核技術應用

核技術應用的概念

核技術應用也稱非動力核技術應用，主要是利用放射性同位素和射線裝置產(chǎn)生的電離輻射與物質相互作用引發(fā)的物理、化學及生物效應，進行應用研究和開發(fā)的技術。廣泛應用于工業(yè)、醫(yī)療、材料、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護、資源勘探和公眾安全等多個領域，被稱為“核工業(yè)中的輕工業(yè)”。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展

2017年,美國核技術應用產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值規(guī)模已達到7000多億美元,占其GDP的比例約為4%-5%，日本和歐洲相應所占比例為2%-3%，全世界核技術產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過萬億美元。截至2016年12月，我國核技術應用產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值超過3000億元人民幣，是2010年的3倍，年復合增長率為25%，占當年GDP的0.4%。

核技術應用產(chǎn)業(yè)分類

核技術應用是國家重點發(fā)展的高端技術和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。作為一項橫斷技術，核技術與國民經(jīng)濟多個主要行業(yè)交叉融合發(fā)展，形成了以輻照加工、核醫(yī)療、核儀器儀表、射線裝備制造、輻射防護、核農(nóng)學為主的產(chǎn)業(yè)分類。

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輻照加工與技術創(chuàng)新應用

技術簡介

輻照加工是指利用電離輻射與物質相互作用所發(fā)生的物理效應、化學效應和生物效應，實現(xiàn)改善或改變物質品性的目的和效果。常用的射線源包括鈷60產(chǎn)生的伽馬射線、電子加速器產(chǎn)生的電子束以及通過電子加速器轉靶產(chǎn)生的X射線。

技術應用

輻照滅菌消毒加工服務：中藥品、植提及保健品、農(nóng)副產(chǎn)品及食品、醫(yī)療衛(wèi)生用品及器械、食品藥品包裝材料等；

材料輻射功能化改性：電線電纜、熱縮材料、高分子纖維、發(fā)泡材料、生物醫(yī)用材料、表面涂層固化、高性能綠色環(huán)保水性乳膠、半導體材料等；

環(huán)境保護與治理：

電子束處理工業(yè)廢水、抗生素藥渣、高危固體醫(yī)廢等。

輻照降解：中藥黃曲霉素、水產(chǎn)殘留氯霉素、有機磷農(nóng)藥殘留、白酒塑化劑等。

項目介紹

中陜核核盛楊凌輻照項目位于楊凌國家級農(nóng)業(yè)高新技術產(chǎn)業(yè)示范區(qū)，總投資7800萬元。項目一期主要基于大功率高能電子加速器（10MeV/20kW）和中能電子加速器（帶X射線轉靶系統(tǒng)）提供針對中藥品、植提、保健品、農(nóng)副產(chǎn)品及食品、醫(yī)療衛(wèi)生用品及器械等的輻照消毒滅菌技術服務。項目二期擬采用低能電子加速器（75keV-3MeV）開展材料輻射功能化改性創(chuàng)新技術開發(fā)與產(chǎn)業(yè)推廣。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展

截至2017年底，我國設計裝源能力為30萬居里以上的鈷源輻照裝置130余座，占全球總量的40%，國產(chǎn)最大設計裝源能力為600萬居里，總設計裝源能力超過1.7億居里，實際裝源量7000萬居里，占全球總量的23%。

截至2017年底，我國共有約550臺輻照加工用電子加速器，總功率約為35000kW，主要用于消毒滅菌和材料改性，其中國產(chǎn)數(shù)量約占85%，進口為15%。

截至2017年，全國輻照加工產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值規(guī)模達到1043億元。預計到2023年，輻照加工產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到1834億元，2028年將突破3000億元。

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核醫(yī)學與放射治療

核醫(yī)學影像設備

核醫(yī)學影像技術是將放射性核素引入體內(nèi)，通過探測受檢者體內(nèi)發(fā)射的γ射線進行成像，主要應用于癌癥及神經(jīng)性疾病的早期診斷等。常見的核醫(yī)學影像設備包括包括正電子發(fā)射型計算機斷層顯像（PET）、單光子發(fā)射型計算機斷層顯像（SPECT）以及伽馬照相機等。

核藥

核藥是指用于人體進行醫(yī)學診斷或治療疾病的含示蹤核素標記的化合物或生物制劑。核藥分為診斷用放射性藥物和治療用放射性藥物。

診斷用放射性藥物，也稱為顯像劑，其應用原理是將診斷用核藥注入體內(nèi)，其會在特定病變部位集聚，產(chǎn)生相應的粒子射線，而被γ照相機或者SPECT（或PET)捕獲，從而診斷出對應病癥。常見的診斷用放射性藥物有氟-18、锝-99和鎵-68等。

治療用放射性藥物是利用射線（輻射）

對生物體的電力和激發(fā)，定向破壞病變組織或改變組織代謝來達到治療病癥目的的藥物。常見的治療用放射性藥物包括镥-177、碘-125、鍶-89、釔-90和錸-188等。

核醫(yī)學放療設備

放射治療的基本原理是通過不同性質的放射線直接殺傷（直接致使所照射細胞的DNA分子雙螺旋結構斷裂及蛋白質變性）或間接殺傷（放射線使組織內(nèi)水分子產(chǎn)生電離效應，分解出活性自由基，自由基再與生物大分子結合形成生物性功能的損傷）病灶部位的腫瘤細胞。放射治療所用的放射線通常分為光子束和粒子束兩類，其中光子束包含X射線、γ射線，粒子束包含質子、重離子、中子。

主要放療設備包括醫(yī)用電子直線加速器、伽馬刀、近距離后裝治療機、鈷60遠距離治療機、質子/重離子治療系統(tǒng)、硼中子俘獲治療系統(tǒng)。