[科普中國]-示蹤試驗(yàn)

簡介

示蹤實(shí)驗(yàn)不僅應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)，在其他學(xué)科及生產(chǎn)實(shí)踐中也被廣泛采用。特別是放射性同位素被發(fā)現(xiàn)以后，示蹤法又進(jìn)入了一個(gè)新的階段。示蹤法能形象、直觀、及時(shí)地顯示出物理過程。它可以是實(shí)物示蹤，也可以是模擬示蹤。示蹤法還常常配合其他實(shí)驗(yàn)方法共同使用。

我們把紅墨水滴入靜止的清水中，即可觀察紅墨水分子的擴(kuò)散；布朗運(yùn)動(dòng)就是應(yīng)用示蹤法觀察物體運(yùn)動(dòng)的典例；在粒子物理中，云室、氣泡室、照相底片都可留下粒子運(yùn)動(dòng)的蹤跡。1

示蹤實(shí)驗(yàn)測(cè)流基本原則示蹤實(shí)驗(yàn)也被稱為稀釋法?；驹瓌t是選擇一種適合該水流的示蹤劑。通過此方法，能夠在投源點(diǎn)下游整個(gè)河段的豎向擴(kuò)散和橫向擴(kuò)散達(dá)到充分之后，通過測(cè)量其示蹤劑的稀釋度而計(jì)算得出流量。按示蹤劑投入方法不同可分為：連續(xù)注入法、一次投入法。連續(xù)注入法是將示蹤劑連續(xù)均勻地注入水流中，在水流下游測(cè)量水中該示蹤劑的含量；一次投入法將一定量的示蹤劑瞬時(shí)投入水流中，在水流下游測(cè)量該示蹤劑含量的變化過程，從而推算流量。

示蹤劑①放射性示蹤劑——測(cè)量放射性射線、粒子；

②化學(xué)示蹤劑——氯化鈉、碘、鋰、錳鹽；

③熒光示蹤劑2

實(shí)驗(yàn)基本流程由于示蹤實(shí)驗(yàn)的特殊性，除了遵循一般實(shí)驗(yàn)要求外，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮褪聚檶?shí)驗(yàn)的類型，考慮和解決示蹤劑的選擇、觀察方法及數(shù)據(jù)處理等問題。所以，示蹤實(shí)驗(yàn)必須按照一定的基本程序進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段是示蹤實(shí)驗(yàn)過程中的重要階段。主要對(duì)使用的示蹤劑、研究對(duì)象、探測(cè)儀器、實(shí)驗(yàn)用具和試劑等實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行準(zhǔn)備。并通過預(yù)實(shí)驗(yàn)檢查和完善這些條件。不僅如此，通過模擬實(shí)驗(yàn)（冷試驗(yàn)）可掌握操作技術(shù)和熟悉實(shí)驗(yàn)過程。此階段可在小范圍內(nèi)進(jìn)行活性實(shí)驗(yàn)，了解探測(cè)儀器的性能及確定示蹤劑選擇是否合適，防護(hù)條件和廢物處理措施能否合乎要求等。

不僅如此，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和預(yù)實(shí)驗(yàn)中，除設(shè)正常實(shí)驗(yàn)對(duì)照外，還應(yīng)設(shè)放射性工作液的空白對(duì)照組分，以利于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的糾正?？傊?，該階段的最終目的是根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，調(diào)整與修改實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，完善實(shí)驗(yàn)方法，以保證正式實(shí)驗(yàn)的順利完成，并強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過程的最優(yōu)化和最簡略化。

正式實(shí)驗(yàn)階段它是實(shí)驗(yàn)研究計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)施與完成的階段。應(yīng)在已確定的條件下，按具體的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行工作。尤其是示蹤劑的使用、樣品的收集與制備以及放射性測(cè)量都要求按計(jì)劃進(jìn)行。若必須修改實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性和可比性。在此階段中，與預(yù)實(shí)驗(yàn)一樣，必須認(rèn)真做好詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)記錄，包括實(shí)驗(yàn)步驟、測(cè)量結(jié)果。意外現(xiàn)象也應(yīng)詳細(xì)記錄。

實(shí)驗(yàn)總結(jié)階段該階段的任務(wù)是按照研究設(shè)計(jì)的要求，認(rèn)真檢查與歸納原始資料，使之系統(tǒng)化、條理化。盡量地減少或消除整理引起的誤差。并根據(jù)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，找出事物的內(nèi)在聯(lián)系，得出最后的結(jié)論。對(duì)于大量放射性測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算、整理與比較，可利用計(jì)算機(jī)的專用程序來完成。但應(yīng)指出，示蹤實(shí)驗(yàn)中，有時(shí)需要進(jìn)行放射性計(jì)數(shù)校正和特殊數(shù)據(jù)計(jì)算?；蛞?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)不足，需做補(bǔ)充試驗(yàn)和進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析，以獲得正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)的善后處理階段示蹤實(shí)驗(yàn)不同于一般實(shí)驗(yàn)，尤其是放射性核素示蹤實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生各種放射性廢物必須妥善處理，要根據(jù)使用核素的核性質(zhì)、半衰期和化學(xué)性質(zhì)等，并根據(jù)國家的相關(guān)法規(guī)和政策選擇適當(dāng)?shù)姆绞椒椒?。所以，?shí)驗(yàn)結(jié)束后的處理工作，仍是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的一部分。并且，放射性廢物的處理及放射性污染與防護(hù)，應(yīng)當(dāng)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中都予以高度重視。