发布时间:2018-07-06 17:15 【字体: 打印
 
第一章 核技术
核技术主要研究核裂变过程的利用。石家庄市应用的核技术,主要是放射性核素及稳定核素的应用,包括核医学、辐射防护、物探及工业自动控制等领域。60年代初,河北省放射卫生研究所、河北医学院生物物理教研室等研究核技术及其应用的机构相继在本市建立,促进了本市核技术的发展,核技术逐步渗入各个领域并日益被广泛应用。
第一节 工业应用
一、自动控制与其它
1960年,石家庄化肥厂购入天津产γ射线探伤机3台,用于管道焊缝探人伤。因防护措施不健全,使用人员缺乏防护知识,致使4人白血球明显下降,甚至有的人健康受到影响,故于1964年停用。1982年,石家庄市获鹿新生水泥厂购入北京产LWJ-4型γ射线料位计,用于泥水生产中熔烧石料的机立窑料口物料自动控制。同年,河北纬编厂从日本进口1套定型烘干联合机。该机所带自动克重仪由西德生产,所用放射源为85氪。布匹由克重仪控制厚度,经烘干定型后均匀平整,提高了质量。石家庄水泵厂杂质泵研究所购入武汉产NF-1型核辐射密度计1台,用于测量杂质泵所抽液体(杂浆)的密度,作为杂质泵设计参数之一,所用核素为137铯,后因效果不理想,弃之不用。1984年石家庄经编厂从日本引进1套微量β射线自动布重测量控制系统。该机工作原理同河北纬编厂定型烘干联合机相同,只是它的β射线由204铊产生。
辐射装置的研制发展于70年代。1974年,微水发电厂从英国进口137铯密封源,自行安装了1台半自动γ射线探伤机,并于1975年投用。该机对有一定体积的金属伤痕,如气孔、大裂缝、砂眼等均有效。1977年,核工业部703般测人刘宜铭、刘永明等研制成功双探头四道能谱般测仪,该仪器采用241镅低能γ源自动稳峰装置,与原FD-123型航测仪相比,灵敏度提高了90%,总道提高了30%,有较好的峰位稳定性。1984年,石家庄市手表厂开始生产夜光表,所用放射性核素为147钷,至1985年底共生产夜光表约60万只。1985年石家庄市华荣明胶厂生产的明胶经省放射卫生研究所寇荣春、孙福聚等用60钴照射,灭菌效果很好(明胶经灭菌处理后方可食用),技术指标符合经工业部标准,其中细菌指标优于国家标准,产品打入国际市场。
二、地质勘探
为了适应放射性普查、勘探工作的需要,确保基础地质资料的可靠,建立标准统一的量值,在核工业部地质局主持和指导下,核工业部703航测队与北京铀矿地质研究所、东北模型厂共同研制并于1980年在石家庄建成放射性勘查计量混凝土标准系列型体系。该模型体系按用途不同分为四类:航空伽玛测量标准模型、地面伽玛测量饱和模型、伽玛测井与辐射取样饱和模型、叠层式参数模型。该模型体系具有体积大、饱和度大、仪器标定精度高、放射性元素含量均匀、伽玛强度稳定等特点,符合国际原子能机构建议的标准,填补了我国放射性勘查计量设施的一项空白,获1985年国家科技进步二等奖。
第二节 农业应用
1961~1962年,河北省农林科学院土壤肥料研究所赵哲权、孙祖琰、乐豫生利用32磷研究了冬小麦磷素的营养规律。结果表明,小麦根系吸收磷素的能力以冬前最强,生殖生长时期又高于营养生长时期,对植株营养起主要作用的根系分布在水平0~10厘米,垂直0~20厘米的土层中。根系所吸收的磷素在植株上的分布是:返青期以叶片和分蘖节中含量最高,拔节期茎、叶最多,灌浆期穗部积累最多。叶处所吸收的磷素,平均有二分之一左右输送到其他各部分,其总输出量及分配给穗部的比例以旗叶最大。如果加入赤霉素或硼酸等药物,可以提高穗部含磷物质和积累量。
为探讨等量肥料在作物生长期如何合理利用以达到最高产量和肥料的最佳利用率,1979年~1982年,省农林科学院土肥研究所刘宗衡、邢竹以15氮标记尿素对盆栽冬小麦及春大麦进行了研究。结果表明:全部肥料在小麦返青期一次追施产量最高,其氮利用率亦最高为58.2%,氮素损失了为19.4%;底追结合施用,产量次之,氮素利用率为54.1%,损失率为11.5%;全部作底肥施用,产量最低,氮素利用率为34.1%,损失率为29.4%。据此认为以1/3尿素作底,2/3作追肥方法较好。为建立高效农田生态系统提供农作物合理施肥和科学依据,1979年~1983年,中国科学院石家庄农业现代化研究所陈文龙等应用稳定核素15氮对玉米和小麦不同生长期氮素的利用率和放射性核素32磷、65锌对土壤有效磷及氮、磷、钾配比对锌吸收利用的影响进取试验研究。结果表明,玉米抽雄期对硫铵氮肥利用率为30%,若施入有机肥,硫铵利用率降低5%。该期吸收的氮素80%分配在叶片,根茎仅占10%左右,其中植株全氮含量的80%来自土壤。土壤当季的供氮能力是:施有机肥的土壤为11.77公斤纯氮/亩,不施有机肥的土壤仅为8.86公斤纯氮/亩。15氮示踪试验对小麦不同生育期追施硫铵的利用率测定分别为:返青期43%,拔节期3%,秀穗期40%。32磷示踪试验表明,微量元素锌只有在氮、磷、钾三要素合理配比下,才能被正常吸收利用,否则锌元素吸中利用率显著下降。
第三节 医学研究与应用
一、核技术在基础医学研究中的应用
(一)同位素示踪
1966年,河北医学院二院梁惠英、高友恭等应用放射性核素32磷示踪,以家兔为对象,研究了眼内疾病的局部结药滴眼、眼浴、结膜下注射、电游子透入4种方法的效果。结果表明:同等剂量和不同等剂量组各检测时间内,均以电游子透法放射性最高。1976~1978年,省放射卫生研究所谢国良与河北医学院冯经义、彭惠敏合作,研究了小鼠心机摄取86铷的情况和不同药物对摄取量的影响。结果表明:86铷从血液循环进入组织的速度高于从组织排出到血液中的速度。皮下注射亚硝酸钠、徐长卿、姜黄等药物,均能增加86铷的摄取量。为弄清丹皮酚对免疫方面的影响,1980年,河北医学院彭惠敏、丁献义用豚鼠淋巴细胞掺入3H-TdR(氚-胸腺嘧啶核苷)测定其转化功能。结果表明:腹腔注射丹皮酚的豚鼠,其淋巴细胞转化指数均高于对照组,说明丹皮酚具有徐长卿的免疫活性,除具有镇痛消炎和抗风湿作用外,尚可视为一种免疫促进剂。
125I-UdR(125碘脱氧尿嘧啶核苷)标记肿瘤靶细胞的DNA(脱氧核糖核酸)释放试验,是测定肿瘤免疫的一种较好方法。1980年,河北医学院丁献义、张元杏、何宛玲和郭藏诊应用这种方法测定了效应细胞(巨噬细胞)对肿瘤细胞杀伤能力(毒活性)。结果表明:脾脏淋巴细胞和腹腔巨噬细胞具有非特异性免疫功能,对各种靶细胞有杀伤作用,其杀伤和的大小与动物免疫状态有关,带瘤小鼠的脾脏淋巴细胞和腹腔巨噬细胞毒效应明显降低。此后,1981~1984年,张元杏、丁献义等应用这种方法和3H-TdR掺入肿瘤抑制试验及扫描电镜放射自显影等技术进一步观察厌氧棒状杆菌菌苗对肿瘤效应明显升高,可能是巨噬细胞被活化的结果。该研究获省卫生厅乙级医药卫生科研成果奖。
神经细胞轴浆运输放射自显影可称为当今神经科学研究中最先进的技术之一。1980~1982年,省基础医学研究所杨天祝以入3H-亮氨酸为标记物,用液闪计数定量分析与轴浆运输放射显影定性分析相结合,研究了大鼠兰斑复合体和脑干内侧网状核的前脑投射与脊髓投射。研究表明:大鼠菱脑峡平面以上的中脑网状结构、脑桥嘴侧网状核工业和兰斑复合体发生重要的前脑投射,且经下丘脑的投射多于丘脑的投射;仅兰斑复合体有直达大脑皮层的投射;菱脑峡平面以上的巨细胞网状核与脑桥尾侧网状核发生重要的脊髓投射,巨细胞网状核者显著多于其他靶位的脊髓投射。该项研究的论文1985年发表在美国《比较神经学》杂志上。
为测定不同普鲁卡因制剂在物体内的滞留时间,1984年省医科院王辅才等用氚樯记盐酸普鲁卡因和普鲁卡因,在小鼠体内进行了试验。结果表明:2%盐酸普鲁卡因和益康宁注射液中的盐酸普鲁卡,在血浆和脑组织中滞留时间较短,约为6小时,而长效普鲁卡因注射液中的普鲁卡因,在体内滞留时间很长,约为120小时。
为研究过热食物与食管癌之间的关系,1983~1985年,河北医学院尤培基、焦炳忠应用3H-TdR掺入和放射自显影术对此进行了研究。结果表明:75℃热水刺激小鼠,可导致其前胃粘膜上皮细胞增殖动力学变化,粘膜上皮受热刺激后,细菌群增多并与上皮细胞接触,故为细菌有害代谢产物作用于上皮细胞创造了条件。为比较各类药物对眼科常见病前房积血治疗效果,1984年,河北医学院三院杨济芳、孙述强等用51铬标记兔红细胞对家兔进行了实验研究。结果表明:尿激酶疗效最佳,与对照组有非常显著性差异;透明质酸酶疗效较好,与对照组有显著性差异;甘露醇疗效次之,下对照组无显著差异。
(二)放射性生物微球技术及其应用
用放射性微球作示踪剂,是研究微循环持先进技术之一。1980年,省医科院王景贤、王辅才、于占久、靳怀真等用51铬标记蛙和甲鱼红细胞,经抗免疫处理后制成放射性生物微球,从其比重、相径、标记51铬后的稳定性和失去免疫特性来看,完全可以代替美国明尼达州矿业制造公司生产的放射性塑料微球专利产品,该放射性生物微球的优点在于:方法简单准确;可标记几种同位素连续测量局部血流量;可同时测量多种器官的血流量,尤其是器官的局部血流量;蛙红细胞来源方便、价格便宜。该项研究获1982年省科技成果三等然和卫生部乙级科技成果荣誉证书。此后,他们又应用放射性生物微球技术测定了家兔局部心肌血流量。结果表明:急性结扎冠脉的早期(5~15分钟)缺血区局部心肌血流量并不等于零,约为正常心肌的30%左右。心肌缺血均比非缺血区冠脉流量少,差异非常显著。
为阐明急性冠脉闭塞后缺血心肌的时空变化,1984年,省医科院于占久、王辅才等用狗作了开胸闭塞冠状动脉的研究。在血液动力学和血液氧分压,pH值正常情况下,用放射性生物微球技术观察缺血1、2、4和6小时的心肌血流量等指标,结果表明:依心外膜下冠状动脉分布为基础的分区法能够反映出缺血心肌的变化梯度。缺血心肌的时间变化进程依赖于心肌代谢改变,空间变化依赖于解剖学基础。
1985年,省医科院闵宝珍、靳怀真等以等容血液稀释法治疗家兔急性心肌缺血,用标记51铬的生物微球测量心肌血流量;三氯化59铁标记血浆嗜铁素测定心肌小血管容量(计算毛细管开放密度)。结果表明:治疗后缺血心肌局部血流量与毛细血管开放密度均增加,足以代偿带氧细胞的减少。
二、临床核医学及其体外放射分析研究
自60年代初河北医学院二院在本市首次应用核技术诊治疾病始,至1985年底,全市辖区内已有10余家医疗单位开展了核医学诊断和治疗项目,主要应用放射性核素有131碘(甲状腺吸碘试验及治疗甲状腺功能亢进症等)、60钴(肿瘤治疗)、125碘(体外放射分析)、198金、113m铟、99m锝(脏器显像)、32磷(治疗皮肤病等);主要仪器设备有:γ照相机、发生器、黑白扫描机、60钴治疗机、肾图仪等。另外,体外放射分析技术还应用到计划生育、鼠疫防治等研究领域。
(一)体外放射分析技术及脏器功能测定
1.吸碘率、T3、T4、TSH测定 1961~1963年,河北医学院二院同位素科在省内首先用盖式计数管测量法测定了107个正常人的吸131碘率,确定了石家庄地区甲状腺吸131碘率正常值24小时为15~45%,以后吸131碘率诊断的主要依据。1977年,河北医学院、省地方病防治所和省医院等单位共同对省内4个区域进行了地方性甲状腺肿病区划分标准的调查研究,其中检测了血清甲状腺素(T4)和甲状腺为131碘率等指标。结果表明:病区与非病区T4(血清甲状腺素)平均值都有在正常范围以内,说明用T4作为划分病区和非病区的指标是不合适的。通过调查,研究人员提出了划分地方性甲状腺肿病区的标准。该项目获卫生部乙级科技成果奖。1980年,河北医学院于志恒等在国内首先报道了渤海湾海滨渔民因饮用高碘水引起的高碘地方性甲状腺肿病。1984年,省放射卫生研究所李藏认、省医院刘永宁、河北医学院胡宣扬等人共同完成了125碘示踪法测定大鼠口服碘油防治地方性甲状腺肿病的实验研究。结果表明:口服碘油后较口服化钠和肌注碘油有储碘量大、储碘持续时间长的特点,故碘剂量不宜过大。
T3、T4对了解肝功能亦是一项敏感的指标。1985年,中国人民解放军白求恩国际和平医院王锡玉、赵占武等对此进行了分析研究。结果表明:肝硬化组T3、T4对照组均有降低;慢性活动型肝炎组T3平均值显著低于对照组,T4值在正常范围;慢性迁延型肝炎组T3、T4值与对照组无显著差异;急性肝炎组T4明显高于对照组。肝硬化、慢性活动型肝炎患者T3与血清白蛋白浓度呈明显正相关,与血清总胆红素浓度呈明显相关。
2.CAMP、CGMP和T测定 1980年,省医科院符云峰、王辅才等对去甲肾上腺素对家兔心肌CAMP(环-磷酸腺苷)含量及Na-K-ATP酶活性的影响和胰岛素的拮抗效应进行了实验研究。1981年,省医科院于占久、王辅才对心肌缺血对局部发生交替电活动是否与局部心肌CAMP含量有关进行了研究。上述两项研究均取得良好经验。同年,省医科院符云峰、王辅才等对动脉粥样硬化形成的复杂原因进行了研究,结果表明:经高胆固醇饲养3个月的家兔,当动脉粥样硬化形成时,除表现明显的高胆固醇血症外,肾上腺皮质理糖激素生成闰少,主动脉壁脂质堆积,但磷脂含量减少,CAMP含量亦减少。同年省医科院王辅才、朱钦士等完成对服醋酸棉酚避孕男性15人的13个月的随访观察。研究结果表明:服药3个月内血浆睾酮(T)波动性较大,但基本上在正常范围内。3个月后改为维持量,血浆睾酮在正常范围内,波动较小,临床没有出现性功能低下表现,说明醋酸棉酚在作为男性避孕药使用时,对睾丸分泌没有副作用。该项研究获1981年省卫生厅乙级医药卫生科研成果奖。1983年,省医科院王辅才等以醋酸棉酚饲养大鼠3个月达抗生育作用时,测得其睾丸组织CAMP含量比对照有所增加,CGMP(环-磷酸鸟苷)含量减少,PGE1(前列腺素E1)含量两组间无显著差异。
