人類最重要的一項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)

[關(guān) 鍵 詞] 發(fā)射性；基本理論；發(fā)現(xiàn)；應(yīng)用

[中圖分類號(hào)] G640 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）18-0171-01

一、放射性發(fā)現(xiàn)的概述

1895年，德國(guó)物理學(xué)家倫琴利用電子轟擊陰極靶，并觀察到了射線的透視現(xiàn)象，X射線被正式發(fā)現(xiàn)。1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒耳發(fā)現(xiàn)，硫酸鈾曝曬之后能發(fā)出很強(qiáng)的熒光，“貝克勒耳射線”問(wèn)世。由此，人工放射現(xiàn)象和天然放射現(xiàn)象都得到了發(fā)現(xiàn)，這個(gè)偉大發(fā)現(xiàn)影響了核物理界后世相當(dāng)量的科學(xué)家和科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

二、影響到的科學(xué)家及其發(fā)現(xiàn)

1.在貝克勒耳的研究之后，居里夫人提出了“放射性”這一術(shù)語(yǔ)。她在釷中發(fā)現(xiàn)了和鈾同樣的射線，并在瀝青鈾礦中發(fā)現(xiàn)了釙和鐳。2.法國(guó)科學(xué)家德比埃爾內(nèi)根據(jù)居里夫婦的建議，發(fā)現(xiàn)了被他定名為錒的元素。3.德國(guó)科學(xué)家多恩發(fā)現(xiàn)了氡元素。4.英國(guó)科學(xué)家湯姆遜通過(guò)對(duì)氣體放電和陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子。5.英國(guó)科學(xué)家盧瑟福提出原子的自發(fā)蛻變理論和系統(tǒng)的原子結(jié)構(gòu)理論，發(fā)現(xiàn)了α、β、γ射線。6.英國(guó)科學(xué)家索迪發(fā)展出放射性元素同位素理論。7.丹麥科學(xué)家玻爾提出了原子結(jié)構(gòu)的量化軌道。8.英國(guó)科學(xué)家查德威克預(yù)測(cè)出中子的存在。9.德國(guó)科學(xué)家博特和貝克爾發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)γ射線產(chǎn)生的“康普頓效應(yīng)”。

可以明顯看到，早期科學(xué)發(fā)現(xiàn)影響的范圍合情合理地覆蓋了歐洲，強(qiáng)大者如英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)，弱者如丹麥，都受到“放射性”的輻射。綜觀整個(gè)核物理（包括稍晚的核化學(xué)）的發(fā)展歷史，放射性的發(fā)現(xiàn)無(wú)疑是主要的源頭之一。放射性的發(fā)現(xiàn)，使人們對(duì)原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和變化有了新的認(rèn)識(shí)，

三、放射性在具體實(shí)踐中的應(yīng)用

在放射性理論不斷深入和完善的過(guò)程中，其影響也散播到各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。其影響方式大致可有以下幾種：（1）利用以中子流為媒介的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)所產(chǎn)生的能量放大效應(yīng)；（2）利用常見(jiàn)元素的放射性同位素化學(xué)性質(zhì)不變的特性；（3）利用某種射線的特

性，如穿透性及對(duì)生物體機(jī)能的特定影響。以下分條陳述：

（一）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在物理學(xué)上的應(yīng)用

1.基本理論

鏈?zhǔn)椒磻?yīng)目前技術(shù)條件下多指重核受中字轟擊分裂為幾個(gè)輕核、2～3個(gè)中子并釋放能量的反應(yīng)過(guò)程，核電站多執(zhí)行方程式形成多米諾骨牌式規(guī)模效應(yīng)。由于單個(gè)原子參與的反應(yīng)產(chǎn)生的能量相對(duì)于一般化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)相當(dāng)可觀，這種高效釋放方式帶來(lái)的效果更是求之不得。

2.應(yīng)用

截至2007年12月，世界30個(gè)國(guó)家和地區(qū)運(yùn)行的機(jī)組共439個(gè)。其中美國(guó)擁有104座，核電占該國(guó)總發(fā)電量的比例為19%。日本為55座，核電比例為30%，計(jì)劃到2030年將核電比例提高到41%。俄羅斯為31座，歐盟16國(guó)總為158個(gè)。

具體以我國(guó)為例，我國(guó)核電研發(fā)起步于70年代，開(kāi)始于80年代，突破于90年代。據(jù)國(guó)家電網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，2003～2007年間，核電裝機(jī)容量從619萬(wàn)kW提升至885萬(wàn)kW同比逐步增長(zhǎng)38.48%，10.50%，0.00%，0.00%和29.20%；核電發(fā)電量則從339增至626，同比逐步增長(zhǎng)65.66%，14.12%，5.19%，2.40%和10.80%。由此可以看出我國(guó)建設(shè)核電和核電效率變化的路徑。核電有著廣闊的發(fā)展空間，我國(guó)計(jì)劃2020年使核電發(fā)電量占到總發(fā)電量的4%，裝機(jī)容量達(dá)到4000萬(wàn)kW。

