學(xué)習(xí)資料

(一)中國(guó)核工業(yè)發(fā)展歷程

1. 中國(guó)核工業(yè)創(chuàng)建

根據(jù)前期我國(guó)核科學(xué)研究基礎(chǔ),結(jié)合國(guó)際局勢(shì)深刻變化與國(guó)家安全發(fā)展的需要,1955 年 1 月 15 日,毛澤東主席主持召開(kāi)中央書(shū)記處擴(kuò)大會(huì)議,作出創(chuàng)建中國(guó)原子能事業(yè)的戰(zhàn)略決策。60多年來(lái),在黨中央正確領(lǐng)導(dǎo)下,在全國(guó)各行各業(yè)大力協(xié)同和全國(guó)各族人民大力支持下,中國(guó)建立了世界上只有少數(shù)國(guó)家擁有的完整的核科技工業(yè)體系,打破了帝國(guó)主義國(guó)家的 “核壟斷”與 “核訛詐”,并實(shí)現(xiàn)了核能大規(guī)模和平利用,縮短了我國(guó)在一些重要科技領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距,為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、增強(qiáng)國(guó)家綜合實(shí)力、保障國(guó)家能源安全、提高人民生活水平作出了重要貢獻(xiàn)。

2. 興核強(qiáng)國(guó) 揚(yáng)我國(guó)威

(1) “一堆一器”建成。1958年9月27日,中國(guó)第一座重水反應(yīng)堆和第一臺(tái)回旋加速器在原子能所建成投用?！度嗣袢?qǐng)?bào)》發(fā)表社論,報(bào)道說(shuō):“一堆一器”的建成,“標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)跨進(jìn)了原子能時(shí)代”。

(2)“五廠三礦”建設(shè)。在研制 “兩彈一艇”的過(guò)程中,我國(guó)逐步建立了一套獨(dú)立完整的核工業(yè)體系,包括鈾地質(zhì)礦冶、鈾濃縮、燃料和元件制造、生產(chǎn)钚的反應(yīng)堆、后處理廠、鈾钚冶金與加工、核武器研制、試驗(yàn)基地等在內(nèi)的門類齊全的核工業(yè)體系。

(3)“兩彈一艇”研制。鄧小平指出:“如果60年代以來(lái)中國(guó)沒(méi)有原子彈、氫彈、沒(méi)有發(fā)射衛(wèi)星,中國(guó)就不能叫有重要影響的大國(guó),就沒(méi)有現(xiàn)在這樣的國(guó)際地位。這些東西反映一個(gè)民族的能力,也是一個(gè)民族、一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的標(biāo)志?！敝袊?guó)堅(jiān)持 “獨(dú)立自主、自力更生”的方針,成功研制出原子彈、氫彈、核動(dòng)力潛艇,打造了保衛(wèi)國(guó)家的 “核盾牌”,標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入了核大國(guó)行列,使我國(guó)的國(guó)防實(shí)力發(fā)生質(zhì)的飛躍。有效的核威懾是保證我國(guó)長(zhǎng)治久安、避免外部侵略的壓艙石。

3. 和平利用 造福于民

(1)“發(fā)展核電”為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù),核工業(yè)進(jìn)行了艱苦卓絕的第二次創(chuàng)業(yè),取得了舉世矚目的成就。

(2) “秦山核電廠”結(jié)束了我國(guó)大陸無(wú)核電的歷史,實(shí)現(xiàn)了 “零的突破”,是我國(guó)和平利用核能的重要里程碑,被譽(yù)為 “國(guó)之光榮”。秦山核電廠的建成,標(biāo)志著中國(guó)核工業(yè)的發(fā)展上了一個(gè)新臺(tái)階,成為中國(guó)軍轉(zhuǎn)民、和平利用核能的典范,使中國(guó)成為繼美國(guó)、蘇聯(lián)、英國(guó)、法國(guó)、加拿大、瑞典之后世界上第7個(gè)能夠自行設(shè)計(jì)、建造核電廠的國(guó)家。1997年獲國(guó)家科技

進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。

(3)“大亞灣核電站”是我國(guó)大陸首座引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和資金建設(shè)的百萬(wàn)千瓦級(jí)大型商用核電廠。在人才培訓(xùn)、施工管理、調(diào)試運(yùn)行等方面為我國(guó)百萬(wàn)千瓦級(jí)商用核電廠自主化和國(guó)產(chǎn)化積累了經(jīng)驗(yàn),為我國(guó)高起點(diǎn)的建設(shè)和管理大型核電廠提供了寶貴經(jīng)驗(yàn),為我國(guó)追趕國(guó)際先進(jìn)水平、實(shí)現(xiàn)核電事業(yè)跨越式發(fā)展奠定了基礎(chǔ),是改革開(kāi)放的一大成果。

(4)“秦山二期核電廠”是我國(guó)自主設(shè)計(jì)、自主建造、自主運(yùn)營(yíng)的首座大型商用壓水堆核電廠。它成功地吸收、借鑒了國(guó)內(nèi)外核電設(shè)計(jì)、建造的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),采用了當(dāng)今世界上技術(shù)成熟、安全可靠的壓水堆型,以大亞灣核電站為參考,按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建造并取得了成功,是我國(guó)核電自主化的重大跨越。2004年獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

(5) “核電快速發(fā)展”,我國(guó)大陸核電從20世紀(jì)70年代起步,在堅(jiān)持自主發(fā)展的同時(shí),積極利用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)了我國(guó)核電技術(shù)的快速發(fā)展,截至2019年1月20日,我國(guó)大陸地區(qū)投入商業(yè)運(yùn)行的核電機(jī)組共45臺(tái),裝機(jī)容量4590萬(wàn)千瓦;在建核電機(jī)組11臺(tái),裝機(jī)容量1218萬(wàn)千瓦。核電在提升我國(guó)綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力和工業(yè)技術(shù)水平、改善能源結(jié)構(gòu)中正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

(6)“躋身國(guó)際一流”,“華龍一號(hào)”成為新時(shí)代我國(guó)的一張名片,中國(guó)核電工程實(shí)現(xiàn)質(zhì)量全球第一、運(yùn)行業(yè)績(jī)?nèi)虻谝?、運(yùn)行安全記錄全球第一。

(7)“先進(jìn)核燃料循環(huán)體系”助力我國(guó)進(jìn)入核能發(fā)展的新階段,我國(guó)已建成較為完整的核燃料循環(huán)體系,鈾礦采冶新技術(shù)成功采用,鈾轉(zhuǎn)化與鈾濃縮技術(shù)進(jìn)一步提升、產(chǎn)能不斷擴(kuò)大,核燃料元件實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,核電廠乏核燃料后處理取得零的突破。放射性廢物管理水平不斷提高。特別是以快堆為代表的第四代核能系統(tǒng)的發(fā)展,為核能高安全、大規(guī)模、可持續(xù)、環(huán)境友好的發(fā)展開(kāi)創(chuàng)了新局面。先進(jìn)核燃料循環(huán)體系的建立,可以把鈾-238、釷-232等高效利用,千年之內(nèi)無(wú)需擔(dān)心能源供給問(wèn)題。

