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文檔簡介
核科技通用術(shù)語核科技:nuclearscienceandtechnology核科學(xué)與核技術(shù)的簡稱。1896年法國物理學(xué)家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾的天然放射性,從此人類開始了對原子核的研究,這種研究領(lǐng)域就稱為核科學(xué)。核科學(xué)的研究對象包括核結(jié)構(gòu)、放射性、核裂變和核聚變等。涉及到的研究學(xué)科有核物理、核化學(xué)、加速器、反應(yīng)堆、核聚變、輻射防護(hù)與屏蔽物理、同位素生產(chǎn)與分離、核材料、核醫(yī)學(xué)、核農(nóng)學(xué)等。核技術(shù)是研究如何將核科學(xué)研究中所揭示出的原子核變化規(guī)律及其固有和伴隨產(chǎn)生的物理現(xiàn)象加以實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)。核技術(shù)應(yīng)用主要包括核能的利用及同位素和輻照技術(shù)的利用。核能的利用主要是指:(1)利用放射性同位素衰變時(shí)放出的能量做成電池,廣泛用于宇宙飛船、人造衛(wèi)星、無人管理的燈塔、心臟起搏器等。(2)利用重核裂變會(huì)放出巨大能量。核電站、空間堆電源、核供熱堆、用于船舶或潛艇的核動(dòng)力裝置,是實(shí)際應(yīng)用這種裂變能的主要代表。(3)利用輕核裂變時(shí)放出的比重核裂變時(shí)放出的更加巨大的能量。聚變堆的研究和開發(fā)就是為了利用這一能量。聚變堆的建成和商業(yè)運(yùn)行將最終解決類所需的能源問題。因?yàn)樗玫娜剂希碗埃┤≈诖蠛?。核能最早是用于軍事目的,原子彈就是利?35U或239Pu裂變時(shí)放出的巨大能量(瞬間釋放出來)制成的。氫彈的威力要比原子彈大數(shù)百倍。同位素和輻射技術(shù)應(yīng)用主要包括:(1)同位素示蹤技術(shù)(水資源探測,農(nóng)業(yè)科學(xué)研究等)。(2)輻射加工(電線電纜的絕緣材料改性,熱縮管的制備,塑料發(fā)泡,表面涂層固化,橡膠輻射硫化,木材-塑料復(fù)合材料輻射交聯(lián),接枝和降解,離子注入表面改性,半導(dǎo)體生產(chǎn)、輻射保鮮,輻射消毒等)。(3)同位素儀器儀表(工業(yè)檢測儀表,探傷機(jī),集裝箱檢測等)。(4)核醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用(醫(yī)學(xué)診斷,放射性免疫分析,腫瘤診斷和治療用體內(nèi)和體外放免藥物等)。(5)三廢治理和環(huán)境保護(hù)工作中的應(yīng)用(電子束除SO2HOx,污水處理等)。(6)農(nóng)學(xué)方面的應(yīng)用(輻射育種、輻射不育滅蠅等)。(撰與:傅滿昌申稿人:徐欽)核工業(yè):nuclearindustry又稱原子能工業(yè)。利用核反應(yīng)或核衰變(核躍遷)釋放出的能量或輻射以獲取一定的經(jīng)濟(jì)效益或社會(huì)效益的產(chǎn)業(yè)統(tǒng)稱核工業(yè)是新興工業(yè),處在迅速發(fā)展過程中。核工業(yè)大體上包括6個(gè)部分(1)核燃料工業(yè)從事核燃料循環(huán)除反應(yīng)堆以外各環(huán)節(jié)所有設(shè)施的設(shè)計(jì)、建造、調(diào)試、運(yùn)行、維修和退役,其主要的產(chǎn)品是反應(yīng)堆燃料和核武器裝料。(2)核武器工業(yè)。從事核武器的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、維修和退役。(3)反應(yīng)堆工業(yè)。從事各種核反應(yīng)堆裝置的設(shè)計(jì)、建造、調(diào)試、運(yùn)行、維修和退役。(4)核電工業(yè)。從事核電廠的設(shè)計(jì)、建造、凋試、運(yùn)行、維修和退役。(5)輻射工業(yè)。從事:①放射性同位素的生產(chǎn);②含放射性同位素的設(shè)備、儀器、裝置的制造;③用于科研、國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥各領(lǐng)域的輻射源(含中子源)和輻照裝置(如鉆源房、輻照加速器裝置、輻射加工車間等)的設(shè)計(jì)和裝備;④放射性廢物的處理和處置;⑤輻射防護(hù)的技術(shù)和裝備。(6)核專用設(shè)備儀器和特殊材料工業(yè)。其中設(shè)備儀器有反應(yīng)堆主回路和核輔助系統(tǒng)的核安全級容器、熱交換器、泵、閥、電氣和儀表設(shè)備,飽和蒸汽汽輪機(jī),帶電粒子加速器、輻射探測儀器放射性物質(zhì)操作設(shè)備,同位素分離設(shè)備,燃料后處理化工設(shè)備,放射性廢物處理設(shè)備等;特殊材料有核純石墨、重水、鈹和氧化鈹、鋯合金、特殊鋁合金、鎂合金、特種合金鋼、特殊不銹鋼、特種鎳基合金以及10B,6Li,氚等。此外,核工業(yè)應(yīng)為尚未進(jìn)入實(shí)用階段的基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)研究基地提供專門研制的裝備,如各種研究試驗(yàn)堆,實(shí)驗(yàn)堆和原型堆,高能粒子加速器,受控?zé)岷司圩冄b置,激光分離同位素裝置,各種中間(原型)工廠等。核工業(yè)的特點(diǎn):(1)具有放射性。由于核安全、輻射安全和環(huán)境安全的特殊要求,對所用的材料、設(shè)備以及制造和建筑安裝作業(yè)均有不同于常規(guī)工業(yè)的嚴(yán)格質(zhì)量要求,如高純度、高精度、耐輻照、耐腐蝕、高清潔度、高密封性等。需要建立和貫徹執(zhí)行質(zhì)量保證制度,推廣安全文化。(2)具有很大的綜合性。它是在原有工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的必須最大限度地利用已有的經(jīng)驗(yàn)和成就,其范圍包括地質(zhì)勘探、采礦、冶金、化工、電力、機(jī)械制造、建筑、機(jī)電、電子、精密儀表、環(huán)境保護(hù)等產(chǎn)業(yè)和物理、化學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、缺象學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、材料科學(xué)、傳熱學(xué)、醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)管理學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域。(3)核工業(yè)需要較大的初投資和較長的開發(fā)周期。