1983年,河北医学院李恩、省中医院赵玉庸、省医科院王辅才等对肾高血压患者进行了研究。结果表明:肾阴虚和阴阳两虚患者前列腺素与肾素增高,尤以PGF2a最明显,呈正相关。阴阳两虚组PGE1和PGF2a和CAMP呈明显的正相关,其血管紧张素Ⅱ明显高于阴虚组。滋补肝肾、活血化淤治疗肾性高血压患者17例,有明显效果。该项研究获1984年省卫生厅乙级医药卫生科研成果奖。1985年,河北医学院李恩、尹桂山等对精神分裂症的发病机理进行了研究。结果表明:患者脑脊液CAMP含量明显低于正常人,而血浆内CAMP与正常人无明显差异。但精神分裂症患者有前列腺素缺乏特征,特别是脑脊液内PGE1和PGF2a较低,初步说明其发病机理可能与前列腺素缺乏有关。
3.皮质醇测定 1976年,河北医学院二院高友恭、河北医学院李恩、尹桂山等研究了肾虚与肾上腺皮质机能的关系。结果表明:肾阳虚病人血清皮质醇含量显著低于正常人,说明肾阳虚可能与肾上腺皮质机能低下或与丘脑下部-腺垂体-肾上腺皮质系统反应机能不良有关。肾阴虚病人血清皮质醇含量与正常人没有显著差别,而与肾阳虚组有显著差异,提示肾阳虚与肾阴虚病人的发病机理不同。
4.肝脏疾病一些指标的测定 1976年,河北医学院二院高友恭、陈程和河北医学院尹桂山开始临床测定甲胎蛋白(AFP),并于1977年提出以400毫微克每毫升血为肝癌诊断阈值,100~400毫微克每毫升血为观察病例。1979年,省医院和省放射卫生研究所对AFP进行了测定分析,认为其对诊断肝癌符合率较高。1983年,河北医学四院王允惠等将AFP放射免疫分析双抗体法加以改良,将加分析剂后由原来的室温条件下反应24小时改为37℃条件下恒温反应4小时,加第二抗体后由室温条件下反应1小时改为37℃下反应0.5小时。改良法不仅比原来的方法准确,而且大大缩减了检测时间,当天即可取结果。该项研究获1984年河北医学院乙级科研成果奖。此后,他们还研究了肝癌患者尿中之AFP值,其方法较简便,可用于大面积普查肝细胞癌。1983~1985年,河北医学院二院王振海等测定母血、羊水中甲胎蛋白诊断胎儿神经管缺损、畸形,该项测定研究肯有一定的临床价值,获1984年河北医学院科技成果奖。
此外,1978年,省放射卫生研究所李藏珍和省医院刘永宁等对应用免疫放射对流电泳自显影法检测乙型肝炎抗原(HBAg)进行了实验研究,结果表明:不论是乙型肝炎患者还是正常健康人群,均以放射对流电泳显影检出率为高,为普通法的3倍左右。
5.胰岛素测定 1980~1982年,河北医学院三院赵淑溶、孙述强等对糖尿病与冠心病的关系进行研究。结果表明:非胰岛素依赖型糖尿病和糖尿病合并冠心病患者,均呈空腹高胰岛素血症,但前后进食后1、2小时胰岛素分泌量均较政党为低,3小时仍未恢复到正常;而后者进食后1小时与正常接近,2、3小时高于正常,且4小时后胰岛素均值都高于前者。此外,两组胰岛素面积比较,后者大于前者,且有显著性差异。
6.HCG、E2、P测定 1979~1980年,省医院吴建国、刘永宁等以对不同妇女的HCG(人绒毛膜促性腺激素)进行了测定。结果表明:正常未孕妇女为20以下,早孕者大于20;先兆流产和保胎过程中的妇女在200以上(单位:毫微克每毫升血);不全流产时,因刮宫不彻底,血中HCG水平较高。此外,HCG测定对宫外孕、葡萄胎、绒癌等也有较高的诊断价值。1984年,河北医学院二院沈鸿敏和省医院彭勃等分别与省计划生育研究所刘立昌、张风娥等合作,对输卵管结扎手术者进行了随访检查,通过测定其E2(雌二醇)和P(孕酮)表明,术后月经改变者虽占一定比例,但术后卵巢功能正常。
(二)脏器显像
1.甲状腺和肝脏扫描 1968年,河北医学院二院开始甲状腺扫描。1977年,该院高友恭、陈程和省医院刘永宁等对有病理诊断的甲状腺扫描进行了病理对照分析。各类结节的病理分布为:"冷"结节(无功能结节)、"凉"结节(低功能结节)以结甲囊变、出血、甲状腺癌、腺癌、瑞德氏甲状腺肿为主;"温"结节(功能性结节)则以结甲、毒性甲状腺等多见;"热"结节(功能亢进性结节)为自主性功能亢进性腺癌。春癌症发病率随功能的增加而减少。1981年,他们又对200例甲状腺结节扫描与病理进行了对照分析,200例中有30例甲状腺癌,其中冷结节20例,凉结节4例,温结节4例,热结节2例。
甲状腺扫描为热结节一般提示良性病变,1984年,省医院刘永宁和河北医学院二院高友恭等报道了3例甲状腺扫描为热结节的甲状腺癌。3例甲状腺扫描呈热结节的患者,临床诊断为毒性甲状腺瘤或功能自主性甲状腺癌,但术后病理报告,2例为甲状腺滤泡状癌,其瘤体直径超过4厘米,且1例伴甲亢;另1例为乳头状癌,其直径小于1厘米。包埋在腺瘤中。
1973年,河北医学院二院对胶体198金和131碘化玫瑰红肝扫描进行了统计分析。分析表明:肝脏病变阳性发现率为90%以上,肝脏占位性病变患者与临床确认对照,其符合率达86.6%。为协助判断肝内占位性病变的性质,1985年,石家庄铁路医院刘毅以三氯化113m铟静脉注射进行肝血池扫描。结果表明:80例临床证实肝疾患者,无放射性分布者肝硬化16例、肝脓肿14例、原发性肝癌1例、其他肝疾患(肝转移癌等)9例:放射性低于邻近肝组织者原发性肝癌12例、肝硬化2例、肝脓肿1例;放射性接近肝组织者原发性肝癌25例。
2.γ相机的应用 1979年,河北医学院二院引进美国皮克公司产γ照相机组1套,该机具有自动计算出心脏射血分数及心电图结果等功能,该院同位素科用γ照相机进行了一系列研究。1979年10月~1981年8月,该科共做放射性核素(99m锝)脑血管造影73例,其中脑缺血性疾病41例。1982年该科高友恭、边刚等对其进行了分析,结果表明:41例脑缺血性疾病阳性率单纯γ-动态照相为75.6%,经加影像处理系统(CTP)后为85.4%,其中有定位体征者26例,单纯γ-动态照相阳性率84.6%,加CTP后阳性率达96.2%。41例中脑动脉硬化18例,γ-动态照相加CTP后阳性率为72%。16例脑血栓形成者,全部有阳性定体征,单纯γ-动态照相显示缺血者为31.3%,加CTP后阳性率提高到100%,而脑电图、脑血流图性阳性率仅为60%。因而认为,放射性核素脑血管造影对脑缺血性疾病,尤以脑血管闭塞性疾病检出率高。该项研究获1982年省卫生厅乙级医药卫生科研成果奖。与此同时,他们又与省心脑血管病研究所马宝珠、谢英奎合作,用γ照相机进行了放射性核素99m锝心血管造影,36例临床证实的心血管疾病患者,其放射性核素心血管造影符合率为86.1%。
1981年,河北医学院二院开展平衡门电路法测定右室射血数(RVEF)和左室射血分数(LVEF)的临床应用,其中RVEF测定在国内最早。1983年,该院同位素科技高友恭、边刚等对10例肺心病患者的RVEF和LVEF进行了分析研究。结果表明:肺心病患者的RVEF和LVEF与正常对照相比,有显著性差异。运用等容握力试验,表明肺心病患者运动时射血分数反而降低,或增加很少或不增加。RVEF的情况与氧分压(PaO2)、二氧化碳分压(PaCO2)的高低基本相符。肺心病患者RVEF与PaO2有很好的相关,但与PaCO2仅为低的负相关。该项研究获1984年省卫生厅甲级医药卫生科研成果奖和省科技进步三等奖。
颅内病变的闪烁显像动静态检查分早时(弹丸式静脉注射放射性核素后15~30分)和延迟(2~4小时)显像。1985年,该院陈程、高友恭、张长保等对1例少枝胶持细胞瘤患者早时和延迟显借,均未发现颅部有异常显示,5小时后左额叶开始有放射性浓集,6小时才清楚显示异常和规则浓集区。同年,他们应用放射性核素99m锝γ-照相诊断美克尔憩室出血,效果很好,7例拟诊为美克尔憩室并发出出血者经γ照相检查,有5例显示阳性,其中2例首次显像正常,经注射五肽胃泌素后重复照相,腹部发现异常放射性浓集区。5例显像阳性手术及病理检查证实,4例为美克尔憩室,1例为小肠重复畸形。
(三)放射性核素治疗
1962年,河北医学院二院开始131碘治疗甲亢。1973年,该院同位素科对642例治疗者追踪观察,结果表明:治愈率为84.2%,好转率13.9%。1975年,该院高友恭、陈程与省医院刘永宁对241例131碘治疗的甲状腺疾患者进行了随访观察,治愈率79.8%,好转率10.3%,复发率1.2%,无效率2.1%,甲低发病率6.6%。治疗后的241例患者,均未发生甲状腺新生结节、癌变及白血病,对生育能力也未发生影响。
目前,治疗肿瘤仍以放疗为重要手段,1961年,河北医学院二院妇科何桂芬等开始用镭针治疗子宫颈癌。1982年,河北医学院四院赵继贤、郭宝仲等对经60钴脾区放疗和口服马利兰治疗的慢性粒细胞性白血病患者进行了比较,两种方法均可明显小脾脏,显著降低循环中的粒细胞数,放疗组完全缓解率为90.5%,马利兰组为88.2%。1983年该院赵松龄、万钧分析了恶性淋巴瘤患者60钴放疗的结果:其一、三、五年生存率分别为74.1%、46.9%和32.8%。1984年,该院高淑珍、万钧分析了喉癌患者放疗后的情况,其二、三、五年生存率分别为61.9%、48.6%和40.7%。同年,万钧等分析了腔内型(假肉瘤型)食管癌的放疗效果:其一、三、五年生存率分别为35.0%、15.8%和12.5%。1985年,该院赵松龄、冯诚、万钧对术后放疗的睾丸精原细胞瘤患者进行了分析,结果表明:其一、三、五年生存率分别为80%、70%和71.4%。同年,该院张毓德等对术前放疗加手术综合治疗的食管中段癌患者进行了分析,结果表明:其五年生存率为35.2%,比单一外科手术的22.6%有所提高。同时,赵松龄、万钧分析了唇癌放疗后其一、三、五年生存率分别为90.9%、81.2%和75%。
为了提高放疗的疗效,1985年,河北医学院四院万钧、郭宝仲采用超分割放疗法(每周5天、每天3次)对食管癌患者进行放疗,其结果一、三、五年生存率分别由常规分割放疗的47.8%、19.2%和16.7%改变了40.2%、21.7%和27.3%。同年,省肿瘤研究民高国栋和河北医学四院万钧等用血卟啉衍生物为增效剂与60钴治疗相结合,对小鼠移植树性肿瘤进行了研究。结果表明:注射血卟啉衍生物的小鼠,其移植性肿瘤经6天照射后瘤体平均体积为照射前一天的87.19%,而对照组则为122.82%,两者有显著性差异。
第四节 辐射防护监测研究
一、环境辐射监测研究
自1945年原子弹问世以来,世界许多地区不断进行核爆炸试验,致使全球受到不同程度的污染。河北医学院放射医学教研室从1960年5月至1980年对河北省境内大气沉降灰及环境样品中的放射性进行了监测。河北省放射卫生研究所1963年迁入石家庄市后参加了这项工作。大气中的放射性水平:1961~1964年大气沉降物总β放射性维持在一个较高水平,最高年份为1962的,其平均日沉降为3.0毫居里每平方公里,最高达28.5毫居里每平方公里(9月17日),年沉降量为1132毫居里每平方公里。水样中的放射性水平:核爆后,地面水总β及90锶水平是下水的1~5倍;核爆后3~4天,雨水中的放射性浓度为平时雨水的50~100倍;土壤中90锶放射水平一般均在50毫居里每平方公里每年以下,与大气沉降物中90锶总累积沉降量一致,说明核裂变产物90锶的沉降与衰变基本处于平衡状态,而137铯要比90锶高3倍左右。生物样品中的放射性水平:生物样品中粮食类总β90锶历年来的平均含量均以小麦最高,稻米最低;蔬菜中总β放射性双菠菜最高,西红柿最低。生物样品中90锶平均值尤以粮食下降为甚,故对人体90锶摄入量中蔬菜贡献相对增加,对淡水鱼90锶测定表明,其骨中含量是肉中含量的30~40倍,说明水生生物对90锶有相当强的浓集作用。信号元素观测:核爆后2~3天即可收到核爆信号元素放射性碘、140钡和90钼与烟云到达时间一致,并符合沉降灰变化趋势。卫生学评价:根据监测结果推算,90锶对机体造成的内照射剂量为骨髓31.21毫拉德,骨内膜细胞42.86毫拉德;137钯对全身照射为0.218毫拉德,大气沉降灰污染的空气使人肺组织受到的剂量当量为7.94×10-5雷姆。21年来沉降灰总β累积沉降量为5612毫居里每平方公里,我国核试验总β累积沉降量为1070毫居里每平方公里,仅为21年自然沉降量的1/5,经估算,核试验污染所致剂量均小于最大允许值,因此尚未造成居民群体的生物学危害。该项监测研究作为阶段性成果,与其他省市自治区监测结果一同获1978年全国科学大会荣誉奖。该监测结果获1982年省卫生厅乙级医药卫生科研成果奖和1983年河北省科技成果四等奖。
此外,1963年,省放射卫生研究所萧佩新和河北医学院王玉琴等收集各种树叶上核爆落下灰,用放射自显影法观察了落下灰中热粒子的形态特征、放射性活度及单位面积数量。河北医学院丁献义等用空气中总α和总β之比的变化判断空气中是否有人工放射性污染。
1982年,省放射卫生研究所孙福聚、寇荣春、刘建英等完成河北省沿海放射性水平调查,结果表明:海口水90锶为4.1~7.3×10-13,137铯为0.5~2.3×10-13;海水90锶为2.4~3.9×10-13,137铯为3.2~4.3×10-13,106钙为6.0~7.0×10-13(单位均为皮居里每升)之间,均小于放射防护规定中露天水源的限制浓度。该调查项目是全国协作项目"渤、黄海海域放射性水平调查研究"的一部分。该协作项目获1983年卫生部乙级科研成果奖。