(8)“核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)”快速發(fā)展,核技術(shù)在我國(guó)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī) 學(xué)、資 源、環(huán) 境、公 共 安 全、國(guó) 防、考古、科研等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,為我國(guó)國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步、人們健康作出了重要貢獻(xiàn)。

4. 軍民融合 創(chuàng)新發(fā)展

習(xí)近平總書(shū)記在我國(guó)核工業(yè)創(chuàng)建六十周年時(shí)指出,核工業(yè)要堅(jiān)持安全發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展,堅(jiān)持和平利用核能,指出了核工業(yè)軍民融合的發(fā)展方向,從強(qiáng)國(guó)強(qiáng)軍和民族復(fù)興的戰(zhàn)略高度,指明了核工業(yè)新時(shí)期的發(fā)展道路。核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),是國(guó)家安全重要基石。當(dāng)前,我國(guó)核工業(yè)正處于由大到強(qiáng)的關(guān)鍵時(shí)期。認(rèn)真貫徹落實(shí)習(xí)總書(shū)記要求,以軍民融合深度發(fā)展推動(dòng)核工業(yè)實(shí)現(xiàn)富國(guó)強(qiáng)軍的雙重使命,全面提升核工業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,具有重要的戰(zhàn)略意義。

(1)“自主研發(fā)的科研設(shè)施”。上海同步輻射光源,中國(guó)先進(jìn)研究堆 (CARR)及中子科學(xué)平臺(tái),中國(guó)綿陽(yáng)研究堆 (CMRR),100MeV 質(zhì)子回旋加速器,北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī),蘭州重離子加速器,“中國(guó)環(huán)流器二號(hào) A” 裝 置 (HL-2A),全 超 導(dǎo) 托 卡 馬 克 實(shí) 驗(yàn) 裝 置(EAST),中國(guó)散裂中子源,加速器驅(qū)動(dòng)嬗變研究裝置,核燃料后處理放化實(shí)驗(yàn)設(shè)施。

(2) “核能及產(chǎn)業(yè)鏈”。 “華龍一號(hào)”,CAP1400,高溫氣冷堆,多用途模塊化小型堆,中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆,新型地浸采鈾技術(shù),核電站關(guān)鍵設(shè)備研制,后處理中試廠,5兆瓦低溫供熱堆。

(3) “主要核科學(xué)技術(shù)研究單位”。中國(guó)原子能科學(xué)研究院,中國(guó)工程物理研究院,中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院,核工業(yè)西南物理研究院,核工業(yè)北京地質(zhì)研究院,核工業(yè)北京化工冶金研究院,核工業(yè)天津理化研究院,中國(guó)輻射防護(hù)研究院,上海核工程研究設(shè)計(jì)院有限公司,中廣核研究院有限公司,中科院等離子研究所,中科院高能物理研究所,中科院近代物理研究所,清華大學(xué)核能研究設(shè)計(jì)院等。

(4) “主要生產(chǎn)基地”。中國(guó)鈾業(yè)有限公司,北方核燃料元件有限公司,中核建中核燃料元件有限公司,蘭州鈾濃縮廠,乏燃料后處理廠,中低放廢物處置庫(kù),天津機(jī)械公司等。

(5) “主要涉核 高 等 院 ?！?。清 華 大 學(xué)、北 京 大學(xué)、上海 交 通 大 學(xué)、西 安 交 通 大 學(xué)、哈 爾 濱 工 程 大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、蘭州大學(xué)、四川大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、南華大學(xué)、華東理工大學(xué)、核工業(yè)研究生部以及中國(guó)工程物理研究院研究生部。

5. “兩彈一星” 精神

“熱愛(ài)祖國(guó)、無(wú)私奉獻(xiàn),自力更生、艱苦奮斗,大力協(xié)同、勇于登攀”?！皟蓮椧恍恰本?是愛(ài)國(guó)主義、集體主義、社會(huì)主義精神和科學(xué)精神的集中體現(xiàn),其核心為科技創(chuàng)新精神,是中國(guó)人民在20世紀(jì)為中華民族創(chuàng)造的新的寶貴精神財(cái)富。 “兩彈一星”精神不僅促進(jìn)了國(guó)防事業(yè)的發(fā)展,而且?guī)?dòng)了科技事業(yè)的發(fā)展,培養(yǎng)了一批吃苦耐勞、勇于創(chuàng)新的科技隊(duì)伍,極大地增強(qiáng)了中國(guó)人民的信心,推動(dòng)了我國(guó)社會(huì)主義事業(yè)的發(fā)展。

6. “兩彈一星功勛獎(jiǎng)?wù)隆?獲得者

1999年9月18日,中共中央、國(guó)務(wù)院、中央軍委表彰研制 “兩彈一星”做出特殊貢獻(xiàn)的科技專家。核科技工業(yè)系統(tǒng)受到表彰并獲得 “兩彈一星功勛獎(jiǎng)?wù)隆钡挠?1位功臣。他們熱愛(ài)祖國(guó)、無(wú)私奉獻(xiàn),自力更生、艱苦奮斗,大力協(xié)同、勇于登攀,在科學(xué)上取得了重大成就,在事業(yè)上為國(guó)家做出了重大貢獻(xiàn),他們以身許國(guó),是中國(guó)的 “核脊梁”。11位在核科技工業(yè)系統(tǒng)獲得 “兩彈一星功勛獎(jiǎng)?wù)隆钡墓Τ际?(以姓氏筆畫(huà)為序):于敏、王淦昌、鄧稼先、朱光亞、吳自良、陳能寬、周光召、錢三強(qiáng)、郭永懷、程開(kāi)甲、彭桓武。

(二)綠色核能基本知識(shí)

1. 核科學(xué)發(fā)展重要事件

1895年,倫琴發(fā)現(xiàn) X射線;

1896年,貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射性現(xiàn)象;

1897年,湯姆遜實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電子;盧瑟福和湯姆遜發(fā)現(xiàn)放射性的產(chǎn)物α射線和β射線;

1898年,約里奧-居里夫婦先后發(fā)現(xiàn)放射性元素釙和鐳;

1905年,愛(ài)因斯坦提出狹義相對(duì)論;

1911年,盧瑟福提出核原子結(jié)構(gòu)模型;

1916年,愛(ài)因斯坦提出廣義相對(duì)論;

1919年,盧瑟福實(shí)現(xiàn)人工核反應(yīng);

1923年,康普頓發(fā)現(xiàn)康普頓效應(yīng);

1932年,查德威克發(fā)現(xiàn)中子;

1934年,約里奧-居里夫婦實(shí)現(xiàn)核反應(yīng)生產(chǎn)人工放射性核素;

1938年,哈恩和斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)核裂變現(xiàn)象;

1942年,費(fèi)米啟動(dòng)世界第一座核反應(yīng)堆。

2. 什么是衰變

放射性核素是不穩(wěn)定的,原子核會(huì)自發(fā)釋放出粒子,并變成另一種元素,這種現(xiàn)象就是衰變。這些放射出的粒子統(tǒng)稱輻射。由不穩(wěn)定原子核發(fā)射出來(lái)的輻射可以是α粒子、β粒子、γ射線或中子。

