核技术的应用与发展论文_耿顷

核技术的应用与发展论文_耿顷

国防科技大学文理学院 长沙410073

摘要:核技术是建立在核科学基础之上的一门现代技术,因而泛称核科学技术。核科学技术为现代化科学技术的组成部分,其渊源可以追溯到1896年天然放射性的发现,至今已有100多年的历史。带电粒子加速器的发现与核反应堆的建造为核科学技术的发展,奠定了雄厚的物质基础。第二次世界大战期间核科学技术在军事领域的突破体现了核科学技术发展的时代特征,即技术的科学化与科学的技术化。世界第一颗原子弹的爆炸显示了核能释放的巨大威力,开创了本世纪现代科学技术定向发展的新格局,即动用国家一级的权威,动员全社会的力量,精心规划部署,全面推进核技术的发展和实践。

关键词:核技术 领域 应用 发展趋势

一、核技术的前世今生

自1895年伦琴发现了X射线,1896年贝克勒尔发现铀的天然放射性,随后居里夫妇发现“钋”和“镭”两种天然放射性核素,以及1899年至1900年α、β和γ射线的发现以来,人类对辐射进行了大量的研究并建立了核科学。核技术在医学、生物、农业、材料科学等各个领域得到广泛的应用,核技术成为当今世界重要的高科技领域之一。

目前,我国已形成了基本配套的军民两用核动力与核燃料循环科研开发工业体系,具备了自主设计建造中小型核电站的能力和核电站燃料组件的生产能力,核技术(包括核供热、同位素和辐射技术等)在工业、农业、医学军事等多个领域得到广泛应用。经过几十年的发展,我国在科研、设计、建设和运行等方面积累了许多宝贵经验,培养和造就了一支专业齐全、具有相当实力的科研、开发、设计和工程建设队伍。我国的核能和平利用产业已经形成了一定的规模,在某些技术领域达到了世界先进水平。

二、核技术的应用

(一)核技术在农业中的应用

核技术在农业中的应用主要有同位素示踪技术与核辐射技术两个方面。同位素示踪技术的应用,是直接将作为示踪剂的示踪原子的核素,利用其易于探测的核物理性质和同位素的物理、化学性质相同的原理,建立同位素示踪法和同位素分析法,将该方法作为研究T.具或实验手段,应用于农业科学中.的作物营养生理、土壤肥料、环境保护、植物保护和畜牧兽医等各个方面。核辐射技术的应用,则是将放射性核素作为辐射源,利用射线对物质作用产生的物理效应、化学效应和生物效应,对生命物质进行改造,创造新的生物资源。核辐射技术在农业科学中主要应用于作物品种改良、害虫防治、食品贮藏保鲜和辐照刺激生物生长等各个方面。

(二)核技术在医学中的应用

射线和粒子束技术在医学中主要有两个方面的应用:-一个是核医学成像,另一“个是肿瘤的放射治疗。核医学成像技术包括单光子发射断层成像(SPECT)和正电子断层成像(PET)。根据统计学方法的研究结果,SPECT可以比X2CT提前3个月诊断出癌症,PET--般比SPECT还要早3个月诊断出癌症。核医学成像技术不同于X射线断层成像(CT)、磁共振成像(MRI)和超声波成像,在显像之前必须注射相应的放射性药物作为显像剂,其影像反映的是显像剂及其代谢产物的时间和空间分布。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆核医学成像技术是目前惟一能在体外获得活体中发生的生物化学反应、器官的生理学和病理学变化以及细胞活动信息的方法,可为疾病诊断提供分子水平的信息。在分子水平实现人体成像已成为当前发展的新热点。从医学成像的角度看,如何更好地在三维空间内实时地显示人体内部发生的病变在今天仍然具有挑战性。当前的任务是要进一步提高图像数据的采集速度、图像的空间分辨率和对比度。

(三)核技术在工业中的应用

核技术在工业上主要有三方面的应用:工业辐照、工业射线探伤。工业辐射是利用电离辐射与物质相互作用从而产生物理、化学和生物多重效应,对物质和材料进行加工处理。工业射线探伤是对一个部件或产品进行非破坏性检验过程,经常在铸件、焊接件、电子元器件的结构检查上。由于辐射加工的独特优点,辐射化学工业产品的品种和数量不断增加,在高分子辐照交联、辐射裂解、辐射接枝术,辐射聚合以及有机物的辐射合成等方面已有多种产品。特别是高分子辐射改性方面,产品最多。(四)核技术在军事中的作用

