核技術

維基百科,自由的百科全書
前往: 導覽搜尋
對於一些人來說,煙霧探測器英語Smoke detector是最常見的核技術的應用

核子技術是關於原子核核反應技術,其中比較重要和已經投入實用的有核動力核醫學核武器。核技術的應用十分廣泛,也應用於煙霧探測器英語Smoke detector,到瞄準具

歷史和科學背景[編輯]

發現[編輯]

1896年,亨利·貝克勒爾正在調查磷光時,他發現了後來被稱為放射性一個新的現象[1]。他,皮埃爾·居里瑪麗·居里開始調查這現象。在這個過程中,他們分離出有高度放射性的元素。他們發現放射性物質產生強烈的穿透的三個不同種類射線,它們被標記為希臘字母α,β和γ。有些種類的輻射的就可以通過普通的物體,它們在大量時都可以對人體有害。所有早期的研究人員獲得各類輻射灼傷英語Radiation burn,就像曬傷英語Sunburn,並忽視。

放射性的新現象被庸醫的製造商抓住(以及早期的的發現那樣),並且提出了許多涉及放射性的專利藥物和治療。

人們逐漸認識到,放射性衰變產生的輻射是電離輻射,即使太小而不能燒傷的劑量也可能造成嚴重的長期危害。許多從事放射性的科學家由於被暴露於輻射而死於癌症。放射性專利藥物大多消失了,但放射性物質的其他應用仍然存在,例如使用鹽在儀表上產生發光錶盤

隨著原子得到更好的被理解,放射性的性質變得更加清晰。一些較大的原子核是不穩定的,因此在隨機間隔之後衰變(釋放物質或能量)。貝克勒爾和居里發現的三種形式的輻射也被更充分地理解。α衰變是當核釋放α粒子時,其為兩個質子和兩個中子,相當於氦核。β衰變β粒子,即高能電子的釋放。γ衰變釋放γ射線,其不同於α和β輻射不是物質,而是非常高頻率的電磁輻射,因此是能量。這種類型的輻射是最危險的,最難以阻擋的。所有三種類型的輻射在某些元素中自然出現。

核分裂[編輯]

在自然核輻射中,與其產生的核子相比副產物非常少。核分裂是將核分裂成大致相等的部分,並在該過程中釋放能量和中子的過程。如果這些中子被另一個不穩定的核捕獲,它們也可以裂變,導致鏈式反應

核融合[編輯]

如果核被迫碰撞,它們可以經歷核融合。 該過程可釋放或吸收能量。 當所得到核子比更輕時,能量通常被釋放; 當核子比鐵重時,能量通常被吸收。這種聚變過程發生在恆星中,它們從中獲得能量。

核武器[編輯]

核武器是一種爆炸裝置,它從核反應核分裂,或核分裂與核融合的組合)中獲得其破壞力。兩個反應都從相對少量的物質中釋放出巨大數量的能量。即使是小型核裝置也可以通過爆炸,火災和輻射而破壞一個城市。核武器被認為是大規模殺傷性武器,它們的使用和控制自其首次登台以來一直是國際政策的一個主要方面。

民用[編輯]

核電[編輯]

核電是一個類型的核技術,它涉及控制利用核分裂釋放能量的工作,包括推進系統,熱和電的產生。

目前,核電提供了世界電力的約15.7%(在2004年),並用於推進航空母艦破冰船潛艇(迄今為止,一些港口的經濟和恐懼阻礙了運輸船舶使用核動力)[2]。所有核電廠使用核分裂。沒有人造的核融合反應導致了可行的電力來源。

核醫學[編輯]

核技術的醫療應用分為診斷和放射治療。

成像 - 電離輻射在醫學中的最大用途是在醫學放射線照相術中使用x射線對人體內部進行成像。這是人類暴露輻射下的最大人造來源。 醫療和牙科X射線成像儀使用鈷-60或其它X射線源。許多放射性藥物被使用,有時附著於有機分子,用作人體中的放射性示蹤劑或造影劑。

輻射也可用放射治療法被用於治療疾病。

工業應用[編輯]

因為一些電離輻射可以穿透物質,它們被用於許多的測量方法。作為無損檢測和檢查的手段,X射線和γ射線用於工業射線成像以生成固體產品內部的圖像。待放射線照相的物體被放置在放射源和盒中的照相膠片之間。在一定的曝光時間之後,該膠片被顯影並且顯示該材料的任何內部缺陷。

放射性示蹤劑 - 因為放射性同位素在化學上表現,大多像非活性元素,某種化學物質的行為可以被用於跟蹤放射性。 例子:

  • 在封閉系統中將γ示蹤劑添加到氣體或液體中使得可以在管道中找到孔。
  • 將示蹤劑添加到電動機的部件的表面使得可以通過測量潤滑油的活性來測量磨損。

石油和天然氣勘探 - 核測井用於幫助預測新井或現有井的商業可行性。該技術涉及使用中子或伽馬射線源和輻射檢測器,其被降低到鑽孔中以確定周圍岩石的性質,例如孔隙率和光刻。

道路建設 - 核水分/密度計用於確定土壤,瀝青和混凝土的密度。通常使用銫-137作為輻射源。

參見[編輯]

參考資料[編輯]

外部連結[編輯]