3. 質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論

1905年,愛(ài)因斯坦在狹義相對(duì)論的研究基礎(chǔ)上,導(dǎo)出了著名的 “質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式:E=mc2”。他認(rèn)為物質(zhì)和能量是同一種事物的兩種不同形式,物質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?能量也可以轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)。當(dāng)一定量的物質(zhì)消失時(shí),就會(huì)產(chǎn)生一定量的能量。其定量關(guān)系是:產(chǎn)生的能量E 等于消失的質(zhì)量m 乘以光速c 的平方。由于光速很大,因此很少量的物質(zhì)也能產(chǎn)生極大的能量。如果1 克物質(zhì)轉(zhuǎn)化 為 能 量,這 些 能 量 可 以 供 給 一 只100瓦的燈泡點(diǎn)亮35000年。

4. 核裂變

核裂變是指由重的原子核分裂成兩個(gè)或多個(gè)質(zhì)量較小的原子的一種核反應(yīng)形式。原子彈或核能發(fā)電廠的能量來(lái)源就是核裂變。裂變只有一些質(zhì)量非常大的原子核像鈾、釷和钚等才能發(fā)生核裂變。這些原子的原子核在吸收一個(gè)中子以后會(huì)分裂成兩個(gè)或更多個(gè)質(zhì)量較小的原子核,同時(shí)放出兩個(gè)到三個(gè)中子和很大的能量,又能使別的原子核接著發(fā)生核裂變……,使過(guò)程持續(xù)進(jìn)行下去,這種過(guò)程稱作鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。原子核在發(fā)生核裂變時(shí),釋放出巨大的能量,這些能量被稱為原子能。1 千 克 鈾-235 的 全 部 原 子 核 的 裂 變 將 產(chǎn) 生20000兆瓦小時(shí)的能量,與燃燒至少2000噸煤釋放的能量一樣多,相當(dāng)于一個(gè)20兆瓦的發(fā)電站運(yùn)轉(zhuǎn)1000小時(shí)。

5. 核聚變

核聚變是由兩個(gè)輕的原子核結(jié)合成一個(gè)較重的原子核的核反應(yīng)過(guò)程。聚變反應(yīng)會(huì)釋放出巨大的能量。就單位質(zhì)量而言,聚變釋放的能量要比裂變釋放的能量大3~4倍。核聚變反應(yīng)是在高溫、高密度與高能量約束狀態(tài)下的等離子體中實(shí)現(xiàn)的。包括太陽(yáng)在內(nèi)的大多數(shù)星體釋放的能量便是來(lái)源于高溫氫等離子體中的高能氫核聚合成氦核 (粒子)的核聚變反應(yīng)。核聚變能具有能量密度高、原料儲(chǔ)量豐富、安全環(huán)保清潔等特點(diǎn),是人類未來(lái)理想的主力能源。核聚變?nèi)剂现坏碾畯V泛地分布在海水中,1升海水中含的氘全部聚變反應(yīng)所產(chǎn)生的能量與300升汽油完全燃燒所釋放的能量相當(dāng),海水中氘的儲(chǔ)量可供人類使用幾十億年。核聚變能是目前認(rèn)識(shí)到的最終解決人類能源問(wèn)題的最重要途徑之一,研究核聚變、開(kāi)發(fā)核聚變能具有極其

重大的科學(xué)意義和戰(zhàn)略意義。但實(shí)現(xiàn)聚變條件苛刻,目前聚變能的應(yīng)用尚處于研發(fā)之中。

6. 核反應(yīng)堆

又稱為原子能反應(yīng)堆,是能維持可控自持鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng),以實(shí)現(xiàn)核能利用的裝置。人類第一臺(tái)核反應(yīng)堆由美國(guó)籍意大利著名物理學(xué)家恩利克·費(fèi)米領(lǐng)導(dǎo)的小組于1942年12月在美國(guó)芝加哥大學(xué)建成,命名為 “芝加哥一號(hào)堆” (ChicagoPile-1)。該反應(yīng)堆是采用鈾裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng),開(kāi)啟了人類原子能時(shí)代,芝加哥大學(xué)也因此成為人類 “原子能誕生地”。根據(jù)用途,核反應(yīng)堆可以分為以下幾種類型:

(1)研究堆。將中子束用于實(shí)驗(yàn)或利用中子束來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的研究,包括研究堆、材料實(shí)驗(yàn)堆等。

(2)生產(chǎn)堆。利用核裂變放出來(lái)的中子來(lái)生產(chǎn)核燃料、核 裂 變 物 質(zhì),或 者 進(jìn) 行 工 業(yè) 規(guī) 模 的 輻 照 的 反應(yīng)堆。

(3)動(dòng)力堆。利用核裂變釋放的能量來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力。主要包括用于發(fā)電的核反應(yīng)堆,提供取暖、海水淡化等用的熱量的核反應(yīng)堆,用于推進(jìn)船舶、飛機(jī)、火箭等的核反應(yīng)堆等。

7. 粒子加速器

利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)的結(jié)合,操縱粒子 (比如質(zhì)子)沿著一定的軌道直線或環(huán)運(yùn)動(dòng),同時(shí)把它們提升到越來(lái)越高的能量水平,讓這些粒子碰撞,并產(chǎn)生大量碰撞產(chǎn)物。根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式,能量越高,產(chǎn)生大質(zhì)量粒子的可能性越大。科學(xué)家通過(guò)設(shè)置在對(duì)撞點(diǎn)的探測(cè)器,尋找這些轉(zhuǎn)瞬即逝的新粒子,從而使一些基礎(chǔ)科學(xué)的推論得到驗(yàn)證,是核物理研究的重要工具。加速器包括直線加速器、回旋加速器、同步加速器等多種形式。加速器能夠產(chǎn)生多種射線,射線輻

射技術(shù)在工程、醫(yī)藥、生物學(xué)等方面有著廣泛的應(yīng)用,在輻射加工、無(wú)損檢測(cè)、輻照育種、殺蟲(chóng)滅菌、醫(yī)用診療等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了作用。

8. 中國(guó)科學(xué)家的貢獻(xiàn)

(1)吳有訓(xùn)與康普頓效應(yīng)。吳有訓(xùn)是中國(guó)著名物理學(xué)家、教育家,清華大學(xué)物理系創(chuàng)建者之一。1923年,吳有訓(xùn)成為阿瑟·康普頓的研究生。同年,康普頓發(fā)現(xiàn) “康普頓效應(yīng)”。吳有訓(xùn)改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方法,證明了康普頓效應(yīng)的普遍性。1927年,康普頓榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),康普頓晚年曾對(duì)楊振寧說(shuō),他一生最得意的學(xué)生就是吳有訓(xùn)。

(2)趙忠堯與正負(fù)電子湮滅。趙忠堯是中國(guó)著名核物理學(xué)家,中國(guó)核物理研究的開(kāi)拓者。1927年,趙忠堯赴美國(guó)加州理工學(xué)院留學(xué),師從密立根教授。他在研究 “硬 γ射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)的吸收系數(shù)”過(guò)程中,測(cè)量到反常吸收和特殊輻射現(xiàn)象。1932年,美國(guó)學(xué)者安德遜以發(fā)現(xiàn)正電子獲得諾貝爾獎(jiǎng),安德遜談到,正是趙忠堯的發(fā)現(xiàn)引起了他的極大興趣,激發(fā)了他當(dāng)時(shí)研究的計(jì)劃。