核在军事上的作用也是不可小觑,核武器迄今己发展到第四代,主要包括裂変武器(第一代核武器,即为原子弾)、聚変武器(第二代核武器,分为二相弾——氢弾和三相弾一一氢铀弹两种)、増強辐射武器(第三代核武器,中子弾)、核定向能武器(第四代核武器,包括反物质弾、激光引爆核炸弾、同质异能素武器等)。拥有核武器不但说明军事力量的强人,而且间接说明科学技术和工业水平的发达。拥有核武器已经成为大国地位的象征,它将大大提高一个国家在国际外交斗争中的发言权。联合国安理会的五个常任理事国是最早的五个有核国家,这一事实足以说明这一点。

(五)核技术对能源的作用

我国能源需求不断增长导致传统化石能源消耗迅速增加,从全球来看,我国是能源消费增长最快的国家之一,但我国煤炭资源量并不是世界最多的,我国的浅部煤炭资源急剧枯竭,所以发展核能,建造核电站迫在眉睫。核电是浓集、清洁、安全和经济的能源。首先,核能是高度浓集的能源,核电站可建立在最需要用电的地方,不受燃料运输的限制。1公斤铀裂变产生的热量相当于1公斤标准煤燃烧后产生热量的270万倍”。因此,核电站特别适合于缺乏常规能源而又急需用心的地区,如我国的东南、华南地区、核能是后备储量最丰富的能源,铀在地球上.的储量相当丰富,等于有机燃料储量的20倍。核能是清洁的能源,有利于保护环境目前,世界上80%的电力来白烧煤或烧油的火力发电站,燃烧后的烟气排放到人气中严重污染环境。相同规模的火电站释放出的放射性比核电站人几倍。煤燃烧后排放的一氧化碳、二氧化碳、硫化氢和苯并芘,容易形成酸性雨,使土壤酸化,水源酸度上开,对植物及水产资源造成有害影响,破坏生态平衡。三、核技术的广阔天地

未来核技术将发挥更加广泛的作用,我国政府近几年连续出台了多项促进核技术应用发展的政策和法规持续推进我国核技术应用的健康发展。国家原子能机构积极推进《原子能法》和《核安全法》的立法工作,为核技术应用产业发展提供法律保障。 2015年国家“十三五”规划将核技术应用纳入加强前瞻布局的战略性新兴产业。在国务院随后印发的《“十三五”国家战略新兴产业发展规划》中提出超前布局战略性产业在核技术应用等核心领域取得突破加快发展非动力核技术支持发展离子、中子等新型射线源,研究开发高分辨率辐射探测器和多维动态成像装置发展精准治疗设备、医用放射性同位素、中子探伤、辐射改性等新技术和新产品持续推动核技术在工业、农业、医疗健康、环境保护、资源勘探、公共安全等领域应用。为贯彻执行国家产业政策我国核行业主管部门——国家原子能机构在其《2016核工业发展规划》对其进行了全面而系统的布局。

未来不仅要在核产品政策上给予支持,同时还要加大科普宣传力度,通过国家、地方和相关企业的紧密合作,减少和消除公众存在的核恐惧和阴影。当前我国各地普遍缺乏对核技术应用的系统科普知识宣传,很多人还是存在顾虑,这些都需要加大科普宣传,加强对核技术应用认知的引导。

核技术是我国高新技术的重要领域之一,在各个领域都发挥着不可替代的作用,我们期待着核技术发挥更大的作用,创造无限的价值。

参考文献:

[1]吴明红,包伯荣.辐射技术在环境保护中的应用.化学工

[2]王乃颜.核技术的应用和产业化前景广阔.中国核工业

[3]王春梅.中国核技术应用发展现状与探讨.能源与环境

[4]陈范欣.核技术在环境保护中的应用.物理通报

论文作者:耿顷

论文发表刊物:《科技新时代》2019年5期

论文发表时间:2019/7/25

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