文/吳震英(武漢大學(xué)中南醫(yī)院碩士)
圖/羽 狐
20 世紀(jì),中國(guó)科學(xué)家們沖破重重阻礙,使我國(guó)成為第五個(gè)擁有核武器的國(guó)家。之后,我國(guó)在核電技術(shù)、核燃料循環(huán)和核安全等領(lǐng)域不斷取得進(jìn)展。而今,“核”以不同的面貌出現(xiàn)在我們身邊,發(fā)揮著各種作用。
核電站利用核燃料(如鈾-235)進(jìn)行核裂變,用裂變釋放出的大量熱能將水加熱,產(chǎn)生水蒸氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。
利用X 射線、γ(伽馬)射線等照射食物,能夠改變或破壞食物中微生物的結(jié)構(gòu),從而減少食品中的細(xì)菌、酵母菌等,延長(zhǎng)保質(zhì)期。這種方法也可以使新鮮蔬果發(fā)芽和成熟的過(guò)程延遲。
在醫(yī)療領(lǐng)域,需要用到核的地方就更多了。從診斷(如磁共振成像、CT成像)到治療(如放射治療),都與核關(guān)系密切。
讓植物種子或幼苗接受輻射(如γ 射線),植物的遺傳物質(zhì)會(huì)發(fā)生突變,可能會(huì)出現(xiàn)我們?nèi)祟?lèi)需要的特性,如更高的產(chǎn)量、更強(qiáng)的抗病性和更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等。這些突變體可以在后續(xù)的育種工作中被選擇,來(lái)培育更好的品種。
通過(guò)使用射線影響昆蟲(chóng)體內(nèi)的遺傳物質(zhì),使其無(wú)法繁殖后代,從而達(dá)到防治害蟲(chóng)的目的。
在地鐵站、高鐵站、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所的安檢環(huán)節(jié)中,利用X 射線安檢儀的“透視”功能可以看清行李中是否有違禁物品。
放射性同位素通常通過(guò)放射性元素(通常是鈾)在核反應(yīng)堆、放射性核素發(fā)生器中發(fā)生核物理反應(yīng)獲得。
它們不太穩(wěn)定,會(huì)自發(fā)地釋放粒子或光子,即發(fā)出射線,如α 射線、β 射線、γ 射線。
放射性同位素不止一種。我們可以把多種多樣的放射性核素稱(chēng)作“核素超人團(tuán)隊(duì)”,這個(gè)團(tuán)隊(duì)中包含“锝核素超人”“氟核素超人”“碘核素超人”等。
在我們周?chē)?,有一個(gè)地方是“核素超人”聚集地,而且跟我們的健康緊密相關(guān),你知道是哪里嗎?沒(méi)錯(cuò),就是醫(yī)院。
“核素超人”锝-99m
我的半衰期為6.02 小時(shí),衰變過(guò)程中會(huì)釋放γ 射線,它能夠穿透人體組織。
锝-99m 被用于制備各種示蹤劑。這些示蹤劑被注射進(jìn)人體后,會(huì)在特定的器官或組織中積聚,釋放γ 射線。特殊的裝置可以探測(cè)到γ 射線在人體內(nèi)的分布,從而呈現(xiàn)出特定器官和結(jié)構(gòu)的圖像及病變等信息,幫助醫(yī)生做出準(zhǔn)確的診斷。
“核素超人”氟-18
我在衰變過(guò)程中會(huì)釋放γ 射線,半衰期約為2 小時(shí),也就是說(shuō)約2 小時(shí)就會(huì)被人體代謝掉,對(duì)健康影響較小。
將氟-18 引入葡萄糖中,可制備成氟代脫氧葡萄糖(18F-FDG)示蹤劑。葡萄糖是人體細(xì)胞最重要的糧食,正常細(xì)胞離了它就活不了。橫行霸道的腫瘤細(xì)胞也不例外,它們見(jiàn)到葡萄糖就會(huì)“狼吞虎咽”。通過(guò)檢測(cè)γ 射線的強(qiáng)度,就可以找到那些“吃得最多”、代謝最活躍的腫瘤細(xì)胞。因此氟代脫氧葡萄糖被廣泛用于癌癥診斷和治療。
“核素超人”醫(yī)學(xué)工作手冊(cè)
工作內(nèi)容一:利用穿透性,在檢測(cè)儀器的幫助下,順藤摸瓜找到病變所在位置,診斷疾病。
工作內(nèi)容二:利用放射性來(lái)殺傷異常細(xì)胞,治療疾病。
工作內(nèi)容三:標(biāo)記藥物,化身成為示蹤劑。
主要工作地點(diǎn):腫瘤放射診斷與治療診室。
“核素超人”碘-131
我能釋放出射程較短的β 射線,半衰期約為8 天。β 射線能夠抑制或者破壞病變組織,從而發(fā)揮治療作用。
由于甲狀腺對(duì)碘很敏感,用碘-131標(biāo)記的藥物在核醫(yī)學(xué)中常常被用于掃描和定位甲狀腺,以及治療甲狀腺癌。碘-131 在甲狀腺組織中釋放β 射線,能夠破壞異常的甲狀腺細(xì)胞,有助于控制或消滅癌細(xì)胞。