(3)王淦昌與 “反西格瑪負(fù)超子”。王淦昌是中國(guó)實(shí)驗(yàn)原子核物理、宇宙射線及基本粒子物理研究的主要奠基人和開(kāi)拓者, “兩彈一星”元?jiǎng)?1930年赴德國(guó)留學(xué),師從莉澤 · 邁特納。1941 年王淦昌在美國(guó)《物理評(píng)論》上發(fā)表論文,提出驗(yàn)證中微子存在的實(shí)驗(yàn)方案。1959年王淦昌發(fā)現(xiàn) “反西格瑪負(fù)超子”,蘇聯(lián)《自然》雜志評(píng)價(jià): “實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)反西格瑪負(fù)超子是在微

觀世界的圖像上消滅了一個(gè)空白點(diǎn)?！?/p>

(4)錢三強(qiáng)與鈾三裂變。錢三強(qiáng)是中國(guó)著名核物理學(xué)家,中國(guó)原子能科學(xué)事業(yè)的創(chuàng)始人, “兩彈一星”元?jiǎng)住?937年,錢三強(qiáng)赴法國(guó)留學(xué),導(dǎo)師是約里奧-居里夫婦。錢三強(qiáng)于1946年發(fā)現(xiàn)了 “鈾的三裂變現(xiàn)象”,1947年發(fā)表 《論鈾的三分裂的機(jī)制》,對(duì) “三裂變”進(jìn)行了詳細(xì)論證,引起了當(dāng)時(shí)世界核物理界的高度重視。

(三)核電的高效與安全保障

1. 核能發(fā)電基本原理

核能也稱原子能,是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)釋放出來(lái)的巨大能量,包括裂變能和聚變能兩種主要形式。目前核能發(fā)電利用的是裂變能。以壓水堆核電廠為例,它以核反應(yīng)堆為鍋爐,以核燃料在反應(yīng)堆中的核裂變產(chǎn)生的熱量加熱一回路高壓水,一回路水通過(guò)蒸汽發(fā)生器加熱二回路水使之變?yōu)檎羝?。蒸汽通過(guò)管路進(jìn)入汽輪機(jī),推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電,發(fā)出的電通過(guò)電網(wǎng)送至千家萬(wàn)戶。整個(gè)過(guò)程的能量轉(zhuǎn)換是由核能轉(zhuǎn)換為熱能,熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,機(jī)械能再轉(zhuǎn)換為電能。核電廠可分為兩部分,一是核島,包括反應(yīng)堆廠房、輔助廠房、核燃料廠房和應(yīng)急柴油機(jī)廠房。二是常規(guī)島,包括汽輪發(fā)電機(jī)廠房和海水泵房。我國(guó)目前核電廠采用的堆型有壓水堆、重水堆、高溫氣冷堆和快中子堆。

2. 中國(guó)核電發(fā)展概況

核能利用是20世紀(jì)人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重大成果之一,其中,核電的發(fā)展對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、保障能源供應(yīng)、減少二氧化碳等溫室氣體排放發(fā)揮了重要作用。我國(guó)大陸核電從20世紀(jì)70年代初開(kāi)始起步,40多年來(lái),核電事業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。核電在提升我國(guó)綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力和工業(yè)技術(shù)水平、改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。我國(guó)在核電技術(shù)、運(yùn)營(yíng)及制造能力均具有突破性的進(jìn)展。截至2019年1月20日,我國(guó)大陸地區(qū)投入商業(yè)運(yùn)行的核電機(jī)組共45臺(tái),裝機(jī)容量4590萬(wàn)千瓦;在建核電機(jī)組11臺(tái),裝機(jī)容量 1218 萬(wàn)千瓦。根據(jù) “十三五”能源規(guī)劃,到2020 年 我 國(guó) 大 陸 地 區(qū) 將 實(shí) 現(xiàn)5800萬(wàn) 千 瓦 投 運(yùn)、3000萬(wàn)千瓦在建的目標(biāo)。在核電建設(shè)方面,堅(jiān)持熱堆、快堆、聚變堆 “三步走”技術(shù)路線,近期以百萬(wàn)千瓦級(jí)先進(jìn)壓水堆為主,積極發(fā)展高溫氣冷堆、商業(yè)快堆和小型堆等新技術(shù)。

3. 核電安全性

核電廠是利用鈾原子核裂變釋放出巨大能量來(lái)發(fā)電的,這些能量是可控的,所以人們不用擔(dān)心核電廠會(huì)發(fā)生 “核爆炸”。反應(yīng)堆一般設(shè)有三道屏障,即燃料元件包殼、壓力容器和安全殼。通過(guò)縱深防御和層層設(shè)防,在核電廠運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的放射性物質(zhì)被嚴(yán)密包裏在相應(yīng)的核設(shè)備中,是難以泄漏到環(huán)境中去的。在正常運(yùn)行情況下,核電廠不會(huì)對(duì)公眾健康產(chǎn)生影響。

4. 核電清潔性

(1)核電是清潔的能源。它在節(jié)省煤炭、石油和天然氣等不可再生能源消費(fèi)的同時(shí),減少了二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、煙塵等對(duì)大氣的污染,減少了霧霾等極端天氣的發(fā)生,有效地促進(jìn)了環(huán)境保護(hù)。核電屬于低碳能源,一座百萬(wàn)千瓦電功率的核電廠和燃煤電廠相比,每年可以減少二氧化碳排放600多萬(wàn)噸、有毒重金屬近400噸,是減排效應(yīng)最大的能源之一。

(2)核電廠的廢物管理。核電廠在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生核廢物,一座百萬(wàn)千瓦級(jí)的核電廠,一年只產(chǎn)生100立方米的低、中放射性廢物和3立方米的高放射性廢物,其廢物量?jī)H為同等規(guī)模燃煤電廠的十萬(wàn)分之一。核電廠建有完善的氣體、液體、固體廢物處理設(shè)施。經(jīng)過(guò)滯留衰變、吸附過(guò)濾、蒸發(fā)濃縮、壓縮減容、固化裝桶、廢物庫(kù)儲(chǔ)存等措施,核廢物對(duì)環(huán)境的影響是微乎其微的。

(3)乏燃料管理與核燃料循環(huán)廢物管理安全性。乏燃料后處理后處置與直接處置,都是安全的,其中雖然有長(zhǎng)壽命放射性核素,但不會(huì)發(fā)生集中釋放、瞬時(shí)釋放。經(jīng)過(guò)整備后再地下處置,經(jīng)過(guò)安全評(píng)價(jià)與分析,對(duì)環(huán)境與公眾的影響比可接受的標(biāo)準(zhǔn)低2~3個(gè)數(shù)量級(jí)。因此這些核廢物管理是安全可靠的,不會(huì)給后代環(huán)境帶來(lái)影響。

5. 核電經(jīng)濟(jì)高效性

(1)核電的經(jīng)濟(jì)性。與火電相比,核電最大優(yōu)勢(shì)是運(yùn)行費(fèi)用很低。首先,設(shè)備可靠性高,可以連續(xù)滿功率運(yùn)行12個(gè)月以上,單位機(jī)組的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過(guò)常規(guī)電廠。其次,核電機(jī)組的燃料總費(fèi)用只占發(fā)電成本的15%左右,而火電的燃料費(fèi)用要占到發(fā)電成本的三分之二以上。隨著煤炭石油等化石能源供應(yīng)的緊缺,核電的價(jià)格優(yōu)勢(shì)就更加明顯。

