放射性核素及其应用.pdf

第 19 卷 　第 2 期 大学化学 2004 年 4 月 知识介绍 放射性核素及其应用 王文珍 　程鹏 (南开大学化学系 　天津 30007 1) 　　摘要 　介绍了近年来放射性核素在能源利用 、医学和生物学 、化学 、材料科学 、地质和考古学 以及工农业等各个领域的应用情况 。 　　近年来 ,我国的高等院校化学教材建设呈现非常繁荣的景象 ,教材的实用性和针对性越来 越强 ,各类针对不同专业需求和不同学习背景的教材在选材和内容编排上均各有侧重 ,其中大 部分基础无机化学教材均将核化学单列一章 ,介绍有关核衰变反应和放射性的基础知识 。鉴 于近年来放射性核素在能源利用 、医学和生物学 、化学 、材料科学 、地质和考古学以及工农业等 方面越来越广泛的应用[ 1 ] ,本文介绍一些相关内容 ,供教学中对该部分内容深入探讨时参考 。 　　天然放射性核素发现不久 ,科学家就预见到放射性核素将在各个学科中得到广泛的应用 。 放射性核素首先应用于医学上 。1902 年 ,人们发现镭射线能破坏患病组织的细胞 , 因而可以 用来治疗某些疾病 。1907 年就有用镭治愈了皮癌的报道 。放射性核素示踪也是放射性核素 的早期应用 ,它的基本原理是利用放射性核素作为示踪原子 ,通过放射性测量以显示其存在位 ( ) 置 、数量及变化过程 ,从而跟踪研究对象的运动情况 。在 19 13 年赫维西 G. de . Hevesy 和佩尼 ( ) 斯 F . A . Panet h 建立示踪原子法后 ,放射性核素被广泛用于物理 、化学 、生物学及其他领域的 研究 ,解决某些过去无法解决的难题 ,如复杂的化学反应过程和生理变化过程等 ,成为一个极 其重要的识别工具 。如 1920 年代赫维西应用天然放射性 TbB (2 12 Pb) 研究铅盐在豆科植物内 ( ) 的分布和转移 ; 1924 年克列舜生 J . A . Christiansen 等人研究放射性铋和放射性铅在大白鼠体 ( ) 128 11 14 内的分布和排泄情况 ; 194 1 年赫兹 S. Hertz 应用 I 研究甲状腺生理 ; 1940 年代利用 C 和 C 研究植物的光合作用等 。放射性核素所引起的链式核反应在军工方面的巨大威力亦已在第 二次世界大战中得到了证明。随着近年来科学技术的迅速发展 ,放射性核素在能源利用 、医学 和生物学 、化学 、材料科学 、地质和考古学以及工农业等许多领域得到了广泛的应用 。从总体 上讲 ,放射性核素的应用包括两部分 :示踪应用和射线应用 。下面简要介绍几个主要应用领域 及所使用的放射性核素[2 ,3 ] 。 1 　在医学和生物领域的应用 　　放射性核素及其标记化合物在医学和生物学中的应用 ,使之成为现代医学和生命科学中 不可缺少的工具 ,并催生了一门新的学科 ———核医学 。许多学者认为 ,原子示踪法的应用是显 微镜发明以来医学史上最突出的成就 ,在医学科学中引起了划时代的变化 ,在现代临床诊断、 治疗和基础医学研究中发挥重要作用 。据报道 ,早在 20 世纪 80 年代 ,美国约有 1/ 3 就诊病人 32 接受核医学检查 。当代研究出来的新药在试用于临床之前 ,几乎每一种都用放射性核素标记 研究过 。 　　放射性药物诊断是基于放射性药物进入体内后遵循一定的规律选择性地分布 、积聚在身 体的某些脏器和组织 ,或参加某一代谢过程 ,或流经某一通道 ,因而可通过体外测定放射性 ,进 行扫描 , γ照相或发射电脑断层图像 ,根据吸收的速度和质量以及在脏器内分布的情况 ,可以 做出脏器的形态显示和功能判断来诊断病症 。如 :给病人服用示踪量的N a13 1 I ,经过一定时间 后 ,在甲状腺部位测定放射性 ,根据甲状腺吸13 1 I 率 ,通过与正常人进行比较 ,判断病人是