核技术应用及进展(0概述)课件

核技术应用及进展

2008年核技术应用及进展1核技术应用及进展

2008年核技术应用及进展1考查方式闭卷考试成绩卷面成绩（70%）实验成绩（20%）平时成绩（10%）核技术应用及进展2考查方式闭卷考试卷面成绩（70%）实验成绩（20%）平时成绩教材《核技术及应用》，成都理工大学。核技术应用及进展3教材《核技术及应用》，成都理工大学。核技术应用及进展3自然科学学科发展战略研究报告核技术作者：国家自然科学基金委员会科学出版社1991年10月第1版参考资料核技术应用及进展4自然科学学科发展战略研究报告核技术参考资料核技术应用及进展4核农学导论

作者：徐冠仁原子能出版社1997年03月第1版参考资料核技术应用及进展5核农学导论参考资料核技术应用及进展5现代高技术丛书核能与核技术作者：李士查连芳赵文彦上海科学技术出版社1994年12月第1版参考资料核技术应用及进展6现代高技术丛书参考资料核技术应用及进展6核能源与核技术作者：吴茂良四川大学出版社1994年8月第1版参考资料核技术应用及进展7核能源与核技术参考资料核技术应用及进展7核科技发现与发明纵横谈作者：李盈安原子能出版社1996年4月第1版参考资料核技术应用及进展8核科技发现与发明纵横谈参考资料核技术应用及进展8聚合物辐射加工作者：[日]幕内惠三著徐俊孟永红译2003年03月第1版科学出版社参考资料核技术应用及进展9聚合物辐射加工参考资料核技术应用及进展9辐射生物学作者：朱壬葆刘永罗祖玉科学出版社1987年09月第1版参考资料核技术应用及进展10辐射生物学参考资料核技术应用及进展10放射性示踪技术及应用作者：[英]F·安东尼·埃文斯[日本]村松光雄1990年07月第1版参考资料核技术应用及进展11放射性示踪技术及应用参考资料核技术应用及进展11《食品加工与保藏原理》，曾庆孝主编，芮汉明，李汴生副主编，化学工业出版社，2002.11《中国食品辐照进展》，陈其勋主编，原子能出版社，1998.12《辐射食品卫生》，FAO/IEAE/WHO，原子能出版社，1983，5~6《辐射技术基础》，李承华，原子能出版社，1988《同位素技术》，彭根元等，北京农业大学出版社，1994http://参考资料核技术应用及进展12《食品加工与保藏原理》，曾庆孝主编，芮汉明，李汴生副主编，化本课程的内容核技术的内涵核技术的用途核技术的发展概况核技术的产业化问题核技术应用及进展13本课程的内容核技术的内涵核技术应用及进展13前言核技术大事记核技术的地位什么是核技术？核技术能干什么？核技术应用及进展14前言核技术大事记核技术应用及进展14核技术大事记1896年贝可勒尔发现铀的放射性质1895年伦琴发现X射线铀矿石世界上第一张X光照片核技术应用及进展1898年居里夫人发现钋和镭唯一一位在两个不同学科领域、两次获得诺贝尔奖

15核技术大事记1896年贝可勒尔发现铀的放射性质1895年伦核技术应用及进展1923年Hevesy首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。提出“tracer”的概念。1928Geiger&Muller提出测定电离辐射的方法，盖革、弥勒发明了为电离辐射计数的盖革-弥勒计数器。豆科植物盖革计数器1930年劳伦斯制成的第一台回旋加速器回旋加速器1932Anderson发现positron(正电子)，J.Chadwick发现neutron(中子)。威尔逊云室

16核技术应用及进展1923年Hevesy首先用天然放射性2121942年EnricoFermi在芝加哥大学展示第一个核子反应堆（我国19？？）。1945年原子弹（我国1964）。核技术应用及进展1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里第一次得到人工放射性物质，EnricoFermi利用中子产生放射性同位素。天然放射性同位素只有40几种，而今人工制造的放射性同位素已达1000多种。1938Hahn等发现235U核裂变。1939PierreCurie和Fermi发现链式核反应。17核技术应用及进展1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里第一次1948Hofstadter开发用于Gamma探测的碘化钠晶体，scintillationcounter诞生。1952氢弹（我国1967）。1955核潜艇（我国1971）1957核电站（美国60MW）,（我国1983秦山一期开工，自主设计）。……………2008我们一起学习核技术。……………核技术应用及进展181948Hofstadter开发用于Gamma探测的碘化钠核技术的地位是现代科学技术的重要组成部分；

是当代最主要的尖端技术之一；

是社会现代化的标志之一。在当代高新技术(6项)中，占有重要份额。电子信息技术、生物技术、新材料、新能源、海洋技术、航天技术。

核技术应用及进展19核技术的地位是现代科学技术的重要组成部分；

是当代最主要的尖

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2000/10/1119）核技术核技术应用及进展201）电力系统11）高速公路20世纪最伟大社会经济效益显著。