(2)核電的高效性?；痣姀S利用化石燃料的燃燒所釋放出的化學(xué)能來(lái)發(fā)電,核電廠則利用核燃料的核裂變反應(yīng)所釋放的核能來(lái)發(fā)電。一座百萬(wàn)千瓦級(jí)的核電廠,每年只需要補(bǔ)充30噸核燃料,而同樣規(guī)模的火電廠每年則需要燒煤300萬(wàn)噸,30噸核燃料一輛重型卡車即可拉走,而300萬(wàn)噸原煤,則需每天要有一列40節(jié)車廂的火車運(yùn)輸?？梢?jiàn),核電相對(duì)煤電而言其高效性是明顯的。

(四)核燃料循環(huán)

核燃料循環(huán)包括放射性礦產(chǎn)資源勘查、開(kāi)采冶煉、純化轉(zhuǎn)化、同位素分離、燃料元件制造、乏燃料后處理和放射性廢物處理處置等環(huán)節(jié)。

1. 鈾礦勘探開(kāi)采

鈾礦勘探是對(duì)已具有工業(yè)價(jià)值的礦床或經(jīng)詳查圈出的勘探區(qū),針對(duì)不同成因類型礦床的成礦特征,相應(yīng)開(kāi)展地質(zhì)、物探、化探、開(kāi)采技術(shù)條件等項(xiàng)工作,對(duì)鈾礦床做全面的工業(yè)評(píng)價(jià),編寫(xiě)礦床儲(chǔ)量報(bào)告等。

2. 鈾同位素分離

天然鈾中鈾-235的含量?jī)H為 0.72%。鈾同位素分離是由鈾-235 含量較低的鈾同位素混合物,獲得鈾-235含量較高的鈾同位素混合物的同位素分離技術(shù)。鈾同 位 素 分 離 在 核 燃 料 循 環(huán) 中 占 極 重 要 的 地 位。鈾-235含量大于天然含量的鈾稱為濃縮鈾。濃縮鈾可用作反應(yīng)堆的燃料 (通常含量在5%以下),還可用作核武器的裝料 (含量在90%以上)和艦艇的核動(dòng)力燃料 (含量在20%左右)。分離鈾同位素的方法主要有氣體擴(kuò)散法、離心法、噴嘴法、激光法、化學(xué)交換法、等離子體法等。具有工業(yè)價(jià)值的是氣體擴(kuò)散法和離心法,激光法的工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)取得重大進(jìn)展。

3. 核燃料元件制造

核燃料元件泛指核反應(yīng)堆內(nèi)具有獨(dú)立結(jié)構(gòu)的燃料使用單元,通常指由燃料芯體和包殼組成。核裂變釋放的熱通過(guò)燃料元件導(dǎo)出,并傳給載熱介質(zhì)。核裂變產(chǎn)生的帶有強(qiáng)放射性的裂變產(chǎn)物阻留在燃料元件內(nèi)避免釋放出來(lái)。不同類型反應(yīng)堆由于物理、熱工特性不同,因而燃料元件的形狀、結(jié)構(gòu),核燃料的組分和形式各不相同。燃料元件一般由燃料芯塊和包殼及其結(jié)構(gòu)件組成。多數(shù)反應(yīng)堆采用棒狀燃料元件,再將許多根棒狀燃料元件組裝起來(lái)成為燃料組件。燃料元件的制造工藝繁雜,包括冶金、熱處理、機(jī)械加工、表面處理、理化分析、無(wú)損檢測(cè)等。

4. 乏燃料后處理

也稱核燃料后處理。核燃料在反應(yīng)堆 “燃燒”后卸出稱之為乏燃料。后處理是從乏 (核)燃料中提取未用完的鈾和新生成的钚以及其他有用物質(zhì)的復(fù)雜化學(xué)化工過(guò)程。經(jīng)過(guò)后處理可以回收 99% 以上的鈾和钚,以及其他有用的放射性同位素加以利用?；厥盏拟欘锌梢詮?fù)用,實(shí)現(xiàn)鈾資源的充分利用。后處理過(guò)程一般包括乏燃料冷卻、首端處理、化學(xué)分離、鈾钚尾端以及放射性廢物管理等過(guò)程。

5.放射性廢物處理處置

放射性廢物是指含有放射性核素的物質(zhì),其放射性濃度或活度水平超過(guò)國(guó)家規(guī)定限值的氣、液、固態(tài)廢棄物,主要來(lái)自核燃料循環(huán)生產(chǎn)科研過(guò)程、核電廠運(yùn)行。放射性廢物處理是對(duì)放射性廢物進(jìn)行最終處置的過(guò)程,包括:收集、分類、濃縮、焚燒、壓縮、去污、固化、包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存等。廢物處理的目標(biāo)是盡量減少放射性廢物的體積,以減少儲(chǔ)存、運(yùn)輸和處置的費(fèi)用;并盡可能回收或復(fù)用,減少向環(huán)境的釋放。釋放的放射性總量和濃度必須符合有關(guān)規(guī)定。廢物的管理必須遵守相關(guān)法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的要求。

(五)核技術(shù)應(yīng)用

1. 核技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)和手段

核應(yīng)用技術(shù)是利用同位素和電離輻射與物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生的物理、化學(xué)及生物效應(yīng),來(lái)進(jìn)行應(yīng)用研究與開(kāi)發(fā)的技術(shù)。同位素與輻射技術(shù)的應(yīng)用,深化了農(nóng)業(yè)的綠色革命,促進(jìn)了工業(yè)的技術(shù)改造,提高了人類征服疾病的能力,推動(dòng)了環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。每種元素的原子核中的質(zhì)子數(shù)是固定不變的,但中子數(shù)卻往往不同,這種具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的核素叫做同位素。大多數(shù)同位素的原子核都是不穩(wěn)定的,會(huì)自發(fā)的放出電磁輻射或粒子,而轉(zhuǎn)變成另一種原子核或過(guò)渡到另一種狀態(tài)。能自發(fā)地放出射線的同位素,叫做放射性同位素。利用射線與物質(zhì)的相互作用,放射性同位素在國(guó)計(jì)民生中得到廣泛的應(yīng)用,在核技術(shù)應(yīng)用中占有重要的地位。電離輻射種類繁多,常見(jiàn)的類型有電離輻射、帶電粒子射線以及不帶電粒子射線。核技術(shù)應(yīng)用就是利用各種電離射線與物質(zhì)的相互作用來(lái)進(jìn)行研究和生產(chǎn)等活動(dòng)。

2. 核醫(yī)學(xué)診斷與治療

核醫(yī)學(xué)是放射性同位素在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,利用放射性同位素產(chǎn)生的電離輻射來(lái)進(jìn)行診斷和治療。它集合了核技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、化學(xué)、物理和生物學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),是放射診療的重要組成部分。核醫(yī)學(xué)診療方法還是重要的醫(yī)學(xué)研究手段,通常新藥在試用于臨床之前,都要用放射性同位素加以標(biāo)記,以研究藥物代謝的規(guī)律。

