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核​技​术​在​国民经​济​和​社​会​发​展​中​的​作​用

 

核技术应用

  在大多数人眼里,核技术是一个神秘而高深的领域,似乎离我们很远。实际上,核技术越来越接近我们的生活,不仅如此它还直接影响到我国的经济可持续发展。所谓经济可持续发展就是在保持自然资源的质量及其所提供服务前提下,使经济的净利益增加到最大限度;自然资本不变前提下的经济发展,不降低环境质量和不破坏世界自然资源基础的经济发展。经济可持续发展是条件,没有经济的可持续发展,就无法实现其它方面的可持续发展。实现经济可持续发展的关键是减少资源的消耗,削减并补偿外部成本。下面就简单地分析一下这个问题。

一、核物理学的发展历史

  1905年爱因斯坦在“论动体的电动力学“一文中,提出了高速运动下的相对性理论,提出了四维时空的新概念,作为相对论的一个推论,在文献中,爱因斯坦又提出了质能关系及著名表达式E=mc2,开创了原子核物理和核能应用的新时代。

  在此之前19世纪末,人们相继发现了X射线、放射性和电子。之后,1911年卢瑟福提出了原子的核式模型,1913年玻尔完善了原子结构理论,1932年查德威克发现中子。同年,海森伯和伊凡宁柯分别独立提出了原子核由质子和中子组成的模型。1934年约里奥——居里夫妇成功地用人工方法产生了放射性同位素。经过科学家们几年曲折的研究和严谨的分析,1939年初,宣布了哈恩和斯特拉斯曼发现在中子轰击下的铀核裂变以及梅特纳和弗里什的理论解释。对核结构和核质量的研究,导致了人们对原子核结合能随原子量变化规律的认识。原子核主要由强相互作用将核子结合而成,当原子核的结构发生变化或原子核之间发生反应时,要吸收或放出很大的能量。一些很重的原子核(如铀原子核)在吸收一个中子以后,会裂变成为两个较轻的原子核,同时放出二十到三十中子和很大的能量。两个很轻的原子核也能熔合成为一个较重的原子核,同时放出巨大的能量。这种原子核熔合过程叫作聚变。这些原子核物理的发现,奠定了裂变核能与聚变核能应用的基础。一公斤铀裂变时所释放的能量,相当于约两万吨TNT炸药爆炸时所释放的能量,一公斤重氢原子核聚变所释放的能量还要大几倍。轻原子核聚变为较重的原子核并释放能量的过程,就是太阳几十亿年来的能量来源,也是热核爆炸的能量来源。如果能使重氢的聚变反应有控制地进行,那么能源问题就将得到较彻底的解决。

二、核技术的应用

  核技术的研究之所以受到人们的重视得到社会的大力支持,是和它具有广泛而重要的应用价值密切相关的。目前,几乎没有一个核物理实验室不在从事核技术的应用研究。有些设备甚至主要从事核技术应用工作。核技术应用主要为核能源的开发服务,如提供更精确的核数据和探索更有效地利用核能的途径等。另外,同位素的应用是核技术应用最广泛的领域。如同位素药剂应用于某些疾病的诊断或治疗,同位素仪表在各工业部门用作生产自动线监测或质量控制装置。加速器及同位素辐射源已应用于工业的辐照加工、食品的保藏和医药的消毒、辐照育种、辐照探伤以及放射医疗等方面。为了研究辐射与物质的相互作用以及辐照技术,已经建立了辐射物理、辐射化学等边缘学科以及辐照工艺等技术部门。

  目前,在世界电力的结构中 核电已占有总电力的1 6%。在一些国家和地区,核电已经能在经济上同火电具有同等重要的意义。由于煤炭、石油、天然气、水资源有限,而人类对能源的需求又在不断增长,因此核电已被公认为是一种重要的能源。大力发展核电已成为世界能源发展的总趋势,以发展核电作为保持核能力、确保核大国地位的趋势。发展核电和相关的核燃料循环技术,可以改善能源结构,减轻环境污染,并带动冶金、化工、电子、机械制造和电力等基础工业技术的发展与提高。目前我国已经建成浙江秦山、广东大亚湾、江苏田湾三大核电基地。

  现在越来越多的“非动力核技术”开始出现。所谓非动力核技术,就是指利用原子核自身具有的射线辐射性质,对被加工物品进行处理,以达到预期的目标。例如,通过辐照诱变技术可获取新的生物品种,如果把辐照技术应用于农业,可以不再使用化学和农药。在医学领域,核辐照技术的应用更为广泛和成熟。医生手中的放射性同位素,是杀灭肿瘤细胞的有力武器。2015年以后,我国将用辐照技术替代化学方法来对医疗用品进行辐照消毒和灭菌处理。

  核辐射技术还被用于探测系统,用于对海关港口集装箱检查对机场、火车站危险物品的安检。在地质勘查与考古领域,碳14起到了非常重要的作用。这种碳的放射性同位素由于衰变极有规律被誉为自然界的“时钟”,利用这一特性,考古人员就可以测定文物的年代,了解千万年以前的历史。碳14也被用在刑侦技术方面。

  随着人类对能源需求的增加以及对环境保护的认识,核技术的应用将会越来越多地出现在我们的生活当中。近年来,我国核工业继续贯彻“军民结合、以核为主、多种经营、搞活经济”的方针,得到了更快的发展。

三、结束语

  核科学技术的发展和核能的和平利用是20世纪人类最伟大的成就之一。经过半个多世纪的发展,核能技术已经渗透到能源、工业、农业、医疗、环保等各个领域,为提高各国人民的生活质量作出了重要贡献。核能技术的不断发展和进步,从利用裂变能到开发聚变能,寄托着人类对未来的期望,它将成为最终解决全球可持续发展的主要能源。

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