美国布鲁克海文国家实验室简介
作者：赵淑权 何介薇
单位：200032 上海，上海医科大学放射医学研究所
关键词：
美 国 布 鲁 克 海 文 国 家 实 验 室 简 介
布鲁克海文国家实验室(Brookharen National Laboratory,简称BNL)位於纽约长岛中部，占地5 265英亩。它隶属於国家能源部，以基础研究和应用研究为主，研究领域涉及物理学、生物医学、环境科学和能源技术。在物理学方面，其研究与开发能力在美国和世界科技领域都占有重要地位。这里先后有五位科学家摘取了诺贝尔物理学奖，被科学界誉为“诺贝尔物理学奖摇篮”。著名美籍华人物理学家丁肇中博士就在这里的交变梯度同步加速器(Alternating Gradient Synchrotron,简称AGS) ，发现了J粒子，荣获1976年诺贝尔物理学奖。
, 百拇医药
BNL的一大特色是它的多学科性。共有九个系：加速器研制系(Accelerator Development)、交变梯度同步加速器系、应用科学系、生物系、化学系、医学系、国家同步加速器光源(National Synchrotron Light Source,简称NSLS)系、核能系和物理系。来自不同研究学科的研究人员常聚在一起，用多学科的方法解决了许多复杂的问题。专业知识的广度使BNL保持科学发现的前沿，成为新思想、新发展和新技术繁荣的地方。
利用自身优势，不断开发高科技产品，是BNL的另一大特色。作为国家一流的实验室，不但在理论和方法上要不断创新，而且重视科技成果的应用与开发。他们灵活采取多种形式，同各大公司建立了广泛联系，与工业界人士密切合作，共同参与高科技专利产品的开发与商品化过程，及时将科研成果转化为生产力，使产品不断更新换代，同时也为实验室充实了经费，用於支持新的科研项目开发和实验室设备的更新。
BNL重视科技人才的开发与利用。该实验室拥有一流的实验设施，如NSLS，高通量中子束反应堆(High Flux Beam Reactor,简称HFBR)，AGS以及扫描透射电镜(Scanning Transmission Electron Microscope,简称STEM)等等，吸引了世界各地著名的科学家以及每年大约2 800名来自各大学、工业和其他实验室的科研人员和大学生，在这些设施上进行数百项各种实验。他们从中发现人才，利用人才，并达到交流和信息沟通的目的。BNL的一流设施和极其巨大的智能，这两者的相互结合和彼此吸引，产生了快速的科学进步。
, 百拇医药
BNL的科学家开发新的诊断显像技术，能观察到器官功能和代谢的微小细节，以及对於恶性脑肿瘤有前途的新治疗方面的研究。在硼中子俘获治疗(BNCT)中，BNL的研究人员用10B标记脑肿瘤，然后用低能中子束照射该肿瘤。10B吸收中子，经瞬间核裂变，产生能破坏癌细胞的α粒子。已证明在动物研究方面BNCT是成功的。单光子发射计算机断层(SPECT)，是一种非破坏性核显像技术，用来获得人体几乎任何部分的显像。它是以注入人体的放射性药物为放射源，利用可移动的γ探测器在体外从不同方位多次摄取放射性核素在体内的分布图像，再和计算机综合加工，重建为三维图像。它不仅能分层显示脏器的形态改变，而且可以观察到脏器的功能动态变化，以及放射性药物在脏器内的代谢分布。BNL的科学家利用SPECT研究可卡因对人体主要器官和器官系统的影响，进一步开发后，可能有助於科学家解开可卡因瘾君子们的秘密。
BNL利用HFBR和直线加速器同位素生产器(Linac Isotope Producer,简称LIP)生产短寿命的核素，用於生命科学的研究。他们发现，一种抗体5OH-19用99mTc标记，作为形象诊断，在动物实验中得到较好的效果，能对血块形成的部位作出明确的定位，能较早地对血管壁内的损伤部位作出形象诊断而给予治疗，能发现冠状动脉外科分流手术伤口是否正常愈合，以及追踪经医学处理后血块的分散情况等。