（二）放射性同位素示蹤法在醫(yī)學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)三大領(lǐng)域的應(yīng)用

1.基本理論

放射性同位素示蹤法作為一種工具廣泛用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)和礦物學(xué)等領(lǐng)域。放射性示蹤法精確敏感，可測(cè)到10-14～10-18克水平，即可以從1015個(gè)非放射性原子中檢出一個(gè)放射性原子，比目前技術(shù)高端的重量分析天平敏感107～108倍。

2.應(yīng)用

1919年化學(xué)家赫韋希建立了同位素示蹤的原理，他將鐳的同位素用于研究植物的鉛代謝。1927年，布魯姆加特最先把它應(yīng)用于人體。他用鐳的同位素作示蹤劑，在體外測(cè)定了腕—腕時(shí)間，從而確立了醫(yī)學(xué)研究中放射性同位素應(yīng)用的原理。

有一例可以體現(xiàn)同位素的輔助作用：乳腺癌前哨淋巴結(jié)活檢中亞甲藍(lán)與亞甲藍(lán)、同位素聯(lián)合示蹤的比較研究。實(shí)驗(yàn)共收集了2005年3月至2006年7月期間的164例患者，通過(guò)亞甲藍(lán)單獨(dú)示蹤和聯(lián)合示蹤兩組相對(duì)比，用γ探測(cè)儀引導(dǎo)進(jìn)行活檢。結(jié)果為檢出率、準(zhǔn)確率、敏感性、陰性預(yù)測(cè)值各指標(biāo)均以聯(lián)合組為高，分別取得2.1%、2.6%、8.9%和3.0%的優(yōu)勢(shì)，其他指標(biāo)均一致或無(wú)統(tǒng)計(jì)顯著性（t檢驗(yàn)）；同位素示蹤劑的作用明顯體現(xiàn)在：將患者檢出率從85.0%提高至98.3%，假陰性率從21.7%降低至8.7%。另見(jiàn)一例胃癌的前哨淋巴活檢實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步增加了核素一組，進(jìn)一步明確了同位素重在其輔助作用而非萬(wàn)能。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)癥狀不同而作用機(jī)理相同，可體現(xiàn)出重病診斷中放射性同位素示蹤劑相當(dāng)?shù)淖饔谩?/p>

（三）特定射線的應(yīng)用在工程學(xué)和醫(yī)學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用

1.基本理論

特定應(yīng)用可以區(qū)分為兩方面：物理特性的應(yīng)用和生化特性的應(yīng)用。物理特性的應(yīng)用主要用于醫(yī)學(xué)和工程學(xué)等，主要體現(xiàn)穿透性。這種成像方法正起源于放射性的發(fā)現(xiàn)者——倫琴，它從起始便使人們獲得了不同密度不同材質(zhì)的物體在足夠能量的粒子流下呈現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的印象。生化特性主要用于醫(yī)學(xué)上的輻射治療和生物學(xué)上的變異實(shí)驗(yàn)和育種等。

2.應(yīng)用

大型機(jī)器設(shè)備對(duì)質(zhì)量要求較高，須保證器壁內(nèi)部不能有裂縫、孔洞，可利用電子束轟擊鎢陽(yáng)極板產(chǎn)生的X射線（也用于醫(yī)學(xué)檢查）或鐳、鈷60、銥192放射的γ射線等進(jìn)行檢查。

放射性發(fā)現(xiàn)于核物理學(xué)范疇，但在發(fā)展過(guò)程中逐漸演變出核化學(xué)、核醫(yī)學(xué)兩個(gè)新的學(xué)科從上面列舉的各類實(shí)踐效果可以鑒證這點(diǎn)。放射性的發(fā)現(xiàn)像一把鑰匙打開(kāi)了物理長(zhǎng)廊聯(lián)通其他學(xué)科的門，作為科學(xué)界的一代驕子，經(jīng)歷交會(huì)、融合，乃至樹(shù)立新生。一項(xiàng)值得紀(jì)念、值得重繪的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該是生命長(zhǎng)久、浸漬各科而不沒(méi)的，這便是放射性發(fā)現(xiàn)的魅力所在。

參考文獻(xiàn)：

陸林，刑承忠，徐惠綿，等.前哨淋巴結(jié)檢在胃癌外科中的應(yīng)用[J].世界華人消化，2004（12）.