1993年，美国核技术的非动力应用对美国经济的贡献达到2570亿美元，是核电的3.5倍，占美国GDP的3.9％，并创造了370万个就业岗位，是核电的3.5倍。

2004年，中国核技朮总产值400亿元人民币。随后5年达到1000亿元人民币，并长期保持在15％以上的增长速度。核技术的地位核技术应用及进展21社会经济效益显著。核技术的地位核技术应用及进展21什么是核技术？核技术能干什么？核技术应用及进展22什么是核技术？核技术应用及进展22什么是核技术？广义的核技术具体的核技术历史上的核技术目前的分类研究和应用与“核”有关的技术核武器、核能源、核动力、…..军用核技术、民用核技术核武器——核变(裂变、聚变)及生化效应核能与核动力(核工程)——反应堆、热工核技术(非动力核技术)——同位素与辐射技术是指在原子核物理现象基础上发展起来的，利用原子核反应堆、粒子加速器、放射性同位素和核粒子探测器等各种核物理设备和核实验方法为各个部门服务的一门新兴技术。

核技术应用及进展23什么是核技术？广义的核技术研究和应用与“核”有关的技术核武器非动力核技术（按技术特征划分）同位素示踪技术核成像技术核分析技术：离子束分析、背散射分析技术、中子活化分析、电子扫描探针分析、X射线荧光分析(原位分析、全反射、同步辐射….)…………….核检测技术辐射工艺核年代学支撑技术核技术应用及进展24非动力核技术（按技术特征划分）同位素示踪技术核技术应用及进展非动力核技术（按领域划分）核农学核医学核分析（工业）核检测辐射加工食品、卫生其它核技术应用及进展25非动力核技术（按领域划分）核农学核技术应用及进展251964年10月14日9时我国第一颗原子弹首爆成功时产生的蘑菇云核技术应用及进展核武器：利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。核武器第一代：原子弹第二代：氢弹第三代：中子弹第四代：即核定向能武器核武器261964年10月14日9时我国第一颗原子弹首爆成功时产生的蘑1个235U原子裂变释放的能量：200MeV1g235U原子裂变释放的能量：8.2×1010J（2.58t优质煤或20tTNT）1g燃料核聚变所产生的能量约为核裂变相应能量的4倍核技术应用及进展核能与核动力271个235U原子裂变释放的能量：200MeV核技术应用及进展核技术应用及进展1954年在库尔恰托夫的主持下，苏联建成了世界上第一座核电站——奥布灵斯克核电站。从此，核电站便在世界各地蓬勃发展起来。

1942年，以费米为首的一批科学家在美国建成了世界上第一座“人工核反应堆”，首次实现了人类历史上铀核的可控自持链式裂变反应。建造核裂变反应堆的目的“中子源”开展科学研究及实验供热、发电或提供动力核反应堆是使核能以可控方式释放的装置1985年，我国第一座自行设计建造的核电站是秦山核电站,位于浙江省海盐县杭州湾口岸核能与核动力28核技术应用及进展1954年在库尔恰托夫的主持下，苏联建成了世核能与核动力优点：原料少；污染少。目前核电在全国电力中的比重只有1%强。2020年可望达到4%（4000万千瓦）。目前和今后几十年核电的发展是以压水堆为主的核裂变能发电。(东南沿海各省)21世纪下半叶，受控热核聚变能有可能开始作贡献。

核技术应用及进展29核能与核动力优点：原料少；污染少。核技术应用及进展29核应用技术产业现状和前景1.核农学到2002年底，中国已累计育成突变品种638个，超过世界各国辐射诱变育成品种总数的四分之一；辐射诱变良种年种植面积约占中国各类作物种植面积的10%；辐射诱变良种作物每年为中国增产粮食近40亿公斤、棉花1.5~1.8亿公斤、油料0.75亿公斤。核技术应用及进展30核应用技术产业现状和前景1.核农学核技术应用及进展30近10年来，中国利用同位素示踪法，增产粮食19亿公斤，创经济效益28亿元；中国自60年代以来，先后对10多种害虫进行辐射不育研究；近年来对柑橘大实蝇的人工饲养与释放试验，取得了成功。核技术应用及进展31近10年来，中国利用同位素示踪法，增产粮食19亿公斤，创经济同位素示踪定义：将可探测的放射性核素添入化学、生物或物理系统中，标记研究材料，以便追踪发生的过程、运行状况或研究物质结构等的科学手段。核技术应用及进展32同位素示踪定义：将可探测的放射性核素添入化学、生物或物理系统同位素示踪

1923年，Hevesy在丹麦玻尔实验室工作期间，将豆科植物浸泡在含有天然放射性核素210Pb(RaD)和212Pb(ThB)的铅盐溶液中，研究植物吸收铅的机制(分布和转移)。结果发现：铅全部被吸附在根部。1949年，Calvin用14C揭示了光合作用33同位素示踪1923年，Hevesy在丹麦玻尔实验室同位素示踪的应用化学反应过程；在分子水平上，动态、定量地研究生命现象；免疫化学、疾病的诊断。工程问题地质科学核技术应用及进展34同位素示踪的应用化学反应过程；核技术应用及进展343535133Xe-地下管道检漏36133Xe-地下管道检漏362.核医学4500余人从事核医学的研究应用，15000余人从事放射治疗工作；大城市的中心医院已普遍建立了核医学科；每年核医学检查超过80万人次，治疗1000万人次；40多家有关的生产企业可以供应1000余种放射性同位素和制品。核技术应用及进展372.核医学4500余人从事核医学的研究应用，15000余人从2.核医学40多家有关的生产企业可以供应1000余种放射性同位素和制品，自给能力超过80%67台γ刀250台X刀28台PET500台SPECT2000台放免分析仪400台后装治疗机460台cobalt-60治疗机60台荧光免疫分析仪300台化学发光免疫分析仪3300台全身X射线断层扫描仪100台γ相机560台医用加速器核技术应用及进展382.核医学40多家有关的生产企业可以供应1000余种放射性同核成像技术核技术应用及进展医学CT(MCT)X射线断层扫描(XCT)核磁共振CT(NMR-CT)正电子发射CT(PET)同位素单光子发射CT(SPECT)康普顿散射CT(CST)穆斯堡尔效应CT工业CT(ICT)X射线CT

