核技术应用及进展(0概述)PPT课件
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核技术应用课件
正电子湮灭
➢正电子湮灭前在人体 组织内行进1-3mm
➢湮灭作用产生: ➢能量（光子是 511KeV） ➢动量
同时产生互成180度的 511 keV的伽玛光子。
PET
➢ PET。正电子发射计算机 断层扫描（Positron Emission Computerized Tomography,简称PECT或 PET）是目前最先进的医 疗诊断设备。
核技术应用
核 科 学 技 术 的 组 成 和 应 用 范 围
中国第一颗原子弹爆炸烟云
核物理和 放射化学 等基础研 究。
优化的EDTMP结构
我国的10MeV直线感应加速器
核技术的应用领域
环境污染 治理和分 析检测
环境
军事
核医学
核技术诊断与辐照治疗
科学研究
核技术
辐射育种、辐射不
农业
育防治虫害和同的浓度 测定文物、化石、煤 炭等的年代。
检测 与分 析, 辐射 加工
➢核医学 ➢核农学 ➢环境 ➢考古 。。。。
核医学
➢什么是核医学？
➢核医学是一门利用与研究放射性核素诊断与治 疗疾病并探索其机制与理论的医学学科。
➢核医学包括基础研究和临床应用两个部分， 他们的发展又与核药学及核仪器的发展密 切相关。
➢γ刀 ➢X 刀
硼中子俘获疗法
➢将中子俘获截面大的核素引入亲肿瘤药物， 注射到或服入肿瘤患者体内，待药物富集于 肿瘤组织后，用中子束照射肿瘤部位引起中 子俘获反应，核反应产生的次级辐射及反冲 核对肿瘤细胞起杀伤作用，这种治疗癌症的 方法称为中子俘获疗法。以10B作为靶核素的 中子俘获治疗特称为硼中子俘获疗法（BNCT ，Boron Neutron Capture Therapy)
最新第六章 核技术在医学领域中的应用_图文PPT课件
68Ga 67.629 511（≤178.2） 68Zn（p，n）；68Ge（EC）
82Rb 1.273 511（≤190.94） 85Rb（p，4n）；82Sr（EC）
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核技术应用概论——核技术在医学领域中的应用
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二、治疗用放射性核素
适合于治疗的放射性核素应满足下列条件： 只发射α、β、俄歇电子，或仅伴随发射少量弱γ射线； 半衰期为数小时至数十天； 衰变产物为稳定核素； 可获得高比活度的放射性制剂。
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核技术应用概论——核技术在医学领域中的应用
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（二）心肌乏氧显像剂
心肌因供血不足，致使部分心肌 处于乏氧状态；若得不到及时治疗， 就可能坏死。目前，采用溶栓、血 管成形或再造技术等临床手段可降 低死亡率，改善预后。
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心 脏 搭 桥 手 术
核技术应用概论——核技术在医学领域中的应用
72.91 h EC
167.43（10.0）
Hg（d，x）； 203Tl（p，3n）； 201Pb（EC）
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核技术应用概论——核技术在医学领域中的应用
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一、诊断用放射性核素
适合于PET显像的常用放射性核素及其生产方法
核素
T1/2 （min）
主要射线能量 （keV）
生产方式
11C 20.39 511（≤199.52） 14N（p，α）；10B（d，n）
