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国际原子能机构(IAEA)曾在一份报告中指出:就应用的广度而言,只有现代电子学和信息技术才能与同位素及辐射技术相提并论。
核技术(通常指非动力核技术,也称为同位素和辐射技术)应用在解决人类面临的基本问题、突破现代科技难点和推进科技进步方面发挥着不可替代的作用。
在美国,核技术被列入长期优先支持的22项关键技术之一,在20世纪90年代,核技术应用产业的年产值占美国国民经济总产值的比例就已经超过了5%。
什么是核技术
通常所讲的核技术主要指非动力核技术,亦称为同位素和辐射技术。它是以放射性同位素和射线与粒子束为基础,涉及放射性同位素生产设施、射线与粒子束辐射效应、核探测技术、核分析技术等。
涵盖工业、农业、医学、环境、国防和科学研究领域。
核技术在能源领域的应用
核能的应用最先是体现在国防方面,原子弹和氢弹,以及为核武器研究和制造提供技术和材料的各种反应堆、加速器,体现了核技术应用的最尖端技术水平。
在民用能源方面,利用重核裂变会放出巨大能量,建造核电站、空间堆电源、核供热堆及用于船舶或潜艇的核动力装置等,这也是裂变能实际应用的主要方向。
利用放射性核素衰变时放出的能量做成电池,广泛用于宇宙探测器,人造卫星、心胜起搏器等。
用核技术研发的核电池或放射性同位素电池(如238Pu电池),其特点是不需外界能源,小巧紧凑,使用寿命长,是目前人类进行深空探索唯一可用的一种能源。
核技术在工业领域的应用
放射性核素放出的射线,可作为获取工业过程中控制参数和其他信息的一种信息源,采用这种原理而集成的各种同位素监控仪器仪表,如测厚仪、核子秤、射线探伤机、集装箱检测系统、离子感烟火灾报警器等可用于监控生产流程,实现无损检测或成分分析,探知火情等。
近年来,一些国家研制开发的60Co(钴-60)集装箱CT检测系统、中子成像检测系统,以及基于核技术研制的爆炸物检测装置、高能电子束消毒灭菌系统、放射性物品监测装置等,都是核技术应用的最新成果,为打击走私、反恐等提供了有力的手段,在维护人身财产和保障国家安全方面发挥着越来越重要的作用。
辐射加工是核技术工业应用的重要体现,已在交联线缆、热缩材料、橡胶硫化、高分子电阻正温度系数(PTC)器件、医疗用品消毒灭菌、食品辐照保藏以及废水、废气处理等领域取得显著成效,形成产业规模。
我国的辐射加工产品有20多类300多种,形成了热收缩材料、辐射交联电线电缆和辐射乳液聚合三大支柱产品。另外,医疗用品消毒灭菌也成为了大批量医疗用品消毒的主要方式。
核技术在农业领域的应用
在农业领域中,核技术应用主要包括辐射育种和辐射不育防治虫害两个方面。
辐射育种技术是利用了等射线诱发农作物种子基因突变,获得有价值的新突变体,进而培育出农作物的优良品种。我国利用辐射培育的新品种约占世界培育农作物新品种总数的四分之一,特别是在粮、棉、油等作物新品种的推广应用上取得了显著的增产效果。
辐射昆虫不育是一种先进的生物防治方法。它利用γ等射线对有害昆虫进行适当辐射剂量的照射,使其丧失生殖能力,不仅达到防治移至根除害虫的目的,还避免了因使用农药所造成的环境污染。采用昆虫的辐射不育技术代替农药来控制病虫害的生长,将极大地抑制因病虫害导致的粮食减产,并大大避免因大量使用农药所带来的环境污染。
核技术在医学领域的应用
医学和生命科学是核技术应用最活跃的领域,包括核医学诊断、治疗及生命科学研究等方面。
核技术用于人体疾病诊断主要采用辐射源(大多用X射线)和放射性核素,其中放射性核素诊断的应用最广。
核技术用于疾病治疗是利用了电离辐射对病变组织细胞的杀灭作用,可分为体外放射治疗和体内放射性药物或放射源治疗两种方式。目前,体外放射治疗是治疗癌症三大有效手段之一。
核技术在环境领域的应用
核技术在环境领域中的应用主要涉及三废治理,包括利用加速器电子辐照的方法净化燃煤烟气,利用射线和电子射线等处理废水和难降解有机废物等。
核技术是现代科学技术的重要组成部分,是20世纪人类文明史上一个重要里程碑,是当代最主要的尖端技术之一。目前,世界上共有100多个国家开展核技术的研究、开发和应用。它的快速发展已成为推进国防和国民经济新技术、新材料、新工艺不断取得创新发展的动力。
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