(1)核醫(yī)學(xué)診斷。應(yīng)用核醫(yī)學(xué)檢查,不僅能無(wú)創(chuàng)傷性地顯示機(jī)體內(nèi)不同器官組織的形態(tài)結(jié)構(gòu),而且同時(shí)可以分析組織的生理及代謝變化,對(duì)器官組織的功能做出判斷,具有安全、可靠、快速、靈敏等優(yōu)點(diǎn)。主要包括:體外放射免疫分析、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯 像 (PET-CT)、單 光 子 發(fā) 射 計(jì) 算 機(jī) 斷 層 顯 像(SPECT)等。(2)放射治療。腫瘤的放射治療是目前臨床上較

為理想的治療手段。放射治療是使用放射源或?qū)⒎派湫院怂匾塍w內(nèi),利用其發(fā)出的射線的電離作用破壞病變組織或改變組織代謝,殺傷病變細(xì)胞而達(dá)到治療的目的。其特點(diǎn)是患者無(wú)痛苦,安全、簡(jiǎn)便、療效好、并發(fā)癥少,對(duì)許多疾病的治療有著不可替代的作用。主要包括:放射性核素治療,質(zhì)子、重離子、中子治療等。

3. 輻射育種、 輻射防治蟲(chóng)害與食品保鮮農(nóng)業(yè)核技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的重要領(lǐng)域之一,

我國(guó)早在20世紀(jì)50年代就開(kāi)展同位素與輻射技術(shù)應(yīng)用于作物育種、土壤肥料、病蟲(chóng)害防治、畜牧、水產(chǎn)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的研究,對(duì)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展產(chǎn)生了深刻影響,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

(1)利用輻射誘變技術(shù)選育農(nóng)作物新品種,利用放射性同位素放出的α、β、γ和中子射線及加速器產(chǎn)生的電子束,照射農(nóng)作物的種子、花粉、植株或枝條等,引起農(nóng)作物內(nèi)部的遺傳基因的改變,從而產(chǎn)生各種各樣的變異甚至是自然界沒(méi)有的變異。輻照過(guò)的種子、植株,經(jīng)過(guò)人工幾代選擇和培育,便可獲得新的優(yōu)良品種。

(2)昆蟲(chóng)輻射不育技術(shù),是一項(xiàng)無(wú)公害的生物防治新技術(shù)。它利用放射性同位素鈷-60,銫-137放出的γ射線或加速器產(chǎn)生的電子束,對(duì)害蟲(chóng)的蟲(chóng)蛹或成蟲(chóng)進(jìn)行一定劑量的照射,使其雄蟲(chóng)失去生殖機(jī)能,從而無(wú)法產(chǎn)生后代,它既可滅絕害蟲(chóng)又不產(chǎn)生公害。

(3)食品輻照加工技術(shù),應(yīng)用γ射線或電子束殺死食品中的寄生蟲(chóng)和致病菌,提高食品的衛(wèi)生質(zhì)量和延長(zhǎng)食品保藏期,而不影響食品的品質(zhì)。它是繼食品罐藏加熱、冷凍保藏技術(shù)之后的一種食品加工新技術(shù)。

4. 輻射加工

輻射加工是采用電離輻射對(duì)材料進(jìn)行加工處理的一種工藝過(guò)程。其主要優(yōu)點(diǎn)在于:加工溫升小,有利于熱敏材料的加工;電離輻射的穿透性可對(duì)包裝好的物品進(jìn)行處理,或?qū)崿F(xiàn)固體物質(zhì)的反應(yīng)與改性;加工體系內(nèi)不需催化劑和化學(xué)添加劑,產(chǎn)品純凈、無(wú)化學(xué)殘留;加工過(guò)程控制方便而且高效快速,易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；B續(xù)生產(chǎn)。主要應(yīng)用于生產(chǎn)輻射交聯(lián)的電線電纜、熱縮材料、印染助劑發(fā)泡材料,進(jìn)行輻射固化、新材料制備等。

5. 同位素示蹤

放射性同位素示蹤技術(shù)是同位素技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要方面。利用放射性同位素作為示蹤劑,可以了解人們看不見(jiàn)、摸不著的一些物理變化和化學(xué)變化,在化工、石油、冶金、機(jī)械、水利等眾多領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。

6. 核探測(cè)技術(shù)應(yīng)用

同位素與輻射技術(shù)在打擊走私和恐怖主義活動(dòng)、保障人民生命安全和健康方面發(fā)揮了重要作用。如:放射性物質(zhì)及爆炸物檢查系統(tǒng)、反恐核偵查車、殺滅炭疽菌的自屏蔽式電子束輻射滅菌加速器、打擊走私犯罪的集裝箱檢查系統(tǒng)等。

7. 環(huán)境保護(hù)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人口的增長(zhǎng),人類在創(chuàng)造豐富的物質(zhì)財(cái)富的同時(shí),也給地球造成了嚴(yán)重污染。為了改善人類生存環(huán)境、保護(hù)人類賴以生存的地球和節(jié)約資源,推動(dòng)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,世界各國(guó)已普遍重視并聯(lián)合行動(dòng)對(duì)環(huán)境進(jìn)行治理。采用輻射技術(shù)可處理城市和工業(yè)的廢氣、廢水和固體廢棄物。

8. 空間核動(dòng)力

空間核動(dòng)力指將核能轉(zhuǎn)換成電能并供給航天器或電推力火箭使用的設(shè)備總稱。它具有重量輕、體積小、抗輻射能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)及窗口利用率高等特點(diǎn),可在遠(yuǎn)離太陽(yáng)的星際航行中應(yīng)用。空間核動(dòng)力技術(shù)融核能、航天、材料、信息、控制、環(huán)境等科學(xué)為一體,是一門綜合性的前沿科學(xué)工程技術(shù),是國(guó)家戰(zhàn)略核心技術(shù)。它的研發(fā)和應(yīng)用將對(duì)國(guó)防軍事、民生經(jīng)濟(jì)、科學(xué)探索以及拓展人類生存空間、開(kāi)發(fā)宇宙資源、增進(jìn)人民福祉、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生重大影響。

(1)核電池。放射性同位素電池是20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種電池。它是把放射性核素的衰變能轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電裝置,與其他電源相比,放射性同位素電池具有壽命長(zhǎng)、體積小、工作可靠和不受周圍環(huán)境的影響等優(yōu)點(diǎn)。其功率一般在瓦級(jí)到數(shù)百瓦級(jí)之間。其常用的核素有钚-238、釙-210等。

(2)空間核反應(yīng)堆電源。空間核反應(yīng)堆電源把核反應(yīng)堆的裂變熱能轉(zhuǎn)換成電能,為航天器供應(yīng)或作為航天器的推進(jìn)動(dòng)力。根據(jù)任務(wù)需求空間核反應(yīng)堆電源的功率范圍可以從幾千瓦到幾兆瓦甚至幾十兆瓦?？臻g堆的特殊要求是:重量要輕,壽命要長(zhǎng),可靠性要高,還要有足夠大的功率?，F(xiàn)在空間核反應(yīng)堆電源已經(jīng)逐漸成為深空探測(cè)不可替代的空間電源。