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核技术应用概论——核技术在医学领域中的应用
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第二节 医用放射性核素
诊断用放射性核素 治疗用放射性核素
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核技术应用概论——核技术在医学领域中的应用
小学教育ppt课件教案核能与科学研究核技术在科研中的应用
外照射治疗
利用放射源产生的辐射能 量，从体外对肿瘤进行照 射，适用于深部肿瘤的治 疗。
医学影像学中核技术应用
单光子发射计算机断层扫描（SPECT）
利用单光子发射同位素标记的生物分子，在人体内进行断层扫描成像，用于诊断心血管疾 病、神经系统疾病等。
核医学影像学
结合放射性同位素示踪技术和医学影像学方法，对疾病进行早期诊断、治疗和预后评估。
。
03 典型案例分析：核技术在医学领域应用
CHAPTER
放射性同位素在医学诊断中作用
1 2
放射性同位素示踪技术
利用放射性同位素标记药物或生物分子，追踪其 在生物体内的代谢和分布，为医学诊断提供依据 。
放射性同位素扫描
通过检测放射性同位素在人体内的分布情况，生 成图像，用于诊断肿瘤、心血管疾病等。
未来发展趋势预测
小型化、模块化
未来核能技术将朝着小型化、模块化的方向发展 ，提高核能系统的灵活性和可扩展性。
高效、清洁
随着技术的进步，未来核能系统将更加高效、清 洁，提高能源利用效率和减少对环境的影响。
多领域应用
除了传统的电力领域，未来核能技术将在更多领 域得到应用，如供热、海水淡化、航天等。
提高公众对核能科技认知水平
辐射加工技术优势
与传统的化学加工方法相比，辐射加工技术具有无污染、无残留、高效节能等 优点。同时，辐射加工技术还可以实现常温常压下的加工处理，避免了高温高 压等极端条件对物质性质的影响。
工业安全监控中核技术应用
辐射监测技术
利用放射性同位素或加速器产生的射线对工业环境中的放射性物质进行实时监测 ，可以及时发现潜在的辐射危害，保障工业安全。
01
加强科普宣传
通过科普讲座、展览、宣传册等多种形式，向公众普及核能科技知识，
最新核技术应用核医学PPT课件
PET: 符合探测电路
❖ 空间分辨率
SPECT: 8~12 mm PET: 3~5 mm
❖ 灵敏度: PET >SPECT
❖ 扫描时间: PET<SPECT
第二节 医用放射性核素
❖ 放射性药物：用放射性核素或标记化合物及生物制品来研究、 诊断、治疗疾病的制剂。
❖ 分类（按作用途径）： 体外放射性药物
❖ SPECT显像用的放射性核素最好只发射单能γ射线，不发射 带电粒子。
带电粒子对于显像不仅没有贡献，反而会对病人增加不必要的内照射。
γ射线能量最好在100～300keV之间，能量太低，从发射点穿出体外的吸 收损失增加；能量过高，要求的准直器厚度增加。
❖ 常用核素：99mTc, 67Ga, 111In, 123I, 125I, 201Tl, … ❖ 99mTc为首选核素，目前99mTc标记的放射性药物占全部放射性药物的
PET/CT能实现的，PET或CT不一定能实现。
兼容型 PET/CT
CT图像对PET图像的衰减校正
SPECT与PET的区别
❖ 放射性核素
SPECT 99mTc、131I PET 15O、11C、13N、
18F 人体基本元素
❖ 探测信号
SPECT: 单光子
PET: 双光子
❖ 空间定位
SPECT: 准直器
仪器组成：旋转γ相机、计算机及专用软件、附加设备。 功能：获得人体内放射性核素的三维立体分布图像。
单光子发射型计算机断层成像设备（SPECT）
单光子发射计算机断层成像术（SPECT）
主要原理：
❖ 投影采集
SPECT的探头装在可旋转的支架上，围绕病人旋转。 数据采集可以根据需要从某一角度开始，在预定时间内采集投影图像，然 后旋转一定角度，在同样时间内采集下一幅投影图像。如此重复，直到旋转180 或360度停止。
核能、核技术利用与环境保护PPT课件