伽玛射线CT39核成像技术核技术应用及进展医学CT(MCT)39核成像技术核成象技术的共同原理：利用与核有关的物理量在被测对象中的衰减规律或分布情况，获得物体内部的详尽信息，通过电子计算机对这些信息作快速处理，最终重建被测物的内部图象。它们的数据获取部分，从物理原理到具体结构均可相距甚远；但它们的数据处理部分．则都基于计算机信息处理和图象重建技术。40核成像技术核成象技术的共同原理：利用与核有关的核素扫描机核技术应用及进展41核素扫描机核技术应用及进展41相机核技术应用及进展

γ相机是一次成像的医疗设备，它主要由探测器（包括准直器，闪烁晶体光电倍增管等），电子学读出系统和图像显示纪录装置等几部分组成。42相机核技术应用及进展γ相机是一次成像的医疗设备，它主CT/PET核技术应用及进展43CT/PET核技术应用及进展43CT的基本原理计算机断层成像技术(CT)ComputerizedTomography：是一种重要的无损检测技术，是物理学与计算机科学的发展产物。基于射线与物质的相互作用原理，通过投影重建方法获取被检测物体的数字图像。通过测量在不同的方位角下射线穿透被检测物件后的投影强度，计算出物件横截面上的衰减系数分布，转换成像屏显示的断层成像。CT装置所得到的是被检客体的断层图像。在此图像上，客体内各部分是分离的，而图像的灰度值正比于物质的密度。由于各种物质都有自己特定的密度，因而可能由CT图像灰度值来确定被检客体的材料性质。44CT的基本原理计算机断层成像技术(CT)44ICT的应用无损检测质量控制、物件的组成、结构、材料等精密器件的内部探伤安全检测集装箱安全检测航空箱检测打击走私45ICT的应用无损检测45集装箱CT核技术应用及进展46集装箱CT核技术应用及进展46源前准直器集装箱拖动装置后准直器阵列探测器数据采集系统图像处理系统探测装置示意图阵列探测器说明：采用超高压气体阵列电离室，共512个探测单元，用来测量γ射线穿透集装箱后的射线强度。呈扇形排列在以放射源为圆心的弧线上，并与经准直器准直的射线束精确对准。核技术应用及进展47源前准直器集装箱拖动装置后准直器阵列探测器数据采集系统图像处

