核物理與核技術(shù)省公開課一等獎(jiǎng)全國示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

核物理與核技術(shù)

1、揭開原子核內(nèi)部奧秘2、核衰變與放射性3、重核裂變與原子彈4、熱核聚變與氫彈5、色彩紛呈核技術(shù)第1頁揭開原子核的奧秘核衰變與放射性——第2頁揭開原子核內(nèi)部奧秘（一）核物理發(fā)展（二）原子核基本性質(zhì)第3頁1、質(zhì)子發(fā)覺

1914年，盧瑟福用陰極射線轟擊氫，結(jié)果使氫原子電子被打掉，變成了帶正電陽離子，它實(shí)際上就是氫原子核。盧瑟福推測，它就是人們從前所發(fā)覺與陰極射線相正確陽極射線，它電荷量為一個(gè)單位，質(zhì)量也為一個(gè)單位，盧瑟福將之命名為質(zhì)子。1919年，盧瑟福用加速了高能α粒子轟擊氮原子，結(jié)果發(fā)覺有質(zhì)子從氮原子核中被打出，而氮原子也變成了氧原子。這可能是人類第一次真正將一個(gè)元素變成另一個(gè)元素，幾千年來煉金術(shù)士夢想第一次成為現(xiàn)實(shí)。不過，這種元素嬗變暫時(shí)還沒有實(shí)用價(jià)值，因?yàn)閹资f個(gè)粒子中才有一個(gè)被高能粒子打中。1924年，盧瑟福已經(jīng)從許各種輕元素原子核中打出了質(zhì)子，深入證實(shí)了質(zhì)子存在。第4頁2、中子發(fā)覺盧瑟福另一位學(xué)生查德威克（1891—1974年）就在卡文迪許試驗(yàn)室里尋找這種電中性粒子，他一直在設(shè)計(jì)一個(gè)加速方法使質(zhì)子取得高能，從而撞擊原子核，以發(fā)覺相關(guān)中性粒子證據(jù)。1929年，他準(zhǔn)備對鈹原子進(jìn)行轟擊，因?yàn)樗讦亮Ｗ幼矒粝虏话l(fā)射質(zhì)子，有可能分裂成兩個(gè)α粒子和一個(gè)中子。與此同時(shí)，德國物理學(xué)家波特及其學(xué)生貝克爾已經(jīng)先走一步。1928年開始，他們就在做對鈹原子核轟擊試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)覺，當(dāng)用α粒子轟擊它時(shí)，它能發(fā)射出穿透力極強(qiáng)射線，而且該射線呈電中性。但他們斷定這是一個(gè)特殊γ射線。在法國，居里夫人女婿和女兒約里奧—居里夫婦也正在做類似試驗(yàn)，波特結(jié)果一發(fā)表，就被他們深入證實(shí)了，但他們也誤認(rèn)為新射線是一個(gè)γ射線。第5頁1932年，見到德國和法國同行試驗(yàn)結(jié)果后，查德威克意識到這種新射線很可能就是多年來苦苦尋找中子。他馬上著手試驗(yàn)，花了不到一個(gè)月時(shí)間，就發(fā)表了“中子可能存在”論文。他指出，γ射線沒有質(zhì)量，根本就不可能將質(zhì)子從原子核里撞出來，只有那些與質(zhì)子質(zhì)量大致相當(dāng)粒子才有這種可能。其次，查德威克用云室方法測量了中子質(zhì)量，還確證了中子確實(shí)是電中性。中子就這么被發(fā)覺了。約里奧—居里以后談到，假如他們?nèi)ヂ犃吮R瑟福于1932年在法國一次演講，就不會坐失這次重大發(fā)覺良機(jī)，因?yàn)楸R瑟福那次恰好講到自己關(guān)于中子存在猜測。查德威克因?yàn)榘l(fā)覺中子而獲1935年度諾貝爾物理獎(jiǎng)。第6頁3、原子核組成原子核由質(zhì)子和中子組成。

1919年，盧瑟福首先實(shí)現(xiàn)了原子核人工破裂，并發(fā)覺了質(zhì)子，記作p。

1932年，英國物理學(xué)家查德威克在試驗(yàn)中發(fā)覺了中子，記作n。質(zhì)子和中子稱為核子。第7頁原子核組成中子質(zhì)子統(tǒng)稱核子