一、核能与核技术利用现状
放射源的应用始于1901年，不过，直到1940年的近40年的时间 内，主要局限于镭源的医疗应用。40年代后，密封源的种类以 及数量不断增长，应用领域也迅速拓宽。时至今日，放射源已 广泛地应用于医疗、研究、工农业以及一些消费品中。除了在 工业射线照相和一些辐照器中使用的组合源的体积较大外（还 有一些特殊的应用，如避雷针），大多数放射源的尺寸都很小。 通常用作辐照器的密封源含有60Co和137Cs、中子源含有241Am等。 密封源的应用行业和企业包括：核设施、辐照中心、科研院校、 医疗机构、地质和煤田勘探与开采、石油开采与炼油、公路与 桥梁建设、机械制造与安装、建材（尤其是水泥厂）、纺织、 卷烟、造船、电力、制药、育种、造纸、冶金、仪表和钟表制 造、电影制片、木材、塑料、面粉、饲料加工、电缆、荧光灯 生产等。
二、核能、核技术利用与环境保 护
甘肃省核与辐射安全局工作职能 负责辖区内各类伴有辐射的建设项目、设施的环境日 常监督与管理以及物件的申请登记与建档；负责对一 切伴有辐射的项目和活动导致的环境影响的日常监测； 负责辐射环境水平的常规监测和污染源的监督监测； 编制年度辐射环境质量报告书；负责辐射污染事故污 染状况监测，辐射环境事故应急响应中的应急监测， 参与事故的调查处理，及事故后的环境恢复监督监测， 参与解决因辐射污染引起的民事纠纷；负责城市放射 性废物库的管理和运行；负责核技术应用设施及辐射 项目退役和退役后的监督管理与监测；开展辐射项目 环境影响评价；开展辐射环境领域的科研及辐射环境 保护的宣传与教育工作等。
二、核能、核技术利用与环境保 护
核能与核技术利用的广泛应用，给人类带来巨大利益的同 时，也存在巨大的安全隐患和环境问题。1979年美国三哩 岛核电站泄露事故、1986年苏联切尔诺贝利核电爆炸事故、 2011年日本福岛核电泄露事故造成了人员伤亡和严重的环 境污染，核与辐射安全和环境保护问题引起全球的关注与 重视。
核能利用现状及发展趋势讲义(PPT 41张)
核聚变不会产生污染环境的放射性物质。
5
核聚变的实现方式
聚变反应需要非常高的温度（上亿摄氏度），以克服 两个带正电的氘核之间的巨大排斥力 目前主要的几种可控核聚变方式：
超声波核聚变
激光约束（惯性约束）核聚变 磁约束核聚变（托卡马克） 目前，实现受控核聚变还存在许多困难，核聚变能的 大规模和平利用还尚需时日。
1m3天然气
9,800 kcal
1kgU-235裂变释放的能量相当于2800吨标准煤燃烧 释放的能量
10
核裂变链式反应
裂变反应中放出的 中子与其它可裂变 核碰撞，引起新的 核裂变，放出第二 代中子，再引起核 裂变反应，放出第 三代中子，如此持 续下去的过程。
11
维持链式反应的条件
6
全超导非圆截面托卡马克
←中国新一代热核聚变装置EAST
▲中国科学院等离子体所负责这 一项目
国际热核实验反应堆ITER→
7
核裂变（Nuclear fission）
又称核分裂，是一个原子核分裂成几个原子核的变化。一般由 重的原子（主要是指铀或钚）分裂成较轻的原子的一种核反应 形式。 一个重核吸收一个中子分裂成两个轻核，同时放出数个中子和 一定的能量。
核聚变（fusion）
核裂变（fission）
3
核聚变（Nuclear fusion）
指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高 温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的 原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。
4
核聚变的两大优点
核聚变能可为人类提供“取之不尽用之不竭”的能源。
核技术在当今社会的广泛应用PPT课件
• 核粒子： 中子、 射线、 粒子、粒子、正电子、质子、 以及加速器出射的其它粒子。
• 相互作用：主要是电磁作用 ，以及核力作用。 • 核分析方法大量出现、发展和广泛应用起始于上世纪60年
