让放射性同位素作出更大的贡献 [复制链接]

第7版()
专栏：

让放射性同位素作出更大的贡献
萧福霈
放射性同位素是指那些从它们的原子核内能放射出一种或多种带电的或是不带电的粒子的不稳定元素，这些放射出来的粒子，具有大小不同的能量，可以以不同的程度透过金属，使物质电离以及改变生物体的新陈代谢作用。
全能的侦察本领
由于放射性同位素和它们同种的普通稳定元素具有相同的核电荷，因此，两者的化学性质也就相同。如果把少量的放射性同位素加入到与它同种的普通稳定元素中并使它同其他物质起化学反应，那末，两者将循同样的过程起同样的作用。用适当的仪表记下放射性同位素在这些过程中所经历的途径，也就明白表出了这种元素在化学反应中的全部过程。这种借助于放射性同位素来研究反应过程的方法，叫示踪原子法。而其中的放射性同位素，它的作用比如一盏发光的信号灯那样，鲜明地画出了这种元素在所参加的反应中的全部历程，因此就叫做示踪原子。
示踪原子彻底揭露了人们在过去所无法侦察的那些秘密，也迅速、简单、明确地表明了物质在各种变化过程中的动态和作用。
在生物体内所进行的各种复杂的化学变化，已往我们一直看不清也摸不透。就拿其中最简单的植物光合作用来说，对于这样一个重要的生命现象，人们对它的了解却非常模糊甚至于认识错误。人们只知道植物吸收了水和碳酸气以后形成碳水化合物并吐出氧气，却错认为植物所吐出的氧气是来自碳酸气的分解。示踪原子表明，事实恰恰相反，植物所吐出的氧气正是水被分解后的产物，而且水和碳酸气在光合作用下不仅能形成碳水化合物，也能形成对生命极为重要的蛋白质、有机酸、维生素丙等有机物质。进一步的研究指出：在短日照下，这些生成物质多半流入根部或块茎；在长日照下，则大部分流向地上器官。这使农产品的增产，有了明确的方向。
把放射性磷作为示踪原子来研究植物对磷肥的吸收作用，使我们改变了已往认为植物从施肥的土壤里吸收磷酸盐在程度上是和从不施肥的土壤里吸收磷酸盐是一样的那种错误看法。示踪原子表明，磷酸肥料依其施肥方法和土壤特性的不同，可以增强或减弱土壤磷酸盐的进入植物。从而进一步指出最适宜的施肥时期和最有效的施肥方法。
放射性同位素还可用来侦察高温厚壁中进行的化学反应。在冶金过程中加入少量某种元素的放射性同位素，就可以清楚地察知这种元素在整个冶炼过程中的经历和分布。当炼钢时加入少量的放射性磷和硫，那末，这两种元素在冶炼过程中的活动和分布，借助于适当仪表的记录，就可以清楚地察知冶炼过程，给改进冶炼技术和提高合金品质提供了可靠资料。
要考察机械运动部分的磨损，可以在制造这些部件之初，预先加入一些放射性钴，那末从机械运动一开始，就能够从被磨损而进入润滑油的放射性钴，记录下机械被磨损的情况。
对于地质工作者来说，放射性同位素已成为最经济、最方便也最可靠的勘探工具。它可以探明矿源，确定油层以及查清楚各种岩石层的构造和它们的分布情况。
在医学中，已经普遍采用示踪原子方法来诊断疾病。用放射性钠可以测定血液循环的时间、血流状况并据此以诊断血管疾病。放射性磷用以确定脑瘤的部位，鉴别乳腺肿瘤究竟是恶性还是良性。放射性碘可以测定甲状腺的机能，肝的功能。放射性碳用来观察药物在人体内的反应过程。其他如放射性钴、硫、钾、钙、铁、铬、金等，都已用来诊断各种不同的疾病。目前应用在医学中的放射性同位素，已在五十种以上。
放射性同位素还是考古学家得力的助手，考古学家凭借对古穴古迹中腐朽木材的放射性碳量的测定，准确地推算出古穴文物的年龄。同时还可以推算出埋在地下的枯死了若干万年的植物自死亡到现在的年代。
质量检查和自动控制
放射性同位素能放射出一种或多种带电的粒子（甲种射线，乙种射线，质子等）或不带电的粒子（丙种射线，中子等）。这些放射出来的粒子，可以用计数器或照相乳胶的方法记录它们的存在、数量和动态。在生产中就利用放射性同位素的这种性质来作质量检查。如果把其中的计数器和自动控制机械相配合，就组成一套完整的自动控制装置。
把盛有放射性同位素的射线源和计数器面对面地放在需要检查产品的两侧，由于产品成分、结构以及厚度的不同，对射线源所放射出来的粒子的散射和吸收程度就有所不同，从而使放在对面的计数器中所接受的粒子数目也有了改变，并在计数器的示标刻度上得到迅速、准确的反映。工业中利用这个原理来测定容器内的液面高度，管路中流动物质的密度和浓度，进入机器的原料和离开机器时产品的厚度。倘把其中的计数器和自动控制装置相配合，这样就组成一套完整的液量自动控制器，流体物质浓度自动调节器，轧钢生产中的钢板厚度、纺织工业中的棉层厚度和棉条粗细以及其他诸如此类工业产品的自动控制装置。
应用同样原理，把放射源和特制的感光乳胶底片分别放在被检查产品的上面和下面，可以查明金属成品中有无气泡，有无裂缝，以及气泡和裂缝的位置和大小。也用以检查金属物质经过机械加工或热处理以后组成成分性质的改变以及它们的分布情况。这种方法目前已经普遍应用于机械零件、机械加工和热处理的质量检查，进而改进了生产方法，提高了产品质量。
改变生物体的新陈代谢作用
从放射性同位素放射出来的粒子，具有很大的能量。这种能量可以改变生物体的新陈代谢作用，因而促进或抑止生物体的发育和生长。
用适当和适量的放射性同位素射线照射种子，可以引起种子品质的改变，然后从中挑选出优质丰产的品种。这是选种方法和选种技术上的革命。生物体在适当和适量的放射线照射下，能够刺激生长，增加产量。将微量的放射性同位素钴装置在甜菜田中，结果发现距放射源四十米以内的甜菜收获量提高了10％以上，且甜菜中糖的含量也较未经照射的为多。
一般说来，放射线对于生物体是有害的，它能抑止有机体的发育和生长，破坏有机体的细胞结构，甚至于促成有机体的死亡。但人可以能动地改造世界，因而也就能够把这些有害因素转变成有利因素。在医学中，利用细胞的新陈代谢作用愈快放射线对细胞的破坏力愈强这一现象，用适当和适量的放射性同位素，在不影响人体内正常组织的前提下，集中照射那些新陈代谢较快的肿瘤细胞，使已往一直认为束手无策的某些肿瘤疾患，有了对症良药。在工业中，根据不同的生物体对放射线照射有不同程度的感应并引起不同的反应，广泛应用放射线于食品中的工业杀虫、灭菌和冷藏。利用放射线照射可以杀绝寄生在猪肉中的旋毛虫，起了很好的消毒作用。实践证明，人吃了这种消毒过的食物并没有发现任何不良后果。