U

He

H

114223592X

AZ（核）電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)原子核組成10－15m元素符號第8頁原子核基本性質(zhì)電荷質(zhì)量半徑結(jié)合能第9頁核子半徑約為0.8×10-15m

。質(zhì)子質(zhì)量中子質(zhì)量u原子質(zhì)量單位定義碳同位素12C質(zhì)量為12u。一、原子核電荷和質(zhì)量原子核帶電量為+Ze，Z

為核內(nèi)質(zhì)子數(shù)也稱為原子核電荷數(shù)

。第10頁質(zhì)子質(zhì)量中子質(zhì)量核素

各種原子核統(tǒng)稱。X：元素符號。A：核素質(zhì)量數(shù)（核子數(shù)）。Z：核電荷數(shù)（核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）。比如，鋁：A=27，Z=13：第11頁二、原子核形狀和大小當(dāng)質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)為2、8、20、28、50、82及中子數(shù)為126原子核處于基態(tài)時(shí)，其電荷與質(zhì)量分布是球?qū)ΨQ。其它原子核含有軸對稱性，展現(xiàn)靠近球形旋轉(zhuǎn)橢圓形。原子核平均半徑：fm:飛米第12頁原子核既然是由質(zhì)子和中子組成，它質(zhì)量就應(yīng)等于全部質(zhì)子和中子質(zhì)量之和：

三.原子核結(jié)合能

依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系，可得原子核結(jié)合能：mx=Zmp+(A-Z)mn但試驗(yàn)測定原子質(zhì)量mx總是小于全部核子質(zhì)量之和，這一差值稱為原子核質(zhì)量虧損：m=Zmp+(A-Z)mn-mX第13頁

質(zhì)子和中子組成核過程中，有能量E釋放出來。反之，要使原子核再分解為單個(gè)質(zhì)子和中子就必須吸收E能量。

氘核吸收E能量后分解為質(zhì)子和中子E氘質(zhì)子中子E=(m)c2=[Zmp+(A-Z)mn-mX]c2愛因斯坦第14頁放射性放射性就是不穩(wěn)定原子核自發(fā)地發(fā)射出一些射線而本身變?yōu)樾略雍爽F(xiàn)象。第15頁1896年，法國物理學(xué)家貝克勒爾首先觀察到鈾鹽熒光現(xiàn)象。1898年，法國物理學(xué)家皮埃爾居里夫婦發(fā)覺了兩種放射性更強(qiáng)元素。很快，盧瑟福把已發(fā)覺射線分成三種：

αβγ第16頁放射性衰變定律

N(t)——t時(shí)刻還未發(fā)生衰變核素?cái)?shù)目——t=0時(shí)刻核素?cái)?shù)目λ——表征衰變快慢常量，稱為衰變常量注意：放射性衰變規(guī)律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只有當(dāng)放射性核素?cái)?shù)目很大時(shí)才是適用，而且必定伴伴隨衰變數(shù)目標(biāo)漲落。第17頁三種衰變方式

1.α衰變α衰變過程為衰變能分配給子核與α粒子動能又動量守恒要求故通常重元素發(fā)生α衰變，有A>>4，所以第18頁2.β衰變?nèi)N衰變反應(yīng)式：對應(yīng)三種變換：第19頁3.γ衰變和內(nèi)轉(zhuǎn)換

以輻射形式發(fā)出γ光子（即γ射線）

γ衰變或γ躍遷以能量直接轉(zhuǎn)移給核外軌道電子并使其電離

內(nèi)轉(zhuǎn)換不論是γ衰變還是內(nèi)轉(zhuǎn)換，原子核組成都不改變，只是所處狀態(tài)發(fā)生改變第20頁原子核人工轉(zhuǎn)變：用粒子（或或……）轟擊原子核使之發(fā)生改變過程，叫做原子核人工轉(zhuǎn)變。（或說：用人工方法使原子核發(fā)生改變過程，叫做原子核人工轉(zhuǎn)變）（原子核人工轉(zhuǎn)變是核反應(yīng)中一個(gè)。）第21頁重核裂變與原子彈——第22頁一、核能