代。加速器和反应堆等大型仪器设备从核物理实验专用设 备“解放”出来，有条件用于应用方面的研究。
17
3 核分析分类
10
放射性示踪法的特点
• 灵敏度高 可探测<1 nCi, 10-1410-13 g 化学分析只能达到10-9 g
• 测量简便、易分辨 不受非放杂质干扰，活体研究，体外测量
• 提供原子、分子水平的研究手段 微观作用机理、动态变化过程
• 合乎生理条件 不扰乱体内生理过程的平衡状态
• 能定量定位：组织器官、细胞、亚细胞水平
13
核分析与核检测技术
• 定义： 核分析方法是利用中子，光子和带电粒子与物质
测 和研究物质的成分和结构的方法。
• 分类： 活化分析(Activation Analysis) 离子束分析(Ion Beam Analysis) 核效应分析(Nuclear Effect Analysis)
14
核分析与核检测技术
• 核分析技术的优点和特点： 灵敏度高 准确度好，误差小，不破坏样品的宏观结构 可多元素同时分析 易于自动化和原距离控制
15
1 核分析特点
• 在近代科学的发展中，人们十分重视材料的研究和发展。 许多材料的重要的物理性能和化学性能与材料中的痕量杂 质元素、晶体的缺陷和微观结构有关。人们发展了许多物 理的和化学的分析方法，对元素成分、物质结构以及杂质 浓度体分布和表面层的形貌特征等进行测量和表征。这些 分析方法同样也适用其它领域。
第5章 核技术在当今社会的广泛应用
• 相互作用：主要是电磁作用 ，以及核力作用。 • 核分析方法大量出现、发展和广泛应用起始于上世纪60年
代。加速器和反应堆等大型仪器设备从核物理实验专用设 备“解放”出来，有条件用于应用方面的研究。
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3 核分析分类
10
放射性示踪法的特点
• 灵敏度高 可探测<1 nCi, 10-1410-13 g 化学分析只能达到10-9 g
• 测量简便、易分辨 不受非放杂质干扰，活体研究，体外测量
• 提供原子、分子水平的研究手段 微观作用机理、动态变化过程
• 合乎生理条件 不扰乱体内生理过程的平衡状态
• 能定量定位：组织器官、细胞、亚细胞水平
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核分析与核检测技术
• 定义： 核分析方法是利用中子，光子和带电粒子与物质
测 和研究物质的成分和结构的方法。
• 分类： 活化分析(Activation Analysis) 离子束分析(Ion Beam Analysis) 核效应分析(Nuclear Effect Analysis)
14
核分析与核检测技术
• 核分析技术的优点和特点： 灵敏度高 准确度好，误差小，不破坏样品的宏观结构 可多元素同时分析 易于自动化和原距离控制
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1 核分析特点
• 在近代科学的发展中，人们十分重视材料的研究和发展。 许多材料的重要的物理性能和化学性能与材料中的痕量杂 质元素、晶体的缺陷和微观结构有关。人们发展了许多物 理的和化学的分析方法，对元素成分、物质结构以及杂质 浓度体分布和表面层的形貌特征等进行测量和表征。这些 分析方法同样也适用其它领域。
第5章 核技术在当今社会的广泛应用
核技术应用及进展(辐射工艺辐射消毒灭菌)课件
核技术应用及进展(辐射工艺、辐射消毒、灭菌)
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第四节 食品的辐射应用
2. 推迟成熟
➢用0.3—0.45kGy 的剂量可以在常温下使香蕉 的成熟期推迟5—10 天。
➢1kGy的剂量对芒果进行辐射处理,可以使芒果 的成熟期推迟12天左右。
➢对番茄用4kGy的剂量进行辐射处理，可以把 成熟期推迟8天。
➢要改善菠萝的性能，剂量应该控制在0.3 —
0.6kGy 之间。
核技术应用及进展(辐射工艺、辐射消毒、灭菌)