省放射卫生研究所周连江、江庆福等卫生部工业卫生实验所崔广志等合作,于1981~1982年对河北省环境γ辐射以及对居民所致外照射剂量进行了调查研究。结果表明:地面γ辐射及分布,从全省总的地表面辐射趋势看,西北山区辐射水平较高,尤以坝上高源比较明显。全省地球γ辐射人口加权平均空气吸收剂量为6.6;全省宇宙辐射加权平均空气吸收剂量为3.4(单位均为毫雷姆每小时);全省人口加权平均性腺剂量为85.8毫雷姆每年;城市人口加权平均性腺剂量为88.1毫雷姆每年。该项调查获1983年省卫生厅乙级医药卫生科研成果奖和1984年河北省科技进步四等奖。
60钻源对贮源井水的污染时有发生,为及时掌握井水污染情况,省放射卫生研究所刘玉珠1982年研究并建立了一种简便的监测方法,主要是选用1-亚硝基-2-萘酚-活性岩对水中60钻吸附,效果可满足常规监测之需要,且操作简例、快速,两小时内即可得出结果。
1984~1985年,省放射卫生研究所周连江等对省内部分地区室内外氡及其子体浓度进行了测定研究。测量结果为:氡浓度室内为22.3,室外8.7;其子体浓度室外为4.8,室内为80(单位贝克勒尔每立方米);室内外氡子体间放射性平衡比无均为1:0.7:0.5。全省居民吸入氡及其子体使肺部受到年有效剂量当量为0.5毫西弗特。室内外氡及其子体浓度白天低夜间,清晨出现峰值;室内浓度高于室外,冬季高于夏季。
二、放射性核素分析测定及方法研究
(一)147钷及稀土元素分析测定
1979年,省放射卫生研究所王士新、孙克新完成柱层析-纸层析测定147钷的方法,并对水和食品中的147钷进行了测定。147钷计数率为54.8%;水和食品灰中的放射化学回收率分别为83.3%和72.1~80.8%;水和食品灰中147钷最低检出水平分别为1.27皮居里每升和1.32皮居里每10克。用该方法也可分离测定镧系元素中镧、铈、钕、钐等每一种元素。该项研究获1980年省卫生厅甲级医药卫生科研成果奖。
为掌握我国食品放射性水平及其对居民内照射剂量影响,全国有关单位协作,于1982~1984年进行了这方面的调查。省放射卫生研究所作为协作单位之一,由孙克新等与核工业部辐射防护研究所共同承担147钷测定和食品中147钷含量的调查。测定表明:食品中147钷含量均未超过0.5贝克勒尔每公斤。以我国食品卫生标准中90锶的限制量推算,则食品样品中147钷的含量远不至于对居民产生明显影响。与此同时,孙克新等还测定了食品中部分稀土元素的含量。结果表明:茶叶、薯类、淡水产品、粮食类食品含稀土元素较高。牛奶、鸡蛋、肉类、果类食品较低。浙江、黑龙江等地食品中的稀土元素含量普遍高于其他地区。
此外,1972年,河北医学院放射医学教研室和省放射卫生研究所用南京锰矿砂为滤料,进行了147钷夜光粉废水净化处理实验。结果表明:在滤柱直径1厘米,原液放比度1.50~1.80×10-5居里每升条件下,此种锰矿砂对147钷有较高的吸附效果,吸附牢固,不被水解吸。滤料粒径在0.15~0.50毫米,滤术高大于9厘米,pH8~9,滤速1.0毫升每平方厘米?分时,对147钷夜光粉废水处理较适宜。
(二)铀、镭、钍、钾及137铯分析测定
1975年,省放射卫生研究所刘建英等参加全国协作项目"我国食品卫生标准的研究",承担其中天然钍的测定(分光光度法),该项全国协作项目获1978年全国科学大会荣誉奖。
钍是自然界分布很广的天然放射性元素。1979~1980年,省放射卫生研究所贾维新等对省内石家庄等6个市的自来水和6个地区有代表性的食品进行了含钍量调查。调查结果:6个市的自来水含钍量平均为4.9×10-5克每升;食品中钍平均含量为28.32×10-8克每克灰。水和食品中钍含量均低于国家规定的放射性钍含量允许浓度,属于正常本底水平。
从1982年起,省放射卫生研究所邓鸿章等对河北省土壤主要放射性核素含量进行了调查,其结果(均值)是:238铀为31.29、226镭为31.24、232钍为50.08、40钾为711.3、137铯为8.73(单位贝克勒尔每公斤),均属于正常范围。从1983年开始,省放射卫生研究所刘建英、贾维新、牛凤兰、张淑英分别测定了河北省主要食品和饮水中铀、钍、226镭、46钾的含量,并估算了铀、钍、226镭所至居民内照射剂量,结果表明:食品中铀、钍、226镭、40钾含量分别为1.1~17.7×10-2、0.15~6.6×10-2、0.1~14.6×10-2、16.5~140.9×10-2(单位贝克勒尔每公斤);饮水中铀、钍、226镭含量分别为1.3~31.8×10-2、0.1~0.4×10-2、0.2~4.0×10-3、1~25×10-2(单位贝克勒尔每公斤)。居民通过饮食对铀、钍、226镭的年摄入量分别为90.76、5.11和14.37贝克勒尔,其所致居民特积有效剂量当量分别为9.05、3.79和4.38微西弗特。
(三)90锶分析测定
全国协作项目"环境样品中90锶分析测定方法的研究"于1973~1976年完成,并获1978年全国医药卫生科学大会荣誉奖。河北医学院放射医学教研室丁献义、王玉琴和省放射卫生研究民孙福聚等参加了这项工作,并提出了测定食品中放射性锶的一种简便方法:在总锶放射性不超过90锶限制浓度时,不必先进行90锶的子体90钇的分离和测定,然后再计算90锶含量,而是直接测定食品灰中放射性总锶,其结果与传统的发烟硝酸法测定结果基本一致。该方法不仅操作简便,而且大大节约了时间。
1974~1975年,全国部分省市自治区进行了人骨90锶水平调查,河北医学院丁献义和省放射卫生研究所孙福聚等参加了这项工作,他们提供的8例1945~1947年死亡的骨样,未测得90锶。说明人骨90锶同沉降90锶有关,前者主要来自后者,并通过不同食物链途径进入人体。该协作项目"人骨90锶分析方法及水平调查"获1978年全国医药卫生科学大会荣誉奖。
此外,1972年省放射卫生研究所刘建英等参加了全国协作项目"裂变产物污染水几种净化方法的比较",研究者找到了很多净化这种水的方法。在自来水厂净化处理方面,找到了以活炭+骨灰+硫化煤和活性炭+锰矿砂为滤料吸附法,其总β净化率在净化体积达294个柱体积时仍大于93%,尤其对碘的净化率很高,满足了净化要求,在分散给水净化方面,找到了木炭+粘土+明矾等方法。
三、辐射损伤与剂量研究和防护设备研制
省放射卫生研究所萧佩新从1960的开始用X线照射雄性小白鼠,观察其睾丸生殖细胞的损伤变化,提出精原细胞是对射线敏感细胞之一。1970年,省放射卫生研究所刘锦文、程国栋、李藏珍等对省内接触X或γ射线的176例人员进行了健康状况调查,发现有一定比例的晶状体混浊者,且接触射线工作量越大,工龄越长,晶状体混浊者所占比例亦越大。
1975~1977年,省放射卫生研究所萧佩新、杨恩普、田成惠在做抗射线药物筛选时,曾在小白鼠的血涂片上见到小核的淋巴细胞,当时名为卫星核(后称微核)。他们对洒巴细胞微核作了进一步的观察,并探讨了其生成机理以及实用意义。用60钻治疗机不同剂量照射小白鼠后,在观察微核的形态特点过程中,发现带有芽突的细胞核。由此他们提出微核的形成除来自无着丝点的染色体断片外,还可能来自芽突。同时,测定微核淋巴细胞的出现率与不同照射量的关系表明,微核的出现率与照射量呈一定的线性关系,而且在受照射后第一天微核的出现率即有明显增高,由于微核工业的出现率承照射量的增加而升高,可作为生物剂量指标,该项研究获1980年卫生厅甲级医药卫生科研成果奖。
1977年,省放射卫生研究所李藏珍、周德荣、黄进忠等选取用单一病种(食管癌)100例,对其60钻治疗前及局部放射治疗不同辐射剂量时NAP(中性粒细胞碱性磷酸酶)活性的动态变化进行了观察,未发现辐射剂量与NAP活性间的相依关系。同年,河北医学院放射医学教研室刘洪祥和省放射卫生研究所谢国良研究出一种诊断辐射损伤的新方法--荧光细胞剂量计。他们以不同时间取经不同剂量60钻γ射线照射后的小鼠尾部血,经吖啶橙染色后,在荧光镜下观察外周血淋巴细胞。结果表明;生活的细胞呈现绿色荧光,而受损伤或变质的细胞则呈现红、黄色荧炮;荧炮细胞的比值与副照星呈现明显线性关系,并随着辐照有显著差异。说明微核是在淋巴细胞尚未完成一个细胞周期(48小时),亦即尚未经过丝分裂过程而形成的。
1979年,省放射卫生研究所黄进忠、刘锦文等对86例射线工作者和30例对照者进行了微核观察。结果表明:观察组中性白细胞核棘突检出率、淋巴细胞微核率和双核淋巴细胞均高于对照组,且有显著性差异,均可作为诊断慢性辐射损伤的辅助指标。但是,观察组按工龄长短分组进行统计的结果表明:中性白细胞核棘突检出率和淋巴细胞微核率两项指标与累积剂量无一致关系。该项研究获1980省卫生厅乙级医药卫生科研成果奖。
1980年省放射卫生研究所黄进忠等对微核形成的可能机理进行了探讨,认为微核形成机制可能是:当理化诱变因子(如射线)作用于于淋巴细胞核膜的某一部分时,使之受损变薄甚至穿孔,核物质便从受损处向外突出延伸形成核棘突;当受损区的核膜开始自我修复时,便对核棘突的局部产生绞窄作用,遂形成蒂连微核乃至丝连微核;当丝完全绞断后,便形成了脱离的微核。
旧有医用诊断X线机大都有防护性能差的缺点,为解决这个问题,省放射卫生研究所李清河、王瑞林等于1980年研制了X线机的防护设施。该设施包括:"限、集、屏"防护装置。"限"即限光器,包括限线板、滤过板和限光套;"集"即集散器,由外壳和三道吸收片构成;"屏"即加大荧光屏周围的防护屏。利用上述防护设施改造旧有医用诊断X线机,大大降低了散、漏射线量和被检者皮肤照射量,提高了防护性能,经测试达到了卫生部颁发的《医用X线卫生防护规定》的标准。该项研究获1980年省卫生厅乙级医药卫生科研成果奖。
1981年,省放射卫生研究所李清河等研制成功徽章式硫酸钙(镝)热释光剂量计。经检验,该剂量计探测阈为0.3毫伦,剂量响应在1~4×105毫伦范围成线性,能量咯应系数在28千电子伏~21.25兆电子伏能量范围内,可以控制在0.89~1.24兆电子伏之间;衰退较小,3个月不大于5%;性能稳定,受阳光和温度影响较小,基本上满足了X和γ射线长期个人剂量监测的要求。该项研究获1982年省卫生厅乙级医药卫生科研成果奖。此后,1982年,李清河、王士新又研制了笔式硫酸钙(镝)热释光剂量计,它采用硫酸钙(镝)玻璃珠作热释光元件。
1981~1982年,省放射卫生研究所谢国良、萧佩新、郝春风等采用细胞电泳法对其电荷的辐射效应进行了研究。结果提示:淋巴细胞电泳率降低与细胞发育阶段无明显关系,但与淋巴细胞亚群和照射剂量密切相关。机体辐射后,淋巴细胞电泳率降低,它具有出现时间早、明显和与照射剂量呈线关系的特点,可作为早期辐射损伤的敏感指标。该项研究获1985年省卫生厅乙级医药卫生科研成果奖。
1981~1983年,省放射卫生研究所李清河等用自制的硫酸钙(镝)热释光剂量计对河北省部分职业性照射人员进行个人剂量检查。结果表明:骨科整复、心导管造影、脑血管造影等工种的个人剂量阳高,每月最高可达141.2毫雷姆,各种X机线中,使用50毫安以下小机器的个人剂量较高。月剂量当量调查的383名X线工作者的个人年剂量当量均值为0.335雷姆/年。
1982年,河北医学院放射医学医学教研室刘洪祥应用1%NaI淬灭液消除银激活偏磷酸盐玻璃(简称荧光玻璃)表面发光污染的方法,在不用专用玻璃剂量测定仪的条件下,采用荧光分光光度计结合运用微处理机技术,使剂量量程由采用专用玻璃剂量测定仪的10-4~10戈端扩大到10-5~102戈端;测量误码差也减少到±2%。该项研究获1983年省卫生厅乙级医药卫生科研成果奖。
1984年,省放射卫生研究所程国栋、刘锦文对中子-60钴γ射线混合长期小剂量照射对人体外周血淋巴细胞染色体畸变率的影响进行了研究。中子-60钴测试组染色体双着丝粒+环畸变率高出对照组6倍。对年剂量率平均为0.29雷姆每年的医用诊断X线工作者观察表明,其淋巴细胞染色体双着丝粒+环畸变率高出对照组5.5倍。同年,省放射卫生研究所田成惠研究表明,经培养的细胞微核率远远高于未经培养的细胞微核率。鉴此,他建议细胞采用PHA激活,经短期培养后再检测其微核。
1985年,省放射卫生研究所程国栋、刘锦文等研究了辐射剂量与人的染色体随体联合间的关系。结果表明:肝素抗凝外周静脉血经不同剂量照射后,随着培养时间的延长,对照和各照射剂量组随体联合数都明显下降,培养96小时随体联合数仅为51小时的60%。3个培养时间(51.72和96小时)随体联合数目变化有极显著差异,且在一定剂量范围内随体联合数与剂量成线性关系。同年,省放射卫生研究所田成惠就用酸性α-醋酸萘酯酶染色法检测了中子从业人员外周血淋巴细胞,其阳性淋巴细胞百分率与对照无显著差异。同年,省放射卫生研究所周德荣、孟会英观察了用137铯测试的从业人员血清乳酸脱氢酶(LDH)及其同工酶的变化。结果表明,受照组血清LDH总活力值高于对照组,组间有显著性差异,不同累积剂量组LDH同工酶均较对照组明显升高,差异显著。同年,省放射卫生研究所萧佩新应用电子显微镜观察照射后小鼠胸腺细胞的微核亚微结构和形成阶段,并提出微核的形成是由于核膜损伤所致。该论文后在国际学术会议上宣读。
同年,白求恩国际和平医院王庭桂、孙朝安和省医科张世联观察了医用诊断X线工作者免疫功能与微量元素的关系。结果表明:X线工作者血清中钙、镁、锌、铜与对照组相比均有明显变化,其中钙、镁、铜的差异非常显著,射线工作者T、D、N淋巴细胞百分比与对照组相比均有显著性差异;B淋巴细胞差异不显著。