即使從外國引進(jìn)技術(shù),也需要投入很大的人力物力,堅(jiān)持不懈地進(jìn)行消化吸收,才能實(shí)現(xiàn)自主化和國產(chǎn)化。因此需要立足于長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,謹(jǐn)慎地制訂長期發(fā)展規(guī)劃。(撰寫:連培生)radioactivity某些核素自發(fā)放出粒子或Y射線,或在軌道電子俘獲后放出X射線,或發(fā)生自發(fā)裂變的性質(zhì)。1896年,即W.C.倫琴發(fā)現(xiàn)X射線的第二年,H.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)鈾鹽具有發(fā)射類似X射線的穿透性輻射。接著又發(fā)現(xiàn)釷也放出這種射線,M.居里建議把物質(zhì)的這種特征性質(zhì)稱為放射性。這個(gè)詞來源于拉丁文radio(輻射或射線)和activus(能動(dòng)性)。(撰寫:郭景儒審訂:崔安智)ionizingradiation又稱致電離輻射。能使物質(zhì)中的原子或分子獲得或失去電子而形成離子的輻射。廣義的輻射包括任何以波或運(yùn)動(dòng)粒子的形式向周圍空間或物質(zhì)發(fā)射并在其中傳播的能量。如聲輻射、熱輻射、電磁輻射、a輻射、6輻射、中子輻射等。狹義的輻射(又稱為射線)限于電離輻射,它不包括聲、熱或低能電磁輻射(如無線電波),只包括能產(chǎn)生電離效應(yīng)的高能電磁輻射(如Y射線、X射線)和粒子輻射。電離輻射通常稱為輻射。輻射按照其來源可分為核輻射、原子輻射和宇宙輻射三類。核輻射是在原子核衰變或核反應(yīng)過程中產(chǎn)生的輻射。原子輻射是在原子或分子軌道電子狀態(tài)變化時(shí)產(chǎn)生的輻射,如K電子俘獲后生出的X射線,或伴隨Y射線發(fā)出的內(nèi)轉(zhuǎn)換電子。宇宙輻射(宇宙射線)是從外部空間到達(dá)地球的初級粒子以及它們與大氣層空氣相互作用后產(chǎn)生的次級粒子。輻射按照其荷電情況和粒子性質(zhì)又可分為帶電粒子輻射(a、6、P,氘,氚等)、不帶電粒子輻射(中子、中微子等)和電磁輻射Y射線等)。(撰寫:何可學(xué)審訂:連培生)nuclearfacility常與核裝置同義。在不同領(lǐng)域(如核安全、核保障等)中含義有所不同。在一個(gè)核設(shè)施包含多個(gè)核裝置的情況下,核設(shè)施應(yīng)包括其營運(yùn)單位職責(zé)范圍(廠區(qū))內(nèi)全部土地、輔助和公用設(shè)施等(參見核裝置)。(撰寫:連培生)nuclearinstallation任何規(guī)模足夠大以致必須考慮核安全的生產(chǎn)、加工、使用、處理、貯存或處置放射性材料的裝置,包括其相關(guān)的土地、建筑物和設(shè)備在內(nèi)。所謂規(guī)模大小,不是指占地面積或體積而言,而是指放射性物料量或其他相當(dāng)參量。不同領(lǐng)域(如核武器、核保障等)對核裝置有不同的含義,例如在國際原子能機(jī)構(gòu)的核安全公約中,把核裝置定義為任何一座陸上民用核動(dòng)力廠(即核動(dòng)力裝置)。通常,核裝置可包括核動(dòng)力廠、核反應(yīng)堆、臨界裝置、鈾水冶和轉(zhuǎn)化廠、鈾同位素分離廠、核燃料元件制造廠、核燃料后處理廠、獨(dú)立的放射性物料貯存裝置、放射性廢物處理裝置、放射性廢物處置場(庫)等。核裝置與核設(shè)施有時(shí)是同義的。但一個(gè)核設(shè)施可包含一個(gè)或多個(gè)核裝置,例如多堆核電廠,核科學(xué)研究基地等。按照我國核安全法規(guī)(HAF0500/0501),多堆核電廠營運(yùn)單位必須為每一個(gè)核動(dòng)力裝置單獨(dú)申請各項(xiàng)安全許可證,并向國家核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)作單獨(dú)的定期報(bào)告和事件報(bào)告。在國際原子能機(jī)械的核保障年度實(shí)施情況報(bào)告(SafeguardsImplementationReport,SIR)中,也要對核設(shè)施中的每一個(gè)核裝置進(jìn)行單獨(dú)評價(jià)。(撰寫:連培生)irradiationsource能發(fā)射電離輻射的裝置和物質(zhì)。就廣義而言,輻射源概括了諸如天然放射性物質(zhì)、可裂變材料、核裂變產(chǎn)物、放射性核素制品、核反應(yīng)堆、帶電粒子加速成器,以及宇宙射線源等內(nèi)容。然而在放射性同位素的應(yīng)用中,習(xí)慣將丫射線探傷、放射治療、輻射處理的高活度放射源稱作輻射源在輻射加工中,輻射源一般則專指產(chǎn)生高穿透力的Y放射源(如6包。源),以及產(chǎn)生強(qiáng)流電子束的加速器。(撰寫:包華影黃治儉審訂:呂延曉楊華庭)鈾:uraniumIIIb族錒系放射性元素,符號(hào)U,原子序數(shù)92,相對原子質(zhì)量238.03。天然鈾含234U、235U和238U三種同位素,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.006%、0.720%和99.274%。233U是人工鈾同位素,由232Th俘獲中子后,經(jīng)兩級6衰變所生成。鈾在熔點(diǎn)(1405K)以下有三種相結(jié)構(gòu):a相(低于941K)為斜品格,室溫密度為19.05g/cm3;p相(941?1048K)為復(fù)雜四方晶格;Y相(1048K?熔點(diǎn))為體心立方晶格。鈾的沸點(diǎn)為4091K。a-U,p-U以及由低溫加工的多晶鈾(品粒有擇優(yōu)取向)都存在各向異性,其物理、機(jī)械和輻照性質(zhì)都與晶體結(jié)構(gòu)的方向有關(guān)。鈾的化學(xué)性質(zhì)活潑。鈾的新切面呈銀白色,在空氣中氧化后失去光澤,形成黑色的致密氧化膜,被水或水蒸氣腐蝕生成氧化物和氫化物層。粉末狀鈾極易自燃。鈾原子的電子構(gòu)型為(Rn)5f36d17s2,有+3,+4,+5,+6四種氧化態(tài),以+6態(tài)最穩(wěn)定。鈾與多種元素形成鈾化合物。在酸性溶液中,六價(jià)鈾以鈾酰離子UO22+存在。235U和233U吸收中子后產(chǎn)生裂變,在反應(yīng)堆內(nèi)可實(shí)現(xiàn)自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng),同時(shí)釋放出巨大能量。238U俘獲中子后,經(jīng)兩級P衰變可生成239Pu,它也是一種易裂變核素(參見钚)。天然鈾和235U的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10%的富集鈾可用作動(dòng)力反應(yīng)堆的燃料,235U的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于90%的富集鈾主要用作核武器的裝料,235U的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于10%和90%之間的富集鈾可作為研究堆的燃料,貧鈾可用作穿甲彈的芯體和Y射線的屏蔽材料。