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第四节 食品的辐射应用
3. 灭菌 在食品的保藏期内，蔬果和肉类很容易因为细 菌和霉菌的作用而很快腐败。高能射线能破坏 微生物细胞核内的DNA，生成的活性粒子也 会对细菌造成杀伤，所以辐射法可以有效地对 这类食品进行灭菌处理，延长它们的保存期。
8
一、原子辐射研究的历史发展
在国际原子能机构(IAEA)、联合国粮
农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)的
倡议下，1970年在巴黎成立了“食品
辐射(照)国际计划”(IFIP)，先后共有
24个国家参加该计划，分工协作进行
研究。
核技术应用及进展(辐射工艺、辐射消毒、灭菌)
9
二、食品辐射的特点
➢ “冷杀菌”——不会对食品的品质造 成损伤,可以保持其原有的色、香、味 和外观品质；
➢依据以前各届专家委员会的建议和这些机构组
织的其他最大能量水平是：电子射线为
10MeV；g射线和X射线为5MeV。
核技术应用及进展(辐射工艺、辐射消毒、灭菌)
33
第五节 食品辐照的卫生与安全
➢另外，通过以下五个方面的研究： 1.食品的辐照剂量 2.食品的包装方法和包装材料 3.辐射化学 4.动物或家畜喂养实验 5.辐照食品的毒理学研究
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回
旋
威
加
尔
速
逊
器
云
室
16
核技术应用及进展 1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里第一次得到人工放射性物质，Enrico Fermi 利用中子产生放射性同位素。天然放射性同位素只有40几种，而今人 工制造的放射性同位素已达1000多种。 1938 Hahn等发现235U核裂变。1939 Pierre Curie和Fermi发现链式核反应。
4
核技术应用及进展
参考资料
核农学导论
作者： 徐冠仁 原子能出版社 1997年03月第1版
5
核技术应用及进展
参考资料
现代高技术丛书
核能与核技术
作者：李士 查连芳 赵文彦 上海科学技术出版社 1994年12月第1版
6
核技术应用及进展
参考资料
核能源与核技术
作者：吴茂良 四川大学出版社 1994年8月第1版
子活化分析、电子扫描探针分析、X射线荧光分 析(原位分析、全反射、同步辐射….)
……………. ➢ 核检测技术 ➢ 辐射工艺 ➢ 核年代学 ➢ 支撑技术
24
核技术应用及进展
非动力核技术（按领域划分）
➢ 核农学 ➢ 核医学 ➢ 核分析 ➢ （工业）核检测 ➢ 辐射加工 ➢ 食品、卫生 ➢ 其它
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核技术应用及进展
核技术的地位
➢ 社会经济效益显著。
1993年，美国核技术的非动力应用对美国经济 的贡献达到2570亿美元，是核电的3.5倍，占美国 GDP的3.9％，并创造了370万个就业岗位，是核电 的3.5倍。
2004年，中国核技朮总产值400亿元人民币。 随后5年达到1000亿元人民币，并长期保持在15％ 以上的增长速度。
10
核技术应用及进展
参考资料
放射性示踪技术及应用
作者：[英]F·安东尼·埃文斯 [日本]村松光雄
1990年07月第1版
11
核技术应用及进展
参考资料
9. 《食品加工与保藏原理》，曾庆孝主编，芮汉明， 李汴生副主编，化学工业出版社，2002.11
10. 《中国食品辐照进展》，陈其勋主编，原子能出 版社，1998.12
21
核技术应用及进展
➢什么是核技术？ ➢核技术能干什么？
22
核技术应用及进展
什么是核技术？
是指在原子核物理现象基础上发展起来的，利用原子核反应 堆、粒子加速器、放射性同位素和核粒子探测器等各种核物 理设备和核实验方法为各个部门服务的一门新兴技术。
➢ 广义的核技术 研究和应用与“核”有关的技术
➢ 具体的核技术 核武器、核能源、核动力、…..