原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)放出能量，叫做核能。第23頁二、裂變

什么叫重核裂變？重核在什么情況下才能發(fā)生裂變呢？1938年12月德國科學(xué)家用中子轟擊重核鈾時(shí)，發(fā)覺鈾核裂變現(xiàn)象。之后，核能利用問題才逐步被了解清楚，從而使控制和利用原子能成為可能。

重核受到其它粒子（如中子）轟擊時(shí)分裂成兩塊或兩塊以上中等質(zhì)量核過程稱為裂變。裂變過程中放出中子并釋放大量能量。第24頁三、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)1、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)重核裂變時(shí)放出中子引發(fā)其它重核裂變，能夠使裂變不停進(jìn)行下去，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。第25頁反應(yīng)特點(diǎn)：利用一個(gè)中子轟擊一個(gè)軸核，使軸核發(fā)生裂變，在反應(yīng)中還放出2個(gè)中子，中子對未反應(yīng)軸核再進(jìn)行轟擊，從而使核反應(yīng)出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，使在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)積累效應(yīng)。第26頁核裂變

核裂變(nuclearfission)是大核分裂為小核過程.普通核武器和核電站都依賴于裂變過程產(chǎn)生能量。鈾-235裂變與核武器35種元素200各種位素同發(fā)生鏈反應(yīng)爆炸＋＋＋2＋＋＋3第27頁2、臨界體積能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)鈾塊最小體積叫做它臨界體積。第28頁

足以維持鏈反應(yīng)正常進(jìn)行裂變材料質(zhì)量叫臨界質(zhì)量(criticalmass)。鈾-235臨界質(zhì)量約為1kg，質(zhì)量超出1kg則發(fā)生爆炸。

任何有核反應(yīng)堆國家都不難得到爆炸級裂變材料，原子彈基本設(shè)計(jì)又如此簡單，從而為預(yù)防核武器擴(kuò)散帶來了困難。第29頁1945年爆炸第一顆原子彈１９４５年５月８日，第二次世界大戰(zhàn)罪魁禍?zhǔn)椎聡ㄎ魉剐鏌o條件投降。７月２６日，美國、英國和中國三國發(fā)表“波茨坦宣言”，敦促日本快速無條件投降，但日本政府置之不理。

為迫使日本快速投降，１９４５年８月６日８時(shí)１５分，美軍一架Ｂ－２９轟炸機(jī)飛臨日本廣島市區(qū)上空，投下一顆代號為“小男孩”原子彈?！靶∧泻ⅰ笔且活w鈾彈，長３米，直徑０.７米，內(nèi)裝６０千克高濃鈾，重約４噸，梯恩梯當(dāng)量為１.５萬噸。炸彈在距地面５８０米空中爆炸，在巨大沖擊波作用下，廣島市建筑全部坍毀，全市２４．５萬人口中有７．８１５萬人當(dāng)日死亡，死傷總?cè)藬?shù)達(dá)２０余萬，城市化為一片廢墟。這是人類歷史上首次將核武器用于實(shí)戰(zhàn)，廣島成為第一座遭受原子彈轟炸城市。第30頁世界上第一顆原子彈由洛斯.阿拉莫斯試驗(yàn)室設(shè)計(jì)，與1945年7月在美國新墨西哥沙漠中引爆。第一顆用于戰(zhàn)爭原子彈，是1945年8月8日美國投在廣島原子彈（代號:LittleBoy）。第31頁使原子彈小型化：

1.降低原子彈引爆控制裝置2.降低臨界質(zhì)量：提升核燃料密度可提升中子碰撞原子核可能性。第32頁鏈?zhǔn)椒磻?yīng)控制——核反應(yīng)堆