(撰寫:李文土炎審訂:張忠岳)鈾礦床:uraniumdeposit在一定地質(zhì)過程作用下形成于地殼中某種特定地質(zhì)環(huán)境內(nèi)的鈾礦物和(或)含鈾物質(zhì)集合體,其質(zhì)和量能滿足當(dāng)前鈾工業(yè)的要求,且在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件下能被經(jīng)濟(jì)地開采和利用。鈾礦床的概念是動(dòng)態(tài)的,隨著社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們對礦物原料需要量的變化,鈾礦床的范疇也在不斷變化。有些過去沒有使用價(jià)值的“巖石”或低品位礦化巖石,現(xiàn)今可能是經(jīng)濟(jì)可采的鈾礦床,可地浸砂巖型鈾礦床即是一例。(撰寫:陳祖伊審訂:趙鳳民)富集鈾:enricheduranium又稱濃縮鈾、加濃鈾。235U的含量高于天然豐度0.71%的鈾元素或鈾化合物。235u的含量高于0.71%又低于20%的濃縮鈾稱為低濃鈾。235U的含量大于20%的濃縮鈾稱為高濃鈾。濃縮鈾按235U的含量不同應(yīng)用在以下各種情況:核電廠輕水堆:2.5%?5%235U;核武器:>90%235U。濃縮鈾是經(jīng)過分離工廠進(jìn)行鈾同位素分離而獲得的。(撰寫:應(yīng)純同審訂:劉廣鈞)濃縮鈾:enrichmenturaniumenricheduranium又稱濃縮鈾、加濃鈾。235U的含量高于天然豐度0.71%的鈾元素或鈾化合物。235U的含量大于20%的濃縮鈾稱為高濃鈾。濃縮鈾按235U的含量不同應(yīng)用在以下各種情況核電廠輕水堆:2.5%?5%235u;核武器:>90%235u。濃縮鈾是經(jīng)過分離工廠進(jìn)行鈾同位素分離而獲得的。(撰寫:應(yīng)純同審訂:劉廣鈞)乏燃料:spentfuel在核反應(yīng)堆中,輻照達(dá)到計(jì)劃卸料的比燃耗后從堆中卸出,且不再在該反應(yīng)堆中使用的核燃料。在乏燃料中還有許多有價(jià)值的物質(zhì),如未裂變和新生成的易裂變核素235U,239Pu和233U,大量未用完的可裂變核素,如238U,232Th以及在輻照過程中產(chǎn)生的超鈾元素,如237Np,24iAm,242Cm和核裂變產(chǎn)生的有用的裂變產(chǎn)物元素,如90Sr,137Cs,99Tc,147Pm等。這些物質(zhì)可以通過乏燃料后處理和相應(yīng)的分離流程予以回收。(撰寫:章澤甫審訂:朱永貝睿)同位素分離:isotopeseparation使同位素的豐度產(chǎn)生變化的過程。一種元素的不同同位素可以在核性質(zhì)、物理特性、化學(xué)特性上存在很大差別。二次世界大戰(zhàn)時(shí)期,鈾同位素分離的研究得到了迅速的發(fā)展,20世紀(jì)四五十年代形成了大規(guī)模的鈾同位素分離工業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,穩(wěn)定同位素得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用(參見穩(wěn)定同位素應(yīng)用)。目前,最大規(guī)模的同位素分離仍然是鈾同位素分離。但是,非鈾同位素的分離(又稱穩(wěn)定同位素分離)也有了很大的發(fā)展。然而,不少天然元素具有三種或三種以上同位素。這樣,不論從理論上還是實(shí)際工作中都增加了難度。特別是為了獲得高豐度的處于中間質(zhì)量的(即非邊緣的)同位素是很困難的。同位素分離的方法有很多。例如,氣體擴(kuò)散法、離心分離法、激光分離法、電磁分離法、熱擴(kuò)散法、離子回旋法、精餾法、化學(xué)交換法等。全于具體用什么分離方法要根據(jù)被分離的同位素進(jìn)行具體分析。(撰寫:應(yīng)純同審訂:劉廣鈞)Y測井:Ylogging(log)采用Y總量或Y能譜儀沿鉆井移動(dòng),測量井壁巖(礦)石的Y輻射強(qiáng)度,進(jìn)行地質(zhì)研究和礦產(chǎn)資源(鈾、金、油氣藏等)勘查的方法。Y測井分為Y總量測井和Y能譜測井,分別用于研究鉆井壁巖(礦)石的總Y輻射強(qiáng)度和鈾、釷、鉀含量的測定。Y測井資料主要用于確定地下鈾礦體的分布特征(含礦體范圍、埋深、鈾釷含量、礦體厚度等)。特別是在含礦段巖芯采取率不高或進(jìn)行無巖芯鉆的情況下,Y測井資料更為重要。影響Y測井的因素有:鉆井中泥漿和套管對Y射線的吸收,鈾鐳平衡破壞,氡的逸出和氡的衰變產(chǎn)物在鉆井壁上的積累等。(撰寫:蔣永一審訂:李家?。┓派湫詮U物:radioactivewaste含有放射性核素或被放射性核素所污染,其濃度或比活度大于審管部門確定的清潔解控水平,預(yù)期不會(huì)再被利用的廢棄物。這是從管理角度所作的定義。放射性濃度等于或低于清潔解控水平的物質(zhì),從物理觀點(diǎn)看仍是放射性的,但其放射性危害可以忽略。操作、生產(chǎn)和使用放射性物質(zhì)的活動(dòng),都可能產(chǎn)生放射性廢物,這些活動(dòng)如:(1)核燃料循環(huán)過程,包括反應(yīng)堆運(yùn)行;(2)放射性同位素的生產(chǎn)、使用及核技術(shù)的應(yīng)用過程;(3)核設(shè)施退役及污染場址整治過程;(4)涉及放射性物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)工作和研究活動(dòng);(5)核武器的研究、生產(chǎn)和試驗(yàn)活動(dòng),包括核潛艇的活動(dòng)。此外,鈾釷伴生礦物開采加工過程產(chǎn)生的廢物,如果其放射性水平超過審管部門規(guī)定的限值,也應(yīng)作放射性廢物對待。放射性廢物以各種形式存在,其物理和化學(xué)特性、放射性濃度或活度、半衰期和毒性差別很大。放射性廢物與別的有害物質(zhì)或一般廢物不同,它的危害作用不能通過化學(xué)、物理或生物的方法消除,而只能通過其自身固有的衰變降低其放射性水平,最后達(dá)到無害化。對放射性廢物業(yè)已有專門的措施進(jìn)行安全的處理和處置。(撰寫:羅上庚審訂:潘自強(qiáng))核材料:nuclearmaterial《國際原子能機(jī)構(gòu)規(guī)約》中,核材料定義為任何源材料或特種可裂變材料。在我國,核材料系指源材料、特種可裂變材料、氚及含氚的材料和制品、6Li及含6Li的材料和制品(參見源材料和特種可裂變材料)。(撰寫:劉大鳴李澤審訂:嚴(yán)叔衡)核保障:safeguards根據(jù)《國際原子能機(jī)構(gòu)規(guī)約》、《不擴(kuò)散核武器條約》和《拉丁美洲禁止核武器條約》(特拉特洛爾科條約)等的規(guī)定,授權(quán)國際原子能機(jī)構(gòu)建立的一種用于和平利用核能的核實(shí)系統(tǒng)。