第二章 现代通信测控摇感技术
现代通信是国民经济的基础结构,而遥控、遥测、跟踪测量与遥感受技术也日益广泛地应用于国民经济各部门。石家庄市随着60年代初期国防部十院第十七、第十九研究所(今电子工业部第五十四研究所)的迁入与新兴技术日新月异的发展,在现代通信、测控、遥感技术设备的研究制造与应用上,取得了一系列成果,在国内、省内诸多领域处于领先地位。
第一节 散射通信
散射通信是利用对流层中大气不均匀性造成的电波散射传播等进行通信的一种无线通信方式。它具有跨距和容量较大、保密性和抗破坏性较好、其电波传播不受太阳黑子和核爆炸影响等特点,用于沙漠、沼泽、岛屿、海上油田等人烟稀少的边远地区,是一种经济有效的通信手段。
电子工业部第五十四研究所于1957年开始进行对流层散射电波传播试验研究,掌握了散射信道特点与计算方法。60年代初,该所开始研制我国第一代散射通信设备。1964年,调频制模拟式电子管散射通信机设计定型并生产,投入使用,在我国运载火箭试验和保卫边疆战斗中发挥了重要作用。1965年,又研制出另一种调频模拟散射通信机,其成果取得推广应用。随之,该所开始探索先进的数字通信技术,研制出我国第一代数字式散射通信机。先后用于华北、东北、西北建立散射电路,并一度成为海南岛主要通信手段。
70年代,该所对数字散射通信技术的研究日益成熟。1977~1984年相继研制成功体制先进、稳定可靠的大型固定式散射通信设备Ⅰ型机、Ⅱ型机、Ⅲ型机。Ⅱ型机用于建立南京-济南500多公里散射电路,迄今为止其单跳动跨距在国内仍属最远。Ⅲ型机续建了北京-济南425公里的其射电路,900多公里的京-济-宁散射通信干线全线开通,1985年11月通过电子工业部鉴定。该系统的建成,标志着我国散射通信已进入到实用新阶段。
第二节 卫星通信
卫星通信一般是指利用同步卫星作中继转播站,来实现地球上双同通信的高技术、高难度新专业。它具有通信距离远、容量大、信道稳定、不受地形限制等突出优点。
60年代中期,当国际上卫星通信还处于试验阶段时,电子工业部第五十四研究所进行了卫星通信基础、应用、体制的研究。1970年4月,我国成功地发射了第一颗人造卫星--"东方红1号"。此后该所开始参加"东方红2号静止卫星通信工程"的研究工作,承担了其中通信总体、设备总体及设备研制任务。
1975年,中央对我国卫星通信事业作了更高更全面的规划。在我国同步卫星通信系统中,该所承担了整个工程五大组成部分之一的通信分系统总体及设备的研制任务。其中包括建设"石家庄卫星通信地面试验站",该站担负着卫星通信分系统的地面联试、地面及星上设备性能指标的测试,对卫星通信技术的发展进行新技术、新体制、新频段的试验任务。
1976年12月,该所自行研制的我国第一个数字制卫星通信地面站在石家庄黄壁庄初步建成,顺利开通。1976年12月29日,王震、肖劲光、王铮、刘子厚等60余位中央和地主领导同志,来所参加了献礼大会,并观看了试验表演。该站的建成,标志着我国卫星通信专业的成熟和大发展。
1978年以来,该所作为我国第一代卫星通信系统总体单位,在黄壁庄站利用"交响乐"卫星进行了有几十个单位参加的大联试,利用国际IV-A卫星成功地进行了传输试验。1983年,又在国内首先研制出卫星在轨测度系统,并多次完成了我国第一颗科学实验卫星和两颗同步卫星的在轨测试任务,为我国进入国际卫星通信网迈出重要一步。
该所还先后研制成功我国第一部0.6米、1米、5米、15米各型卫星通信地球站,为远泮测量船、国家有关部季及天文气象部门提供了多种卫星通信设备。此外,还引进了海事卫星通信船站技术和样机,并进行了消化、吸收和创新,为民国海洋船或海上油田提供成批设备。国产化小通信站、小电视站、小数据站和单路单载波设备亦取得新的进展,即将小批理生产。该所卫星通信科研项目中,有5项获国家级科技成果奖,7项获国防科委科技成果奖,14项获电子工业部科研成果奖,17项获河北省科研成果奖。
第三节 卫星广播电视
我国卫星广播电视是伴随着卫星通信的发展于80年代初而发展的新专业。利用同步卫星传播电视节目,是扩大我国电视复盖率及普及电视教育的重要途径。
70年代中期,电子工业部第五十四所在研究卫星通信的过程中,为了考证卫星通信地面接收系统的效果,先行研制出国内第一套卫星电视接收系统,1975年10月29日在贵州都匀成功地接收到国际IV号卫星的电视节目。翌年12月,该所卫星电视接收系统成功地收到了国际IV号卫星的电视节目。1977年,该所又着的开发新频段,研制出5米车载式12GHz卫星电视接收站,成功地接收到日本BS-E卫星的电视节目。同期还研制出714MHz卫星直播电视接收机,成功地接收到苏联"静止-T"卫星直播电视节目。
1984年初,国家广播电视部确定,由该所牵头负责卫星电视伴音新体制-PCM付载频制式理论验证工作,并委托该所为"我国卫星广播电视和声音广播传输制式、参数标准"的主要起草单位。1984年7月研制出新一代Kμ波段新体制卫星电视接收机,在全国观摩评比会上获得好评,《人民日报》、《光明日报》等均作了专题报导。
1985年10月,该所通过计算机模拟试验,对PAL-D制PCM伴音传达室输体制进行了论证,提出了我国电视调频传输新制式--"频分制模数混合传输方式",推动了卫星电视的发展。同年,国务院电子振兴办决定为"老、少、边"地区建设53个卫星电视接收站。该所承担了接收仰角最低、难度最大的3个卫星接收站--黑龙江的黑河站、抚远站及青岛站的建站任务,此后又陆续建成开通了淮安、渭南、西昌等32个卫星电视接收站。
第四节 数字微波接力通信
微波接力通信是本世纪40年代末发展起来的一种现代通信方式。它具有经济、建线速度快、适应复杂地理条件、易于维护等优点。
50年代,电子工业部第五十四研究所即着手研制模拟式3路、4路、12路微波接力机。
1968年2月,该所研制了我国第一部数字微波接力机。该机采用了先进的2PSK调制方式,勤务话采用了浅调频复合计制,突破了采取专用通道的落后方式,在国内技术领先。
1975年,国家计委为了开发四川天然气,决定研制"川汉工程通信系统",有40多个单位参加,该所除了承担这一系统工程的总体设计外,还承担了系统的主要设备-6GHzPCM120路数字微波接力机的研制任务。为我国的工业通信提供了二次群体、中等容量、长距离数字微波通信设备,在国内属第一次,获电子工业部科研成果二等奖。
1981年,该所接受了四机部下达的研制三次群6GHz480路数字微波通信设备的任务,1983年研制成功。该设备采用了一系列先进技术,实现了全固态化、全国产化和无人值守,性能可靠、稳定,质量高,填补了我国数字微波通信领域的一项空白,在国内肯有领先地位,技术指标可与国际上70年代末同类产品相比,获1985年电子工业部科技成果一等奖。
1985年,该所开始研制技术高度密集的四次群、大容量、全固态化数字微波通信系统。这是国家经委下达的"七五"期间重点开发项目。
多年来,该所研制的各种微波通信设备与监控设备已经形成规格化、系列化产品,容量从12路PCM话到1920路PCM话,频段从400兆赫兹到8000兆赫兹都在开发研究,并在全线实行微机化管理,除进行系统工程研究设计外,还小批量生产,已生产提供了数十部微波接力通信设备。
第五节 数字通信
数字通信是建筑在现代化数字传输和数字交换基础上飞速发展的新专业,利用它来传递信息、交换信息、或对工农业生产进行指挥和调度,可大大缩短空间和时间,提高工作效率。
1975年,电子工业部第五十四研究所在国内首先完成了二次群复接器的专题研究。从1976年起,每年都参加CCITT国际会议,1978年开始通信网的总体研究。
1980年,该所对各类通信网的总体、系统工程及网络设备技术进行了深入研究,在国内首次研制成功三次群以下多种复接器、帧调整器、主局钟与从局钟,完成了南海油田湛江基地通信工程总体设计、气象数据传输系统总体设计等。1983年8月,与国家科委签定了用户程控数字交换机攻关合同,扩展了数字网的研究范围。
1985年,该所主要研制了通信网、自动电话网总体、四次群复接器、二次群分支设备、市话/长话信令变换、卫星通信与散射通信复接设备以及综合业务数字网预研、程控交换机软件和硬件开发、节点交换等专题与设备。与此同时,通过引进千门机的消化、吸收、仿制和改进,开始研制自行设计的SCX-1500型千门用户程控交换机。
第六节 遥 控 技 术
遥控技术是指实现对被控对象进行远距离控制的技术,完成遥控的设备称为遥控系统。现代遥控技术是以通信技术、自动控制技术和计算机为基础,并随着现代工业、运输业、特别是军事方面的应用而得到迅速发展。
1962~1965年,电子工业部第五十四研究所先后研制成功大、中型遥控系统,保证了我国同步卫星准确定点成功和达到高的定点保持精度以及返回式卫星多次发射与返回成功。
该所遥控技术大致可分为3个阶段:1962~1966年为初创时期,完成了国防急需的"无人驾驶爆破艇"的遥控技术研制任务;核试验遥控系统研制任务;火炮试验测量遥控的任务……1964年10月16日16时,我国第一颗原子弹爆炸试验成功,正是该所的遥控系统完成了原子弹的起爆任务,受到党和国家的表彰,并为主要研制人员分别记了功。1966~1984年为发展阶段,该所完成了大量遥控设备的研制任务。这些遥控设备难度大、精度高,在天线跟踪性能、指令信号的抗干扰性、保密性以及设备的可靠性等方面均达到相当的水平。1984年以后为提高阶段,遥控大量采用微机和大、中规模的集成电路,采用硬件和软件结合实际的方法,使遥控系统性能发生质的变化,遥控系统的通用性、灵活性、自动化程度和可靠性都大大提高,逐步向智能化、自适应方向发展。
第七节 遥测技术
遥测技术是实现对被测对象参数进行远距离测量的技术。现代遥测技术以传感器、通信技术和数据处理技术为基础,并随着在军事和国民经济的上的广泛应用而得到迅速发展。
电子工业部第五十四研究所遥测技术的研究始于70年代末,并逐步与遥控技术形成了完整的测控系统。1979年该所开始研制γ剂量遥测仪和"北京防洪调度自动化系统"。γ剂量遥测仪于1981年研制成功,1982年交付使用。"北京防洪调度自动化系统"于1984年通过鉴定并进场安装调试。该系统功能齐全,调度中心能自动定时巡测全部测站的自动输入量,也可人工随机发令巡测自动输入量或人工输入量;自动翻译水情电报;观测站设备可人工发令请求向中心传送水文参数;当水位达到警戒值时,观测站能自动向调度中心传送报警信号,并向报警信号途径的测站、调度站、调度中心发出声、光报警信号,非遥测站可用电话报送数据并且人工输入计算机;调度中心能打印各种报表、绘制水文过程曲红,进行洪水预报并将预报结果、水文数据分别向中央防办、各调度站传送,系统还可群呼或选呼无线电话。该系统工程是我国水利防洪自动化工程中规模最大、功能最全、技术先进、自动化程度较高的系统工程,对首都的防洪安全将起重要作用。1981年,该所研制了无线电统一测控系统,该系统可编程,终端全部数字化,并由微机进行实时数据处理。
第八节 无线电跟踪测量技术
60年代,电子工业部第五十四研究所即开始了无线电跟踪测量技术的研究。这期间研制的设备分为时间统一勤务系统和无线电跟踪测量系统。该所研制的我国第一套时间统一勤务系统及设备于70年代中期移交工厂生产。1965~1975年,该所研制出我国第一代无线电外弹道测量系统。
1975~1983年,该所研制了采用微波短基线连续波测速定位体制的设备。该设备精度指标很高,达到和部分超过国外同类产品水平。该所还参加了同步卫生发射工作,并获1985年国家科技进步特等奖和国家科研成果一等奖。1979年以来,该所还研制成功我国第一台大功率毫米波外弹道测速雷达,获1985年国家科技进步二等奖和电子工业部科研成果一等奖。
第九节 遥感技术
遥感技术是70年代迅速发展起来的新技术,它通过可见光、无线电波和红外线探测目标。
一、仪器研制
70年代中期,电子工业部第五十四研究所开始红外遥感技术的开发研究。1975~1980年,该所与地质部水文地质方法研究队合作研制成功JHY-1型航空红外扫描成像仪,用于地质构造研究和地下水资源调查,该所承担了除红外头以外的全部电路研制工作。该成像仪于1977年~1978年间,经太原、长沙、福州等地的遥感飞行试验,取得的地热区影像、排出污水影像均非常清晰。
1978年,该所开始独立研制JHY-2型红外扫描成像仪,于1980年在海南岛进行试飞,在红外成像照片上,不同岩性、植被及断层清晰可辩,实用效果明显,获河北省科研成果二等奖。1981年1月19日《人民日报》报导了地质部的验收情况,论文"JHY-2型机载红外扫描系统"同年在亚州遥感会议上交流。
二、应用技术研究
1978~1979年,由中国科学院主持,中科院下属十多个研究所和7个产业部门参加,在云南腾冲地区开展了航空遥感受综合性试验。驻石家庄的核工业部航测遥感中心参加了此次试验。该试验采用不了可见光、彩色红外、多波段摄影、热红外扫描等多种技术手段,是一次大规模、多学科的综合性遥感技术及应用试验研究。该研究由中国科学院鉴定,获中国科学院技术成果一等奖。
在试验中,核工业部航测遥感中心参加了核工业部地质局组织的腾冲区域航空遥感应用技术试验课题。该项试验侧重研究航空遥感的铀矿勘查中的应用。试验中,应用美国陆地卫星像片和般空黑白、彩色红外、多波段摄影及红外扫描照片,通过目视解译为主的系统图像研究,在盆地铀成矿地质背景条件、成矿作用、铀成矿预测等研究方面获得较好的成果。提出龙川江盆地火山活动带及东西向基底断裂与北北东向基底断裂交汇地段是最佳成矿部位。在此观点指导下,经地面进一步勘查,探出的铀矿储量有所扩大。该项研究获1985年国家科技进步二等奖,论文在第二国亚注入遥感会议上宣读交流。