福来尔轿车透视图上图：水平透视图；下图：垂直透视图汽车内部结构扫描核技术应用及进展48福来尔轿车透视图汽车内部结构扫描核技术应用及进展48CT截面扫描图左图：前轮部位；右图：后轮部位从中可以清晰看出前轮部位减震器弹簧、轮胎等的结构截面，后轮部位的备胎、车厢等截面也很清晰。核技术应用及进展49CT截面扫描图从中可以清晰看出前轮部位减震器弹簧、轮胎等的卡车扫描图象ImagefromNewsweek,takenatthebordercrossingfromGuatemalatoMexico核技术应用及进展50卡车扫描图象ImagefromNewsweek,tak集装箱检测核技术应用及进展51集装箱检测核技术应用及进展51集装箱和车辆检测系统FixedPositionTruckScannerMobileTruckandCargoScanner核技术应用及进展52集装箱和车辆检测系统FixedPositionTruck安全检测物性判别：汽油、炸弹等危险物品例如，同是液体的水和汽油的密度分别是1.0和0.7，很容易区分。航空箱的断层图像箱中有3个塑料瓶子,里面灌满了汽油(左瓶)、水(中瓶)或是一半汽油一半水(右瓶)。从图中可以清晰看到瓶中不同性质液体的灰度明显不同。此外,在一盒黄油脂内埋藏一块肥皂,利用断层图像也能轻易分辨出来。图中两个灰度不同的圆分别显示聚乙烯棒和聚四氟乙烯棒的截面。此图像充分表明CT检测系确实具备了物性判别的功能。核技术应用及进展53安全检测物性判别：汽油、炸弹等危险物品航空箱的断层图像箱中有安全控制质量控制小型X射线检测系统核技术应用及进展54安全控制质量控制小型X射线检测系统核技术应用及进展54XCT55XCT55核分析技术X射线荧光分析(ED、WD、TR)粒子诱发荧光分析（P、e）微束（微区）分析中子活化分析粒子束分析背散射分析核技术应用及进展56核分析技术X射线荧光分析(ED、WD、TR)核技术应用及进展核分析技术——离子束分析背散射57核分析技术——离子束分析背散射57核分析技术——离子束分析1967年，美国的测量员5号空间飞船发回月球表面土壤的背散射分析结果58核分析技术——离子束分析1967年，美国的测量员5号空间飞船核分析技术——离子束分析越王剑核技术应用及进展59核分析技术——离子束分析越王剑核技术应用及进展59核分析技术——离子束分析含砷头发大气污染60核分析技术——离子束分析含砷头发大气污染60核分析技术——离子束分析核反应分析利用特定的核反应，测定反应产物；对轻元素有利61核分析技术——离子束分析核反应分析61矿泉水62矿泉水62核分析技术——X射线荧光分析核技术应用及进展63核分析技术——X射线荧光分析核技术应用及进展63核分析技术——中子活化分析把极少量的待分析样品经中子源照射后,不同的核素变成其对应的放射性同位素,这些放射性核素一般发生β衰变或轨道电子俘获（E.C），放出一定能量的强度的射线。通过测量这些射线的能量和强度，从而就可确定出待测元素的种类和含量。64核分析技术——中子活化分析把极少量的待分析样品经中子源照射后核检测技术核子密度计泥沙计浓度计品位仪核子(皮带)秤核测井射线测厚仪其他灰分测量、煤质检测核子料(液)位计、核子料(液)位开关水份计核技术应用及进展65核检测技术核子密度计泥沙计浓度计品位仪核子(皮带)秤核测井射核检测技术——核子密度计例如：选矿工艺中矿浆和浮选液浓度的在线检测和控制；油田和石油化工过程中油品含水率的测定；选煤厂选煤液密度的检测和控制；化工厂酸、碱、盐的浓度以及各种成分配比的在线检测；造纸厂纸浆浓度的测定和控制；江河中水流含沙量的测定。用途：各种料液浓度的在线检测和控制。也可通过密度而间接测定出料液中某种成分的含量、以及两种物料的本比等。66核检测技术——核子密度计例如：选矿工艺中矿浆和浮选液浓度的在核检测技术——核子密度计67核检测技术——核子密度计67核检测技术——核子(皮带)秤原理：利用物料对γ射线的吸收原理。放射源发出的γ射线穿过穿透输送机上的物料后，强度减弱，物料越多，减弱的程度越大，探测器接受的射线强度也减少，根据探测器输出脉冲数变化，就可以测出输送机上物料的多少。如果同时测出输送速度，则物料对速度之积分就是单位时间传送物料的重量。68核检测技术——核子(皮带)秤原理：68核检测技术——核子(皮带)秤69核检测技术——核子(皮带)秤69核检测技术——料位计及料位开关原理：

检测γ射线穿透料仓或管道中物料后的强度，根据射线强度的变化来计算、判断物料的料面水平，控制物料的输送。放射源安装在料仓或管道的一侧，探测器安装在另一侧。

70核检测技术——料位计及料位开关原理：

检测γ射线穿透料仓核检测技术——料位计及料位开关用途：用于工业过程中对料位和液位进行定点检测和报警控制，适合于各种恶劣环境下长期使用。也可用于对运动状态的设备和工件进行定位检测或定位控制。更可推广应用到对运动物体的速度和长度、宽度进行非接触式检测。如可用于矿山、煤炭、电力、钢铁、冶金、水泥、化肥、化工等系统进行料位上下限的检测和报警控制；可用于矿车、料斗油罐等的灌装控制，运输车、斗的遥控定位。高温、高压、腐蚀性液体的液位控制。食品、饮料自动生产线的罐装自动控制等。

71核检测技术——料位计及料位开关用途：71核检测技术——射线测厚仪接触式测厚——机械测厚法。非接触式测厚——射线测厚法、超声波测厚法、光学测厚法，等等。72核检测技术——射线测厚仪接触式测厚——机械测厚法。72(1)γ射线测厚仪核检测技术——射线测厚仪73(1)γ射线测厚仪核检测技术——射线测厚仪73(2)X射线荧光测镀锌板的镀层厚度原理：利用241Am放射源产生的γ射线直接照射在镀锌的薄板上，激发出锌和铁的特征X荧光。X荧光经正比计数管探测后得到Zn和Fe的能谱曲线，根据谱线的峰面积大小求出锌层的顶部、底部及平均厚度。74(2)X射线荧光测镀锌板的镀层厚度原理：利用241Am放射美国EMC公司研制X-RAY在线测厚仪核检测技术——射线测厚仪75美国EMC公司研制X-RAY在线测厚仪核检测技术——射线测厚核检测技术——矿石品位仪矿石品位仪(1)原理：采用电子对效应和散射光子联合测定方法。当铁原子和高能γ射线发生相互作用时，产生电子对的几率远远大于矿石中的其他元素，对湮没辐射和散射光子的混合谱进行分析，就可得到铁的品位值。

