(2008-12-03 07:50:29)
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核技术杂谈分类：
情系九州改革开放30年祖国日新月异，人们涉猎的知识领域更加广泛，品位越来越高。以往高深莫测的“学问”，如今也被揭开了神秘的面纱，核技术就是其中之一。
最近听了一次有关核技术应用的综述讲座 ，专家讲得很科普、很通俗，我把讲稿“顺”来与博友们分享（放心，不涉及知识产权问题）。这年头已经无需谈核色变了，核技术也没有什么高深莫测。看了就会知道，核技术离我们很近，应用领域越来越广泛。这些内容网络里很多哦！
核技术应用
1895年伦琴发现X射线，第二年贝克勒尔发现放射性开始，核技术已经走过了100多年的历程。100多年来，核技术已经成熟，核技术的每一项创新，都促进了核技术本身的发展和其它学科的发展。因此，约70人次核科技领域的科学家获得诺贝尔奖金，约占总获奖人数的七分之一。今天，核技术在国民经济中得到了广泛应用，创造着越来越高的经济效益并促进着社会进步。
核技术应用，概括起来可分为：核能应用、军事应用和民用非动力核技术三个方面。
一、核能应用：
裂变能应用：
1、核电：1kg235U产生的能量相当于2500T优质煤，陆地上的铀、钍燃料的能量是化石能燃料的20倍。
目前，世界上核电平均占世界总发电量的17%，而我国仅占2.5%,根据我国发展规划2020年要达到4%，由2.5%发展到4%，要求未来10多年的时间内，平均每年新建100万千瓦核电站3台，每年投资约500亿人民币。
2、核供热：发电用核反应堆和供热核反应堆主要不同是：核电站反应堆工作压力高（16Mpa）,载热质温度高（300-3200C）；而核供热反应堆工作压力低（小于2.5 Mpa）,载热质温度也低（2000C左右）。因此，人们习惯上把核供热反应堆称之为低温供热堆。低温供热堆采用低温低压，不但降低了造价，工艺也比较简单，所以提了反应堆的安全性。
核供热可以冬季为居民供热、平时工业生产使用，也可以实现海水淡化。
3、核动力：核反应堆不排烟、功率大、可长期不补给燃料，因此，被作为动力应用于国防：例如核航母、核潜艇、核巡洋舰、核驱逐舰和核动力破冰船。
聚变能应用：
2H+3H——4He+01n+能量
聚变能的特点；
1、是同等质量235U能量的4倍。；
2、不产生强放射性物质（裂变产物）。
其能量可供人类使用2000亿年。因为2H、3H核都带正电，所以克服库伦力要高温、高磁场，而且要一定反应时间（1秒）。因此，目前还没有工业化，只可以用于军事上。
核燃料工业：
1、水冶：酸法、碱法
2 、精制铀：化学手段，铀的中间体
3、化学转化：UO2、U
4、235U的富集
7‰——2%——20%——90%
气体扩散、离心分离（UF6）
激光分离：
利用235U和238U原子吸收光谱的微小差别来实现分离。
将金属铀熔化，蒸发成蒸气，利用特定激光与铀原子蒸气作用，235U原子被激发电离，形成等离子体，238U仍为中性，从而将其分离。
特点：分离系数高、耗电少、分离级数少、工厂规模小等优点。正向工业化发展。
二、军事应用
1、原子弹
用普通炸药引爆，使处亚临界状态的235U达到超临界状态，引起链式反应，放出巨大能量。一般说来15 kg武器级235U，或9kg武器级 239Pμ，可以造一颗原子弹。
采用内爆法来提高核材料的密度，超高密度的钚临界质量只有几百克甚至几十克，这样原子弹可以做成小型化的战术核武器，例如美国的小型原子弹只需450g钚。
2、氢弹：
原子弹作引爆，产生高温、高压、引发氚和氘的聚变反应，而发出巨大能量，这就是氢弹。但是氘和氘在常温下都是气体，密度小，要把它们冷却成液体后才可装料，这使得氢弹体积很大。现在人们改用氘化锂作装料。原子弹引爆释放出来的中子与锂反应产生氚，产生的氚与氘发生聚变反应。这样做出来的氢弹体积小，重量轻。
3、中子弹：
