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本報北京訊  記者馬艷紅報道  

              屏蔽增強 環保質輕

      我國自主研發的無鉛X射線防護材料凸顯優勢

       在X射線影像檢查中，為了保護醫生和患者的健康，有時需要采用防護產品以屏蔽射線。然而，長期以來，傳統防護用品采用含鉛材料，污染環境、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，中國疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫學所和北京偉龍科儀公司研發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，且具有含鉛材料所不具備的環保、質輕、超薄、柔軟等優勢。研發人員還建立了新防護材料與橡膠混煉、壓延和硫化的生產工藝。相關技術成果獲國家發明專利，并具有自主知識產權。

　　據中國疾控中心輻射防護與核安全醫學所的研發人員介紹，含鉛材料作為X射線防護用品的材料已沿用了100多年。但從現代科學觀點來看，這種材料已不能滿足社會和醫學發展的需要。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，在這一能量區為鉛的“弱吸收區”。遺憾的是，在這一能量區診斷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能很好地起到吸收作用的區域，鉛卻沒有很好地發揮吸收作用。為了達到規定的防護指標，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，它應當具有更強的吸收X射線能力，還應當具備質輕、無毒、使用壽命長等優點，以開辟醫用診斷X射線防護領域的新局面。

　　據主要研發人員魏宗源介紹，屏蔽材料對X射線的屏蔽作用主要通過射線與吸收物質的能量傳遞，即物質對射線能量的吸收來完成。物質對射線能量的吸收主要通過“康普頓散射”和“光電效應”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”吸收X射線是以X射線光子與核外電子相作用為基礎進行的。射線粒子打在核外電子上，其能量全部轉移給電子，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，自由電子不穩定，它們將回到基態（穩定態），在回復過程中其富裕的能量或以熱能形式，或通過能級躍遷以發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。決定物質通過“光電效應”吸收射線能量能力的主要因素不是吸收物質原子序數的大小，而是吸收物質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。當吸收物質的K層吸收邊剛好能覆蓋所吸收射線的能量或能譜區，則是用以吸收該種射線的最佳吸收物質。

　　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。據介紹，這種材料所含射線吸收物質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。由于這些元素的k層吸收邊在（40～88）千電子伏特內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勢，研發人員認為：一是環保，由于新材料不含鉛、鋇等重金屬元素，避免了這些有毒物質在生產、使用、廢棄物排放過程中對人體造成的危害及對環境的污染；二是質輕、柔軟，穿戴舒適，易于清洗，在相同的摩爾質量時，由新材料制成的防護產品的重量比鉛制品輕30%~40%；三是防護效果顯著，新防護材料經中國疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫學所國家二級標準實驗室（SSDL）檢測，各項技術指標符合國家相關標準。結果顯示，在質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穩定性好、對高分子載體材料降解作用低、價格低廉等優點。

《中國醫藥報》2008年3月4日A7版 鏈接：我國自主研發的無鉛X射線防護材料凸顯優勢