按照《國際原子能機(jī)構(gòu)規(guī)約》的規(guī)定,這個(gè)系統(tǒng)的職能是:“建立并執(zhí)行核保障,以確保由機(jī)構(gòu)本身,或經(jīng)其請求,或在其監(jiān)督或管制下提供的特種可裂變材料及其他材料、服務(wù)、設(shè)備、設(shè)施和情報(bào),不致用于推進(jìn)任何軍事目的?!币?guī)約還授權(quán)國際原子能機(jī)構(gòu)“應(yīng)當(dāng)事各方請求,將核保障應(yīng)用于任何雙邊或多邊協(xié)定,或應(yīng)一國的請求,對該國在原子能方面的任何活動(dòng)實(shí)施保障措施”。國際原子能機(jī)構(gòu)按照與某些國家或國家集團(tuán)簽訂的保障協(xié)定實(shí)施核保障。(撰寫:劉大鳴審訂:嚴(yán)叔衡)核電廠:nuclearpowerplant又稱核電站。用鈾、钚等作核燃料,將它在裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電廠。核電廠主要以反應(yīng)堆的種類相區(qū)別,有壓水堆核電廠、沸水堆核電廠、重水堆核電廠、石墨水冷堆核電廠,石墨氣冷堆核電廠、高溫氣冷堆核電廠和快中子增殖堆核電廠等。核電廠由核島主要是核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng))、常規(guī)島(主要是汽輪發(fā)電機(jī)組)和電廠配套設(shè)施三大部分組成。核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)產(chǎn)生的裂變能,主要以熱能的形式出現(xiàn)。它經(jīng)過冷卻劑的載帶和轉(zhuǎn)換,最終用蒸汽或氣體驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。核電廠所有帶強(qiáng)放射性的關(guān)鍵設(shè)備都安裝在反應(yīng)堆安全殼廠房內(nèi),以便在失水事故或其他嚴(yán)重事故下限制放射性物質(zhì)外逸。為了保證堆芯核燃料在任何情況下得到冷卻而免于燒毀熔化,核電廠設(shè)置有多項(xiàng)安全系統(tǒng)。(撰寫:杜圣華審訂:張維忠)空間核電源:spacenuclearpower用核裂變能或核衰變能作熱源,通過靜態(tài)轉(zhuǎn)換或動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換,為空間飛行器提供電力的裝置。用裂變能的就是以反應(yīng)堆為熱源,一般為大功率(從數(shù)百瓦到兆瓦級),用衰變能的就是由放射性同位素衰變提供熱源,一般功率?。◤臄?shù)瓦到百瓦級)。熱電轉(zhuǎn)換方式分為靜態(tài)轉(zhuǎn)換和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換兩類,正式應(yīng)用的空間核電源都是靜態(tài)轉(zhuǎn)換(見圖)??臻g核電源的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,質(zhì)量比功率和體積比功率都比較高;與太陽光照無關(guān);能抗電磁干擾和空間粒子輻照,很適合作深空探測、月球基地電源;功率范圍變化大,反應(yīng)堆電源可瞬時(shí)提升功率2?2.5倍,增加了空間飛行器的機(jī)動(dòng)性的隱蔽性。(撰寫:楊繼才審訂:蘇著號(hào))空間核電站:spacenuclearpowerplant運(yùn)行于外層空間為空間飛行器、太空基地提供電力和向地面輸送電力的核電站。為空間飛行器提供電力的核電站也稱為空間核電源系統(tǒng)。為太空基地(如月球基地、火星基地等)提供電力的空間核電站,要求功率在兆瓦級以上,因此核電轉(zhuǎn)換優(yōu)先選用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換方式。這類核電站技術(shù)難度很大,目前尚處于概念設(shè)想階段。(撰寫:楊啟法審訂:蘇著亭)核島:nuclearisland(NI)核電裝置中核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)(含設(shè)備)及其配套設(shè)施和它們所在廠房的總稱。核島的主要功能是利用核裂變能生產(chǎn)蒸汽。在壓水反應(yīng)堆核電裝置中,核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和各種核輔助系統(tǒng)。核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的配套設(shè)施有供電和配電系統(tǒng),一般通信和通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng),一般服務(wù)系統(tǒng)如照明、氣體、飲用水、除鹽水和污水處理系統(tǒng)等。核島廠房主要包括反應(yīng)堆廠房(安全殼)、燃料廠房、控制廠房、核輔助廠房、核服務(wù)廠房、排氣煙囪、電氣廠房和應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)廠房等。在有些核電廠設(shè)計(jì)描述中,將核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)視作核島主體,而將核島主體以外的配套設(shè)施稱作“核島配套設(shè)施”(BalanceofNuclearIsland,BONI或BNI)。(撰寫:侯忠松審訂:劉國明)海水淡化反應(yīng)堆裝置:nucleardesalinationunit利用核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱能使海水脫鹽轉(zhuǎn)化為淡水的裝置。海水脫鹽通常只要求140°C以下的熱水(汽),因而采用低溫供熱堆比較適合。其原理如圖所示。反應(yīng)堆冷卻劑回路采用一體化布置,全功率自然循環(huán),在主熱交換器中將熱量傳給中間回路,中間回路是將反應(yīng)堆放射性水與海水淡化石廠水回路隔開的一個(gè)回路。在中間回路蒸汽發(fā)生器內(nèi)將熱量傳給海水淡化廠水回路的水,使之蒸發(fā)和升溫至130C,再通向淡化廠蒸發(fā)海水,使海水脫鹽。海水脫鹽常用多級閃蒸和多效蒸發(fā)兩種技術(shù),一般1kg反應(yīng)堆冷卻劑蒸汽可產(chǎn)生20kg左右的淡水。(撰寫:馬昌文審訂:李金才)核裂變:nuclearfission一個(gè)重原子核分裂成兩個(gè)或兩個(gè)以上質(zhì)量為同一量級的原子核(裂變碎片)的現(xiàn)象。核裂變是一個(gè)復(fù)雜的過程,核液滴模型將核裂變描述為核的形變運(yùn)動(dòng),越過裂變勢壘(見圖)。