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        核技術在國民經濟和社會發展中的作用
        發布時間:2016-11-27 13:39 訪問次數:
         

        核技術應用

          在大多數人眼里,核技術是一個神秘而高深的領域,似乎離我們很遠。實際上,核技術越來越接近我們的生活,不僅如此它還直接影響到我國的經濟可持續發展。所謂經濟可持續發展就是在保持自然資源的質量及其所提供服務前提下,使經濟的凈利益增加到最大限度;自然資本不變前提下的經濟發展,不降低環境質量和不破壞世界自然資源基礎的經濟發展。經濟可持續發展是條件,沒有經濟的可持續發展,就無法實現其它方面的可持續發展。實現經濟可持續發展的關鍵是減少資源的消耗,削減并補償外部成本。下面就簡單地分析一下這個問題。

        一、核物理學的發展歷史

          1905年愛因斯坦在“論動體的電動力學“一文中,提出了高速運動下的相對性理論,提出了四維時空的新概念,作為相對論的一個推論,在文獻中,愛因斯坦又提出了質能關系及著名表達式E=mc2,開創了原子核物理和核能應用的新時代。

          在此之前19世紀末,人們相繼發現了X射線、放射性和電子。之后,1911年盧瑟福提出了原子的核式模型,1913年玻爾完善了原子結構理論,1932年查德威克發現中子。同年,海森伯和伊凡寧柯分別獨立提出了原子核由質子和中子組成的模型。1934年約里奧——居里夫婦成功地用人工方法產生了放射性同位素。經過科學家們幾年曲折的研究和嚴謹的分析,1939年初,宣布了哈恩和斯特拉斯曼發現在中子轟擊下的鈾核裂變以及梅特納和弗里什的理論解釋。對核結構和核質量的研究,導致了人們對原子核結合能隨原子量變化規律的認識。原子核主要由強相互作用將核子結合而成,當原子核的結構發生變化或原子核之間發生反應時,要吸收或放出很大的能量。一些很重的原子核(如鈾原子核)在吸收一個中子以后,會裂變成為兩個較輕的原子核,同時放出二十到三十中子和很大的能量。兩個很輕的原子核也能熔合成為一個較重的原子核,同時放出巨大的能量。這種原子核熔合過程叫作聚變。這些原子核物理的發現,奠定了裂變核能與聚變核能應用的基礎。一公斤鈾裂變時所釋放的能量,相當于約兩萬噸TNT炸藥爆炸時所釋放的能量,一公斤重氫原子核聚變所釋放的能量還要大幾倍。輕原子核聚變為較重的原子核并釋放能量的過程,就是太陽幾十億年來的能量來源,也是熱核爆炸的能量來源。如果能使重氫的聚變反應有控制地進行,那么能源問題就將得到較徹底的解決。

        二、核技術的應用

          核技術的研究之所以受到人們的重視得到社會的大力支持,是和它具有廣泛而重要的應用價值密切相關的。目前,幾乎沒有一個核物理實驗室不在從事核技術的應用研究。有些設備甚至主要從事核技術應用工作。核技術應用主要為核能源的開發服務,如提供更精確的核數據和探索更有效地利用核能的途徑等。另外,同位素的應用是核技術應用最廣泛的領域。如同位素藥劑應用于某些疾病的診斷或治療,同位素儀表在各工業部門用作生產自動線監測或質量控制裝置。加速器及同位素輻射源已應用于工業的輻照加工、食品的保藏和醫藥的消毒、輻照育種、輻照探傷以及放射醫療等方面。為了研究輻射與物質的相互作用以及輻照技術,已經建立了輻射物理、輻射化學等邊緣學科以及輻照工藝等技術部門。

          目前,在世界電力的結構中 核電已占有總電力的1 6%。在一些國家和地區,核電已經能在經濟上同火電具有同等重要的意義。由于煤炭、石油、天然氣、水資源有限,而人類對能源的需求又在不斷增長,因此核電已被公認為是一種重要的能源。大力發展核電已成為世界能源發展的總趨勢,以發展核電作為保持核能力、確保核大國地位的趨勢。發展核電和相關的核燃料循環技術,可以改善能源結構,減輕環境污染,并帶動冶金、化工、電子、機械制造和電力等基礎工業技術的發展與提高。目前我國已經建成浙江秦山、廣東大亞灣、江蘇田灣三大核電基地。

          現在越來越多的“非動力核技術”開始出現。所謂非動力核技術,就是指利用原子核自身具有的射線輻射性質,對被加工物品進行處理,以達到預期的目標。例如,通過輻照誘變技術可獲取新的生物品種,如果把輻照技術應用于農業,可以不再使用化學和農藥。在醫學領域,核輻照技術的應用更為廣泛和成熟。醫生手中的放射性同位素,是殺滅腫瘤細胞的有力武器。2015年以后,我國將用輻照技術替代化學方法來對醫療用品進行輻照消毒和滅菌處理。

          核輻射技術還被用于探測系統,用于對海關港口集裝箱檢查對機場、火車站危險物品的安檢。在地質勘查與考古領域,碳14起到了非常重要的作用。這種碳的放射性同位素由于衰變極有規律被譽為自然界的“時鐘”,利用這一特性,考古人員就可以測定文物的年代,了解千萬年以前的歷史。碳14也被用在刑偵技術方面。

          隨著人類對能源需求的增加以及對環境保護的認識,核技術的應用將會越來越多地出現在我們的生活當中。近年來,我國核工業繼續貫徹“軍民結合、以核為主、多種經營、搞活經濟”的方針,得到了更快的發展。

        三、結束語

          核科學技術的發展和核能的和平利用是20世紀人類最偉大的成就之一。經過半個多世紀的發展,核能技術已經滲透到能源、工業、農業、醫療、環保等各個領域,為提高各國人民的生活質量作出了重要貢獻。核能技術的不斷發展和進步,從利用裂變能到開發聚變能,寄托著人類對未來的期望,它將成為最終解決全球可持續發展的主要能源。


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