核反應(yīng)堆是一個(gè)能維持和控制核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而實(shí)現(xiàn)核能―熱能轉(zhuǎn)換裝置。核反應(yīng)堆是核電站心臟，核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在其中進(jìn)行。1942年美國芝加哥大學(xué)建成了世界上第一座自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置，從此開辟了核能利用新紀(jì)元。第33頁按能普分有:熱能中子反應(yīng)堆快速中子增值堆按冷卻劑分有：輕水堆，即普通水堆（又分為壓水堆和沸水堆）重水堆氣冷堆鈉冷堆按用途分有：（1）研究試驗(yàn)堆：是用來研究中子特征，利用中子對物理學(xué)、生物學(xué)、輻照防護(hù)學(xué)以及材料學(xué)等方面進(jìn)行研究；（2）生產(chǎn)堆，主要是生產(chǎn)新易裂變材料鈾-233、钚-239；（3）動力堆，利用核裂變所產(chǎn)生熱能廣泛用于艦船推進(jìn)動力和核能發(fā)電。第34頁慢中子反應(yīng)堆（熱中子反應(yīng)堆）快中子增值堆熱中子反應(yīng)堆簡稱“熱堆”，它是依靠速度大為減慢了，而又處于在熱運(yùn)動情況下熱中子轟擊鈾-235原子核，使其發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。熱堆又分為輕水堆（普通水）、重水堆、和高溫氣冷堆等。輕水堆又分為壓水堆和沸水堆?？熘凶釉鲋刀押喎Q“快堆”，是一個(gè)正在開發(fā)第二代新型先進(jìn)反應(yīng)堆，與普通反應(yīng)堆相比，其先進(jìn)性主要表達(dá)在“快”和“增值”。第35頁原子彈原子彈是利用裂變材料鈾-235鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)原理制成核武器，它基本原理是利用化學(xué)炸藥使處于次臨界狀態(tài)裂變物質(zhì)突然到達(dá)超臨界狀態(tài)，致使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)快速擴(kuò)大而產(chǎn)生核爆炸。第36頁“槍法”是把兩塊或多塊裂變物質(zhì)靠炸藥壓攏在一起而到達(dá)超臨界方法?！皟?nèi)爆法”是利用炸藥產(chǎn)生內(nèi)聚沖擊波去壓縮處于次臨界狀態(tài)裂變材料，使其密度急劇增高，到達(dá)超臨界狀態(tài)第37頁我國在1964年10月成功試爆第一顆原子彈采取也是內(nèi)爆法，它表明我國在不過已建立了完整核工業(yè)體系，從鈾礦開采、冶煉到鈾同位素分離都能獨(dú)立自主地進(jìn)行。第38頁一、貧鈾及其特征貧鈾是鈾濃縮過程中作為尾料副產(chǎn)品。貧鈾含有放射性，因?yàn)樨氣欀蠻234、U235含量降低，所以貧鈾輻射能僅是天然鈾60％，即使弱一些，但并無本質(zhì)降低，貧鈾輻射能主要是由U238貢獻(xiàn)。

貧鈾除了含有放射性外，它金屬性能也是其它金屬不可替換。它含有高密度、高硬度、高韌性等物理特征，其密度為19.3克／厘米3，能夠和鎢匹敵，幾乎是鉛2倍。其化學(xué)性質(zhì)很活潑，而且是一個(gè)放射性劇毒物質(zhì)，一旦進(jìn)入人體內(nèi)，對人體各器官、尤其是腎造成損害，最終會造成各種惡性腫瘤、兒童先天性殘疾等發(fā)病率激增，留下巨大戰(zhàn)爭后遺癥。第39頁貧鈾作為核燃料副產(chǎn)品，在過去相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)被作為核廢料，而用于核廢料管理費(fèi)用是相當(dāng)巨大。所以各生產(chǎn)核燃料國家都為貧鈾利用尋找出路。當(dāng)前已經(jīng)有不少國家將貧鈾用于新彈藥研制，生產(chǎn)了貧鈾彈。美國在貧鈾利用方面取得了突破性進(jìn)展，美國生產(chǎn)新式M1A1坦克采取了貧軸裝甲，大大提升了坦克防護(hù)能力。在海灣戰(zhàn)爭期間，美國使用了貧鈾穿甲彈。二、貧鈾彈第40頁貧鈾穿甲彈穿甲性能很強(qiáng)。一是因?yàn)樨氣櫭芏却螅瞥上嗤w積彈丸時(shí)質(zhì)量大。依據(jù)物理學(xué)原理，在同等火藥情況下，彈丸取得動能相同，而一個(gè)物體動量P和動能Ek關(guān)系為P=2mEk，可見彈丸在動能相同情況下，其動量和質(zhì)量m平方根成正比。而依據(jù)物理學(xué)中動量原理，彈丸穿甲時(shí)平均穿透力F、穿甲時(shí)間和彈丸動量P有以下關(guān)系：