1982~1984年,核工业部秀测遥感中心承担了江西相山、桃山地区航空遥感试验。该试验由36人参加,设有区域地质、矿床地质、水文地质、波谱测试、岩矿、绘图6个专业组。试验的主要遥感方法采用真彩色、彩色红外航空摄影和热红外扫描,同时使用了黑白航空照片及陆地卫星照片,并进行了光学、电算图像处理及地物波谱测试。完成了1/20万区域地质图;1/5万相山、桃山地区地质图;1/2.5万相山、桃山地区地质图;1/2.5万相山、桃山地区构造分析图及成矿预测图;1/5万水文地质图;试验区地物波谱曲线;试验区及各分区典型图册(2册);江西航空遥感试验报告等成果。该研究由核工业部地质局鉴定。论文在北京国际遥感学术讨论会上交流。
三、遥感技术的应用
(一)工业应用
1984年~1985年,核工业部航测遥感中心承担了华北地台铀矿遥感区域地质调查任务,该任务分3个专题:
1.1/200万泛华北地台地质解译 该专题主要利用1/100和1/50万的1、2、3号陆地卫星图像,对华北地台170万平方公里(含海域及邻区共360万平方公里)进行了1/200万地质解译。他们在搜集、查阅大量前人资料的基础上,利用遥感、地质、物化探等信息,采用遥感受技术及常规地质统编图相结合的方法,对华北地台的结构、演化特征及铀成矿规律进行了综合分析研究,提出中朝热源环形构造系的看法及热源环形构造系与铀成矿关系的分析。在此基础上划分出Ⅰ级成矿远景区四尖,Ⅱ级远景区三类;从新的角度为华北地台区域地质研究、铀矿区域成矿规律探讨及铀矿地质调查的规划和决策提供了思想和依据。该专题由遥感应用三队历时两年,于1985年完成。
2.华北地台北缘1/50万铀矿地质概略调查 华北地台北缘,即华北地台(板块)和兴蒙地槽(蒙古洋板块)的边缘地段,东西约40万平方公里。在调查工作中,他们结合前人资料,分析研究了北缘的地质构造特征,提出了板块缝合线的位置及褶皱-逆掩断层带、碰撞带、岩浆弧的存在,确定了台槽过流带的范围。台槽过渡带即缝合线与碰撞带所夹持部分,长约2000公里,平均宽度150公里,总面积约30万平方公里。其内,岩浆活动带和断陷盆地是铀成矿的有利地质环境。以此为指导圈定出1条近似东西向的铀成矿带,即台槽过渡带。并进而划分出4条成矿亚带、1条次亚带和51个成矿远景区。该预测为北缘地区的铀矿勘查规划决策提供了依据。该专题由遥感应用一队历时两年于1985年完成。
3.华北地台北缘西段1/20万铀遥感区域地质调查 遥感应用二队利用航片和卫片借助光学电算图像处理,对该地区进行了地质解释,对地层、岩性、构造提出了新的认识,尤其是通过环型形像提供了有关火山岩、热蚀变现象的重要信息。在此基础上,又对该区的地质条件、成矿特点进行了综合分析研究,发现矿化除产生在一定层位外,并且有强烈地后生改造特征,具有多成因、多阶段成矿特点,是经过冷热水再改造的层控型矿化。据此,预测出5个深部揭露靶区,其中某处经后人工作,现已见矿。整个项目从1984~1985年历时两年完成,成果已转交有关地质队,在成矿预测地段已见矿。
1985年,核工业部航测遥感中心开始把模糊数学成功地应用于成矿预测。由于地质找矿难度越来越大,在地质、遥感工作中依靠单一的方法和信息得到理想的结果已非常困难。为探索解决这一难题的方法,遥感中心开展了利用模糊数学综合评判法进行成矿预测的研究并获得成功。该项研究选择河北省北部24000平方公里作为试验区。在分析了该区的地质、航空物探及遥感地质资料之后,选取了11个与成矿有关的因素,如同时代的地层、岩性的控矿程度及断裂发育程度与铀矿化关系,环形构造发育程度与成矿关系,铀含量值、△T磁场与矿化关系等。然后确定评判对象集X,评判因素U,因素的权向量A,评判矩阵R,对立评判函数F,计算评判指标D,最后经分析评判结果和择优,作出成矿预测分级图。该研究引起了在该地区找铀同行的重视,对该区普查找矿具有指导意义。该项目获核工业部科技成三等奖。
(二)农业应用
1980年,河北农大杨思治等人会同省农科院土肥研究所姚祖芳、高广惠、李承绪及省农业厅土肥处丁鼎治等人,利用卫星像片配合全省典型地段实地土壤考察、校核影象,进行了河北省中小比例尺土壤调查和土地利用现状概查。编绘出1:20万和1:50万"河北省土壤图"、"河北省土地利用现状图"。提出了"河北省主要土壤类型和地貌景观卫片影象判读标志"。成果得到来冀考察的FAO遥感中心官员帕奇科教授的高度赞扬和国内同行的好评。该项研究获1981年河北省科技成果三等奖。
1981年,河北省测绘局航测内业队穆玉贵等参加了全国农业区划委员会组织的、国家测绘局测绘科学研究所牵头的利用遥感技术进行全国土地资源调查制图的研究工作。该项研究利用卫星像片来量测全省土地面积,并对全国各省的土地资源利用现状进行调查。该局主要负责河北省的土地面积量测、土地资源利用现状的调查工作,绘出了一幅1:75万的河北省土地使用现装图,该项目于1985年1月获国家计委、国家经委、国家科委、财政部、国务院电子振兴领导小组、国务院重大技术装备领导小组办公室颁发的"六五"国家科技攻关奖。
1982~1983年,省科学地理研究所李英进等以1978年卫星像片为主,试编了"邢台地区1:20万土地类型图"与"邢台地区1:20万土地资源图",并进行了全面鉴定,得到全国同行专家的好评。1984~1985年,该所还采用等大比例尺完成了《河北省南部1:50万土地类型图》、《河北省南部1:50万土地资源图》、《中国1:100万土地类型图》和《中国1:100万土地资源图》的"北京市幅""太原市幅"以及《黑龙港地区1:50万土地类型图》、《黑龙港地区1:50万土地资源图》的河北平原部分的编制工作。
1985年,河北省气象局开始利用遥感方法对夏玉米估产的可行性进行试验。该项研究是在国家经委的支持下,由省气象局、国家气象局气象科学院及卫星中心合作运行的,在藁城县丽阳乡9平方公里的小区域试验中取得了成功。同年,省气象局与省气象科研所率先在国内开展应用气象卫星测算冬小麦种植面积的技术方法研究。针对气象卫星分辨率低的特点,建立麦田面积和土地面积比率这个概念,配合航空遥感和地面抽样技术,测算冬小麦种植面积取得了成功,测算结果得到了农业和计划部门的认可。
(三)水利应用
1984~1985年,河北省地质矿产局遥感站周永林等人经过调研,提出了南水北调中线(河北段)遥感工程地质解释报告。该报告通过了部级评审,认为核报告以遥感影像为基础,思路正确、内容丰富、条理清晰、依据可靠,在跨流域渠道工程选线的遥感工程地质工作领域中具有国内先进水平。1985年4月,省科学院地理研究所吴忱、朱宣清等开始进行黄淮海平原黄河以北大清河以南水域动态演变遥感研究。该研究利用不同波段、不同时相的航空和航天遥感图像,通过住处增强与提取、计算机处理等手段,判断出该地区的古积洪积扇10个,古河道带70余条,央口扇30多个,古洼淀100余个,初步建立了不同波段、不同时相的影像与不同类型古冲积扇、古河道、古洼淀之间的信息系统,为进一步深入研究提供了手段。
第十节 天线伺服技术
天线与伺服设备是通信测控等无线电系统不可缺少的组成部分。电子工业部第五十四研究所从50年代初开始研究天线技术,至今已根据卫星通信、散射通信、微波接力通信、遥控、遥测、遥感等专业技术的需要,设计研制了一系列高质量、高性能天线。从频段较低的菱形、八木天线、螺旋天线阵,到0.6米、1.2米、3米、5米、6米、7.5、15米等口径的微波天线以及20×20米广告牌天线和测控天线、毫米波雷达天线等,形成了一个完整的系列。该所研究的高效能波纹喇叭馈源技术、天线低旁瓣技术、频谱复用网络及馈源系统高极化技术鉴别等均达世界先进水平;大口径天线机械精度、五棱镜测量技术和大口径抛物面天线参数的射电天文测量技术均属国内首创。其中获国家级科技成果奖3项,部级科技成果奖6项,省级科研成果奖2项。
该所自60年代起开始研究伺服设备技术,先后为国家许多重大工程研制成功配套伺服系统。其中为导弹外弹道测量配套的伺服系统;有为卫星通信配套 的伺服系统;有为卫星姿态控制和回收配套的伺服系统等。这些设备有车载、船载、地面使用。在这些设备中采用了三项新技术:三轴体制、步进跟踪、极值跟踪、电消隙、直接数字控制和自动检测等,均属国内先进水平。
第三章 生物工程技术
石家庄市利用传统生物技术历史悠久,而研究和开发在传统生物技术基础上崛起的现代生物技术则始于在本世纪50年代初期,并且取得了一些研究成果。如全国闻名的华北制药厂的抗生素发酵技术;省农科院粮油作物研究所用花药培育的"冀共555"小麦新品系,处于国内细胞工程技术的领先地位。
第一节 发酵工程
发酵工程,又称微生物工程,它是生物技术中最古老的工程技术,历史悠久,但作为新技术的现代发酵工程,则是从本世纪40年代抗生素发酵工业兴起后开始的。随之,氨基酸及有机酸、维生素、食品调味剂等发酵工业的相继建立,奠定了现代发酵工程的基础。本市于50年代中期开始现代发酵工程的研究。1958年华北制药厂建成投产,从此石家庄市有了大型的工业深层发酵,从传统的固体发酵走向液体通风发酵,进入发酵新阶段,并取得了一些成果。
一、传统发酵技术的开发
1984年4月~1985年5月,石家庄市啤酒厂姚洪文等人与大连轻工学院柳冰雄等人合作,首先在实验室内进行高效麦芽制备及低温烘干麦芽的小型试验,取得较好效果;此后又进行了生产规模的高效麦芽制备,将试制的高效麦芽用于酿制啤酒,获得成功,并应用于大型生产。高效麦芽制备及用于酿制啤酒新技术,采用较低温度烘干麦芽,简化了麦芽焙焦工序,降低了麦芽用量,从而简化了生产工艺,使酿酒过程麦芽用量降低20%。应用该技术生产的啤酒泡沫细腻、洁白,味纯正,色度明显下降,各项理化指标达到或超过轻工业部QB936-84标准要求。该工艺中采用酶保护措施,麦芽酶的活力大幅度提高,这是啤酒工业的一大突破。该项研究1985年通过技术鉴定,获河北省科技进步三等奖。
1985年,石家庄市啤酒厂姚洪文等人与河北大学生物系杨启瑞、杜家福合作,经反复多批发酵试验,首次成功地从7个菌株中分离出具有实用价值的高发酵度酵母S-1菌株。经扩大培养后应用于生产,发酵度从56%提高到73%,生产的啤酒泡沫细腻,色度浅,口感柔和,双乙酰含量低,无异味,各项指标达到或超过部颁标准。高发酵母前酵降糖迅速,可缩短发酵周期,从而缩短了整个啤酒的生产周期,提高了设备利用率。
二、农用抗生素
1971年,华北制药厂与吉林省农业科学院植物保护研究所合作,研制成功公主岭霉素,获1983年国家发明二等奖。该抗生素的菌种是从公主岭温室土壤中分离的1株放线菌NO769,其代谢物对5种禾谷类黑穗病有良好的防治效果,而且低毒,不污染环境,是国内外未见报道的新抗生素。
自1979年,省科学院生物研究所农抗组进行了一系列选育新农用抗生素的研究。当年高铭先、冯庆兰等人从700多株初选的土斜面中筛选出1株放线菌S-64,其培养物定名为S64抗生素。他们对菌种筛选、特征、抗菌特性、发酵工艺、原料代用、培养基配比、抗生素提炼精制、大田防治效果等进行了研究。该抗生素对棉花枯萎病防治效果达98%。冯庆兰等人改进传统的定内平皿抑菌筛选法的模式,建立了离体植物组织平皿筛选法,从3000株放线菌中选育出对玉米小斑病抑菌作用强,对植物组织渗透性好的S-113。经鉴定,确定是不吸水链霉菌新变种(S?ahygroscopicus?var)所产生的新抗生素。1982~1985年进行了田间试验,结果表明,该新抗生素除能防治玉米小斑病外,对苹果腐烂病、梨黑星病效果较好。此抗生素具有高效、无毒、理化性质稳定、使用简便等特点,具有良好的生态效益。
省科学院生物研究所董志淑等人从1979年开始进行农抗防治果树腐烂病的研究,他们利用内吸筛选法,从放线菌中筛选出来的泽透性好、杀菌力强的广谱性抗生素生产菌--S-921,经过菌种的形态特征、培养特性、抗菌谱测试研究,该菌定为链霉菌属中不吸水类群的新变种。1983~1985年进行了果树腐烂病大田试验,防治效果显著。
三、有机酸
氨基酸发酵一般用淀粉抽、糖蜜、醋酸和石油为原料。国内谷氨酸发酵产酸率一般为5%,糖转化率为410%左右。1971年,石家庄市副食一厂引进谷氨酸发酵技术,利用ASI、299和T6-13,以淀粉为原料进行谷氨酸生产条件试验,达到生产水平,结束了河北省没有味精生产的局面。
1979年10月,省轻工业研究所发酵室利用引进菌种ASI、563,开始以糖蜜为原料代替淀粉质发酵生产L-赖氨酸试验,遥瓶发酵试验平均产酸率为2.46%,50升为发酵罐平均产酸率为2.85%,平均转化率为23.8%。该试验证明,甜菜糖蜜不经预处理可以直接用于发酵生产L-赖氨酸,比淀粉质原料发酵生产L-赖氨酸工艺简单。1981~1983年,他们又进行了4种发酵罐的中间试验,摸索出一套利用甜菜糖蜜生产L-赖氨酸的工艺技术条件,平均产酸率为3.78%,转化率为29.74%,初糖为12~14%,发酵周期54~64小时,该技术填补了河北省饲料用赖氨酸开发研究空白,但由于赖氨酸的需求量不大及产品成本高而未能推广。
第二节 酶 工 程
酶工程(Enzymology technology)是从微生物发酵工程中分离出来的一门新兴高技术。我国酶工程的研究开发始于50年代初,本市于70年代中期开始该项工程的研究与开发。