(2)用途：用于矿石或矿粉输送过程中铁品位的在线连续检测。(3)特点：用电子对效应测量铁矿石(或矿粉)中铁的品位，不受矿石的颗粒度、密度、疏松度、环境等外界因素的影响。76核检测技术——矿石品位仪矿石品位仪(2)用途：用于矿石或矿粉核检测技术——矿浆品位仪矿浆品位仪(1)原理：多能量γ吸收法，选取合适的射线能量，使测量不受矿石粒度、浓度和成分变化的影响。(2)用途：铁矿石处理工艺中原矿、精矿、尾矿液流中的铁品位和沙石含量的在线检测和控制；77核检测技术——矿浆品位仪矿浆品位仪77核检测技术——煤质及灰分测量煤灰份是煤的品质的重要指标。现在通用的方法是化学检验法，但化学检验法存在着比较大的滞后性，无法在线检验，这样就给生产或使用造成不可避免的损失。核技术应用及进展78核检测技术——煤质及灰分测量煤灰份是煤的品质的重要指标。核技核检测技术——核测井核技术应用及进展79核检测技术——核测井核技术应用及进展79核检测技术——水份计测水份80核检测技术——水份计测水份80辐射工艺(辐射加工)食品保鲜：g辐照灭菌辐射消毒：g辐照灭菌辐射育种：g

辐照导致遗传基因变异。重离子辐照辐照治疗：放射性治疗辐照交联：辐照活化辐照降解：辐照活化电子脱硫、脱硝辐射加固核技术应用及进展81辐射工艺(辐射加工)食品保鲜：g辐照灭菌核技术应用及进展8核技术应用及进展食品保鲜82核技术应用及进展食品保鲜82核年代学(同位素测年)地质时代考古文物鉴定核技术应用及进展83核年代学(同位素测年)地质时代核技术应用及进展83光刻与微加工核技术的其它应用辐射线光刻微加工示意图同步辐射光的准直性好、强度高和衍射极小的优点，大大缩小光刻线的线宽。光刻：掩膜基底抗蚀结构显影同步辐射已经可以制造0.07mm的芯片。抗蚀剂核技术应用及进展84光刻与微加工核技术的其它应用辐射线光刻微加工示意图同步辐射美国IBM公司光刻线宽为0.25微米的芯片核技术应用及进展85美国IBM公司光刻线宽为0.25微米的芯片核技术应用及进展8微型齿轮与蚂蚁微型齿轮高度:150μm直径:260μm超微加工：

上世纪80年代发展了一种叫做LIGA的技术，它可以制作微齿轮、微马达、微泵、微照明灯具、微传感器等。这种微机械加工可得到线条宽度为几个或几十个微米、高度为几十到几百微米的机件。核技术应用及进展86微型齿轮与蚂蚁微型齿轮超微加工：上世纪80年核技术防伪烟雾报警系统核技术应用及进展87核技术防伪烟雾报警系统核技术应用及进展87经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量写ThankYou在别人的演说中思考，在自己的故事里成长ThinkingInOtherPeople‘SSpeeches，GrowingUpInYourOwnStory讲师：XXXXXXXX年XX月XX日ThankYou核技术应用及进展

2008年核技术应用及进展90核技术应用及进展

2008年核技术应用及进展1考查方式闭卷考试成绩卷面成绩（70%）实验成绩（20%）平时成绩（10%）核技术应用及进展91考查方式闭卷考试卷面成绩（70%）实验成绩（20%）平时成绩教材《核技术及应用》，成都理工大学。核技术应用及进展92教材《核技术及应用》，成都理工大学。核技术应用及进展3自然科学学科发展战略研究报告核技术作者：国家自然科学基金委员会科学出版社1991年10月第1版参考资料核技术应用及进展93自然科学学科发展战略研究报告核技术参考资料核技术应用及进展4核农学导论

作者：徐冠仁原子能出版社1997年03月第1版参考资料核技术应用及进展94核农学导论参考资料核技术应用及进展5现代高技术丛书核能与核技术作者：李士查连芳赵文彦上海科学技术出版社1994年12月第1版参考资料核技术应用及进展95现代高技术丛书参考资料核技术应用及进展6核能源与核技术作者：吴茂良四川大学出版社1994年8月第1版参考资料核技术应用及进展96核能源与核技术参考资料核技术应用及进展7核科技发现与发明纵横谈作者：李盈安原子能出版社1996年4月第1版参考资料核技术应用及进展97核科技发现与发明纵横谈参考资料核技术应用及进展8聚合物辐射加工作者：[日]幕内惠三著徐俊孟永红译2003年03月第1版科学出版社参考资料核技术应用及进展98聚合物辐射加工参考资料核技术应用及进展9辐射生物学作者：朱壬葆刘永罗祖玉科学出版社1987年09月第1版参考资料核技术应用及进展99辐射生物学参考资料核技术应用及进展10放射性示踪技术及应用作者：[英]F·安东尼·埃文斯[日本]村松光雄1990年07月第1版参考资料核技术应用及进展100放射性示踪技术及应用参考资料核技术应用及进展11《食品加工与保藏原理》，曾庆孝主编，芮汉明，李汴生副主编，化学工业出版社，2002.11《中国食品辐照进展》，陈其勋主编，原子能出版社，1998.12《辐射食品卫生》，FAO/IEAE/WHO，原子能出版社，1983，5~6《辐射技术基础》，李承华，原子能出版社，1988《同位素技术》，彭根元等，北京农业大学出版社，1994http://参考资料核技术应用及进展101《食品加工与保藏原理》，曾庆孝主编，芮汉明，李汴生副主编，化本课程的内容核技术的内涵核技术的用途核技术的发展概况核技术的产业化问题核技术应用及进展102本课程的内容核技术的内涵核技术应用及进展13前言核技术大事记核技术的地位什么是核技术？核技术能干什么？核技术应用及进展103前言核技术大事记核技术应用及进展14核技术大事记1896年贝可勒尔发现铀的放射性质1895年伦琴发现X射线铀矿石世界上第一张X光照片核技术应用及进展1898年居里夫人发现钋和镭唯一一位在两个不同学科领域、两次获得诺贝尔奖