分裂成兩個(gè)碎片的二分裂過程如下:核從基態(tài)形狀經(jīng)過鞍點(diǎn)(長短軸之比約為2:1的橢球),到斷點(diǎn)成為兩個(gè)接觸的橢球形變的碎片。在斷點(diǎn),兩橢球重心間距離約為2X10—14m。在核向斷點(diǎn)運(yùn)動(dòng)期間,可能有斷裂前中子和核巨偶極共振(GDR)Y射線發(fā)出。在斷裂后的10-19s時(shí)間內(nèi),兩碎片在它們間的庫化侖作用下加速,獲得碎片總動(dòng)能。在10-19s到10-15s期間,具有激發(fā)能的運(yùn)動(dòng)碎片先發(fā)射瞬發(fā)中子和GDRy輻射;在10-15s到10-7s期間,碎片發(fā)射統(tǒng)計(jì)Y射線回到基態(tài)。在這之后,裂變碎片還將經(jīng)歷一系列6衰變,最后成為穩(wěn)定核素。在6衰變過程中還可能發(fā)射緩發(fā)中子。每次裂變釋放能量約200MeV,其中碎片動(dòng)能約170MeV,瞬發(fā)中子和Y射線能量十幾兆電子伏,6衰變能十幾兆電子伏。(撰寫:韓洪銀審訂:張煥喬)中子源:neutronsource產(chǎn)生中子的裝置。廣義來講,加速器和反應(yīng)堆也是中子源,但一般指放射性同位素中子源。這類中子源產(chǎn)生中子的彈核由放射性同位素提供,因此其壽命取決于放射性同位素的半衰期。這種中子源的結(jié)構(gòu)簡單,但強(qiáng)度不可以太大。超鈾元素(如252Cf)自發(fā)裂變制成的中子源也屬此類。描述中子源性能的主要參量為源強(qiáng)度(單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的中子數(shù))和能譜(發(fā)射中子的能量分布)。中子源在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)研究等部門有廣泛應(yīng)用。有的反應(yīng)堆在起動(dòng)時(shí)需要用中子源“點(diǎn)火”(參見中子源組件)。(撰寫:陳叔平審訂:許漢銘)鏈?zhǔn)椒磻?yīng):chainreaction核反應(yīng)產(chǎn)物之一能引起同類核反應(yīng)并使該類核反應(yīng)逐代進(jìn)行下去的過程。例如,當(dāng)中子與易裂變核素作用而發(fā)生核裂變反應(yīng)時(shí),后者的原子核通常分裂為兩個(gè)中等質(zhì)量數(shù)的核,同時(shí)還將產(chǎn)生2個(gè)或3個(gè)新的裂變中子。在適當(dāng)條件下,這些裂變中子又會(huì)引起周圍易裂變核素的裂變,如此不斷地一代一代繼續(xù)下去,這種反應(yīng)過程稱為鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng),如圖所示。如果每次核裂變反應(yīng)產(chǎn)生的中子多于引起核裂變所消耗的中子,那么就有可能不依靠外界的作用而使裂變反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行下去。這樣的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)稱為自持的。核反應(yīng)堆就是一種可控的自持鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)裝置,而原子彈則是一種不可控的自持鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)裝置。(撰寫:奚樹人審訂:單文志許漢銘)核反應(yīng)堆:nuclearreactor通常指裂變反應(yīng)堆,即利用易裂變核素發(fā)生可控的自持核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置。簡稱反應(yīng)堆或堆,因最初這種裝置由石墨磚堆砌成而得名。核反應(yīng)堆本體有多種不同的結(jié)構(gòu)形式,最普遍的是固體核燃料非均勻型。它一般具有下列組成部分(見圖):(1)核燃料元(組)件,包括易裂變材料(裂變?nèi)剂希?、可轉(zhuǎn)換材料(轉(zhuǎn)換原料)和包殼等結(jié)構(gòu)材料;(2)慢化劑(快中子堆沒有這一部分);(3)將裂變能量載出堆外的冷卻劑;(4)用以啟動(dòng)或停止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和調(diào)節(jié)功率水平的控制元件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu);(5)測量中子注量率及其他參量的儀器;(6)反射層和快中子堆中的外圍轉(zhuǎn)換區(qū);(7)熱屏蔽層和輻射屏蔽層;(8)對以上各部分起支承、定位、導(dǎo)向和屏蔽作用的結(jié)構(gòu)件,統(tǒng)稱堆內(nèi)構(gòu)件;(9)反應(yīng)堆容器。前3項(xiàng)及堆內(nèi)構(gòu)件構(gòu)成反應(yīng)堆的堆芯(活性區(qū)),控制元件可插入或抽出堆芯,以執(zhí)行控制功能。用反應(yīng)堆容器包容堆芯和相關(guān)部件。靠輻射屏蔽層保護(hù)工作人員免受輻射傷害(參見反應(yīng)堆分類)。(撰寫:連培生審訂:陳叔平)
反應(yīng)堆類型:chassificationofreactors核反應(yīng)堆可按各種不同的方法分類,如表所示。反應(yīng)堆分類分類的方法名稱和特征A用途A1動(dòng)力堆,用于發(fā)電、供熱和推進(jìn)動(dòng)力,有陸上發(fā)電堆、供熱堆、發(fā)電供熱兩用堆、艦船推進(jìn)用堆、飛機(jī)推進(jìn)用堆、火箭推進(jìn)用堆等A2生產(chǎn)堆,有生產(chǎn)裂變?nèi)剂?39Pu和(或)3H的核燃料生產(chǎn)堆、同位素生產(chǎn)堆、生產(chǎn)發(fā)電兩用堆等A3研究試驗(yàn)堆,有研究用堆、零功率堆、材料試驗(yàn)堆、高通量試驗(yàn)堆、脈沖試驗(yàn)堆、中子源堆等A4特殊用途堆,如材料改性堆、食品輻照堆、醫(yī)療輻照堆等B中子能量B1熱中子堆,其中裂變反應(yīng)主要由熱中子(能量約為0.025eV)起來B2中能中子堆,其中裂變反應(yīng)主要由超熱中子(能量約為0.2eV?1keV)引起B(yǎng)3快中子堆,其中裂變反應(yīng)主要由快中子(能量超過0.1MeV)引起C核燃料和慢化劑的布置(限于熱中子堆和中能中子堆)C1均勻堆,其中核燃料同慢化劑均勻混合(如鈾化合物溶解熱中子堆和中能中子堆或懸浮在慢化劑中,形成溶液或漿液)C2非均勻堆,其中固體或液體核燃料(如熔鹽)同慢化劑不相混合D核燃料D1天然鈾反應(yīng)堆D2低富集鈾或U-Pu混合氧化物(MOX)反應(yīng)堆D3高富集鈾反應(yīng)堆D4以Pu加轉(zhuǎn)換原料為燃料、可實(shí)現(xiàn)U-Pu燃料循環(huán)的钚堆(有快中子增殖堆、先進(jìn)熱中子等堆型)D5以裂變?nèi)剂霞覶h為燃料、可實(shí)現(xiàn)Th-U燃料循環(huán)的釷堆(有輕水增殖堆、熔鹽增殖鹽、重水堆、高溫氣冷堆等堆型)E慢化劑E1石墨E2重水堆,其中坎杜(CANDU)型為壓力管式天然鈾重水堆E3輕水堆,包括壓水堆和沸水堆E4氫化鋯反應(yīng)堆