1976年,华北制药厂研制成功辅酶A生产新工艺,竖年开始生产辅酶A。1979年,华北制药厂与中国科学院微生物研究所合作研制成功酸酶法生产注射葡萄糖新工艺。
1982年,省科学院生物研究所司世林等人与石家庄市新华制药厂合作,进行了尿激酶分离提纯试验研究。尿激酶为纤维蛋白溶酶剂,能直接激活纤维蛋白溶酶原,转变成纤维溶酶,使血栓或栓塞内部的纤维蛋白溶解,因而溶解血栓或栓塞的效率高。尿激酶虽对纤维蛋白具有很强的溶解作用,但对凝血所必须的纤维蛋白原及其他凝血因子无作用,治疗血栓效果显著。1982年,从新鲜男性尿液中分离提纯尿激酶获得成功。对尿激酶提纯工艺进行了改革,去掉酒精沉淀工序,增加了DEAE维纤素排它层析,加强了去除热原物质的能力,使尿激酶的比活和收率明显提高:比活力7~10万国际单位/毫克蛋白,收率达70%(对粗品)。该研究1984年4月通过技术鉴定。
1985年,河北省生物研究所陆维新等人与河北师范学院张绍镇等人开始进行玉米深加工成糖的生物技术研究。他们由土壤中分离嗜酸性链霉蓖,从中筛选出葡萄糖异构酶的野生菌株,通过人工诱变提高酶活。再对葡萄糖异构酶进行固定化技术,使葡萄糖转化为果糖的转化率分别达42%和50%,该项目在研究中。
第三节 细 胞 工 程
自1965年英国物理学家胡克发现细胞以来,迄今已有300多年的历史,细胞学的研究日趋深入,并与实践有了越来越密切的联系。本市于70年代中期开始进行细胞工程的研究。
一、植物细胞工程
(一)单培体育种
单培体育种于1966年首创于印度。我国从1970年开展这项研究。1972年省农科院棉花研究所冉英等进行了棉花花药培养的研究。通过组织培养诱导棉花下胚轴长出植株。同年,省农科院粮油作物研究所成立新技术室,开始以棉花、小麦为材料进行花药培养。1975~1978年,玉培、陈玉蓉等人对3种不同生育条件的冬小麦的花药培养进行了比较,察到了它们对培养的反应有明显的和稳定的差异。1978~1983年,根据小麦花药对各种元素和温度的要求,经过对300多个材料的反复试验,研究出提高冬小麦花药出愈率的4项技术。就用这4项技术使小麦花药出愈率比N6培养基提高1.6~3倍,比国外的MS培养基提高21.5倍。该技术降低了琼脂、硝酸钾等元素的浓度,提高了培养温度,延长了制冷设备的使用年限,降价了耗电量,使1升培养基的投资减少3.5元,具有显著的经济效益 社会效益。该技术已达到国内同类研究水平,获1985年河北省农业厅科研成果三等奖。省农科院粮油作物研究所小麦室采用这4项技术,培养出2个冬小麦优良新品系。其中"78-326"经两年中肥产比全省名列第一,比对照泰山1号增产17~24%。"78-555"由冬小麦F1花药培育成功,该品种抗旱、耐瘠,1982~1983年参加河北省低水肥区试验,平均亩产176.9公斤居第一位。在200~300公斤的水肥条件下,比河北省的主要推广产品种泰山1号、冀麦3号一般增产10.1~24.7%,平均增产16.2%;在200公斤以下的低水肥区条件下增幅产度更大,各点平均增产23.7%,截止1985年,已推广8.2万亩。
1980年省科学院生物研究所胡世宽等人将单培体培养技术用于作物杂交优势利用研究,连续两年将杂种小麦一代花药、改造恢复系杂交一代材料花药和普通小麦杂交一代花药分别接种在N6培养基上培养。试验结果表明,提型杂种小麦花药出愈率和分率率略高于普通小麦。1981年通过对提型杂交小麦一代植株的花粉进行花药培养,获得了花粉植株单81-431。1983~1984年,运用测交法鉴定了单81-431花药培养植株恢复小穗结实能力,看到单81-431花粉植株恢复后代小穗结实数分别相当于原恢1号恢复小穗结实能力的58.7%和31.5%,具有部分育性恢复力,初步证明可以把花粉培养技术引入小麦三系研究用来选育恢复系。
1979~1985年,河北师范大学沈银柱等人也进行了玉米花药培养的研究,初步探讨了不同激素处理对诱导物频率影响的机理,并证实了三碘苯甲酸可以明显提高诱导率。同时,对玉米花药高渗预处理对诱导物频率的影响进行了研究,初步揭示了高渗预处理可以提高玉米花药诱导物频率的机理,特别是高渗液内附加一定量的激素有更好的效果。他们撰写的论文《玉米花药培养中不同激素对同工酶带影响的研究》获1982年河北省科协优秀论文奖。同期,河北师范大学周金树等人对棉花花药培养中不同形态愈伤组织上的同工酶进行了分析,看到不同形态愈伤组织酶谱有明显差异,为选取有分化能力的愈伤组织提供了一定的参考指标。
1984~1985年,河北师范大学沈银柱、孟庆昌研究了小麦未成熟胚培养的方法,探讨了分化的机理,培育成功试管苗。并且研究了基因型和环境条件对普通小麦盾片离体诱导率的影响,初步探讨了小麦盾片离体诱导的最适条件。1935年刘植义开始对小麦子房的离体培养进行研究,筛选出适宜的培养基及培养条件,获得了试管苗,为开展基因工程受体的研究创造了条件。1985年河北师范大学生物系开始进行小麦抗盐碱突变体的筛选及应用研究。他们用一定量的化学诱变剂加入小麦成熟胚诱导培养基内,用一定量的氯化钠筛选抗盐变异体,已获部分耐盐植株,该项目仍在研究中。
(二)多培体研究
1976~1982年,省轻工业研究所刘芝荣等在引进国内外大量甜菜四、二培体品种品系的基础上,筛选出适合河北省多培体体育种目标的材料。利用甜菜异花授粉、杂交率较高的特点,在四、二培体双亲材料确定后,经过几年的集团混选和定向培育,再编排大量多组次的测交组合,从中筛选出冀甜307、冀甜304两个三培体新品种。这两个新品种亲切和力较强,杂交率较高,三培体倍数达60%以上。1982~1984年连续3年在春播区的围场、丰宁两县糖厂示范推广0.6~0.7万亩。冀甜307平均产量比当地生产使用的洮育1号标准型品种增产44.4%,绝对含糖19.27度,含糖量提高0.87度,每亩增加产糖率51.2%,适合河北省春、夏播地区生产种植。冀甜304多培体新品种在河北省夏播地区的昌黎厂生产鉴定比当地生产使用的品种内蒙工农5号含糖量提高0.5度,每亩增加产糖量28.6%,适合河北省夏播地区生产种植。这两个新品种与目前国内先进的双丰303、305多培体品种相比,根产量提高9~22.5%,在含糖率及生物状等方面均达到或超过国内先进水平。1983~1985年参加全国轻工业系统甜菜品种区域化鉴定试验,3年评比结果,在3个省区居第一位,被评为全国轻工业系统标准型品种。该项目获轻工业部科技成果四等奖和省科技进步三等奖,并被列入省新技术重点推广项目之一,在河北省各糖厂普遍推广使用。
(三)原生质体培养
1984年,河北师范大学为了进行体细胞杂交研究,进行了烟草试管苗叶肉原生质体的培养,探讨了缩短培养过程,建立遗传学研究的实验体系以及简化培养方法,加速细胞分裂和分化效果的途径。在13周左右的时间内完成了通常要用20~22周的全培养过程,并提出了试管苗用于原生质游离、融合、细胞杂交和建立实验体系等工作的优点和可行性。
(四)组织培养和快速殖育苗
1984年省科学院生物研究所开始进行月季组培速繁技术,省内外共6个单位接受了此项技术。针对试管苗生根困难、移栽成活率较低、成本较高等问题,省科学院生物研究所张巨祥、汪婉芳在大山楂组培中,改进了生根培养基,去掉了培养基中的碘化钾和肌醇,提出了在一定范围内不同温度对应一个使生根率达最高值的丁酸浓度,温度越高相对应的丁酸最适浓度也越高的论点,对其他难生根植物的生根和快速繁殖有一定的参考价值。1982~1985年组培繁殖情况见表9-3-1。
二、医学细胞工程
1985年1月,河北医学院基础医学研究所王惠芬等人承担了河北省科委"抗人A、B血型抗体研制"课题,同年各获得了3株分泌特异性抗A和特异性抗B单克隆抗体的细胞株。1985年12月空军石家庄医院李松泉等先后完成了分泌抗人A、B血型红细胞单克隆抗体细胞株建株。其抗体效价A型为1:1280,亲合力为22秒;B型为1:512,亲合力为9秒。
石家庄市组培快速繁殖一览表
表9-3-1
年度 内 容 结 果 单 位 主持人
1982~1984 山茱萸组培及快速繁殖 培养成苗,移栽成活 省科学院生物研究所 陆维新阎贤伟
1982~1985 月季、玫瑰组织培养及快速繁殖 月季基本上解决了向大规模生产过渡的问题,玫瑰成苗并移栽成活 省科学院生物研究所 张巨祥汪婉芳
1982~1985 白龙苹果、大山楂成年树茎尖离体培养黄花菜种苗快速繁殖 培养成苗、移栽成活基本解决了向生产向规模过渡的问题 省科学院生物研究所 胡世宽
1984~1985 西洋参胚状体发生及试管苗再生 试管苗培养成功,找到了减少玻璃苗的途径 省科学院生物研究所 阎贤宽
1985 白术侧芽组织培养快速繁殖 对难繁殖的中药材白术提供了一个繁殖、保种的可行途径 河北师范大学 刘植义
第四章 激光技术
以激光器的研制及其应用为特征的激光技术,是20世纪60年代发展起来的一门新兴技术。60年代中期,本市开始研制激光器。1978年,省科学院激光研究所的建立,促进了本市激光技术的发展,相继研制的环聚焦透镜、激光液面仪、二氧化碳激光治疗机、氦氖激光治疗机等,均广泛应用于工业加工、医疗等领域。至1985年,本市已在激光器件、激光医疗、激光特殊加工、激光生物、激光控制和光学全息等技术领域初步形成了看书的研究特色和优势。
第一节 激光器件研制
一、气体激光器
气体激光器与固体、半导休激光器的不同之处,在于它的工作物物质是气体,多数能级能够连续振荡,振荡范围极宽,用途极其广泛。
(一)氦氖激光器
1981年,省科学院激光研究所气体室开始研制500毫米氦氖激光器。翌年试制出两支加内腔光栏的500毫米氦氖激光器。其腔长500毫米,输出模式为复模,输出功率为5~7毫瓦。
1981年~1982年,省科学院激光研究所测试组宋才秀承担了"氦氖激光器的参数测量"课题,初步建立了氦氖激光器发射角及模式的定量测试方法,对模式的测量能够判断氦氖激光器是否工作在基模状态,并能对高价模的模系数加以区以。验收时对同一支氦氖管测量了5次,相对误差为0.01毫弧度,表明测试方法具有较好的精度。
(二)二氧化碳(CO2)激光器
1979~1981年12月,省科学院激光研究所研制成功纵向放电双曲型二氧化碳激光器,该器件根据高斯光束在腔内的传播规律而设计的一种新型二氧化碳激光器。该激光器特点是对放电毛细管进行了二次整形,成双曲旋转体形;采用最佳气体配比实现了高稳定度输出;采用银及银铜合金电极,实现了长寿命的连续运转,功率输出达到了国内先进水平。由于它解决了双曲型放电管的热定型工艺问题,对改善激光器的输出模式,提高基模输出功率和激光稳定度有一定的作用。该项研究于1984年获河北省科技进步四等奖。
1980~1984年省科学院激光研究所研制成功横向激励大所压二氧化碳激光器。该器件单脉冲能量为10焦耳以下,脉冲宽度为80~100毫微秒。它采用了两种预电离方式,而且紫外预电离极强,保证了激光器工作的稳定性;利用添加适量一氧化碳还原作用,解决了激光介质因二氧化碳分解而变坏的问题,从而实现了不另加催化装置,不使用贵重氦气获得高功率长寿命器件的设想。
1982年省科学院激光研究所按中国科学院力学所JL6-A型千瓦级横流二氧化碳激光器的图纸,制造出1台输出功率大于1千瓦、连续运行大于2小时的二氧化碳激光器,1982年底组装完毕并出光,经调试1983年达到设计指标。1983~1985年,通过对电流、电极、腔体、真空密封、气体成分放电品质等多方面的改进,使其性能提高到输出功率>1千瓦,连续运行8小时。
(三)氮分子激光器
1982年,省科学院激光研究所研制成功氮分子激光器,于同年12月出光。
(四)准分子激光器
1982年,省科学院激光研究所准分子组开始研制准分子激光器,其能量可达80毫焦耳、脉宽70~80毫微秒。
二、固体激光器
固体激光器与其它激光器相比,其优点是机械强度高,使用简便,广泛应用于焊接、加工和薄膜技术及医学等方面。
1979年,省科学院激光研究所固体室研制出钕玻璃激光器,能量可达12焦耳,后经改进可在砷化镓材料上打孔。
1981年3月~1982年1月,省科学院激光研究所王英才等人研制成功低速马达钕玻璃调Q激光器。该激光器采用低速马达及加长棒技术。在马达转速由一般大于2万转/分降低到小于1万转/分时,可同样获得具有一定输出能量的单脉冲。激光棒适当加长后,比棒与泵浦灯、聚光腔等长时相比可进一步降低阈值,提高器件输出效率,经相同输出的一般固体激光器体积与重量减少一半。该激光器具有体积小、重量轻、输出稳定、造价低等优点,可用于测距、微型打孔、微型焊接、激光医疗、激光引爆及激光射击模拟等方面。
三、半导体激光器
(一)短波长砷化镓(GaAs)激光器
1965年,电子工业部第十三研究所李克诚等人开始了砷化镓激光器的研制工作。主要工艺有定向、扩散、蒸发、烧秸、装架及测试应用等。于1968年研制成液氮下脉冲激射的砷化镓同质结半导体激光器。该器件采用了锌扩散形同质P-N结。扩散深度及扩散结的整整性对激光器的光功率和出光功率和出光效率影响大。在采用多层管芯并联结构和杜瓦瓶制作等方面均处国内领先地位。该器件脉冲输出达400瓦,脉冲宽度1毫秒,主要应用在雷达、红外测距机上等。
(二)长波长铟镓砷磷/磷化铟(InGaAsP/InP)激光器