104核技术大事记1896年贝可勒尔发现铀的放射性质1895年伦核技术应用及进展1923年Hevesy首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。提出“tracer”的概念。1928Geiger&Muller提出测定电离辐射的方法，盖革、弥勒发明了为电离辐射计数的盖革-弥勒计数器。豆科植物盖革计数器1930年劳伦斯制成的第一台回旋加速器回旋加速器1932Anderson发现positron(正电子)，J.Chadwick发现neutron(中子)。威尔逊云室

105核技术应用及进展1923年Hevesy首先用天然放射性2121942年EnricoFermi在芝加哥大学展示第一个核子反应堆（我国19？？）。1945年原子弹（我国1964）。核技术应用及进展1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里第一次得到人工放射性物质，EnricoFermi利用中子产生放射性同位素。天然放射性同位素只有40几种，而今人工制造的放射性同位素已达1000多种。1938Hahn等发现235U核裂变。1939PierreCurie和Fermi发现链式核反应。106核技术应用及进展1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里第一次1948Hofstadter开发用于Gamma探测的碘化钠晶体，scintillationcounter诞生。1952氢弹（我国1967）。1955核潜艇（我国1971）1957核电站（美国60MW）,（我国1983秦山一期开工，自主设计）。……………2008我们一起学习核技术。……………核技术应用及进展1071948Hofstadter开发用于Gamma探测的碘化钠核技术的地位是现代科学技术的重要组成部分；

是当代最主要的尖端技术之一；

是社会现代化的标志之一。在当代高新技术(6项)中，占有重要份额。电子信息技术、生物技术、新材料、新能源、海洋技术、航天技术。

核技术应用及进展108核技术的地位是现代科学技术的重要组成部分；

是当代最主要的尖

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2000/10/1119）核技术核技术应用及进展1091）电力系统11）高速公路20世纪最伟大社会经济效益显著。

1993年，美国核技术的非动力应用对美国经济的贡献达到2570亿美元，是核电的3.5倍，占美国GDP的3.9％，并创造了370万个就业岗位，是核电的3.5倍。

2004年，中国核技朮总产值400亿元人民币。随后5年达到1000亿元人民币，并长期保持在15％以上的增长速度。核技术的地位核技术应用及进展110社会经济效益显著。核技术的地位核技术应用及进展21什么是核技术？核技术能干什么？核技术应用及进展111什么是核技术？核技术应用及进展22什么是核技术？广义的核技术具体的核技术历史上的核技术目前的分类研究和应用与“核”有关的技术核武器、核能源、核动力、…..军用核技术、民用核技术核武器——核变(裂变、聚变)及生化效应核能与核动力(核工程)——反应堆、热工核技术(非动力核技术)——同位素与辐射技术是指在原子核物理现象基础上发展起来的，利用原子核反应堆、粒子加速器、放射性同位素和核粒子探测器等各种核物理设备和核实验方法为各个部门服务的一门新兴技术。

核技术应用及进展112什么是核技术？广义的核技术研究和应用与“核”有关的技术核武器非动力核技术（按技术特征划分）同位素示踪技术核成像技术核分析技术：离子束分析、背散射分析技术、中子活化分析、电子扫描探针分析、X射线荧光分析(原位分析、全反射、同步辐射….)…………….核检测技术辐射工艺核年代学支撑技术核技术应用及进展113非动力核技术（按技术特征划分）同位素示踪技术核技术应用及进展非动力核技术（按领域划分）核农学核医学核分析（工业）核检测辐射加工食品、卫生其它核技术应用及进展114非动力核技术（按领域划分）核农学核技术应用及进展251964年10月14日9时我国第一颗原子弹首爆成功时产生的蘑菇云核技术应用及进展核武器：利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。核武器第一代：原子弹第二代：氢弹第三代：中子弹第四代：即核定向能武器核武器1151964年10月14日9时我国第一颗原子弹首爆成功时产生的蘑1个235U原子裂变释放的能量：200MeV1g235U原子裂变释放的能量：8.2×1010J（2.58t优质煤或20tTNT）1g燃料核聚变所产生的能量约为核裂变相应能量的4倍核技术应用及进展核能与核动力1161个235U原子裂变释放的能量：200MeV核技术应用及进展核技术应用及进展1954年在库尔恰托夫的主持下，苏联建成了世界上第一座核电站——奥布灵斯克核电站。从此，核电站便在世界各地蓬勃发展起来。

1942年，以费米为首的一批科学家在美国建成了世界上第一座“人工核反应堆”，首次实现了人类历史上铀核的可控自持链式裂变反应。建造核裂变反应堆的目的“中子源”开展科学研究及实验供热、发电或提供动力核反应堆是使核能以可控方式释放的装置1985年，我国第一座自行设计建造的核电站是秦山核电站,位于浙江省海盐县杭州湾口岸核能与核动力117核技术应用及进展1954年在库尔恰托夫的主持下，苏联建成了世核能与核动力优点：原料少；污染少。目前核电在全国电力中的比重只有1%强。2020年可望达到4%（4000万千瓦）。目前和今后几十年核电的发展是以压水堆为主的核裂变能发电。(东南沿海各省)21世纪下半叶，受控热核聚变能有可能开始作贡献。