Fdt—P…F＝P/t=ZmE/t

所以彈丸穿透力和彈丸質(zhì)量平方根成正比，這就是貧鈾穿甲彈為何穿甲性能很強(qiáng)主要原因。其次貧鈾高硬度也是主要原因，又因?yàn)殁櫼籽趸?，穿甲時(shí)發(fā)燒燃燒，形成較大后破壞作用，殺傷乘員及破壞坦克內(nèi)部設(shè)備。第41頁三、貧鈾彈毒性和對環(huán)境影響

貧鈾毒性有放射性毒性和作為重金屬化學(xué)毒性兩個(gè)方面。

放射性主要是a射線，a粒子在空氣中射程大約為2。73厘米，在致密物質(zhì)中射程更短，僅能穿透人體皮膚角質(zhì)層，受損傷僅是無生命組織，所以基本不存在外照射危害。但貧鈾彈燃燒時(shí)，汽溶膠化了氧化鈾和貧鈾微粒能夠進(jìn)入人體內(nèi)部，以很大概率被人體器官吸收，形成嚴(yán)重內(nèi)照射，使人體器官受到嚴(yán)重?fù)p傷。關(guān)于化學(xué)毒性，鈾進(jìn)入人體內(nèi)時(shí)，在骨、腎臟、肝臟內(nèi)沉積，尤其是腎臟，其抗鈾毒性最弱。第42頁貧鈾燃燒時(shí)，形成淡黃色煙霧狀氧化鈾塵埃，這些尖埃狀氧化鈾擴(kuò)散開來，會對周圍區(qū)域造成放射性污染。它危害與原子彈爆炸后造成放射性沾染相比并不遜色，只不過每發(fā)穿甲彈沾染區(qū)較小而已。第43頁熱核聚變與氫彈——第44頁·太陽里熱核·受控核熱聚變·氫彈和中子彈第45頁光芒燦爛太陽，永不停歇地向外發(fā)射著巨大能量。

第46頁第47頁太陽結(jié)構(gòu)和能量核反應(yīng)區(qū)太陽中心部分稱為日核（關(guān)鍵），半徑大約為0.25個(gè)太陽半徑，即使不算大，但太陽大部分質(zhì)量都集中在這里，而且太陽光和熱也都是從這里產(chǎn)生，溫度高達(dá)1500萬K。理論研究表明，這些光和熱是在氫原子核聚變?yōu)楹み^程中釋放出來，所以，日核也叫做“核反應(yīng)區(qū)”。太陽主要成份是氫，為氫核聚變反應(yīng)提供了足夠燃料。其主要反應(yīng)方程式為：H+H=D+(e+)+v（v-中微子）D+H=He3+r(r-光子)He3+He3=He4+2H總反應(yīng)式:4H=He4+2(e+)+2v+24.7MeV(MeV-能量單位,包含了光子能量).第48頁能量太陽光熱主要來自其內(nèi)部核聚變反應(yīng)。在高溫高壓下，太陽內(nèi)部熱核反應(yīng)每秒鐘里將約6億噸氫核聚變?yōu)楹ず?，釋放了大量能量。太陽已燃燒了?0億年，其每秒鐘損耗質(zhì)量約400萬噸，據(jù)此速度，太陽在過去時(shí)間里只消耗了百分之零點(diǎn)零三質(zhì)量。據(jù)天文學(xué)家測算，太陽壽命（穩(wěn)定時(shí)期）可達(dá)100億年，當(dāng)前正處于穩(wěn)定而旺盛青年時(shí)期。太陽里氫還能夠燃燒100億年。那么，當(dāng)燃燒完了，太陽是否就熄滅了呢？科學(xué)家認(rèn)為，當(dāng)太陽里氫燃燒完了之后，太陽就開始收縮，溫度又重新升高，又會向宇宙空間散發(fā)大量熱，整個(gè)過程預(yù)計(jì)也有幾十億年。其后便進(jìn)入老年期白矮星階段。最終才進(jìn)到臨終期以至走向消亡。第49頁受（可）控核熱聚變·受控核聚變是讓輕原子核主要是氫及其同位素氘和氚聚合所產(chǎn)生核能以可控方式釋放出來并有可觀能量增益核反應(yīng)?！け娝苤?氫彈爆炸也是核聚變反應(yīng)，但它是瞬間不可控，自然界中連續(xù)核聚變反應(yīng)也有，太陽上核聚變反應(yīng)就是其中之一，這么反應(yīng)一旦在試驗(yàn)室里實(shí)現(xiàn)就能夠?yàn)槿祟愄峁┵Y源豐富足夠用上100億年、潔凈無污染、安全核事故概率幾乎為零且經(jīng)濟(jì)消費(fèi)者能夠承受能源。所以受控核聚變也俗稱人造太陽。所以能夠說受控核聚變是與未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展社會進(jìn)步人類文明親密相關(guān)，有遼闊應(yīng)用前景重大研究領(lǐng)域。第50頁受控核聚變研究一個(gè)基本思想是讓氫或其同位素在一定條件下電離成由電子和原子核混合而成完全電離氣體-等離子體，然后對等離子體加熱（在等離子體中感應(yīng)產(chǎn)生電流進(jìn)行歐姆加熱或從外面注入高能中性原子束或射頻波作非歐姆加熱以及用激光束作壓縮加熱），以提升原子核間碰撞從而發(fā)生聚變反應(yīng)幾率。因?yàn)樵跍囟葹橐粌|度左右時(shí)氫原子核發(fā)生聚變反應(yīng)幾率最大，核聚變研究所需要等離子體溫度都很高，所以普通又稱為高溫等離子體，與之對應(yīng)核聚變通常又稱為熱核聚變高溫。第51頁詳細(xì)實(shí)現(xiàn)方式（1）TOKAMAK