F冷卻劑F1氣冷堆,可用空氣、CO2.M、水蒸氣等冷卻劑,如重水氣冷堆、石墨氣冷堆、高溫氣冷堆、氣冷快中子堆等F2液冷堆,可用水、重水、有機(jī)溶液等冷卻劑,如石墨水冷堆、沸水冷卻石墨堆、沸水冷卻重水堆、有機(jī)冷卻重水堆等F3液態(tài)金屬冷卻堆,可用鈉、K-Na合金、鉛、Bi-Pb合金等冷卻劑,如石墨鈉冷堆、鈉冷快中子堆等G核燃料轉(zhuǎn)換性能G1燃燒堆(無明顯的核燃料轉(zhuǎn)換)G2轉(zhuǎn)換堆(有顯著的核燃料轉(zhuǎn)換,但轉(zhuǎn)換比小于1)G3增殖堆(核燃料轉(zhuǎn)換比大于1),包括快中子增殖堆和熱中子增殖堆H新堆型開發(fā)階段H1實(shí)驗(yàn)堆H2原型堆H3商業(yè)示范(驗(yàn)證)堆I結(jié)構(gòu)形式(不詳盡,僅列舉常見者)I1重水堆有壓力容器式與壓力管式之分I2鈉冷快中子堆有池式與環(huán)路式之分I3高溫氣冷堆積有球床式與柱床式之分I4輕水型研究試驗(yàn)堆有游泳池式、水罐式與池內(nèi)罐式之分J空間位置J1陸上固定式反應(yīng)堆J2陸上可移動(dòng)或可拆裝式反應(yīng)堆J3海上浮動(dòng)式反應(yīng)堆J4空間反應(yīng)堆按表中的特征,可有幾百種不同的組合方式,但只有幾十種是可實(shí)現(xiàn)的。其中商業(yè)上獲得成功的陸上發(fā)電堆不過六七種;推進(jìn)動(dòng)力付成功的暫限于海上,主要使用壓水堆。(撰寫:連培生審訂:陳叔平)核武器:nuclearweapon爆炸能量來自原子核的裂變反應(yīng)或裂變一聚變反應(yīng)的武器的統(tǒng)稱。當(dāng)重原子核(例如235U或239Pu)分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量數(shù)的原子核或輕原子核(例如氘核、氚核)聚合成較重的原子核時(shí)都會(huì)放出大量核能。利用重原子核鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)原理制成的核武器叫裂變武器,通常稱為原子彈。原子彈利用炸藥爆炸使原來處于次臨界狀態(tài)的裂變材料達(dá)到超臨界狀態(tài),由核點(diǎn)火部件適時(shí)提供中子,觸發(fā)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng),在瞬間釋放出巨大能量,形成核爆炸。使裂變材料從次臨界態(tài)過渡到超臨界態(tài)的方法有兩種,一種通過增大裂變材料體積的辦法使裂變系統(tǒng)達(dá)到超臨界的叫“槍法”,另一種通過增大裂變材料密度的辦法使裂變系統(tǒng)達(dá)到超臨界的叫“內(nèi)爆法”。槍法原子彈又稱壓攏型原子彈,內(nèi)爆法原子彈又稱壓緊型原子彈。利用氘、氚等輕原子核熱核聚變反應(yīng)制成的核武器叫熱核武器或聚變武器,通常稱氫彈。大量輕原子核進(jìn)行自持熱核燃燒的條件是高溫、高密度,在地球上這樣的條件只有靠原子彈爆炸來創(chuàng)造。這種專門設(shè)計(jì)的裂變爆炸部分稱為氫彈的初級,含聚變?nèi)剂系臍鋸椀闹饕拍懿糠址Q為氫彈的次級。裂變武器的威力受到臨界質(zhì)量的限制,氫彈的威力原則上沒有限制。由于聚變反應(yīng)產(chǎn)物中放射性核素比裂變產(chǎn)物少得多,氫彈可以設(shè)計(jì)得比較“干凈”。通過改變氫彈次級的設(shè)計(jì)增強(qiáng)或削弱其某種殺傷破壞因素,可以制成特殊性能的核武器(如中子彈,弱剩余放射性彈等)。與遠(yuǎn)程投射工具相結(jié)合的小型化氫彈是構(gòu)成核威懾力量的主體。現(xiàn)有的各種核武器(原子彈、氫彈和特殊性能核武器),就其物理原理來說,都是以原子核的裂變和聚變反應(yīng)為基礎(chǔ)的。曾經(jīng)見諸報(bào)道的第三代核武器,即核激勵(lì)高功率微波武器)則以該爆炸釋放的某種形式的能量作為驅(qū)動(dòng)源,通過轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換成某種定向能。第三代核武器是核武器分別與高功率激光器、高功率微波發(fā)生器相結(jié)合的產(chǎn)物。核武器一般由核戰(zhàn)斗部及其承載殼體組成(彈道核導(dǎo)彈的彈頭中有的還包括資態(tài)控制、突防裝置等),隨著投射工具的不同分別叫做[彈道導(dǎo)彈]核彈頭,核炸彈,核巡航導(dǎo)彈,核炮彈,核深水炸彈,核魚雷,核地雷(無投射工具)等,統(tǒng)稱核彈。核武器(核彈)與投射系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)和配套技術(shù)裝備一起組成核武器系統(tǒng)(見圖)。核戰(zhàn)斗部由核爆炸裝置,引爆控制系統(tǒng)和其他系統(tǒng)組成。核武器爆炸釋放的能量比炸藥爆炸要大得多。235U或239Pu原子核每次裂變瞬時(shí)釋放的可利用能量大約為180MeV,因此可算出1kg235U核完全裂變放出的能量高達(dá)17.6ktTNT。核武器釋放的能量習(xí)慣于用爆炸時(shí)釋放相同能量的TNT炸藥的質(zhì)量來計(jì)量,稱TNT當(dāng)量,并以“噸TNT當(dāng)量”作為計(jì)量單位??梢?,1kg235U核完全裂變放出的能量是1kgTNT炸藥爆炸能量的1.76X107倍。同樣可以算出,1kg6LiD完全反應(yīng)釋放的核能為64ktTNT。核武器在爆炸瞬間釋放的巨大能量、核輻射(主要是中子和Y射線)、大量放射性產(chǎn)物和未反應(yīng)的核材料等形成了核爆炸的沖擊波、光輻射、早期核輻射、放射性沾染和核電磁脈沖五種主要?dú)茐囊蛩兀顾蔀榫哂写笠?guī)模殺傷破壞作用的武器。(撰寫:鄭紹唐審訂:俞大光)核武器分類:classificationofnuclearweapon從不同角度對核武器各類的劃分。按核裝置的設(shè)計(jì)原理和結(jié)構(gòu)分,核武器有裂變武器(原子彈)和熱核武器(氫彈)兩大類。熱核武器又可分為三相彈,特殊性能核武器和核爆驅(qū)動(dòng)定向能武器。按設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展分,有第一代核武器(包括原子彈和早期氫彈),第二代核武器(包括小型化氫彈和特殊性能核武器)和第三代核武器(指核爆驅(qū)動(dòng)定向能武器)。按投射系統(tǒng)分,有核導(dǎo)彈、核炸彈、核炮彈、核深水炸彈、核魚雷等。核地雷一般根據(jù)作戰(zhàn)需要事先布放,不需要投射系統(tǒng)。從作戰(zhàn)使用所起的作用分又有戰(zhàn)略核武器和戰(zhàn)術(shù)核武器,也可分為進(jìn)攻性核武器和防御性核武器。