又称“增强辐射弹”，一般为千吨级，是战术核武器或称超小型氢弹。有弱的冲击波和强的贯穿辐射作用。可以大规模杀伤有生力量，而不破坏建筑物和设备。
贫铀弹不是核武器，贫铀弹由贫铀（贫235U）和钛制成合金，具有很强的穿甲能力。对坦克、坚固建筑可以摧毁，但是爆炸后形成的气溶胶对人员和环境有放射性污染。
4、第四代核武器
目前都处于设想和试验阶段，有许多种思路，例如反物质武器。正物质和反物质相遇时，会将全部质量转化为能量（湮灭），例如一个正电子与一个电子湮灭时，转化为能量为1.02Mev的γ射线。
三、民用非动力核技术
民用非动力核技术包括辐射加工、核医学、核农业、同位素仪表、核检测、诊断技术、核技术探矿、核分析技术和其它应用（例如考古、报警器、核电池等）。
1、辐射加工
辐射加工是用射线对被加工产品进行辐射，产生物理、化学或生物效应，改变产品内部结构，达到处理目的。通常包括辐射化工、辐身消毒灭菌、辐射食品保鲜、辐射治理三废和离子注入技术等五个方面。与传统的热加工、机械加工、化学加工相比，辐射加工节省能源、工艺简单、没有环境污染，人们称之为“绿色加工”。
辐射加工的设备主要有两种（辐射回路:液体钠作为冷却剂被辐照后，活化为钠—24，放出射线），主要区别有4点：a射线产生机理，b射线穿透力，c功率大小：10000居里=148瓦，d防护特点。
① 辐射化工
电线电缆辐射交联、WPC、辐射降解聚乙烯醇缩丁醛。
② 辐射消毒灭菌
一次性医疗用品、化妆品、25KGY、60C。
③ 辐射食品保鲜
食品杀虫灭菌、抑制发芽、六大类食品辐射标准，包含几十种食品。
④ 辐射治理三废
热电厂烟气中含有大量SO2和NOX，用电子束处理并通入NH3气，可变废为宝生产出氮肥（NH4）2SO4和NH4NO3，脱硫和胶硝效率高达90%和80%，比别的处理方法相比无二次污染，不需废水理处。
2、核医学
核医学是指利用放射性同位素进行诊断和治疗的医学，严格说利用X光机、电子加速器诊断和治疗，不属于核医学，而应当属于放射医学。
核医学的诊断方法按核素是否进入病人体内而分为体外检查和体内检查。体内检查又分为显像和非显像两种。
核医学影像技术和仪器的发展，经历了三个阶段：第一阶段是简单的线性扫描成像；第二阶段是利用成像代替逐点扫描，代表仪器就是γ相机；第三阶段是上世纪七十年代末发展起来的发射型断层显像。ECT、SPECT和PET都是通过探测引入人体内的放射性核素发射出的射线成像技术，所以又叫发射型CT。核医学显像是以脏器内外放射性差异和脏器内局部放射性差异为基础的显像方法。
放免分析是在体外检测微量生物活性物质，以达到诊断疾病目的。
核技术在治疗疾病中的应用，分为体内治疗和体外治疗。
3、核农业
核技术在农业上的应用主要是两个方面：a,辐射育种。利用射线照射种子或植株，使其发生遗传变异，选择正变异，抛弃负变异，经过几代育种，就可以选育出优良的作物种子。据“九五”期间统计：我国辐射育种种子播种面积达900万公顷，占全国粮食总播种面积的10%，年平均增产粮食30-40亿公斤。B,利用示踪技术进行农业科研。我们知道肥料主要是氮、磷、钾三种，利用其放射性同位素与肥料一起施入土壤，就可以很方便地知道三种肥料在植物的分布部位，知道叶子需要什么肥料，根部需要什么肥料等等。
4、同位素仪表：
射线同物质相互作用，除产生电离和激发外，还会被物质吸收或散射，人们利用这种现象，研制了各种各样的检测仪表，用以测定质量、密度、厚度、料位、水分、灰分、流量、温度、压力、转速等工艺参数。
最常用的就是“三大计”。
同位素仪表具有灵敏、快速、非破坏性、可实现在线测量等优点，所以得到广泛应用。目前同位素仪表的发展方向是系列化、标准化、智能化。
5、核检测、诊断技术：
当今，反恐、反走私受到世界各国重视，加大了各国海关的压力，我国清华同方继美国、英国之后研制成同方威视——大型集装箱检测系统，为海关反恐、反走私做出了贡献，例如2003年研制的Co-60集装箱CT检测系统，可以轻易地把箱内的食糖与盐、水和油、铝和铁区分开来。发展方向：提高分辨能力、物性辨别能力以及高速运行物体的识别能力。