9. 核能供熱

核能供熱以核裂變產(chǎn)生的能量為熱源的城市集中供熱方式。它是解決城市能源供應(yīng),減輕運(yùn)輸壓力和消除燒煤造成的環(huán)境污染的一種新途徑。我國(guó)北方地區(qū)取暖季近年受霧霾困擾嚴(yán)重,利用核能開(kāi)展清潔供暖成為我國(guó)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、治理霧霾等突出環(huán)境問(wèn)題的現(xiàn)實(shí)選擇。目前主要有兩種核能供熱方式:

(1)城市集中供熱專用低溫供熱堆。深池式低溫供熱堆 的 固 有 安 全 性 高,具 有 “零 堆 熔 (無(wú) 嚴(yán) 重 事故)、零排放、易退役”的特點(diǎn)。該堆可以在常壓低溫下運(yùn)行,更適于建在靠近城市的居民區(qū);系統(tǒng)簡(jiǎn)單,可以降低建造成本,方便運(yùn)行、維護(hù)。并且還可以考慮其他的應(yīng)用,如夏天用于制冷、開(kāi)發(fā)利用其中的中子的核技術(shù)應(yīng)用等。

(2)核電廠核能供熱。采用熱電聯(lián)供方式,回收既有核電廠的余熱,在發(fā)電的同時(shí)對(duì)周邊區(qū)域進(jìn)行供熱。在研究利用核電余熱參與供熱的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)熱電協(xié)同運(yùn)行,滿足供熱需求的提升。

10. 考古分析

在考古 學(xué)、法 醫(yī) 學(xué) 中 運(yùn) 用 鈾-238 自 發(fā) 裂 變 徑 跡法、碳-l4測(cè)定法和中子活化分析測(cè)定遠(yuǎn)古時(shí)代動(dòng)植物遺體的年代和巨大地質(zhì)變化、破解歷史人物死因,獲得準(zhǔn)確的結(jié)論。

(六)輻射與防護(hù)

1. 什么是輻射

輻射是指能量以電磁波或粒子 (如 α粒子、β粒子等)的形式向外傳送。自然界中的一切物體,只要溫度在絕對(duì)零度 (相當(dāng)于-273.15 ℃)以上,都會(huì)產(chǎn)生輻射,將能量向所有方向直線放射。萬(wàn)物生長(zhǎng)所必需的陽(yáng)光,其本質(zhì)也是一種輻射,是太陽(yáng)向我們傳遞熱量的方式。輻射一般可依其能量的高低及電離物質(zhì)的能力分為電離輻射與非電離輻射。電離輻射是指波長(zhǎng)短且頻率和能量皆高的射線,它們可以從原子或分子里面至少電離出一個(gè)電子,從而改變其結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì),我們常說(shuō)的 “核輻射”就屬于電離輻射。電離輻射主要包括 α、β、X、γ輻射及中子輻射等。非電離輻射則是低能電磁波,它的能量較電離輻射弱,不能從原子或分子里面電離出電子。只有波長(zhǎng)比紫外線波更短的電磁波才具有較高的能量,我們?nèi)粘Ｉ钪械臒o(wú)線電波、微波、紅外線、可見(jiàn)光以及紫外線等都屬于非電離輻射。

2. 生活中的核輻射

在現(xiàn)實(shí)生活中,天然輻射無(wú)處不在,我們吃的食物、住的房屋、天空大地、山川草木,乃至人的身體內(nèi)都存在著輻射?？梢哉f(shuō),人類就是在天然輻射的環(huán)境中繁衍生息,每時(shí)每刻都會(huì)受到各種射線的輻射。

(1)天然輻射的第一個(gè)來(lái)源是宇宙射線。宇宙射線包括外層空間來(lái)的初級(jí)宇宙射線以及它與大氣層中物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的次級(jí)宇宙射線,生活在地球上的人都要受到這種宇宙射線的輻射。

(2)天然輻射的第二個(gè)來(lái)源是土壤、巖石和飲用水中的放射性元素。如鉀-40、釷、鈾、鐳和氡等,我們住的房屋、走的路、喝的水、吃的食物、呼吸的空氣,都可能含有微量的天然放射性核素。

(3)天然輻射的第三個(gè)來(lái)源是人體內(nèi)部本身就含有的放射性核素鉀-40。人體是由細(xì)胞構(gòu)成的,細(xì)胞是由碳、 氫、 氧、 氮、 鈉、 鉀、 鈣、 鎂、 硫、 磷、 鐵、鉬等許許多多的元素組成的。一個(gè)成人體內(nèi)約有100克鉀元素,其中萬(wàn)分之一是放射性同位素鉀-40。鉀-40放出的射線約一半被人體組織吸收了,另一半輻射出體外。由這些天然輻射造成的對(duì)人體的輻射叫做天然本底照射。世 界 平 均 天 然 本 底 照 射 劑 量 為 2.42 毫 希/(人·年),有些高本底的地區(qū)可以達(dá)到10毫希/ (人·年)。其中40%為體外照射,60%為食入、吸入后所引起的體內(nèi)照射。

(4)還有一種照射是人為照射,稱為人工輻射。常見(jiàn)的有做 X 光檢查、用放射性同位素治病、吸煙等,都會(huì)受到天然本底以外的額外照射。例如,一次胸部透視,劑量為0.02毫希;一次 CT 檢查的劑量更高,可以達(dá)到1~10毫希。一個(gè)人坐飛機(jī)往返北京—?dú)W洲一次,受到的宇宙射線照射劑量約0.02毫希。而核電廠周圍的公眾每人每年接受的輻射劑量約為0.01毫希,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于天然本底照射的照射劑量。

3. 電離輻射對(duì)人體的危害輻射和放射性核素的應(yīng)用已有百年的歷史,在給人類帶來(lái)巨大利益的同時(shí),過(guò)量電離輻射照射也可能對(duì)人體的健康造成一定程度的影響和危害,但只要控制好受照劑量的大小,電離輻射對(duì)人體的危害十分有限。在電離輻射作用下,機(jī)體的反應(yīng)程度取決于電離輻射的種類、劑量、照射條件及機(jī)體的敏感性。電離輻射可引起放射病,它是機(jī)體的全身性反應(yīng),幾乎所有器官、系統(tǒng)均發(fā)生病理改變,但其中以神經(jīng)系統(tǒng)、造血器官和消化系統(tǒng)的改變最為明顯。電離輻射對(duì)機(jī)體的損傷可分為急性放射損傷和慢性放射損傷。短時(shí)間內(nèi)接受大劑量的照射,可引起機(jī)體的急性損傷。而較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)分散接受一定劑量的照射,可引起慢性放射性損傷,如皮膚損傷、造血障礙、白細(xì)胞減少、生育力受損等。另外,過(guò)量的輻射還可以致癌和引起胎兒的死亡和畸形。社會(huì)公眾正常情況下所接受的射線包括天然放射性 (宇宙射線,土壤、巖石、飲水中的放射性元素,人體內(nèi)的放射性核素等)、人工放射性照射 (Ⅹ光檢查、吸煙、核電廠周邊等)都在安全范圍內(nèi),不會(huì)對(duì)公眾健康產(chǎn)生影響。

4. 輻射防護(hù)基本方法

輻射防護(hù)是研究人類免受或少受電離輻射危害的一門綜合性學(xué)科。其基本任務(wù)是保護(hù)從事放射性工作的人員、公眾及其后代的健康與安全,保護(hù)環(huán)境,促進(jìn)核能與核技術(shù)利用事業(yè)的發(fā)展。輻射防護(hù)分為外照射的防護(hù)和內(nèi)照射的防護(hù)兩類:

