核技術(shù)應(yīng)用及進展(0概述)課件

核技術(shù)應(yīng)用及進展

2008年核技術(shù)應(yīng)用及進展1考查方式閉卷考試成績卷面成績（70%）實驗成績（20%）平時成績（10%）核技術(shù)應(yīng)用及進展2教材《核技術(shù)及應(yīng)用》，成都理工大學(xué)。核技術(shù)應(yīng)用及進展3自然科學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報告核技術(shù)作者：國家自然科學(xué)基金委員會科學(xué)出版社1991年10月第1版參考資料核技術(shù)應(yīng)用及進展4核農(nóng)學(xué)導(dǎo)論

作者：徐冠仁原子能出版社1997年03月第1版參考資料核技術(shù)應(yīng)用及進展5現(xiàn)代高技術(shù)叢書核能與核技術(shù)作者：李士查連芳趙文彥上海科學(xué)技術(shù)出版社1994年12月第1版參考資料核技術(shù)應(yīng)用及進展6核能源與核技術(shù)作者：吳茂良四川大學(xué)出版社1994年8月第1版參考資料核技術(shù)應(yīng)用及進展7核科技發(fā)現(xiàn)與發(fā)明縱橫談作者：李盈安原子能出版社1996年4月第1版參考資料核技術(shù)應(yīng)用及進展8聚合物輻射加工作者：[日]幕內(nèi)惠三著徐俊孟永紅譯2003年03月第1版科學(xué)出版社參考資料核技術(shù)應(yīng)用及進展9輻射生物學(xué)作者：朱壬葆劉永羅祖玉科學(xué)出版社1987年09月第1版參考資料核技術(shù)應(yīng)用及進展10放射性示蹤技術(shù)及應(yīng)用作者：[英]F·安東尼·埃文斯[日本]村松光雄1990年07月第1版參考資料核技術(shù)應(yīng)用及進展11《食品加工與保藏原理》，曾慶孝主編，芮漢明，李汴生副主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002.11《中國食品輻照進展》，陳其勛主編，原子能出版社，1998.12《輻射食品衛(wèi)生》，F(xiàn)AO/IEAE/WHO，原子能出版社，1983，5~6《輻射技術(shù)基礎(chǔ)》，李承華，原子能出版社，1988《同位素技術(shù)》，彭根元等，北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1994http://參考資料核技術(shù)應(yīng)用及進展12本課程的內(nèi)容核技術(shù)的內(nèi)涵核技術(shù)的用途核技術(shù)的發(fā)展概況核技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化問題核技術(shù)應(yīng)用及進展13前言核技術(shù)大事記核技術(shù)的地位什么是核技術(shù)？核技術(shù)能干什么？核技術(shù)應(yīng)用及進展14核技術(shù)大事記1896年貝可勒爾發(fā)現(xiàn)鈾的放射性質(zhì)1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線鈾礦石世界上第一張X光照片核技術(shù)應(yīng)用及進展1898年居里夫人發(fā)現(xiàn)釙和鐳唯一一位在兩個不同學(xué)科領(lǐng)域、兩次獲得諾貝爾獎

15核技術(shù)應(yīng)用及進展1923年Hevesy首先用天然放射性212Pb研究鉛鹽在豆科植物內(nèi)的分布和轉(zhuǎn)移。提出“tracer”的概念。1928Geiger&Muller提出測定電離輻射的方法，蓋革、彌勒發(fā)明了為電離輻射計數(shù)的蓋革-彌勒計數(shù)器。豆科植物蓋革計數(shù)器1930年勞倫斯制成的第一臺回旋加速器回旋加速器1932Anderson發(fā)現(xiàn)positron(正電子)，J.Chadwick發(fā)現(xiàn)neutron(中子)。威爾遜云室

161942年EnricoFermi在芝加哥大學(xué)展示第一個核子反應(yīng)堆（我國19？？）。1945年原子彈（我國1964）。核技術(shù)應(yīng)用及進展1934年，約里奧·居里和伊麗芙·居里第一次得到人工放射性物質(zhì)，EnricoFermi利用中子產(chǎn)生放射性同位素。天然放射性同位素只有40幾種，而今人工制造的放射性同位素已達1000多種。1938Hahn等發(fā)現(xiàn)235U核裂變。1939PierreCurie和Fermi發(fā)現(xiàn)鏈式核反應(yīng)。171948Hofstadter開發(fā)用于Gamma探測的碘化鈉晶體，scintillationcounter誕生。1952氫彈（我國1967）。1955核潛艇（我國1971）1957核電站（美國60MW）,（我國1983秦山一期開工，自主設(shè)計）?！?008我們一起學(xué)習(xí)核技術(shù)?！思夹g(shù)應(yīng)用及進展18核技術(shù)的地位是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要組成部分；

