子治疗方向。

     中核集团首席专家、原子能院回旋加速器研究设计中心主任张天爵说,不久的将来,随着诊断治疗癌症技术的不断发展,更多患者将得到受惠。