人类生存发展与核科学绪论课件

人类生存发展与核科学,吴奕初物理科学与技术学院正电子实验室办公地点：物理楼2-206电话：68752370E-mail：ycwu,人类生存发展与核科学课程简介,英文名称NuclearScienceandHumanSubsistenceandDevelopment教学对象全校文、理、工、医的本科生2学时/周总18学时1学分,1）电力系统11）高速公路2）汽车12）航天3）飞机13）因特网4）自来水14）成像技术5）电子技术15）家用电器6）无线电和电视16）保健设施7）农业机械化17）石油化工8）计算机18）激光和光纤9）电话10）空调制冷20）高性能材料,20世纪最伟大工程技术成就-20项,美国工程技术界评出,19）核技术,19）核技术：核能技术的社会影响虽然有争论，如核威慑，但核技术用于发电、医学诊断和治疗是无可争议的。核聚变是地球上未来取之不尽的清洁能源。,教学目的,1）学习和了解核科学基本知识，以及这些基本知识是如何转化为技术，转化为生产力，造福人类，并与人类生存发展息息相关的。2）正确认识和了解核科学技术对人类的冲击和影响3）了解核科学技术的社会性和人文性，主动推动科学技术发展，造福人类。,1.核科学技术与人类的生存发展密切相关。巨大无比的能量：核电核动力核武器等神秘莫测的射线：食品健康材料工农业生产生物医学等2.核技术使用不当或者发生错误也会给人类带来危险、破坏、甚至是灾难。特别是由于长期的核讹诈政策和公众缺乏对核技术的了解，再加上新闻报道的渲染，造成了人们普遍的核恐惧心理，所谓谈“核”色变。,为什么开设这门课程？,3.面对这种矛盾情况，有必要在社会公众中进行核科学知识的普及，特别是对大学生公众群体。他们将是国家未来重要的组织者和建设者，他们对核科学这样一类高技术的认识，将直接关系到能不能使人类创造的高技术，造福于人类，改善人类工作和生活条件，提高生活质量。4.为大学生提供一种能力对遇到的“核”问题，在知识上有一个基本的了解，知道它的利与弊，树立正确的科学观点，建立科学的工作程序，以便进行社会、经济和技术的综合分析发表见解，作出理智的判断和正确的选择。,基本观点,1）人类生存发展需要核科学技术,历史证明核技术能够满足人类生存发展的需求。2）核技术是一把高科技的“双刃剑”：有用；有害3）现代科学技术的发展使人类完全有能力安全的使用和发展核技术造福人类,而危险或不安全完全来自人类自己；危害和避免危害威胁与反威胁的斗争一直在进行着：人与技术人与人4）人类对自然界赋予原子核的威力不可能弃之不用，正义一定会战胜邪恶，和平利用核技术一定会使人类的明天更美好。,关于课程构思,人类生存：和平富足健康文明美好发展：持续发展基本问题：能源资源食品环境卫生保健材料安全知识探索,核能量核科学核射线,教材和参考资料,教材：人类生存发展与核科学刘洪涛等编箸北京大学出版社2001年参考资料：探索原子核的奥秘黄祖洽湖南教育出版社1994让射线造福人类林文廉北京师范大学出版社1997环境放射性概论俞誉福复旦大学出版社1993NuclearPhysicsPrinciplesandApplications,Wiley,JohnLilley,2001核科学与核技术教育部网上合作研究中心（,教学方式,课堂讲授教师分章进行自学指定有关内容完成作业写小论文（自选题目）1000-1500字1篇/每人,成绩评定,原则1）课堂教学与其他方式结合2）平时与期末结合总成绩=平时（30%）+期末（70%）平时：上课率检查+作业等10小论文（1000-1500字）20期末：笔试开卷70（可带文字材料，但不能交流）,授课内容,绪论（1学时）第一章原子核与放射性（3学时）第二章核能利用与核武器（4学时）第三章电离辐射的人体效应与防护（2学时）第四章电离辐射与人类生活及环境（2学时）第五章核技术在医学上的应用（2学时）第六章核技术在现代社会的广泛应用（2学时）,认识与提高,揭开了“核的神秘面纱”，了解核威慑力的根由。不再“谈核色变”或有好转。放射性是一把双刃剑,“未来的世界应该是驯服核、利用核的世界”。,中国要强大，核科学不能无;中国要发展，核能源不能无。中国人体质好，核医学不能无；中国人要接受核科学，核社会学不能无。,核科技发展简史,三个重大发现放射性1896原子核1911中子1932,历史回顾重要人物,H.Becquerel,法国物理学家（1852-1908），1903年获得诺贝尔奖。发现了铀(U)放射现象，这是人类历史上第一次在实验室里观察到原子核现象。,历史回顾重要人物,M.Curie，法国物理学家（1867-1934），波兰人，1903年获得诺贝尔奖。发现钋(Po)和镭(Ra);她的女儿(I.Joliot-Curie,1897-1956)和女婿(F.Joliot-Curie,1900-1958)因发现人工放射性获1934年诺贝尔奖。,历史回顾重要人物,E.Rutherford，英国物理学家(1871-1937)，新西兰人，1908年获得诺贝尔奖。证实了a射线为He2+，b射线为电子；提出了原子的核式模型；首次实现人工核反应；培养了10诺贝尔奖获得者。