為實(shí)現(xiàn)磁力約束，需要一個(gè)能產(chǎn)生足夠強(qiáng)環(huán)形磁場裝置，這種裝置就被稱作“托克馬克裝置”——TOKAMAK，也就是俄語中是由“環(huán)形”、“真空”、“磁”、“線圈”字頭組成縮寫。早在1954年，在原蘇聯(lián)庫爾恰托夫原子能研究所就建成了世界上第一個(gè)托卡馬克裝置。第52頁（2）ITER年正式確定國際合作項(xiàng)目ITER，也就是國際熱核試驗(yàn)反應(yīng)堆縮寫，這個(gè)項(xiàng)目從1985年開始，由蘇聯(lián)、美國、日本和歐共體提出，目標(biāo)是建立第一個(gè)試驗(yàn)用聚變反應(yīng)堆。（注意：ITER已經(jīng)不是托卡馬克裝置了，而是試驗(yàn)反應(yīng)堆，這是一大進(jìn)步）最初方案是年建成一個(gè)試驗(yàn)堆，實(shí)現(xiàn)1500兆瓦功率輸出，造價(jià)100億美元。沒想到因?yàn)楦鲊敕ú灰粯樱K聯(lián)解體，加上技術(shù)伎倆限制，一直到了年也沒有結(jié)果，其間美國中途退出，ITER出現(xiàn)胎死腹中危險(xiǎn)。直到年，能源危機(jī)加劇，各國又重視起來，首先是中國宣告加入了ITER計(jì)劃，歐洲、日本和俄羅斯自然很高興，隨即美國宣告重返計(jì)劃。緊接著，韓國和印度也宣告加入。年ITER正式立項(xiàng)，地點(diǎn)在法國卡達(dá)拉申，基本設(shè)計(jì)不變，力爭年前全方面完成，造價(jià)120億美元，歐盟出40%，法、中、日、美各出10%，剩下想讓他人平攤，韓國印度不干，力爭讓俄國也出10%，自己出5%（最終美、日、俄、中、韓、印各出約9%）。ITER湊巧是拉丁語“道路”，可見大家對這個(gè)東西抱有多大希望。很有可能，她就是人類處理能源問題“道路”。假如ITER能成功，下一步就是利用ITER技術(shù)，設(shè)計(jì)和建造示范商用堆，到那時(shí)，離真正商業(yè)核聚變發(fā)電就不遠(yuǎn)了。第53頁（3）EASTEAST位于中國合肥，是當(dāng)前為止，超托卡馬克反應(yīng)體部分，唯一能給ITER提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)裝置，他結(jié)構(gòu)和應(yīng)用技術(shù)與規(guī)劃中ITER完全一樣，沒有僅僅是換能部分。EAST處理了幾個(gè)主要問題：第一次采取了非圓型垂直截面，目標(biāo)是在不增加環(huán)形直徑前提下增加反應(yīng)體體積，提升磁場效率。第一次全部采取了液氦無損耗超導(dǎo)體系。液氦是很貴，只有在線圈材料上下功夫，盡可能少用液氦，同時(shí)讓液氦能夠循環(huán)使用，盡可能降低損耗系統(tǒng)才可能投入實(shí)用。另外，EAST還是世界上第一個(gè)含有主動冷卻結(jié)構(gòu)托卡馬克，它第一壁是主動冷卻，當(dāng)前連接是一個(gè)大型冷卻塔，它冷卻水能夠確保在長時(shí)間運(yùn)行后將反應(yīng)產(chǎn)生熱量帶走，維持系統(tǒng)溫度平衡，首先是為真正實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定受控聚變邁出主要一步，另首先也是工程化主要標(biāo)志——冷卻塔換成汽輪機(jī)是能夠發(fā)電。結(jié)合一些相關(guān)資料，當(dāng)前世界這個(gè)領(lǐng)域普遍認(rèn)為EAST將是第一個(gè)能長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，Q值能到達(dá)1托卡馬克裝置，當(dāng)然這可能還要1-2年時(shí)間。就EAST來說，從某種意義上，它就是ITER主反應(yīng)體大約1/4一個(gè)原型試驗(yàn)裝置。第54頁氫彈和中子彈氫彈：核武器一個(gè)。是利用原子彈爆炸能量點(diǎn)燃?xì)渫凰仉容p原子核聚變反應(yīng)瞬時(shí)釋放出巨大能量核武器。又稱聚變彈、熱核彈、熱核武器。氫彈比原子彈優(yōu)越地方在于：1、單位殺傷面積成本低；2、自然界中氫和鋰儲備量比鈾和釷儲備量還大得多；3、所需核原料實(shí)際上沒有上限值，這就能制造TNT當(dāng)量相當(dāng)大氫彈。