, 百拇医药
值得一提的是，1946年到1958年，美国在北马绍尔群岛进行了一系列核武器试验，比基尼和Enewetak岛一起作为B-3行动计划的基础，形成太平洋试验场。1954年3月1日在比基尼岛上爆炸了代号为“Bravo”的热核装置，爆炸产额比预期的大得多，达到1 500万吨级。高放射性沉降物严重地沉降在日本渔船和居住岛Rongelap、Ailingnae、Rongerik和Utirik上，致使239名马绍尔居民、28名美国军人，以及在“福龙丸”上23名日本渔民，受到了不同程度的照射，其中居民接受的剂量列在附表中。儿童甲状腺剂量大得多，是由於他们的甲状腺较小。
从那时起，BNL的科学家一直在估算这次事故对马绍尔居民造成的辐射剂量，同时对全体马绍尔居民提供医疗服务。1974年，BNL实行综合辐射安全计划，与劳伦斯*利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory,简称LLNL)合作。BNL完成Rongelap居民受照剂量的估算。由于污染的结果，居民继续接受照射。因此，1957年已返回家乡岛的Rongelap居民，在1958年，由绿色和平组织出面，他
, 百拇医药
附表 马绍尔居民接受的剂量估算(Gy)
地段*
年龄
(岁)
外照射剂量
甲状腺剂量
(平均—最大值)
Rongelap
1
1.90
50-200
(67人)
, 百拇医药
9
1.90
20-80
成人
10-40
Ailingnae
1
1.10
13-52
(18人)
9
1.10
5.4-22.0
, 百拇医药
成人
2.8-11.2
Utirik
1
0.11
6.7-27.0
(167人)
9
0.11
3.0-12.0
成人
0.11
1.5-6.0
, 百拇医药
注：*包括那些在子宫里受照的；**不包括外照射剂量
们再次搬家。LLNL负责测定来自环境和饮食来源的照射，BNL用全身计数器测定岛民体内137Cs的照射。1981年BNL开始使用PERALS尿试验，这是橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory,简称ORNL)开发的，用来测定马绍尔居民体内的239Pu水平。239Pu半衰期为24 065年，食入后长期滞留在体内，并且只能在尿或粪中才能测到它。在认真的调查以后，BNL发现，该法不够灵敏，不能产生精确的结果，而且错误地把210Po识别为239Pu。BNL的研究人员继而开发一个测定尿钚的新方法，称为裂变径迹分析法(Fission Track Analysis,简称FTA)，该法比PERALS试验灵敏300倍，于1987年首次使用。1988年9月，BNL的研究人员使用新的采样技术和FTA，分析了132个马绍尔居民的尿样，包括67个来自Rongelap居民的。LLNL的环境研究表明，Rongelap居民由於239Pu受到的平均照射剂量，在50年内将为0.30mSv，BNL通过FTA尿分析得出的结果为0.40mSv。这些数值与来自137Cs的平均剂量加在一起，都大大低於国际放射防护委员会(ICRP)制定的50年内50mSv的最大允许水平。
BNL建於1947年，实际上是九所大学的联合体，它们是：哥伦比亚大学、康奈尔(Cornell)大学、哈佛大学、约翰*霍普金斯大学、麻省理工学院、宾夕法尼亚大学、普林斯顿大学、罗切斯特大学和耶鲁大学。BNL使大学联合体与联邦政府的资源结合起来，进行科学研究，这是任何单个大学的能力所不及的。五十年来，有不少知名的科学家在那里工作过，做出了许多令人感兴趣的科研成果，他们的一些经验是值得我们借鉴的。他们在马绍尔群岛长达四十余年的医学调查、重建家园的工作，和前苏联切尔诺贝利核事故一样，将作为历史的遗产，丰富了人们的知识。 (收稿：1997-04-07 修回：1997-11-23), 百拇医药