(1)外照射的防護(hù)。外照射是輻射源在人體外對(duì)人體形成的照射。對(duì)于外照射的防護(hù),可采用距離防護(hù)、時(shí)間防護(hù)和屏蔽防護(hù)三種方法,即增大與輻射源間的距離,控制受照射的時(shí)間和采用屏蔽來(lái)對(duì)輻射進(jìn)行防護(hù)。

(2)內(nèi)照射的防護(hù)。內(nèi)照射是放射性物質(zhì)通過(guò)呼吸、食入等途徑進(jìn)入人體內(nèi),在體內(nèi)對(duì)人體形成持續(xù)的照射。內(nèi)照射的防護(hù)關(guān)鍵在于防止和減少放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)。就個(gè)人防護(hù)而言,我們需及時(shí)監(jiān)測(cè)、甄別和了解有內(nèi)照射風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域,盡量避免進(jìn)入。若確需進(jìn)入進(jìn)行工作和操作時(shí),我們需正確使用各類個(gè)人防護(hù)用具,如工作服、口罩、手套、呼吸保護(hù)裝置等,并嚴(yán)格遵守規(guī)章制度。

(七)核與輻射應(yīng)急

1. 什么是核與輻射應(yīng)急

核事故應(yīng)急是控制、減輕核輻射事故可能造成的人身傷害、財(cái)產(chǎn)損失及環(huán)境破壞的有效措施,最大限度地控制、緩解或消除事故,保護(hù)公眾,保護(hù)環(huán)境,維護(hù)社會(huì)秩序,保障人民安全和國(guó)家安全。也是有效處理處置核恐怖襲擊事件、保障公共安全的重要方面。做好核與輻射應(yīng)急工作不僅是確保我國(guó)核事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié),也是政府和有關(guān)企事業(yè)單位必須承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。

2. 核與輻射事件的分級(jí)

為了以統(tǒng)一方式及時(shí)向公眾通報(bào)有關(guān)核事件和放射事件的安全重要性,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織核能署共同制訂了國(guó)際核事件分級(jí)表,將核事件分為7個(gè)級(jí)別:1級(jí)到7級(jí)的嚴(yán)重性逐級(jí)遞增,1級(jí)至3級(jí)稱為 “事件”,4級(jí)至7級(jí)稱為 “事故”。

3. 核事故防護(hù)措施

防護(hù)措施是指用于防護(hù)公眾免受或少受輻射照射而采取的帶有強(qiáng)制性的保護(hù)措施。目前,主要防護(hù)措施包括:隱蔽、服用穩(wěn)定碘、撤離、食物和飲水控制、人員去污、個(gè)人呼吸道和體表防護(hù)、通道控制、地區(qū)去污和醫(yī)學(xué)處理等。

4. 國(guó)家核應(yīng)急體系

國(guó)家核應(yīng)急體系是國(guó)家為應(yīng)對(duì)核事故而建立的集指揮、技術(shù)支持、救援等各方面于一體的應(yīng)急準(zhǔn)備系統(tǒng)。在黨和政府的高度重視下,近30年來(lái),我國(guó)逐步建立健全了核應(yīng)急的綜合體系。主要有五個(gè)體系:一是法規(guī)制度體系;二是核應(yīng)急預(yù)案體系;三是組織指揮體系;四是技術(shù)支持體系;五是救援處置體系。

(八)核安全監(jiān)管

1. 我國(guó)核安全基本狀況

中國(guó)核安全為核能造福社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民群眾幸福生活保駕護(hù)航。一是核安全保障體系漸趨完善,二是核安全水平不斷提高,三是放射性污染防治穩(wěn)步推進(jìn)。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),我國(guó)核能與核技術(shù)利用事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。目前,我國(guó)已經(jīng)形成較為完整的核工業(yè)體系,核能在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、促進(jìn)污染減排和應(yīng)對(duì)氣候變化等方面發(fā)揮了重要作用;核技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、醫(yī)療和科研等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,有力地推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。核安全是核能與核技術(shù)利用事業(yè)發(fā)展的生命線。我國(guó)核能與核技術(shù)利用始終堅(jiān)持 “安全第一、質(zhì)量第一”的根本方針,貫徹縱深防御等安全理念,采取有效措施,保障了核安全。核安全與放射性污染防治取得積極進(jìn)展。

2. 核安全法律、 法規(guī)

制定核安全法律和法規(guī)的主要目的可概括為六個(gè)方面:確立國(guó)家對(duì)核安全監(jiān)管的法律基礎(chǔ);建立核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)并授予制定核安全法規(guī)及獨(dú)立監(jiān)管等職責(zé)和權(quán)力;確立核安全許可證制度和營(yíng)運(yùn)單位安全責(zé)任制;為核事故應(yīng)急、核損害賠償?shù)忍峁┓梢罁?jù);確立核安全目標(biāo)和基本要求;為達(dá)到上述要求提供指導(dǎo)。我國(guó)目前在核安全領(lǐng)域已有 《放射性污染防治法》和《核安全法》2部、行政法規(guī)7部、部門規(guī)章27部以及核安全導(dǎo)則89部。這些法律和法規(guī)文件基本上覆蓋了核安全監(jiān)管的各個(gè)方面,在內(nèi)容上與國(guó)際接軌,從而奠定了依法監(jiān)管核與輻射安全的基礎(chǔ)。

3. 我國(guó)核安全監(jiān)管體制

目前,我國(guó)的核安全監(jiān)督管理體制:由生態(tài)環(huán)境部 (國(guó)家核安全局)作為核安全監(jiān)督管理部門負(fù)責(zé)核安全的監(jiān)督管理,工業(yè)和信息化部歸口管理的國(guó)防科工局作為國(guó)務(wù)院核工業(yè)主管部門、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)歸口管理的國(guó)家能源局作為能源主管部門,由公安、交通運(yùn)輸、衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等主管部門在各自職責(zé)范圍內(nèi)負(fù)責(zé)有關(guān)的核安全管理工作。我國(guó)的核安全實(shí)行獨(dú)立監(jiān)管,核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)獨(dú)立作出安全決定,不受其他任何組織機(jī)構(gòu)的干涉,當(dāng)出現(xiàn)涉及核安全與核技術(shù)相關(guān)的重大風(fēng)險(xiǎn)時(shí),其他利益相關(guān)者必須服從核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)獨(dú)立和專業(yè)的判斷。

(九)熱點(diǎn)問(wèn)題解答

針對(duì)公眾關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行解答,包括 “中國(guó)的核電廠會(huì)不會(huì)發(fā)生類似福島那樣的事故?” “切爾諾貝利事故真相” “輻射對(duì)健康的影響” “核電廠運(yùn)行期間有放射性排放嗎?” “內(nèi)陸核電與沿海核電相比有什么特殊性”等相關(guān)問(wèn)題;對(duì)于一些突發(fā)性的涉核相關(guān)問(wèn)題的及時(shí)專業(yè)解讀等;世界核能、核技術(shù)發(fā)展情況及熱點(diǎn)問(wèn)題分析等。