是當(dāng)代最主要的尖端技術(shù)之一；

是社會現(xiàn)代化的標志之一。在當(dāng)代高新技術(shù)(6項)中，占有重要份額。電子信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料、新能源、海洋技術(shù)、航天技術(shù)。

核技術(shù)應(yīng)用及進展19

1）電力系統(tǒng)11）高速公路2）汽車12）航天3）飛機13）因特網(wǎng)4）自來水14）成像技術(shù)5）電子技術(shù)15）家用電器6）無線電和電視16）保健設(shè)施7）農(nóng)業(yè)機械化17）石油化工8）計算機18）激光和光纖9）電話10）空調(diào)制冷20）高性能材料20世紀最偉大工程技術(shù)成就-20項

美國工程技術(shù)界評出2000/10/1119）核技術(shù)核技術(shù)應(yīng)用及進展20社會經(jīng)濟效益顯著。

1993年，美國核技術(shù)的非動力應(yīng)用對美國經(jīng)濟的貢獻達到2570億美元，是核電的3.5倍，占美國GDP的3.9％，并創(chuàng)造了370萬個就業(yè)崗位，是核電的3.5倍。

2004年，中國核技朮總產(chǎn)值400億元人民幣。隨后5年達到1000億元人民幣，并長期保持在15％以上的增長速度。核技術(shù)的地位核技術(shù)應(yīng)用及進展21什么是核技術(shù)？核技術(shù)能干什么？核技術(shù)應(yīng)用及進展22什么是核技術(shù)？廣義的核技術(shù)具體的核技術(shù)歷史上的核技術(shù)目前的分類研究和應(yīng)用與“核”有關(guān)的技術(shù)核武器、核能源、核動力、…..軍用核技術(shù)、民用核技術(shù)核武器——核變(裂變、聚變)及生化效應(yīng)核能與核動力(核工程)——反應(yīng)堆、熱工核技術(shù)(非動力核技術(shù))——同位素與輻射技術(shù)是指在原子核物理現(xiàn)象基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，利用原子核反應(yīng)堆、粒子加速器、放射性同位素和核粒子探測器等各種核物理設(shè)備和核實驗方法為各個部門服務(wù)的一門新興技術(shù)。

核技術(shù)應(yīng)用及進展23非動力核技術(shù)（按技術(shù)特征劃分）同位素示蹤技術(shù)核成像技術(shù)核分析技術(shù)：離子束分析、背散射分析技術(shù)、中子活化分析、電子掃描探針分析、X射線熒光分析(原位分析、全反射、同步輻射….)…………….核檢測技術(shù)輻射工藝核年代學(xué)支撐技術(shù)核技術(shù)應(yīng)用及進展24非動力核技術(shù)（按領(lǐng)域劃分）核農(nóng)學(xué)核醫(yī)學(xué)核分析（工業(yè)）核檢測輻射加工食品、衛(wèi)生其它核技術(shù)應(yīng)用及進展251964年10月14日9時我國第一顆原子彈首爆成功時產(chǎn)生的蘑菇云核技術(shù)應(yīng)用及進展核武器：利用能自持進行核裂變或聚變反應(yīng)釋放的能量，產(chǎn)生爆炸作用，并具有大規(guī)模殺傷破壞效應(yīng)的武器的總稱。核武器第一代：原子彈第二代：氫彈第三代：中子彈第四代：即核定向能武器核武器261個235U原子裂變釋放的能量：200MeV1g235U原子裂變釋放的能量：8.2×1010J（2.58t優(yōu)質(zhì)煤或20tTNT）1g燃料核聚變所產(chǎn)生的能量約為核裂變相應(yīng)能量的4倍核技術(shù)應(yīng)用及進展核能與核動力27核技術(shù)應(yīng)用及進展1954年在庫爾恰托夫的主持下，蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站——奧布靈斯克核電站。從此，核電站便在世界各地蓬勃發(fā)展起來。