按威力大小劃分又有高威力(1MtTNT級)、中等威力(數(shù)十萬噸TNT級)和低威力(10ktTNT級及以下)核武器之分,但這種劃分的界線并不十分嚴(yán)格。(撰寫:鄭紹唐審訂:俞大光)第一代核武器:first-generationnuclearweapon原子彈和早期氫彈。在核武器發(fā)展的早期階段,主要任務(wù)是突破原子彈與氫彈的設(shè)計(jì)原理,掌握制造技術(shù)。當(dāng)時(shí)熱衷于制造高威力氫彈,但受科學(xué)技術(shù)水平的限制,做得又大又重,只能用重型轟炸機(jī)運(yùn)載,一架飛機(jī)裝一個(gè)。(撰寫:鄭紹唐審訂:竺家亨)第二代核武器:second-generationnuclearweapon小型化氫彈和特殊性能核武器。繼研制原子彈和早期氫彈之后,核武器發(fā)展的第二階段是研制與遠(yuǎn)程發(fā)射工具相結(jié)合的、威力適中的小型化氫彈和毀傷效應(yīng)可調(diào)節(jié)的特殊性能核武器。經(jīng)過不斷研究、試驗(yàn),第二代氫彈的比威力、生存能力、安全性、保安性、突防能力等都有很大提高。特殊性能核武器是將核武器的殺傷破壞效應(yīng)根據(jù)作戰(zhàn)需要加以增強(qiáng)或減弱。已經(jīng)研制成功的特殊性能核武器有中子彈,弱剩余放射性彈、感生放射性彈和增強(qiáng)X射線彈。(撰寫:鄭紹唐審訂:竺家亨)第三代核武器:third-generationnuclearweapon核爆炸驅(qū)動(dòng)的定向能武器。核武器威力雖大,但能量向四面八方均勻發(fā)射。一種新的設(shè)想是借助于某種轉(zhuǎn)換器使能量集中在一個(gè)小的立體角內(nèi),從而使作戰(zhàn)距離從幾千米擴(kuò)展到幾千千米。曾經(jīng)研究過或者還在研究的這類武器有核爆激勵(lì)X射線激光器,核爆激勵(lì)Y射線激光器和核爆激勵(lì)高功率微波武器(即核電磁脈沖彈)等。這種武器的特點(diǎn)是不直接以核爆效應(yīng)作為毀傷因素,而是用核爆炸釋放的某種形式的能量作為驅(qū)動(dòng)源,通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成某種定向能。第三代核武器是核武器分別與高功率激光器、高功率微波發(fā)生器相結(jié)合的產(chǎn)物。定向能武器由于在特定方向上集中了高強(qiáng)度的能量,對遠(yuǎn)距離的目標(biāo)有極大的破壞力,但由于技術(shù)難度很大,均處在科學(xué)可能性研究階段。(撰寫:鄭紹唐審訂:竺家亨)原子彈:atomicbomb裂變武器的通俗稱呼。爆炸能量來自原子核鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的武器。裂變武器的基本設(shè)計(jì)原理是:起爆前使裂變系統(tǒng)保持次臨界狀態(tài),依靠炸藥爆炸使裂變系統(tǒng)快速達(dá)到超臨界,當(dāng)系統(tǒng)在最佳狀態(tài)(即在最大超臨界度附近)時(shí)注入點(diǎn)火中子,引發(fā)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng),形成核爆炸,并利用惰層延緩系統(tǒng)飛散,增大爆炸威力。裂變武器按其使系統(tǒng)達(dá)到高超臨界態(tài)方法的不同分為槍法和內(nèi)爆法兩種。依靠增大裂變材料體積的辦法使裂變系統(tǒng)達(dá)到超臨界的叫槍法裂變武器,也叫壓攏型;依靠增大裂變材料密度的辦法使裂變系統(tǒng)達(dá)到超臨界的叫內(nèi)爆法裂變武器,又叫壓緊型。裂變武器由核爆炸裝置和引爆控制系統(tǒng)等組成。核爆炸裝置包括炸藥部件,核部件,核點(diǎn)火部件和結(jié)構(gòu)部件。炸藥部件包括炸藥起爆元件和主裝炸藥。核部件包括反射層/惰層和裂變材料芯。核點(diǎn)火部件即中子源,其作用是使鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)適時(shí)點(diǎn)火。此外,還有彈殼及結(jié)構(gòu)件。裂變武器爆炸時(shí),先由引爆控制系統(tǒng)發(fā)出起爆指令,觸發(fā)雷管,雷管和起爆元件引爆主裝炸藥。內(nèi)爆法裂變武器依靠炸藥爆炸的能量推動(dòng)、壓縮核部件,使裂變系統(tǒng)從次臨界過渡到超臨界狀態(tài)。槍法裂變武器則依靠炸藥爆炸迅速將多塊裂變材料部件推攏到一起達(dá)到超臨界狀態(tài)。美國是最早研制成功裂變武器的國家。1942年8月美國成立負(fù)責(zé)管理原子彈研制的曼哈頓工程特區(qū)(ManhattanEngineeringDistrict),1945年制成3枚裂變武器,1枚用于試驗(yàn),2枚分別投在日本廣島和長崎。投在廣島的代號(hào)為“小男孩(LittleBoy),是槍法設(shè)計(jì);投在長崎的代號(hào)為“胖子”(FatMan),為內(nèi)爆法設(shè)計(jì)。二戰(zhàn)后美國又發(fā)展了助爆型原子彈和懸置式合成彈芯的原子彈O1952年11月美國試驗(yàn)了世界上威力最大的純裂變武器,實(shí)測威力50萬噸TNT。在美國之后,蘇聯(lián)在1949年8月29日,英國在1952年10月3日,法國在1960年2月13日,我國在1964年10月16日相繼爆炸了原子彈。(撰寫:鄭紹唐審訂:徐迺新)氫彈:hydrogenbomb熱核武器的通稱。對于很大一部分爆炸能量來自充分發(fā)展的熱核聚變反應(yīng)的武器的通稱。通常叫氫彈。熱核武器主要由三部分組成:(1)初級,是一個(gè)純裂變或助爆裂變的放能部件,其作用是引發(fā)次級的熱核反應(yīng)(一般為先引發(fā)次級裂變材料芯的裂變反應(yīng));(2)次級,是一個(gè)與初級分開的、含聚變材料(一般也含可裂變材料)的熱核武器主要放能部件;(3)輻射屏蔽殼,是一個(gè)用熱輻射難以穿透的重材料制成的、包在初級和次級外面的外殼,其作用是把初級放出的熱輻射聚集并高效地傳輸?shù)酱渭?。大部分熱核武器的反?yīng)過程有三個(gè)階段:裂變一聚變一裂變。第一階段裂變反應(yīng)放出的巨大能量為聚變反應(yīng)創(chuàng)造高溫、高密度條件。第二階段聚變反應(yīng)放出巨大聚變能和大量聚變中子。第三階段高能聚變中子又引起可裂變材料的裂變,放出更多的裂變能,進(jìn)一步增大了武器的威力。把物質(zhì)加熱至高溫、壓縮到高密度發(fā)生的聚變反應(yīng)叫熱核聚變反應(yīng),簡稱熱核反應(yīng)。對于聚變反應(yīng)充分發(fā)展,聚變威力達(dá)到較高份額的武器,稱之為“熱核武器”。反應(yīng)過程包含裂變一聚變一裂變?nèi)齻€(gè)階段的熱核武器也叫三相彈。有時(shí)為了減少熱核武器爆炸的放射性沾染,或?yàn)榱嗽龃缶圩兺Ψ蓊~,將次級中的天然鈾層用非裂變材料(例如鉛或鎢等)代替,這種熱核武器只有裂變一聚變兩個(gè)階段。