第55頁1967年6月17日中國第一顆氫彈爆炸成功

第56頁中子彈：一個(gè)以高能中子輻射為主要?dú)Φ彤?dāng)量小型氫彈。只殺傷敵方人員，對建筑物和設(shè)施破壞很小，也不會帶來長久放射性污染，盡管從來未曾在實(shí)戰(zhàn)中使用過，但軍事家仍將之稱為戰(zhàn)場上“戰(zhàn)神”──一個(gè)含有核武器威力而又可用戰(zhàn)術(shù)武器。與原子彈和氫彈等核武器相比，中子彈含有三個(gè)顯著特點(diǎn)：一是早期核輻射效應(yīng)強(qiáng)。二是爆炸釋放能量低。三是放射性污染輕，連續(xù)時(shí)間短。第57頁大亞灣核電站第58頁第59頁核物理發(fā)展不但為人類提供了新能源——核電，而且還提供了種類繁多同位素和輻射技術(shù)，即核技術(shù)。1995年，美國核技術(shù)應(yīng)用GDP貢獻(xiàn)4.7%，是核電3.67倍，而我國年核技術(shù)對國民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)才僅為可憐0.4%。自1995年來，我國核技術(shù)應(yīng)用平均增加率到達(dá)18%，在年核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)值總計(jì)已達(dá)1000億元人民幣，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。第60頁色彩繽紛核技術(shù)——第61頁核技術(shù)是指利用原子核發(fā)出射線以及加速器產(chǎn)生粒子和射線，與物質(zhì)相互作用來研究物質(zhì)技術(shù)，是當(dāng)代主要技術(shù)之一。當(dāng)前，核技術(shù)已廣泛利用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、資源、環(huán)境、公共安全、科研等很多領(lǐng)域，并取得了顯著地經(jīng)濟(jì)和社會效益，能夠說，核技術(shù)已成為人類朋友。第62頁一、核技術(shù)醫(yī)學(xué)診療和治療核技術(shù)最初應(yīng)用是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，至今已經(jīng)形成一門新學(xué)科——核醫(yī)學(xué)。核醫(yī)學(xué)是對人體無創(chuàng)傷、安全而有效診療和治療方法，它最主要特點(diǎn)是能提供身體內(nèi)各組織功效性改變，而功效性改變常發(fā)生在疾病早期。核醫(yī)學(xué)已經(jīng)成為診療和治療心臟病、腦病、癌癥等疾病最正確伎倆之一。當(dāng)前我國有1000多家醫(yī)院應(yīng)用了核醫(yī)學(xué)技術(shù)進(jìn)行臨床診療和治療。第63頁1、放射性診療放射性臨床診療是利用放射性核素作示蹤劑，經(jīng)過核儀器觀察示蹤劑在人體臟器中分布、強(qiáng)度情況和動態(tài)改變來診療臟器是否有病變并確定病變位置。。