1942年，以費米為首的一批科學(xué)家在美國建成了世界上第一座“人工核反應(yīng)堆”，首次實現(xiàn)了人類歷史上鈾核的可控自持鏈式裂變反應(yīng)。建造核裂變反應(yīng)堆的目的“中子源”開展科學(xué)研究及實驗供熱、發(fā)電或提供動力核反應(yīng)堆是使核能以可控方式釋放的裝置1985年，我國第一座自行設(shè)計建造的核電站是秦山核電站,位于浙江省海鹽縣杭州灣口岸核能與核動力28核能與核動力優(yōu)點：原料少；污染少。目前核電在全國電力中的比重只有1%強。2020年可望達到4%（4000萬千瓦）。目前和今后幾十年核電的發(fā)展是以壓水堆為主的核裂變能發(fā)電。(東南沿海各省)21世紀下半葉，受控?zé)岷司圩兡苡锌赡荛_始作貢獻。

核技術(shù)應(yīng)用及進展29核應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和前景1.核農(nóng)學(xué)到2002年底，中國已累計育成突變品種638個，超過世界各國輻射誘變育成品種總數(shù)的四分之一；輻射誘變良種年種植面積約占中國各類作物種植面積的10%；輻射誘變良種作物每年為中國增產(chǎn)糧食近40億公斤、棉花1.5~1.8億公斤、油料0.75億公斤。核技術(shù)應(yīng)用及進展30近10年來，中國利用同位素示蹤法，增產(chǎn)糧食19億公斤，創(chuàng)經(jīng)濟效益28億元；中國自60年代以來，先后對10多種害蟲進行輻射不育研究；近年來對柑橘大實蠅的人工飼養(yǎng)與釋放試驗，取得了成功。核技術(shù)應(yīng)用及進展31同位素示蹤定義：將可探測的放射性核素添入化學(xué)、生物或物理系統(tǒng)中，標記研究材料，以便追蹤發(fā)生的過程、運行狀況或研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)等的科學(xué)手段。核技術(shù)應(yīng)用及進展32同位素示蹤

1923年，Hevesy在丹麥玻爾實驗室工作期間，將豆科植物浸泡在含有天然放射性核素210Pb(RaD)和212Pb(ThB)的鉛鹽溶液中，研究植物吸收鉛的機制(分布和轉(zhuǎn)移)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：鉛全部被吸附在根部。1949年，Calvin用14C揭示了光合作用33同位素示蹤的應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)過程；在分子水平上，動態(tài)、定量地研究生命現(xiàn)象；免疫化學(xué)、疾病的診斷。工程問題地質(zhì)科學(xué)核技術(shù)應(yīng)用及進展3435133Xe-地下管道檢漏362.核醫(yī)學(xué)4500余人從事核醫(yī)學(xué)的研究應(yīng)用，15000余人從事放射治療工作；大城市的中心醫(yī)院已普遍建立了核醫(yī)學(xué)科；每年核醫(yī)學(xué)檢查超過80萬人次，治療1000萬人次；40多家有關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)可以供應(yīng)1000余種放射性同位素和制品。核技術(shù)應(yīng)用及進展372.核醫(yī)學(xué)40多家有關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)可以供應(yīng)1000余種放射性同位素和制品，自給能力超過80%67臺γ刀250臺X刀28臺PET500臺SPECT2000臺放免分析儀400臺后裝治療機460臺cobalt-60治療機60臺熒光免疫分析儀300臺化學(xué)發(fā)光免疫分析儀3300臺全身X射線斷層掃描儀100臺γ相機560臺醫(yī)用加速器核技術(shù)應(yīng)用及進展38核成像技術(shù)核技術(shù)應(yīng)用及進展醫(yī)學(xué)CT(MCT)X射線斷層掃描(XCT)

核磁共振CT(NMR-CT)

正電子發(fā)射CT(PET)

同位素單光子發(fā)射CT(SPECT)

康普頓散射CT(CST)

穆斯堡爾效應(yīng)CT工業(yè)CT(ICT)X射線CT

伽瑪射線CT39核成像技術(shù)核成象技術(shù)的共同原理：利用與核有關(guān)的物理量在被測對象中的衰減規(guī)律或分布情況，獲得物體內(nèi)部的詳盡信息，通過電子計算機對這些信息作快速處理，最終重建被測物的內(nèi)部圖象。它們的數(shù)據(jù)獲取部分，從物理原理到具體結(jié)構(gòu)均可相距甚遠；但它們的數(shù)據(jù)處理部分．則都基于計算機信息處理和圖象重建技術(shù)。40核素掃描機核技術(shù)應(yīng)用及進展41相機核技術(shù)應(yīng)用及進展

