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本報北京訊  記者馬艷紅報道  

              屏蔽增強 環(huán)保質(zhì)輕

      我國自主研發(fā)的無鉛X射線防護材料凸顯優(yōu)勢

       在X射線影像檢查中，為了保護醫(yī)生和患者的健康，有時需要采用防護產(chǎn)品以屏蔽射線。然而，長期以來，傳統(tǒng)防護用品采用含鉛材料，污染環(huán)境、笨重且屏蔽效果不十分理想。記者了解到，在國家“863”項目基金的支持下，中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護與核安全醫(yī)學(xué)所和北京偉龍科儀公司研發(fā)的新型防護材料在不久前“面世”。該材料采用可強吸收X射線的混合稀土元素，彌補了鉛的弱吸收區(qū)，且具有含鉛材料所不具備的環(huán)保、質(zhì)輕、超薄、柔軟等優(yōu)勢。研發(fā)人員還建立了新防護材料與橡膠混煉、壓延和硫化的生產(chǎn)工藝。相關(guān)技術(shù)成果獲國家發(fā)明專利，并具有自主知識產(chǎn)權(quán)。

　　據(jù)中國疾控中心輻射防護與核安全醫(yī)學(xué)所的研發(fā)人員介紹，含鉛材料作為X射線防護用品的材料已沿用了100多年。但從現(xiàn)代科學(xué)觀點來看，這種材料已不能滿足社會和醫(yī)學(xué)發(fā)展的需要。研究表明，當X射線光子的能量在（40～80）千電子伏特之間，鉛對它們的吸收能力十分弱，在這一能量區(qū)為鉛的“弱吸收區(qū)”。遺憾的是，在這一能量區(qū)診斷X射線光子分布最多，且特征峰也正好處于此處。即在最需要射線吸收物質(zhì)能很好地起到吸收作用的區(qū)域，鉛卻沒有很好地發(fā)揮吸收作用。為了達到規(guī)定的防護指標，只好使用更多的鉛進行防護，這正是造成鉛防護產(chǎn)品笨重的根本原因。為了克服鉛防護用品的諸多缺點，有必要尋找一種新的防護材料，它應(yīng)當具有更強的吸收X射線能力，還應(yīng)當具備質(zhì)輕、無毒、使用壽命長等優(yōu)點，以開辟醫(yī)用診斷X射線防護領(lǐng)域的新局面。

　　據(jù)主要研發(fā)人員魏宗源介紹，屏蔽材料對X射線的屏蔽作用主要通過射線與吸收物質(zhì)的能量傳遞，即物質(zhì)對射線能量的吸收來完成。物質(zhì)對射線能量的吸收主要通過“康普頓散射”和“光電效應(yīng)”進行。當射線能量較高時，如高能X射線或者γ射線，“康普頓散射”是吸收射線能量的主要方式；但在射線能量較低的情況下，譬如診斷用X射線，此種吸收在整個能量吸收中僅占較少份額（約10％），而“光電吸收”起到主要作用（約占90％）。“光電效應(yīng)”吸收X射線是以X射線光子與核外電子相作用為基礎(chǔ)進行的。射線粒子打在核外電子上，其能量全部轉(zhuǎn)移給電子，射線粒子被吸收。與此同時，獲得能量的電子擺脫原子核的束縛，成為自由電子。然而，自由電子不穩(wěn)定，它們將回到基態(tài)（穩(wěn)定態(tài)），在回復(fù)過程中其富裕的能量或以熱能形式，或通過能級躍遷以發(fā)出次級射線的形式釋放。熱能對肌體無害，次級射線也因其能量遠比原始的X射線低，從而達到防護射線的目的。決定物質(zhì)通過“光電效應(yīng)”吸收射線能量能力的主要因素不是吸收物質(zhì)原子序數(shù)的大小，而是吸收物質(zhì)K層吸收邊（即射線粒子將K層電子擊出，使其脫離原子核束縛所需的最低能量）的位置。當吸收物質(zhì)的K層吸收邊剛好能覆蓋所吸收射線的能量或能譜區(qū)，則是用以吸收該種射線的最佳吸收物質(zhì)。

　　因此，尋找替代鉛的新防護材料的合乎邏輯的做法是選擇某些元素，其K層吸收邊位于（40～88）千電子伏特之間，從而彌補鉛的不足，且讓這些元素混合在一起共同發(fā)揮屏蔽作用。新研制的無鉛防護材料就可以滿足這些要求。據(jù)介紹，這種材料所含射線吸收物質(zhì)主要是混合稀土元素。它們的K層吸收邊從鑭的38.9千電子伏特到镥的63.3千電子伏特，均處于最佳吸收區(qū)。由于這些元素的k層吸收邊在（40～88）千電子伏特內(nèi)按一定間隔依次排列，其綜合效果是相互彌補了單一元素吸收曲線的谷底，達到最佳吸收效果。

　　談到新防護材料的優(yōu)勢，研發(fā)人員認為：一是環(huán)保，由于新材料不含鉛、鋇等重金屬元素，避免了這些有毒物質(zhì)在生產(chǎn)、使用、廢棄物排放過程中對人體造成的危害及對環(huán)境的污染；二是質(zhì)輕、柔軟，穿戴舒適，易于清洗，在相同的摩爾質(zhì)量時，由新材料制成的防護產(chǎn)品的重量比鉛制品輕30%~40%；三是防護效果顯著，新防護材料經(jīng)中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護與核安全醫(yī)學(xué)所國家二級標準實驗室（SSDL）檢測，各項技術(shù)指標符合國家相關(guān)標準。結(jié)果顯示，在質(zhì)量厚度相同的情況下，新防護材料的屏蔽能力約為鉛材料的1.35倍。此外，新防護材料所采用的元素還具有化學(xué)穩(wěn)定性好、對高分子載體材料降解作用低、價格低廉等優(yōu)點。

《中國醫(yī)藥報》2008年3月4日A7版 鏈接：我國自主研發(fā)的無鉛X射線防護材料凸顯優(yōu)勢