控制疾病傳播,幫助醫(yī)生診斷和治療患者,為太空探索提供動力,核技術的用途多種多樣——并且深刻改變著人們的生活。
1、拯救生命
計算機斷層掃描(CT)技術(圖源:網絡)
每年,核醫(yī)學幫助醫(yī)生診斷和治療數(shù)千萬人。 利用X射線等輻射,醫(yī)生可以對患者的器官進行快速、非侵入性和準確的診斷。 放射性同位素,由核反應堆產生,用作正電子發(fā)射斷層掃描(PET)的“示蹤劑”,PET是檢測和評估大多數(shù)癌癥的最準確手段之一。 使用放射療法(放療)可以治愈許多不同類型的癌癥,以及其他疾病,如彌漫性毒性甲狀腺腫(甲亢最常見的病因)。 就癌癥而言,大多數(shù)癌細胞生長對輻射敏感。有許多不同的治療選擇,無論是外部還是內部輻射,其目的是通過照射包含癌癥的區(qū)域來控制或消除癌癥。 一個例子是近距離放射治療,即將小的放射源放在體內,或者放在需要治療的區(qū)域內或附近。輻射也可以作為腦部手術的非侵入性替代方法。
2、探索宇宙
好奇號探測車(圖片:NASA)
太陽系的探索是通過使用放射性同位素熱電發(fā)電機(RTG)實現(xiàn),RTG依靠放射性同位素的衰變?yōu)樾l(wèi)星供電,用于無法使用太陽能電池板的深空探索。 RTG已經成為太空工作的主要動力源之一,并為美國、俄羅斯和中國的許多航天器探索太空提供了動力。 卡西尼號衛(wèi)星以前所未有的細節(jié)揭示了土星及其光環(huán),并發(fā)現(xiàn)了暗示其衛(wèi)星之一土衛(wèi)二的地下海洋存在生命的潛在條件的證據(jù)。 “新地平線”號飛船帶來了冥王星的第一張詳細圖像。好奇號繼續(xù)探索火星。 所有這些任務都依賴于核技術。然而,最令人印象深刻的可能是“旅行者1號”和“旅行者2號”雙探測器,由于其钚動力源,它是第一個進入星際空間的人造物體。 在發(fā)射42年后,“旅行者1號”和“旅行者2號”繼續(xù)推進深空探測的邊界,這一切都要歸功于它們的钚基電池的輻射。
3、保存食物避免浪費
草莓經過15天的貯藏(右側輻照,左側未經處理)(圖源:IAEA)
核技術幫助我們避免浪費食物。 目前,全世界生產的糧食有三分之一被浪費——但有九分之一的人患有慢性營養(yǎng)不良。 隨著世界人口的增加,增加糧食產量的需要將給水和土地資源帶來巨大壓力。 然而,大多數(shù)食物浪費發(fā)生在收獲之后——至少20%的收獲食物在食用前會變質。 輻照——一種殺死微生物而不使產品具有放射性的過程——可以延緩水果和蔬菜的成熟,顯著延長其保質期并減少浪費。 它還可以控制害蟲和防止食源性疾病的傳播,縮短所需的檢疫期——這些因素對60多個引入了允許食品輻照法規(guī)的國家來說是決定性的。
WeRobotics蚊子容器和釋放機制用于SIT(圖:WeRobotics) 輻射也通過無菌昆蟲技術(SIT)用于控制害蟲,包括飼養(yǎng)和釋放大量通過輻射滅菌的雄性昆蟲,從而大大減少它們的后代。 這項技術是一種環(huán)境友好的方法來處理害蟲,同時避免或減少食品上的農藥殘留。世界各地已經開展了許多成功的運動,抑制了威脅牲畜和作物的昆蟲,并控制了傳播嚴重疾病的人口。
4、保護文化遺產
在馬伊達內克國家博物館,輻射被用來保存大屠殺受害者的鞋子(圖源:網絡)
核技術還用于檢查、保護和恢復我們的文化遺產。 例如,霉菌是對舊畫和舊書的一種常見威脅,如果不加以控制,它會永久性地破壞歷史寶藏。 通過使用伽馬射線,可以殺死真菌而不損壞人造物。同樣,輻射對于保護面臨蟲害退化風險的木雕也是必不可少的。 輻射也被委托保護重要的歷史文物,這方面的一個例子來自波蘭馬伊達內克(Majdanek)的國家博物館,它是二戰(zhàn)期間納粹政權管理的集中營之一。 為了保護一些大屠殺受害者的個人物品,約6萬雙鞋接受了輻射處理,以確保它們不會被細菌或真菌破壞。