核技术应用及进展118核能与核动力优点：原料少；污染少。核技术应用及进展29核应用技术产业现状和前景1.核农学到2002年底，中国已累计育成突变品种638个，超过世界各国辐射诱变育成品种总数的四分之一；辐射诱变良种年种植面积约占中国各类作物种植面积的10%；辐射诱变良种作物每年为中国增产粮食近40亿公斤、棉花1.5~1.8亿公斤、油料0.75亿公斤。核技术应用及进展119核应用技术产业现状和前景1.核农学核技术应用及进展30近10年来，中国利用同位素示踪法，增产粮食19亿公斤，创经济效益28亿元；中国自60年代以来，先后对10多种害虫进行辐射不育研究；近年来对柑橘大实蝇的人工饲养与释放试验，取得了成功。核技术应用及进展120近10年来，中国利用同位素示踪法，增产粮食19亿公斤，创经济同位素示踪定义：将可探测的放射性核素添入化学、生物或物理系统中，标记研究材料，以便追踪发生的过程、运行状况或研究物质结构等的科学手段。核技术应用及进展121同位素示踪定义：将可探测的放射性核素添入化学、生物或物理系统同位素示踪

1923年，Hevesy在丹麦玻尔实验室工作期间，将豆科植物浸泡在含有天然放射性核素210Pb(RaD)和212Pb(ThB)的铅盐溶液中，研究植物吸收铅的机制(分布和转移)。结果发现：铅全部被吸附在根部。1949年，Calvin用14C揭示了光合作用122同位素示踪1923年，Hevesy在丹麦玻尔实验室同位素示踪的应用化学反应过程；在分子水平上，动态、定量地研究生命现象；免疫化学、疾病的诊断。工程问题地质科学核技术应用及进展123同位素示踪的应用化学反应过程；核技术应用及进展3412435133Xe-地下管道检漏125133Xe-地下管道检漏362.核医学4500余人从事核医学的研究应用，15000余人从事放射治疗工作；大城市的中心医院已普遍建立了核医学科；每年核医学检查超过80万人次，治疗1000万人次；40多家有关的生产企业可以供应1000余种放射性同位素和制品。核技术应用及进展1262.核医学4500余人从事核医学的研究应用，15000余人从2.核医学40多家有关的生产企业可以供应1000余种放射性同位素和制品，自给能力超过80%67台γ刀250台X刀28台PET500台SPECT2000台放免分析仪400台后装治疗机460台cobalt-60治疗机60台荧光免疫分析仪300台化学发光免疫分析仪3300台全身X射线断层扫描仪100台γ相机560台医用加速器核技术应用及进展1272.核医学40多家有关的生产企业可以供应1000余种放射性同核成像技术核技术应用及进展医学CT(MCT)X射线断层扫描(XCT)核磁共振CT(NMR-CT)正电子发射CT(PET)同位素单光子发射CT(SPECT)康普顿散射CT(CST)穆斯堡尔效应CT工业CT(ICT)X射线CT

伽玛射线CT128核成像技术核技术应用及进展医学CT(MCT)39核成像技术核成象技术的共同原理：利用与核有关的物理量在被测对象中的衰减规律或分布情况，获得物体内部的详尽信息，通过电子计算机对这些信息作快速处理，最终重建被测物的内部图象。它们的数据获取部分，从物理原理到具体结构均可相距甚远；但它们的数据处理部分．则都基于计算机信息处理和图象重建技术。129核成像技术核成象技术的共同原理：利用与核有关的核素扫描机核技术应用及进展130核素扫描机核技术应用及进展41相机核技术应用及进展

γ相机是一次成像的医疗设备，它主要由探测器（包括准直器，闪烁晶体光电倍增管等），电子学读出系统和图像显示纪录装置等几部分组成。131相机核技术应用及进展γ相机是一次成像的医疗设备，它主CT/PET核技术应用及进展132CT/PET核技术应用及进展43CT的基本原理计算机断层成像技术(CT)ComputerizedTomography：是一种重要的无损检测技术，是物理学与计算机科学的发展产物。基于射线与物质的相互作用原理，通过投影重建方法获取被检测物体的数字图像。通过测量在不同的方位角下射线穿透被检测物件后的投影强度，计算出物件横截面上的衰减系数分布，转换成像屏显示的断层成像。CT装置所得到的是被检客体的断层图像。在此图像上，客体内各部分是分离的，而图像的灰度值正比于物质的密度。由于各种物质都有自己特定的密度，因而可能由CT图像灰度值来确定被检客体的材料性质。133CT的基本原理计算机断层成像技术(CT)44ICT的应用无损检测质量控制、物件的组成、结构、材料等精密器件的内部探伤安全检测集装箱安全检测航空箱检测打击走私134ICT的应用无损检测45集装箱CT核技术应用及进展135集装箱CT核技术应用及进展46源前准直器集装箱拖动装置后准直器阵列探测器数据采集系统图像处理系统探测装置示意图阵列探测器说明：采用超高压气体阵列电离室，共512个探测单元，用来测量γ射线穿透集装箱后的射线强度。呈扇形排列在以放射源为圆心的弧线上，并与经准直器准直的射线束精确对准。核技术应用及进展136源前准直器集装箱拖动装置后准直器阵列探测器数据采集系统图像处