γ相機是一次成像的醫(yī)療設(shè)備，它主要由探測器（包括準直器，閃爍晶體光電倍增管等），電子學(xué)讀出系統(tǒng)和圖像顯示紀錄裝置等幾部分組成。42CT/PET核技術(shù)應(yīng)用及進展43CT的基本原理計算機斷層成像技術(shù)(CT)ComputerizedTomography：是一種重要的無損檢測技術(shù)，是物理學(xué)與計算機科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)物。基于射線與物質(zhì)的相互作用原理，通過投影重建方法獲取被檢測物體的數(shù)字圖像。通過測量在不同的方位角下射線穿透被檢測物件后的投影強度，計算出物件橫截面上的衰減系數(shù)分布，轉(zhuǎn)換成像屏顯示的斷層成像。CT裝置所得到的是被檢客體的斷層圖像。在此圖像上，客體內(nèi)各部分是分離的，而圖像的灰度值正比于物質(zhì)的密度。由于各種物質(zhì)都有自己特定的密度，因而可能由CT圖像灰度值來確定被檢客體的材料性質(zhì)。44ICT的應(yīng)用無損檢測質(zhì)量控制、物件的組成、結(jié)構(gòu)、材料等精密器件的內(nèi)部探傷安全檢測集裝箱安全檢測航空箱檢測打擊走私45集裝箱CT核技術(shù)應(yīng)用及進展46源前準直器集裝箱拖動裝置后準直器陣列探測器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖像處理系統(tǒng)探測裝置示意圖陣列探測器說明：采用超高壓氣體陣列電離室，共512個探測單元，用來測量γ射線穿透集裝箱后的射線強度。呈扇形排列在以放射源為圓心的弧線上，并與經(jīng)準直器準直的射線束精確對準。核技術(shù)應(yīng)用及進展47

福來爾轎車透視圖上圖：水平透視圖；下圖：垂直透視圖汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)掃描核技術(shù)應(yīng)用及進展48CT截面掃描圖左圖：前輪部位；右圖：后輪部位從中可以清晰看出前輪部位減震器彈簧、輪胎等的結(jié)構(gòu)截面，后輪部位的備胎、車廂等截面也很清晰。核技術(shù)應(yīng)用及進展49卡車掃描圖象ImagefromNewsweek,takenatthebordercrossingfromGuatemalatoMexico核技術(shù)應(yīng)用及進展50集裝箱檢測核技術(shù)應(yīng)用及進展51集裝箱和車輛檢測系統(tǒng)FixedPositionTruckScannerMobileTruckandCargoScanner核技術(shù)應(yīng)用及進展52安全檢測物性判別：汽油、炸彈等危險物品例如，同是液體的水和汽油的密度分別是1.0和0.7，很容易區(qū)分。航空箱的斷層圖像箱中有3個塑料瓶子,里面灌滿了汽油(左瓶)、水(中瓶)或是一半汽油一半水(右瓶)。從圖中可以清晰看到瓶中不同性質(zhì)液體的灰度明顯不同。此外,在一盒黃油脂內(nèi)埋藏一塊肥皂,利用斷層圖像也能輕易分辨出來。圖中兩個灰度不同的圓分別顯示聚乙烯棒和聚四氟乙烯棒的截面。此圖像充分表明CT檢測系確實具備了物性判別的功能。核技術(shù)應(yīng)用及進展53安全控制質(zhì)量控制小型X射線檢測系統(tǒng)核技術(shù)應(yīng)用及進展54XCT55核分析技術(shù)X射線熒光分析(ED、WD、TR)粒子誘發(fā)熒光分析（P、e）微束（微區(qū)）分析中子活化分析粒子束分析背散射分析核技術(shù)應(yīng)用及進展56核分析技術(shù)——離子束分析背散射57核分析技術(shù)——離子束分析1967年，美國的測量員5號空間飛船發(fā)回月球表面土壤的背散射分析結(jié)果58核分析技術(shù)——離子束分析越王劍核技術(shù)應(yīng)用及進展59核分析技術(shù)——離子束分析含砷頭發(fā)大氣污染60核分析技術(shù)——離子束分析核反應(yīng)分析利用特定的核反應(yīng)，測定反應(yīng)產(chǎn)物；對輕元素有利61礦泉水62核分析技術(shù)——X射線熒光分析核技術(shù)應(yīng)用及進展63核分析技術(shù)——中子活化分析把極少量的待分析樣品經(jīng)中子源照射后,不同的核素變成其對應(yīng)的放射性同位素,這些放射性核素一般發(fā)生β衰變或軌道電子俘獲（E.C），放出一定能量的強度的射線。通過測量這些射線的能量和強度，從而就可確定出待測元素的種類和含量。64核檢測技術(shù)核子密度計泥沙計濃度計品位儀核子(皮帶)秤核測井射線測厚儀其他灰分測量、煤質(zhì)檢測核子料(液)位計、核子料(液)位開關(guān)水份計核技術(shù)應(yīng)用及進展65核檢測技術(shù)——核子密度計例如：選礦工藝中礦漿和浮選液濃度的在線檢測和控制；油田和石油化工過程中油品含水率的測定；選煤廠選煤液密度的檢測和控制；化工廠酸、堿、鹽的濃度以及各種成分配比的在線檢測；造紙廠紙漿濃度的測定和控制；江河中水流含沙量的測定。用途：各種料液濃度的在線檢測和控制。也可通過密度而間接測定出料液中某種成分的含量、以及兩種物料的本比等。66核檢測技術(shù)——核子密度計67核檢測技術(shù)——核子(皮帶)秤原理：利用物料對γ射線的吸收原理。放射源發(fā)出的γ射線穿過穿透輸送機上的物料后，強度減弱，物料越多，減弱的程度越大，探測器接受的射線強度也減少，根據(jù)探測器輸出脈沖數(shù)變化，就可以測出輸送機上物料的多少。如果同時測出輸送速度，則物料對速度之積分就是單位時間傳送物料的重量。68核檢測技術(shù)——核子(皮帶)秤69核檢測技術(shù)——料位計及料位開關(guān)原理：