单位：200032 上海，上海医科大学放射医学研究所
关键词：
美 国 布 鲁 克 海 文 国 家 实 验 室 简 介
布鲁克海文国家实验室(Brookharen National Laboratory,简称BNL)位於纽约长岛中部，占地5 265英亩。它隶属於国家能源部，以基础研究和应用研究为主，研究领域涉及物理学、生物医学、环境科学和能源技术。在物理学方面，其研究与开发能力在美国和世界科技领域都占有重要地位。这里先后有五位科学家摘取了诺贝尔物理学奖，被科学界誉为“诺贝尔物理学奖摇篮”。著名美籍华人物理学家丁肇中博士就在这里的交变梯度同步加速器(Alternating Gradient Synchrotron,简称AGS) ，发现了J粒子，荣获1976年诺贝尔物理学奖。
, 百拇医药
BNL的一大特色是它的多学科性。共有九个系：加速器研制系(Accelerator Development)、交变梯度同步加速器系、应用科学系、生物系、化学系、医学系、国家同步加速器光源(National Synchrotron Light Source,简称NSLS)系、核能系和物理系。来自不同研究学科的研究人员常聚在一起，用多学科的方法解决了许多复杂的问题。专业知识的广度使BNL保持科学发现的前沿，成为新思想、新发展和新技术繁荣的地方。
利用自身优势，不断开发高科技产品，是BNL的另一大特色。作为国家一流的实验室，不但在理论和方法上要不断创新，而且重视科技成果的应用与开发。他们灵活采取多种形式，同各大公司建立了广泛联系，与工业界人士密切合作，共同参与高科技专利产品的开发与商品化过程，及时将科研成果转化为生产力，使产品不断更新换代，同时也为实验室充实了经费，用於支持新的科研项目开发和实验室设备的更新。
BNL重视科技人才的开发与利用。该实验室拥有一流的实验设施，如NSLS，高通量中子束反应堆(High Flux Beam Reactor,简称HFBR)，AGS以及扫描透射电镜(Scanning Transmission Electron Microscope,简称STEM)等等，吸引了世界各地著名的科学家以及每年大约2 800名来自各大学、工业和其他实验室的科研人员和大学生，在这些设施上进行数百项各种实验。他们从中发现人才，利用人才，并达到交流和信息沟通的目的。BNL的一流设施和极其巨大的智能，这两者的相互结合和彼此吸引，产生了快速的科学进步。
, 百拇医药
BNL的科学家开发新的诊断显像技术，能观察到器官功能和代谢的微小细节，以及对於恶性脑肿瘤有前途的新治疗方面的研究。在硼中子俘获治疗(BNCT)中，BNL的研究人员用10B标记脑肿瘤，然后用低能中子束照射该肿瘤。10B吸收中子，经瞬间核裂变，产生能破坏癌细胞的α粒子。已证明在动物研究方面BNCT是成功的。单光子发射计算机断层(SPECT)，是一种非破坏性核显像技术，用来获得人体几乎任何部分的显像。它是以注入人体的放射性药物为放射源，利用可移动的γ探测器在体外从不同方位多次摄取放射性核素在体内的分布图像，再和计算机综合加工，重建为三维图像。它不仅能分层显示脏器的形态改变，而且可以观察到脏器的功能动态变化，以及放射性药物在脏器内的代谢分布。BNL的科学家利用SPECT研究可卡因对人体主要器官和器官系统的影响，进一步开发后，可能有助於科学家解开可卡因瘾君子们的秘密。
BNL利用HFBR和直线加速器同位素生产器(Linac Isotope Producer,简称LIP)生产短寿命的核素，用於生命科学的研究。他们发现，一种抗体5OH-19用99mTc标记，作为形象诊断，在动物实验中得到较好的效果，能对血块形成的部位作出明确的定位，能较早地对血管壁内的损伤部位作出形象诊断而给予治疗，能发现冠状动脉外科分流手术伤口是否正常愈合，以及追踪经医学处理后血块的分散情况等。