探伤、检漏。辐射探伤是无损检测，就是利用透过的或反散的射线拍出的照片或信息，来确定产品、设备、材料中存在的缺陷。现在采用工业CT，可以建立断层图象，可以把受检物质表面和内部缺陷的大小和位置显示出来，还可以实现复杂零件无图纸测绘和复制。同位素检漏就更简单了，原理就是利用放射性气体、液体的易测性来实现。
6、核技术探矿：
中子或γ射线放射源沿井壁下降，作用于井壁岩石，就会激发出感生放射性，测量感生放射性就可以探查出岩层中含有哪种矿物、矿体位置、矿物含量等。
7、核分析技术
中子活化分析，用中子轰击待测物质，待测物质原子核吸收中子，变成放射性元素，测量新的放射性元素射线，就可以确定待测物质。目前中子活化分析可以测定近80种元素，分析灵敏度高达10-15，比化学分析，光谱分析高得多。因此，中子活化分析已广泛应用于地球化学、宇宙学、考古、医学、法医学、材料和环保科学。例如牛顿之死，传统说法是内脏结石症，中子活化分析得出结果是死于铅、汞、锑慢性中毒。
加速器质谱分析：加速器质谱分析是采用粒子加速器提高离子能量，来实现超高灵敏度分析，灵敏度可达10-18克，依使用加速器不同，可分为串列加速器质谱仪、回旋加速器质谱仪和直线加速器质谱仪。一般用于地球科学，环境科学，生命科学和核物理研究。
8、核技术的其它应用
A、考古学
宇宙射线与空气中14N作用产生14C放射性元素，放出β射线，T1/2=5760年。14C进入空气中的CO2中，被植物吸收，经过食物链进入动物和人体。活的动物和人体内14C和非放射性C的比值与大气中的比值是相同的；但生物死亡后，14C只有衰变减少但得不到补充。因此，测定14C的量，可以推算出古生物的年龄。
在意大利都灵大教堂的圣殿上，防弹玻璃护罩的银盒子里供着一件“神圣之物”，每50年才展示一次，这就是耶稣裹尸之布。这块裹尸之布经14C测年法测定，证明是公元1200元之后所制的“赝品”。
B、火灾报警器：
241Am放出的α粒子，引起电离室恒定电流，当火灾烟气进入电离室时，恒定电流就发生变化，而报警。
C、核电池，也称放射性同位素电池：
核电池是利用同位素衰变能转化为电能。因此，核电池不需阳光照射，不受电磁干扰，可以在失重、强风暴、极低温度等恶劣条件下使用。核电池主要应用在三个方面：
航天领域：人造卫星、宇宙飞船等。
地面使用：气象站、灯塔、航标、极地观测站。
人体心脏起博器：常用238pu作能源，体积小，好防护，功率小。
D、夜光表等：
147Pm放出β软射线激发发光物质而发光。利用这一原理可以制作夜光表、永久发光粉、永久发光灯等。
E、避雷器等。
241Am放出α粒子，使空气电离产生大量正负离子，能有效引导云层中电荷入地，不会使云层中电荷大量积累，有效避免雷击之灾。同样原理也可以做成工业生产线上静电消除器。
9、核技术应用就在我们身边
人类生活每天离不开“衣、食、住、行”。核技术已经渗透到了人类的 “衣、食、住、行”中了。
衣：鲁棉一号、免熨衣服、雨衣辐射硫化、辐射接技
食：抑制发芽、食品保鲜、食品包装膜、“原丰早”水稻。
住：WPC、火灾报警器、无损探测、暖气塑料管。
行：轮胎辐射预硫化、机车线、汽车线辐射硫化、辐射发泡材料、灯塔电源。
（怎么样，看完之后，对核技术的了解八九不离十了吧？）
这些是大家常见的原子核图形，通常也用来作为核技术标识。
这是位于比利时
首都布鲁塞尔的世界上最大的原子标识，
是为了纪念于1958年在比利时布
首都鲁塞尔举行的世界博览会，
而博览会的标志性建筑便是这个著名的原子球馆。
这是放射警示标识，凡见贴此标识，即要远离，以避危害。
据说以后要改成这样。
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