1979~1982年,电子工业部第十三研究所李克诚、杨瑞麟等人研制成功质子轰击条形结构的J70型1.3微米双异质结构铟镓砷磷/磷化铟激光器,在国内首次通过部级定型。该研究由于成功应用了液相外延技术,改善了晶格匹配,又由于选用了合适的掺杂,提高了异质结界面的质量,于1979年11月在国内首先实现了长波长铟镓砷磷/磷化铟激光器的脉冲激射。在此基础上,由王顺礼、杨瑞麟进一步提高外延质量,改善欧姆接触和装架健合工艺,于1980年10月又在国内率先实现了1.3微米铟镓砷磷/磷化铟激光器的连续激射,并于1982年研制成功质子轰击条形结构J70型1.3微米铟镓砷磷/磷化铟激光器。该器件可用于长距离、大容量的1.3微米光纤通信和测试系统的光源。其中J701型激光器带有耦合尾纤;器件在200毫安以下,出纤功率大于150微瓦。J702型为载体,耦合不耦合光纤均可,使用比较灵活。翌年4月参加了全国第一次长波长(1.3微米)激光器测试评比交流会,测试结果良好。1983年6月,国家经委、科委、计委等与该所签定了长波长激光器国家重点科技项目"六五"攻关专项合同。经过一年多的试验研究,于1985年由该所刘泰良、石国裕等人研制成功J711型1.3微米掩埋新月型结构铟镓砷磷/磷化铟双异质结激光器,并通过部级定型鉴定,器件参数、阈值电流一般已降至30毫安左右,低的可达15毫安,输出光功率一般为5~10毫瓦,最高达40毫瓦,达到了国际同期同类产品的水平。1985年,被电子部元器件局评为"十佳"产品、国家"六五"攻关优秀成果,并获电子工业部科技进步一等奖。
第二节 激光技术应用
一、工业应用
(一)激光环形焊机
1980~1985年,省科学院激光研究所刘国松首先提出一个种激光束聚焦理论,主导思想是研究出一种能把激光聚焦成圆环的光学系统,在建立起一个环聚焦概念及原理的基础上,构思出它的几何形状。激光环形聚焦镜就是根据这一原理设计出来的,这在国内属于首创。它改变了微型加工中采用激光在周围上逐点进行焊接的现状,可以一次完成整个圆周上的焊接,大大提高了焊接的效率,同时使机械传动装置得以简化。该项研究获1983年省科学院三等奖和河北省科技成果三等奖,论文"激光环状聚焦研究"1982年发表在《中国激光》第一期和《物理杂志》第五期上。1982~1985年,刘国松、卢西文等人又研究出激光环形聚焦焊接机,用于微型打孔、激光淬火等工业加工。该机输出波长1.06微米(钕玻璃激光器),最大输出能量15焦耳,焊接圆环直径0.5~5毫米,打孔直径0.01~0.03毫米。
(二)激光液面控制仪
1980年10月~1981年8月,省科学院激光研究所陈福巨、张佑元等人研制成功激光液面控制仪,该仪器将氦氖激光束以一定角度投射到被测液面上,激光束被液面反射,当液面高度发生变化时,其反射光束也产生相应的位移,利用光接收装置随阳检测出反射光束的位置,从而实现液面高度变化动态测量的目的。其液面高度控制范围为±1毫米;液面限位报警范围为±2毫米。该项目获1983年河北省科学院二等奖和1984年河北省科技进步四等奖。以后又经刘戍臣、林玉材等人改为微机控制,消除了因激光功率变化和功率衰减对没量精度的影响,实现了无极调速,由原来的位置控制变为实时控制,使控制精度大大提高,进一步保证了产品质量。
1981~1982年,省科学院激光研究所半导体材料激光打孔技术研究组利用自己研制的虹吸式水冷加长棒钕玻璃激光器,在半导体材料砷化镓场效应晶体管衬底上完成了激光微束穿孔工作。在700微米厚的衬底上孔径可以稳定在25~30微米,孔位偏离度不大于5微米,电子工作频率为4000兆,输出功率为200毫瓦时,其增益为5分贝,而传统工艺为1.5分贝合格,2.0分贝可用,极难达到2.5分贝,在工作频率高达104兆时仍有放大量,利用激光微孔技术实现了微波器件的倒装焊,并使电极引线显著减短,因而器件的寄生参数和热阻均明显减小,激光微束成孔法比化学腐蚀成孔法工艺灵活,因用户不少,设备成本太高,未形成生产能力。
1981~1985年,省科学院激光研究所谢全庭等人为石家庄市手表厂研制钕玻璃手表字块焊接机,该机脉冲能量≥50焦耳,重复频率2次/分钟,能满足焊接牢固、剪切力2.5公斤,表面无污染,不影响机件运转等焊接要求。
1983年5月,河北省测绘局从美国进口1台激光测距仪,该仪器主要用于大地测量工作,测程为25公里。其光源为连续波氦氖激光器,其精度在温度为-6℃至+43℃时,误差为±5毫米。该仪器操作方便。
二、医学应用
(一)氦氖激光治疗机及其临床应用
1.氦氖激光治疗机研制 1977年7月~1978年3月,石家庄市光学仪器厂与河北医学院二院在河北化工学院协助下,试制成功氦氖激光治疗仪。该仪器激光管工作电压变1400~1600伏,激光管工作电流为4~7毫安,激光输出功率为1.5~3毫瓦,1978年3月通过市科委鉴定,投入批量生产。1985年,省科学院激光研究所吕树彬等人开始研制0.65米氦氖激光治疗机,该机腔长0.65米,输出功率10~20毫瓦,既适用于医院和兽医院,也适于农业育种其他开发性研究。同年,省科学院激光研究所张巨波等人开始研制氦氖激光内灸仪,该仪器是利用光导纤维,通过特制的空心针头,将氦氖激光束导入穴位深部进行直接照射治疗,其效果具有激光和针灸治疗的双重作用。同年,省科学院激光研究所孙玉文等人研制出1米氦氖激光治疗机,该机激光管长1米,功率大于25毫瓦,连续可调,光导纤维耦合大于50%,机械部分水平旋转360o,俯仰角120o。
2.氦氖激光治疗机的临床应用 1978年10月~1980年4月,河北医学院三字耳鼻咽喉科张培俭、孙捷英等人使用6毫瓦氦氖激光治疗耳鼻喉疾病46种400例。治疗效果:治疗咽喉部疾病16种92例,痊愈36例,占39.2%;好转38例,占41.3%;无效18例,占19.5%。疗效以咽及口腔粘膜溃疡最好,痊愈占53.3%;其次为慢性喉炎,占36.3%;急性咽炎占33.3%。治疗鼻部疾病14处167例,痊愈63例,占37.6%;好转79例,占47.3%;无效25例,占15.1%。治疗耳部疾病16种141例,痊愈76例,占53.9%;好转53例,占37.5%;无效12例,占8.6%。乳突及鼓室成形术后乳突腔照射6例,全部痊愈;疗效最好,比单纯换药提前15~20天。其次为急性卡他性中耳炎,痊愈占75%,慢性外耳道炎占71.4%,耳廓带状疱疹占60%,耳前漏管感染占75%。其论文"氦氖激光治疗耳鼻咽喉疾病400例观察"发表于《中华理疗》杂志1981年第4期。
(二)二氧化碳激光治疗机及其临床应用
1.二氧化碳激光治疗机的研制 省科学院激光研究所丁维吉等从1981年开始研制JY-1型二氧化碳激光手术器,1982年研制出整机,并于1983年先后在石家庄市第一医院、郊区西里乡卫生院和激光研究所门诊部进行临床应用,共治疗外科病14种400多例,妇科病8种100多例,均收到满意的效果。1984年5月,省科学院激光研究所赵恒昌、李国华等人开始研制小型便携式二氧化碳激光手术器,并获得成功。这台手术器管长315毫米,功率输出大于5瓦,采用手提式结构,舍去了常见的导光系统,减少了功率损失,降低了成本,适用于妇科、皮肤科、肛肠科及美容等手术,还可为畜牧兽医使用,并具有汽化、照射等多种功能。1985年7月,省科学院激光研究所常志军、郭雁秋等人开始研制中功率二氧化碳激光治疗机,该机管长1米,输出功率为30瓦。
2.二氧化碳激光治疗机的临床应用 1985年,石家庄市桥西区妇幼健站使用省科学院激光研究所研制的二氧化碳激光手术器,开展了二氧化碳激光器治疗妇女宫颈糜烂的临床应用。他们组成4人科研小组,制订了手术常规,1年完成400例临床手术并对其中247例进行了随访,均获得了较满意的疗效。在治疗的247例中,痊愈219例,占88.66%;好转27例,占10.93%;近期有效率99.6%;无效1例,占0.4%。1985年7月,省科学院激光研究所周福秋与石家庄市奶牛三分厂合作,开展了激光穴位照射治疗牛犊腹淀试验研究,并获得成功。该项研究是利用二氧化碳激光器,对两个穴位进行照射,一次照射8秒,全愈率可达91.6%(而药物治疗仅为44.19%),总有效率97.2%,降低了新生牛犊的死亡率。
(三)其它治疗机
1.染料激光血卟淋癌 1982~1985年,省科学院激光研究所张跃中等人与河北医学院第四附属医院、市第一医院共同承担了染料激光血卟啉治癌的研究,获得成功。这种新方法的关键是使用血卟淋诱导体,这种物质具有被正常细胞排斥,而被癌细胞吸收的我,故经静脉注射后,能集中于患者癌细胞的位置上,然后再用足够能量的红光(染料激光)照射癌变区,血卟淋衍生物吸收这种光并进行一系列光动力学、光化学反映,产生单态氧,杀死癌细胞。该机在河北省医学院四院临床应用,治愈皮肤癌患者16人,取得较好的治疗效果。染料激光器的平均功率200~500毫瓦,治癌波长6000~6200埃。
2.YAG激光治疗机的应用 1983~1985年,石家庄市第一医院王瑞中等开展了YAG激光内窥镜治疗大肠息肉的临床用研究。他们进行了多次动物试验和新鲜离体腔器的试验,并对18个病人25颗息肉进行了切除,获得成功。经随访及结肠镜复查,证明临床治疗彻底,无复发。1985年,该医院利用YAG激光器对30例病人进行了食管胃吻合狭窄激光切割成型术的应用研究。获得成功,疗明显优于其他传统治疗方法。食管、胃吻合口狭窄是常见的食管癌、贲门癌术后并发症,传统的治疗方法多采用食管扩张术,但疗效不甚理想,也中再次开胸切除斑痕环,但多数病人无法随现两次开胸术。该院利用激光治疗此病,通过对30例病人近百次的激光切割,证实确有疗效,未发现并发症,免除了病人再次开胸的痛苦。
3.用氩离子激光器治疗粮尿病、静脉阻塞等眼底病变 1985年以来,河北医学院第二附属医院限病研究室梁树今等人利用美国产900型氩激光眼科专用治疗机开展了眼科临床中某些不冶及难治之症的治疗工作,如粮尿病、视网膜静脉阻塞、老年性黄斑变性、视网膜血管病等,取得一定疗效。
第三节 全息技术应用
一、全息摄影
1978年10~1979年10月,河北师范大学物理系激光全息组进行了激光全息照相白光再现的探讨并获成功。这种白光再现的显微全息像,方法简便,图像清晰。该项研究获1979年该校科研成果奖。论文"激光全息照相白光再现的探讨"曾在1979年河北省物理学会年会上宣读,获1979年石家庄市优秀论文奖。1982年2~10月,该校全息组开展了全息照相再现实像的幻视研究。全息图再现时,一般可再现出原始像和共轭像,原始像各个部分的相对位置和被照的原物是一致的。而共轭像(通常为实像)各部分的相对位置和被照物相比,远近关系反转了,这就是幻视。为了表明全息照相再现实像的幻视的具体形像,他们用全息照相拍摄了水晶体、放大镜和一支医用注射针管3件透明物体的相对位置,用视差法或透镜成像法判断出了虚像是较近的物体遮挡较远的物体,而实像则是远物遮挡近物,从而造成了全息照相再现实像的幻视性。该项研究获1982年该校科研成果三等奖。
1984年3月,河北师范大学物理系康志林、段苗珍等人开展了双物光束透射全息图的研究,同年该项目参加了河北省科技双交会展览受到表彰。
1984~1985年,河北化工学院物理教研室开展了反射体积全息图拍摄研究。
二、全息光学元件
1978年,河北师范大学物理系激光全息组杨希曾、康志林等人利用激光全息的方法研制出全息光栅,使光栅主要用于教学中的衍射实验,这与常规的机械制造光栅法相比,节省时间、价格低廉,是教学中理想的光学元件,这一成果在河北省属第一家。与此同时,他们还协助省内一些单位,进行了全息光栅的研制。
1982~1985年,省科学院激光研究所张聚成利用干板移位多爆光全息术制成了平行轴多而元全息透镜。这种透镜可将光束在三锥空间的预定位置上进行多点聚焦,也可将一景物在三锥空间的预定位置上一次成多个像。他用此法制作了3、6、12、16和25轴多面元全息透镜,并用这些秀镜在平行光、会聚光和发散光做了会聚成多个光点的实验及一景一次成多像实验。该项研究获1985年省科学院三等奖,论文发表在《中国激光》1983年第5期上。1985年10月,张聚成又开始对线状面组合光栅进行试验,该组合光栅元件可将一束激光衍射成位于一个扇形平面内的多条光线。此扇形面可作为平面安装或调整的基准平面;在垂直于扇形的平面内可得到由光点连成的直线。作为安装高度的基准线,该项试验制做了不同光栅常数的全息光栅。对不同常数的光栅进行了组合选择和不同使用方式的实验,经过分析综合,找出了光栅的最佳组合和使用条件。
三、全息术的应用研究
1979年7月~1982年,省科学院激光研究所全息组开展了激光全息技术及其应用的研究。该研究包括7个方面的内容:①一般全息照像技术;②实时全息进干涉术;③双曝光全息干涉术;④夹层全息干涉术;⑤时间平均全息干涉术;⑥白光再现全息干涉术;⑦实时频内全息干涉术。该课题除第七项因受设备限制未进行,其他六项都进行了原理性探讨,并取得了较好的实验结果。其中"时间平均全息干涉术"已用于纺织机械纲领的振型分析。该项研究于1981年12月由省科学院验收,获1982年河北省科技成果四等奖。
1981年2~7月,河北师范大学物理系吴汝鉴、康志林等人开展了激光全息无损检验研究。该项研究是利用激光全息照相来检验物体表面和内部的缺陷,它将物体表面和内部的缺陷通过外界加载的方法,使其在相应的物体表面造成局部变形,再用激光全息照相来观察和比较这种变形,判断出物体内部的缺陷。
四、全息记录材料
1980年9月~1981年12月,河北化工学院王连仲等人承担了铬胶全息干板及其复制光栅的研究,此种干板是一种非银盐的感光材料,与含银全息干坂相比,不仅具有衍射效率高、噪声低等特点,而且不消耗贵重金属白银。该项研究在国内首先把铬胶全息衍射光栅推进到实用阶段,具有制作工艺简单,且成本低的优点,技术达国内先进水平,1982年,通过省高教局鉴定。