,历史回顾重要人物,J.Chadwick，英国物理学家(1891-1974)，1935年因发现了中子获得诺贝尔奖。中子的发现被认为是原子核物理的诞生。,历史回顾重要人物,E.Fermi，意大利物理学家(1901-1954)，1938年获得诺贝尔奖。发明了热中子链式反应堆。,历史回顾重要人物,R.L.Mossbauer,德国物理学家(1929-1976)。1961年因为对辐射的共振吸收的研究和发现的Mossbauer效应获诺贝尔物理学奖。,历史回顾重要人物,李政道、杨振宁发现了在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄的实验所证实。,历史回顾重要人物,丁肇中，(1936)与B.Richter,(1931)分别发现J粒子，找到了美夸克存在的证据，1976年获诺贝尔奖。,十位华裔诺贝尔奖获得者,李政道：1926年生于上海，美籍华人，中学时代在大陆，1957年获诺贝尔物理学奖，时年31岁；杨振宁：1922年生于安徽，美籍华人，中学时代在大陆，1957年获诺贝尔物理学奖，时年35岁；丁肇中：1936年生于美国，美籍华人，中学时代在台湾，1976年获诺贝尔物理学奖，时年40岁；李远哲：1936年生于台湾，中国台湾，中学时代在大陆，1986年获诺贝尔获化学奖，时年50岁；朱棣文：1948年生于美国，美籍华人，1997年获诺贝尔获物理学奖，时年49岁；崔琦：1939年生于河南，美籍华人，中学时代在大陆，1998年获诺贝尔获物理学奖，时年59岁；达赖：1935年生于青海，中国国籍，中学时代在大陆，1989年获诺贝尔和平奖，时年54岁；高行健：1940年生于江西，中学时代在大陆，获奖的同年加入法国籍，2000年获诺贝尔文学奖，时年60岁。钱永健:年出生于美国纽约,美籍华人，2008年诺贝尔化学奖.高锟：1933年在上海出生，香港人，2009获诺贝尔物理学奖，时年76岁。,诺贝尔化学奖获得者李远哲教授（2001-4-9）,2020/5/30,历史回顾重要事件,1896：H.Becquerel发现了铀(U)放射现象;1897：P.1903：卢瑟福证实a射线为He2+，b射线为电子；1911：卢瑟福提出原子的核式模型；1919：卢瑟福首次实现人工核反应，发现了质子。,2020/5/30,历史回顾重要事件,1932：J.Chadwick发现了中子;1934：F.1942：E.Fermi发明热中子链式反应堆；1945：原子弹试爆成功，并在广岛上空爆炸；1952：氢弹试爆成功。,2020/5/30,历史回顾重要事件,1958：我国建成第一座重水型原子反应堆;1964：我国第一颗原子弹试爆成功；1967：我国第一颗氢弹试爆成功；1969：我国首次成功地下核实验；1984：我国受控热核聚变实验装置顺利启动；1988：北京正负电子对撞机首次对撞成功；1991：秦山核电站发电成功;,历史回顾原子弹,“小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑。在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的动物全部死亡。“原子弹之父”奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇光异彩，有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争辉。我是死神，我是世界的毁灭者。”,历史回顾原子弹,在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多。美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤。广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53%。长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市总人口的37%。,历史回顾原子弹,中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图,课外阅读材料,/abcABCsofNuclearScienceisabriefintroductiontoNuclearScience.WelookatAntimatter,Betarays,Cosmicconnectionandmuchmore.Visithereandlearnaboutradioactivity-alpha,betaandgammadecay.Findoutthedifferencebetweenfissionandfusion.Learnaboutthestructureoftheatomicnucleus.Learnhowelementsontheearthwereproduced.Doyouknowthatyouarebeingbombardedconstantlybynuclearradiationfrom