如甲狀腺有攝取或濃集131I功效，它攝取速度和攝取量與甲狀腺功效狀態(tài)相關(guān)?？诜?31I-碘化物，在24h后，用和探測器在頸部甲狀腺部位測量其攝取碘-131情況，就能夠判斷甲狀腺功效狀態(tài)。第64頁核磁共振成像技術(shù)核磁共振成像技術(shù)是繼CT（電子計(jì)算機(jī)斷層掃描）后醫(yī)學(xué)影像學(xué)又一重大進(jìn)步。核磁共振主要是由原子核自旋運(yùn)動引發(fā)，是原子核磁矩在滿足一定條件磁場作用下所發(fā)生共振吸收現(xiàn)象。核磁共振成像對組織中水改變最為敏感，是顯示神經(jīng)組織病變最理想影像學(xué)檢驗(yàn)。第65頁成像原理：將人體至于特殊磁場中，用無線電射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)氫原子核，引發(fā)氫原子核共振，并吸收能量。在停頓射頻脈沖后，氫原子按特定頻率發(fā)出射電信號，并將吸收能量以電磁輻射釋放出來，被體外接收器收錄，將生物組織氫原子核密度分布、弛豫時(shí)間、流動效應(yīng)等參數(shù)接收轉(zhuǎn)換，經(jīng)過電子計(jì)算機(jī)處理，最終形成圖像，作出診療。它比CT能更靈敏分辨出正?；虍惓＝M織，對腫瘤早期診療及判別有很大幫助。核磁共振成像技術(shù)第66頁正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像是利用加速器生產(chǎn)超短半衰期同位素，如1?F、13N、1?O、11C等作為示蹤劑注入人體，參加體內(nèi)生理代謝過程。這些超短半衰期同位素是組成人體主要元素，利用它們發(fā)射正電子與體內(nèi)負(fù)電子結(jié)合釋放出一對γ光子，被晶體探頭所探測，得到高分辨率，高清楚度活體斷層圖像，以顯示人腦、心、全身其它器官及腫瘤組織生理和病理功效級代謝情況。第67頁它是當(dāng)前進(jìn)行人體功效顯像最先進(jìn)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，對腦腫瘤、癲癇、癡呆、帕金森病、抑郁癥、腦血管疾病及神經(jīng)性疾病等診療、療效觀察含有獨(dú)特作用。第68頁2、放射性治療放射性治療就是利用射線直接與病體組織相互作用，殺死病體組織或細(xì)胞。我們所熟知放療就是利用鈷60高能量γ射線來治療腫瘤。我們所說γ刀也是指用γ射線作為“手術(shù)刀”來“切除”人體腦部腫瘤.它優(yōu)點(diǎn)是無手術(shù)創(chuàng)傷，安全方便可靠，對病灶周圍腦組織損傷非常小。第69頁二、核技術(shù)工業(yè)應(yīng)用核技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域各個(gè)方面。1、利用放射性同位素總計(jì)很輕易被測出來特點(diǎn)，在被測物中加入少許放射性同位素作為示蹤原子，能夠顯示