第五章 计算机技术应用
石家庄市电子计算机技术开发应用始于70年代中期,发展于80年代。1983~1985年全市列入省、市科委与经季科研计划的微机应用项目有84项,其中1984年的微机应用项目数量占整个科研计划的40%。截止1985年底,全市从事微机开发应用的科研单位和大专院校共15所;从事计算机应用和服务的科技人员共500余人;有11个行业投资计940万元开展了157个计算机应用项目。微机拥有量为254台,主要有IBM-PC/XT、APPLE、BCM型电子计算机和各类单板机。
第一节 生产过程控制与检测
1970年,石家庄化肥厂购进了1台JCD-331型小型晶体管计算机,以用于合成净化生产控制。1977年,石家庄热电厂、东风塑料厂和新华针织厂等单位先后将JS-10A型工业控制机用于过程控制,均因当时国产计算机质量不过关等问题而未获成功。
1981~1982年,石家庄市化纤织物厂在山西省电子研究所配合下,对Z-216单色毛皮织机进行改造,研究成功MCZ-216B型微机群控人造皮毛电子提花系统。该系统由DJS-064(MC6800)微处理机为主机,群控4台提花机,纺织三色图案的毛皮织物,具有开工、收工、新强、继续等功能和分调、统计及显示程序,能增加产品的花色品种,比普通单色毛皮利润增加5倍,每台织机年产值增加30万元。该项目获1983年河北省科技成果二等奖和纺织部科技成果三等奖。
1983年6月,省科学院自动化研究所王耕田、呈矿山亭等首先研制出水泥生料粉磨微机控制系统。石家庄市无线电一厂在该研究成果的基础上组织批量生产,形成了4个系列、16个品种的产品。通过10个水泥厂的应用,证明技术性能良好。该系统对各种物料下料的控制精度可达1%,碳酸钙的合格率由40%提高到80%,高于部颁标准55%,使年产15万吨水泥的工厂,年可降低成本60万元,节电60万度。同年,石家庄第一棉纺织厂与北京计算机技术服务部合作完成了微型机布机监测系统,使布机效率提高1.5%,年增效益15万元,至1984年该厂已在1000台布机上进行了应用。同年,石家庄第四棉纺织厂微机布机监测系统也获得成功,并通过省级鉴定。1984年按照省经委下达的任务,实现了2149台布机微机监测,并将这一技术推广应用于细纱、梳棉、清花、络筒、电耗等生产过程的监测和管理。从1983年起,省自动化研究所与石家庄市化纤织物厂等单位合作,研制成功JSZ-261型电脑人造毛皮提花机。该机可根据经定参数要求,方便地生成图案信息及变换图案,并可显示产量。经石家庄市化纤织物厂现场动手使用,表明该机具有运行可靠、操作简便、花型清晰、毛皮手感均匀、变换花型快等特点,与素毛机相比,每年每台织机可增产值20~30万元。该项目1984年通过省级鉴定并在国内行业推广应用,获1985年河北省科技进步二等奖。省自动化研究所还与市化纤织物厂合作,开发了散纤维染色自动化系统,该系统由8085专用单板机控制散晴伦纤维染色工艺,减轻了工人劳动强度,提高了染色质量和染色牢度,该项研究于1984年通过省级鉴定并获省科学院科技成果三等奖。同期,省电子技术研究所贾彦凯、王京玲、刘朝录等与晋县化肥厂合作,开发出"小化肥氢氮比微型机控制系统",晋县化肥厂采用该微机控制系统后,氢氮比合格率比常规仪表控制提高13%以上,该项研究1985年通过省级技术鉴定。
1984年,石家庄第一棉纺织厂投资4万元,完成了微机电耗监测系统,可节约用电量3%,全年节电100万度。同年,石家庄市灯泡厂与省科学院应用数学研究所共同开了发玻璃池炉微机控制系统。该控制系统的应用使灯泡厂年节约煤气130万立方米,年综合经济效益达35万元。该项目1984年通过省级鉴定并在省内推广应用。同年,石家庄市第一制药厂研制成功四通道温度控制机,并应用于维生素C结昌精制岗位,性能良好,年综合经济效益为16.6万元,获1985年河北省科技进步四等奖。同年,省科学院自动化研究所寇石产、宋福树、王仲化等开展了微电脑自寻最优控制器的研制工作,该控制器是以钢铁厂高炉热风炉为控制对象而设计的,也可以应用于其他具有类似燃烧过程的自动控制,尤其是要求快速升温的燃烧过程,用以实现燃烧时的最佳燃料配比、保温、节能等工艺的要求。该控制器技术上达到了国内先进水平,在智能控制器的研制及应用方面填补了国内一项空白,获1985年河北省科技进步二等。该控制器在邢台钢厂高炉热风炉上应用后,不仅实现了自动烧炉,提高了送风温度,延长了热风炉的使用寿命,而且节约煤气10%以上,1座小型热风炉年节约煤气达10万元。
1985年初,省电子技术研究所与石家庄市啤酒厂合作,研制成功"FK-8啤酒发酵微机控制系统"。同年7月,该系统在石家庄市啤酒厂投入使用,可同时对8个露天发酵罐的温度、压力进行控制,使每个发酵罐以各自的工艺曲线独立运行,并对啤酒发酵给定量的温度曲线进行连续跟踪,温度控制精度在±0.5℃以内,实际达到±0.2℃,从而稳定和提高了啤酒质量,在保证啤酒质量的前提下酒龄缩短五分这一,每年可增产量2万吨。该系统在控制方法、控制精度和结构设计方面均达到国内先进水平,1985年通过省级鉴定,获河北省科技进步三等奖,并省内推广40余台(套)。同年,石家庄水泵厂与北京调节器厂合作,采用紫金Ⅱ型微机研制成功大型热处理电阻炉微机控温系统。该系统对电阻炉炉温在0~1000℃范围内进行自动控制,控制基本误差小于0.1%,并且具有炉温、时间显示打印和超温、故障报警等功能,这一成果应用后提高生产效率15%,节电15~20%,在限电的情况下能合理而充分地利用电能,节约设备投资8.75万元,增加耐磨铸件产量179吨,并减少了由于误操作而造成的废品损失。
第二节 机电一体化技术应用
石家庄市自1982年以来列为省、市科委与经委下达的机电一体化研究项目主要集中在机械、电子和纺织行业,其中26项取得了较好的应用效果,机电一体化产品与设备技术改造项目所占的比例分别为28.6%和71.4%。
1984年,省自动化研究所为石家庄市钢木家具厂研制成功自动多轴钻组合机床专用微机,使原来由工人靠台钻分8次加工的繁重劳动改为1次自动加工,提高工效3倍。该项研究设计合理,运行可靠,达到国内同行业先进水平,于1984年通过省级鉴定并获省科学院科技成果三等奖。同年,省电子技术研究所与石家庄市显像管厂合作研究成功黑白显像管参数自动测试台,该测试台可在10个工位上对显像管的各种参数进行自动检测,并具有自动转换、分选、显示和打印功能,测试精度均达到部颁标准。这一测试系统在国内首先把APPLE微机与M6800系列工业控制模板连通,组成一个灵活、可靠、软件丰富的实用系统,提高显像管测试工效5倍,1984年通过省级鉴定并小批量生产。同年,石家庄热电厂研制成功微型机电子皮带秤,整套装置投入使用以来,运行稳定可靠,系统精度在0. 3%以内,达到了国内先进水平。同年,石家庄市电机厂开始研制CY-85型电机检测仪,该仪器能满足小型及分马力电动机大批量生产的出厂检验需要,比原测试设备成本降低5倍,测试速度提高25倍,年节约测试费用达1.2万元。该项目通过省级鉴定,并形成了批量生产能力。石家庄煤矿机械厂1984年以来在省电子技术研究所的配合厂,应用微机改造C6140车床控制系统,车床工效提高近10倍。
1985年,石家庄市汽车制造厂用TP-801单板机控制618车床,经改造的车床能自动完成车削端面、内圆、外圆、锥面、切槽和倒角等工作,提高工效5~7倍,节电50%以上。不但改变了传统的操作方式,减轻了工人劳动强度,还提高了工件加工质量。同年,石家庄轴承厂采用微处理机控制MZ201磨床,以提高磨床电气控制系统的稳定性和可靠性。该厂用一位机控制器取代原硬件顺序控制系统,电气故障率降低到改造前的1/15,每年可多加工产品约8万件,节约维修费用50%。同年,石家庄市自动化研究所开始进行单片机的开发应用研究,该所应用单片机技术先后开发了压滤机控制器、棉纺厂打包机控制器、MZ201轴承磨床控制器、VN-150对焊机控制器、水磨石成型机控制装置、张力自控卷绕机以及智能化流量计和液体流量控制仪。同年底,市自动化研究所赵富等根据新理论和方法,开始对半导体整流器件动态分析系统进行研究,对处于工作状态的整流器件实现了在线质量分析和认定,获得一整套动态质量参数,成功地解决了静态测试时整流器件产生的"测试合格"与"上机合格"不一致的难题。测试系统由主机、专用计算机和六笔绘图仪组成。截止同年底,全市机械行业吸8个企业应用数显装置改造机床20台,安装数显座标26个;有10个企业采用经济型数控系统改造普通车床11台。
第三节 辅助管理及其它
70年代,石家庄市部分科研机构和行政单位先后将小型通用数字计算机运用于数据处理和计算工作。主要机型有DJS-6型、DJS-131型、TQ-16型、DJS-C4型和1001型等。
1981年,化工部十二化建公司与化工部施工技术研究所合作,开始将微机技术相继应用于土建工程预算、电气工程预算、设备管道工程预算、人事档案管理、劳动工资管理、企业财务决算、施工网络计划、劳动生产率计算、专门人才统计9个项目,报表准确并符合标准化要求,提高工效1倍以上,该项目获化工部施工技术成果三等奖。
1982年,石家庄第一棉纺织厂采用BCM-Ⅱ型机开发成功微机仓库管理系统,该系统具有记帐、查帐、增删和打印报表等功能,可及时提供仓库存储、消耗与占用资金等信息,为合理编制购销计划提供科学依据,完成对8000多种物料的管理,提高工效近10倍,减少占用资金10%,约18万元,该项目当年通过省级鉴定,并在同行业中推广应用。同年,省电子技术研究所郑学忠与省医院、承德医学院附属医院联合开发了"微机系统和汉字信息处理及中医辅助诊断系统"。该系统采用ZD-2000微机系统,自行研制了汉字处理程序,可处理汉字6763个。中医诊断应用软件存入了4种10大类临床常见头痛症的诊断程序,可开出中西药方3000余个,诊断结果和开出的药方能较好地模拟医生本人的诊断思维体系,体现了中医辨证施治的原则。系统实现了直接汉字输出和汉字编码输入,它与国内其他中医诊断计算机系统相比,具有汉字输入、输出的功能、性能稳定、软件可靠、处理速度快等特点,"双拼双声"汉字编码,使双拼双声结合,对现有双拼方案有创造性的突破,在国内同类项目中具有较先进的水平,该项目1983年通过省级鉴定,并获河北省科技成果三等奖。1982年以来,石家庄铁路分局电子计算所在北京铁路局支持下,先后投资142万元,开发了京沪圈车流系统、机务段流动系统、运输收入系统及财务管理系统等微机应用项目,这些系统与铁道部、路局连机成网,初步实现了铁路管理现代化。
1983年,省电子技术研究所和石家庄医药站共同开发出微机西药仓库管理系统,该系统准确、及时地提供各种药品的进库、出库、批号、货位号、失效期、结存、占用资金等信息,为计算库存量和药品采购等提供了必要的依据,降低了药品过期报废率,加快了资金周转,使用该系统每年可减少药品报废损失200万元,该项目1984年通过省医药总公司组织的技术鉴定。
1984年,石家庄市棉纺织系统主要企业相继建立了微机配棉管理系统。该系统在北京第一棉纺厂和江西纺印染厂配棉软件基础上进行了移植和改进。在棉库管理、自动配棉、成纱质量预测基础上,增加原价库、平均技术品级等功能模块,并改进配棉排队表格,利用推广应用。该项目在本市7个棉织厂推广应用,提高了配棉效率,保证了成纱质量稳定。同年,省应用数学研究所与市物资局合作开展了"小额中转的优化设计"研究项目,采用了图纸模型,将全国铁路网络改为"优化树"的形式,然后进行编码,计算机执行配车时充分利用其编码,输入、输出全部汉化。该软件经石家庄市金属材料小额中转站使用,配车水平显著提高,配车率从40%提高到75%以上,工作效率提高3~4倍,专用线配车发运率提高1倍以上,物资在压时间缩短了10~15天,该项目1985年通过省级鉴定。同年,省科学院自动化研究所王俊杰、周淑君、杜凡远与省中医院儿科专家马新云共同研制了微机辅助中医治疗小儿口感系统。该系统采用了ZD-2000汉字微型机,以及ASIC语言编制诊断程序、处方程序和自生病症的权系数程序,建立了模糊数学及"和不重数列"相结合的数学模型。经过100例临床验证,软件设计合理,操作简便,计算机所开处方与马新云医生诊诒经验的双肓符合率在95%以上。该系统的突出特点是模型的权系数能够根据病情的不同,利用计算机自动进行辨识,使模型具有较大的适应性和准确性,在中医计算机辅助诊治方面达到国内先进水平,该项目1984年通过省级鉴定并获省科技进步三等奖。
1984年以来,本市部分单位先后完成了一批计算机技术在经济信息管理、机关事务处理和办公自动化方面的开发应用项目,其中有省委省政府文件管理系统、省科技干部管理系统、省邮电管理系统、省经济信息自动化管理系统、省投入产出模型、省林业资源数据库、省农业银行远程统计信息传递系统、省科技情报资料管理系统、司法系统档案检索及办公自动化系统、外贸计算机辅助管理、省煤碳生产调度和运销调度系统、市财政数据管理系统、供电计划管理系统、市工商银行业务管理系统等。
1985年,石家庄市环境保护研究所与省应用数学研究所合作开发了区域工业污染源数据库应用系统。该系统在国内首先实现了工业污染源的计算机管理,具有建库、修改、评价、统计、查询、报表和保护等7种主要功能,能够快速、准确为环境管理、规化和科研提供可靠依据,提高工作效率,改善管理水平。该项目1985年通过省级鉴定并获国家环保局科技进步三等奖。