福来尔轿车透视图上图：水平透视图；下图：垂直透视图汽车内部结构扫描核技术应用及进展137福来尔轿车透视图汽车内部结构扫描核技术应用及进展48CT截面扫描图左图：前轮部位；右图：后轮部位从中可以清晰看出前轮部位减震器弹簧、轮胎等的结构截面，后轮部位的备胎、车厢等截面也很清晰。核技术应用及进展138CT截面扫描图从中可以清晰看出前轮部位减震器弹簧、轮胎等的卡车扫描图象ImagefromNewsweek,takenatthebordercrossingfromGuatemalatoMexico核技术应用及进展139卡车扫描图象ImagefromNewsweek,tak集装箱检测核技术应用及进展140集装箱检测核技术应用及进展51集装箱和车辆检测系统FixedPositionTruckScannerMobileTruckandCargoScanner核技术应用及进展141集装箱和车辆检测系统FixedPositionTruck安全检测物性判别：汽油、炸弹等危险物品例如，同是液体的水和汽油的密度分别是1.0和0.7，很容易区分。航空箱的断层图像箱中有3个塑料瓶子,里面灌满了汽油(左瓶)、水(中瓶)或是一半汽油一半水(右瓶)。从图中可以清晰看到瓶中不同性质液体的灰度明显不同。此外,在一盒黄油脂内埋藏一块肥皂,利用断层图像也能轻易分辨出来。图中两个灰度不同的圆分别显示聚乙烯棒和聚四氟乙烯棒的截面。此图像充分表明CT检测系确实具备了物性判别的功能。核技术应用及进展142安全检测物性判别：汽油、炸弹等危险物品航空箱的断层图像箱中有安全控制质量控制小型X射线检测系统核技术应用及进展143安全控制质量控制小型X射线检测系统核技术应用及进展54XCT144XCT55核分析技术X射线荧光分析(ED、WD、TR)粒子诱发荧光分析（P、e）微束（微区）分析中子活化分析粒子束分析背散射分析核技术应用及进展145核分析技术X射线荧光分析(ED、WD、TR)核技术应用及进展核分析技术——离子束分析背散射146核分析技术——离子束分析背散射57核分析技术——离子束分析1967年，美国的测量员5号空间飞船发回月球表面土壤的背散射分析结果147核分析技术——离子束分析1967年，美国的测量员5号空间飞船核分析技术——离子束分析越王剑核技术应用及进展148核分析技术——离子束分析越王剑核技术应用及进展59核分析技术——离子束分析含砷头发大气污染149核分析技术——离子束分析含砷头发大气污染60核分析技术——离子束分析核反应分析利用特定的核反应，测定反应产物；对轻元素有利150核分析技术——离子束分析核反应分析61矿泉水151矿泉水62核分析技术——X射线荧光分析核技术应用及进展152核分析技术——X射线荧光分析核技术应用及进展63核分析技术——中子活化分析把极少量的待分析样品经中子源照射后,不同的核素变成其对应的放射性同位素,这些放射性核素一般发生β衰变或轨道电子俘获（E.C），放出一定能量的强度的射线。通过测量这些射线的能量和强度，从而就可确定出待测元素的种类和含量。153核分析技术——中子活化分析把极少量的待分析样品经中子源照射后核检测技术核子密度计泥沙计浓度计品位仪核子(皮带)秤核测井射线测厚仪其他灰分测量、煤质检测核子料(液)位计、核子料(液)位开关水份计核技术应用及进展154核检测技术核子密度计泥沙计浓度计品位仪核子(皮带)秤核测井射核检测技术——核子密度计例如：选矿工艺中矿浆和浮选液浓度的在线检测和控制；油田和石油化工过程中油品含水率的测定；选煤厂选煤液密度的检测和控制；化工厂酸、碱、盐的浓度以及各种成分配比的在线检测；造纸厂纸浆浓度的测定和控制；江河中水流含沙量的测定。用途：各种料液浓度的在线检测和控制。也可通过密度而间接测定出料液中某种成分的含量、以及两种物料的本比等。155核检测技术——核子密度计例如：选矿工艺中矿浆和浮选液浓度的在核检测技术——核子密度计156核检测技术——核子密度计67核检测技术——核子(皮带)秤原理：利用物料对γ射线的吸收原理。放射源发出的γ射线穿过穿透输送机上的物料后，强度减弱，物料越多，减弱的程度越大，探测器接受的射线强度也减少，根据探测器输出脉冲数变化，就可以测出输送机上物料的多少。如果同时测出输送速度，则物料对速度之积分就是单位时间传送物料的重量。157核检测技术——核子(皮带)秤原理：68核检测技术——核子(皮带)秤158核检测技术——核子(皮带)秤69核检测技术——料位计及料位开关原理：

检测γ射线穿透料仓或管道中物料后的强度，根据射线强度的变化来计算、判断物料的料面水平，控制物料的输送。放射源安装在料仓或管道的一侧，探测器安装在另一侧。

159核检测技术——料位计及料位开关原理：

检测γ射线穿透料仓核检测技术——料位