檢測γ射線穿透料倉或管道中物料后的強度，根據(jù)射線強度的變化來計算、判斷物料的料面水平，控制物料的輸送。放射源安裝在料倉或管道的一側(cè)，探測器安裝在另一側(cè)。

70核檢測技術(shù)——料位計及料位開關(guān)用途：用于工業(yè)過程中對料位和液位進行定點檢測和報警控制，適合于各種惡劣環(huán)境下長期使用。也可用于對運動狀態(tài)的設(shè)備和工件進行定位檢測或定位控制。更可推廣應(yīng)用到對運動物體的速度和長度、寬度進行非接觸式檢測。如可用于礦山、煤炭、電力、鋼鐵、冶金、水泥、化肥、化工等系統(tǒng)進行料位上下限的檢測和報警控制；可用于礦車、料斗油罐等的灌裝控制，運輸車、斗的遙控定位。高溫、高壓、腐蝕性液體的液位控制。食品、飲料自動生產(chǎn)線的罐裝自動控制等。

71核檢測技術(shù)——射線測厚儀接觸式測厚——機械測厚法。非接觸式測厚——射線測厚法、超聲波測厚法、光學(xué)測厚法，等等。72(1)γ射線測厚儀核檢測技術(shù)——射線測厚儀73(2)X射線熒光測鍍鋅板的鍍層厚度原理：利用241Am放射源產(chǎn)生的γ射線直接照射在鍍鋅的薄板上，激發(fā)出鋅和鐵的特征X熒光。X熒光經(jīng)正比計數(shù)管探測后得到Zn和Fe的能譜曲線，根據(jù)譜線的峰面積大小求出鋅層的頂部、底部及平均厚度。74美國EMC公司研制X-RAY在線測厚儀核檢測技術(shù)——射線測厚儀75核檢測技術(shù)——礦石品位儀礦石品位儀(1)原理：采用電子對效應(yīng)和散射光子聯(lián)合測定方法。當(dāng)鐵原子和高能γ射線發(fā)生相互作用時，產(chǎn)生電子對的幾率遠遠大于礦石中的其他元素，對湮沒輻射和散射光子的混合譜進行分析，就可得到鐵的品位值。

(2)用途：用于礦石或礦粉輸送過程中鐵品位的在線連續(xù)檢測。(3)特點：用電子對效應(yīng)測量鐵礦石(或礦粉)中鐵的品位，不受礦石的顆粒度、密度、疏松度、環(huán)境等外界因素的影響。76核檢測技術(shù)——礦漿品位儀礦漿品位儀(1)原理：多能量γ吸收法，選取合適的射線能量，使測量不受礦石粒度、濃度和成分變化的影響。(2)用途：鐵礦石處理工藝中原礦、精礦、尾礦液流中的鐵品位和沙石含量的在線檢測和控制；77核檢測技術(shù)——煤質(zhì)及灰分測量煤灰份是煤的品質(zhì)