, 百拇医药
值得一提的是，1946年到1958年，美国在北马绍尔群岛进行了一系列核武器试验，比基尼和Enewetak岛一起作为B-3行动计划的基础，形成太平洋试验场。1954年3月1日在比基尼岛上爆炸了代号为“Bravo”的热核装置，爆炸产额比预期的大得多，达到1 500万吨级。高放射性沉降物严重地沉降在日本渔船和居住岛Rongelap、Ailingnae、Rongerik和Utirik上，致使239名马绍尔居民、28名美国军人，以及在“福龙丸”上23名日本渔民，受到了不同程度的照射，其中居民接受的剂量列在附表中。儿童甲状腺剂量大得多，是由於他们的甲状腺较小。
从那时起，BNL的科学家一直在估算这次事故对马绍尔居民造成的辐射剂量，同时对全体马绍尔居民提供医疗服务。1974年，BNL实行综合辐射安全计划，与劳伦斯*利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory,简称LLNL)合作。BNL完成Rongelap居民受照剂量的估算。由于污染的结果，居民继续接受照射。因此，1957年已返回家乡岛的Rongelap居民，在1958年，由绿色和平组织出面，他
, 百拇医药
附表 马绍尔居民接受的剂量估算(Gy)
地段*
年龄
(岁)
外照射剂量
甲状腺剂量
(平均—最大值)
Rongelap
1
1.90
50-200
(67人)
, 百拇医药
9
1.90
20-80
成人
10-40
Ailingnae
1
1.10
13-52
(18人)
9
1.10
5.4-22.0
, 百拇医药
成人
2.8-11.2
Utirik
1
0.11
6.7-27.0
(167人)
9
0.11
3.0-12.0
成人
0.11
1.5-6.0
, 百拇医药
注：*包括那些在子宫里受照的；**不包括外照射剂量
们再次搬家。LLNL负责测定来自环境和饮食来源的照射，BNL用全身计数器测定岛民体内137Cs的照射。1981年BNL开始使用PERALS尿试验，这是橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory,简称ORNL)开发的，用来测定马绍尔居民体内的239Pu水平。239Pu半衰期为24 065年，食入后长期滞留在体内，并且只能在尿或粪中才能测到它。在认真的调查以后，BNL发现，该法不够灵敏，不能产生精确的结果，而且错误地把210Po识别为239Pu。BNL的研究人员继而开发一个测定尿钚的新方法，称为裂变径迹分析法(Fission Track Analysis,简称FTA)，该法比PERALS试验灵敏300倍，于1987年首次使用。1988年9月，BNL的研究人员使用新的采样技术和FTA，分析了132个马绍尔居民的尿样，包括67个来自Rongelap居民的。LLNL的环境研究表明，Rongelap居民由於239Pu受到的平均照射剂量，在50年内将为0.30mSv，BNL通过FTA尿分析得出的结果为0.40mSv。这些数值与来自137Cs的平均剂量加在一起，都大大低於国际放射防护委员会(ICRP)制定的50年内50mSv的最大允许水平。
BNL建於1947年，实际上是九所大学的联合体，它们是：哥伦比亚大学、康奈尔(Cornell)大学、哈佛大学、约翰*霍普金斯大学、麻省理工学院、宾夕法尼亚大学、普林斯顿大学、罗切斯特大学和耶鲁大学。BNL使大学联合体与联邦政府的资源结合起来，进行科学研究，这是任何单个大学的能力所不及的。五十年来，有不少知名的科学家在那里工作过，做出了许多令人感兴趣的科研成果，他们的一些经验是值得我们借鉴的。他们在马绍尔群岛长达四十余年的医学调查、重建家园的工作，和前苏联切尔诺贝利核事故一样，将作为历史的遗产，丰富了人们的知识。 (收稿：1997-04-07 修回：1997-11-23), 百拇医药