7
核技术应用及进展
参考资料
核科技发现与发明
纵横谈
作者：李盈安 原子能出版社 1996年4月第1版
8
核技术应用及进展
参考资料
聚合物辐射加工
作者：[日] 幕内惠三 著 徐 俊 孟永红 译
2003年03月第1版 科学出版社
9
核技术应用及进展
参考资料
辐射生物学
作者：朱壬葆 刘 永 罗祖玉 科学出版社 1987年09月第1版
核技术应用及进展
核技术应用及进展
2008年
1
核技术应用及进展
考查方式
闭卷考试 卷面成绩（70%）
成绩 实验成绩（20%）
平时成绩（10%）
2
核技术应用及进展
教材
《核技术及应用》，成都理工大学。
3
核技术应用及进展
参考资料
自然科学学科发展战略研究报告
核技术
作者：国家自然科学基金委员会 科学出版社 1991年10月第1版
核技术应用及进展
1923年Hevesy首先用天然放射性 212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布 和转移。提出“tracer”的概念。
1928 Geiger & Muller 提出测定电 离辐射的方法，盖革、弥勒发明了为 电离辐射计数的盖革-弥勒计数器。
盖 革 计 数 器
豆科植物
1930年劳伦斯制成的第一台回旋加速器 1932 Anderson发现positron(正电子)， J.Chadwick发现neutron(中子) 。
13
核技术应用及进展
前言
➢ 核技术大事记 ➢ 核技术的地位 ➢ 什么是核技术？ ➢ 核技术能干什么？
14
核技术应用及进展
核技术大事记
1895年伦琴发现X射线 1896年贝可勒尔发现铀的放射性质
世界上第一张X光照片铀矿石Leabharlann 1898年居里夫人发现钋和镭
唯一一位在两个不同学科 领域、两次获得诺贝尔奖
15
11. 《辐射食品卫生》， FAO/IEAE/WHO，原子能 出版社，1983，5~6
12. 《辐射技术基础》，李承华，原子能出版社， 1988
13. 《同位素技术》，彭根元等，北京农业大学出版 社，1994
14. http://
12
核技术应用及进展
本课程的内容
➢ 核技术的内涵 ➢ 核技术的用途 ➢ 核技术的发展概况 ➢ 核技术的产业化问题
一期开工，自主设计）。 …………………………… 2008 我们一起学习核技术。 ……………………………
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核技术应用及进展
核技术的地位
➢ 是现代科学技术的重要组成部分； 是当代最主要的尖端技术之一； 是社会现代化的标志之一。
➢ 在当代高新技术(6项)中，占有重要份额。 电子信息技术、生物技术、新材料、新能 源、海洋技术、航天技术。
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核技术应用及进展
20世纪最伟大工程技术成就 - 20 项
美 国 工 程 技 术 界 评 出
2000/10/11
1）电力系统 2）汽车 3）飞机 4）自来水 5）电子技术 6）无线电和电视 7）农业机械化 8）计算机 9）电话 10）空调制冷
11）高速公路 12）航天 13）因特网 14）成像技术 15）家用电器 16）保健设施 17）石油化工 18）激光和光纤 19）核技术 20）高性能材料
➢ 历史上的核技术 军用核技术、民用核技术 ➢ 目前的分类
核武器——核变(裂变、聚变) 及生化效应 核能与核动力(核工程)——反应堆、热工 核技术(非动力核技术)——同位素与辐射技术
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核技术应用及进展
非动力核技术（按技术特征划分）
➢ 同位素示踪技术 ➢ 核成像技术 ➢ 核分析技术：离子束分析、背散射分析技术、中
1942年 Enrico Fermi在芝加哥大学展示第一个核子反应堆（我国19？？）。 1945年 原子弹（我国1964）。
17
核技术应用及进展
1948 Hofstadter开发用于Gamma探测的碘化 钠晶体，scintillation counter诞生。
1952 氢弹（我国1967）。 1955 核潜艇（我国1971） 1957 核电站（美国60MW）,（我国1983秦山