在原子彈中,初始裂變材料裝置必須少于臨界質(zhì)量,而熱核武器中的聚變材料沒有臨界概念,裝量不受限制。因此熱核武器的威力原則上可設(shè)計(jì)得任意大。世界上爆炸過的熱核武器威力最大的是蘇聯(lián)50MtTNT的熱核裝置,而爆炸過的原子彈中威力最大的是美國500ktTNT的原子彈。改變熱核武器次級的設(shè)計(jì)可增強(qiáng)或削弱其某種殺傷破壞因素,制成特殊性能核武器。已經(jīng)研制成功的特殊性能核武器有中子彈(增強(qiáng)輻射武器)、弱剩余放射性武器(即沖擊波彈)和增強(qiáng)X射線彈。作為第三代核武器,即定向能核武器的驅(qū)動(dòng)源,也只有利用熱核武器才能滿足對驅(qū)動(dòng)源的性能要求。與遠(yuǎn)程投擲/發(fā)射工具相結(jié)合的小型化熱核武器是構(gòu)成核威攝力量的主體。(撰寫:鄭紹唐審訂:徐迺新)中子彈:neutronbomb又稱增強(qiáng)輻射武器(enhancedradiationweapon)。以高能中子為主要?dú)蛩囟鄬p弱沖擊波和光輻射效應(yīng)的一種小型氫彈。中子彈的特點(diǎn)是爆炸釋放的能量不大,但核輻射很強(qiáng)。在150m高度爆炸時(shí),中子彈的輻射殺傷半徑與威力大10倍的裂變武器相當(dāng),約為同威力裂變武器殺傷半徑的2倍,即殺傷面積的4倍。適當(dāng)提高爆炸高度,在核輻射的殺傷半徑基本不變的情況下,中子彈對建筑物的破壞半徑還可以大大減小。威力1ktTNT的中子彈和威力10ktTNT的裂變彈,對坦克成員的輻射殺傷半徑,都要比坦克本身被沖擊波破壞的半徑大得多。盡管核武器的各種殺傷破壞效應(yīng)的作用半徑都隨武器爆炸威力的增大而增大,但在低空爆炸情況下,核輻射在空氣中衰減很快,因此當(dāng)核武器的爆炸威力增大到一定程度時(shí),沖擊波與光輻射的毀傷半徑就會(huì)超過核輻射的殺傷半徑。這時(shí),武器的強(qiáng)輻射特性就不再能保持。所以,近地面使用的中子彈的爆炸威力一定是不高的(約1ktTNT)。中子彈是利用氘氚原子核聚變反應(yīng)釋放14.1MeV高能中子來達(dá)到提高中子輻射效應(yīng)的目的的。與其他裂變、聚變反應(yīng)相比,釋放同樣核能,氘氚聚變反應(yīng)放出的中子數(shù)目多、能量高。高能中子易于穿過空氣,并且在人體組織中形成較高的吸收劑量。美國曾經(jīng)服役的中子彈有為陸軍8in大炮研制的W79-1戰(zhàn)斗部(威力0.8ktTNT)和為陸軍“長鄧矛”導(dǎo)彈研制的W70-3戰(zhàn)斗部(威力IktTNT左右),均于1992年9月退役。曾經(jīng)為陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的155mm大炮研制過具有標(biāo)準(zhǔn)裂變和增強(qiáng)輻射兩種能力的戰(zhàn)斗部W82-0,于1983年10月取消。法國和蘇聯(lián)也曾經(jīng)試驗(yàn)過中子彈。中國經(jīng)過試驗(yàn)在20世紀(jì)80年代掌握了中子彈技術(shù)。中子彈能有效地殺傷敵方戰(zhàn)斗人員,對附近建筑物或其他設(shè)施的連帶破壞卻很小。對于集君裝甲目標(biāo),中子彈是一種有效的武器。它的弱點(diǎn)是作用半徑有限,只適宜于在特定情況下的戰(zhàn)場使用。(撰寫:鄭紹唐審訂:徐迺新)核彈頭:reentryvehiclebearingnuclearwarhead彈道導(dǎo)彈中攜帶核戰(zhàn)斗部的彈頭。核彈頭由核戰(zhàn)斗部和它的承載殼體組成,可能還帶有姿態(tài)控制系統(tǒng)和突防裝置。多彈頭的母艙還有子彈頭釋放機(jī)構(gòu)。彈頭位于導(dǎo)彈的前端部,在導(dǎo)彈主動(dòng)段末與彈頭分離并進(jìn)入被動(dòng)段彈道,此后它將重返(再入)地球大氣層,因此必須有相適應(yīng)的防熱層。美國稱彈頭為再入飛行器,又稱核導(dǎo)彈的有效載荷,以MK標(biāo)記,而核戰(zhàn)斗部則以W標(biāo)記。例如W88/MK5即指裝載核戰(zhàn)斗部W88的核彈頭MK5。(撰寫:鄭紹唐審訂:俞大光)核試驗(yàn):nucleartest為了軍事或科學(xué)研究的目的,按預(yù)定計(jì)劃進(jìn)行的核裝置爆炸試驗(yàn)。它是研究和發(fā)展核武器必不可少的手段,也是研究核武器作戰(zhàn)使用和研究核爆炸的防護(hù)必不可少的手段。核試驗(yàn)是一項(xiàng)規(guī)模很大的國家科學(xué)試驗(yàn),需要許多學(xué)科、許多部門協(xié)同配合,并耗費(fèi)大量人力、物力。由于核武器的重要性和核試驗(yàn)的復(fù)雜性,核國家的政府都把核試驗(yàn)當(dāng)作非常重要的有關(guān)國家安全的問題來處理。核試驗(yàn)會(huì)引起國際社會(huì)的重視,某些核試驗(yàn)需要由國家首腦親自批準(zhǔn)進(jìn)行。我國第一次核試驗(yàn)的計(jì)劃就曾經(jīng)過中共中央政治局批準(zhǔn),并且這次試驗(yàn)是在周恩來總理親自主持的專門委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行的。自從美國1945年在內(nèi)華達(dá)進(jìn)行第一次核試驗(yàn)后,全世界已進(jìn)行過2000多次試驗(yàn),絕大部分是美國和前蘇聯(lián)進(jìn)行的。根據(jù)不同的目的,核試驗(yàn)可以在大氣層進(jìn)行,也可以在地下、水面、水下、高空進(jìn)行。20世紀(jì)80年代以后,各國的核試驗(yàn)都在地下進(jìn)行。1996年9月,5個(gè)核國家簽署了《全面禁止核試驗(yàn)條約》,不再進(jìn)行核試驗(yàn)。但是印度和巴基斯坦在1998年卻進(jìn)行了多次核試驗(yàn)。為了進(jìn)行核試驗(yàn),需要建立有各種保障條件的核試驗(yàn)場。每次核試驗(yàn)要完成許多試驗(yàn)工程;準(zhǔn)備大量診斷測量設(shè)備和高度可靠的控制系統(tǒng);制定可靠的安全措施。在大氣層核試驗(yàn)中往往還要安排大量的核爆炸效應(yīng)測量。試驗(yàn)完成以后需要收集核爆炸樣品,進(jìn)行放射化學(xué)分析以獲取重要的信息。(撰寫:呂敏審訂:喬登江)地下核試驗(yàn):undergroundnucleartest核裝置埋在地下一定深度進(jìn)行的核試驗(yàn)。地下核試驗(yàn)包括豎井核試驗(yàn)和平洞核試驗(yàn)兩種方式。為了將核爆炸產(chǎn)生的放射性封閉在地下,通常采用較大的埋深,比例埋深(即埋深與威力的1/3次方的比例)大于120m(kt)1/3,實(shí)施全封閉式爆炸,避免試驗(yàn)場地的沾染。地下試驗(yàn)可以安裝多根對準(zhǔn)核裝置的管道,便于安排近區(qū)的實(shí)時(shí)物理測量,對研究核武器原理、診斷核爆炸的物理過程十分有利,核國家后期全部采用地下方式進(jìn)行核試驗(yàn)。在地下試驗(yàn)中還可以架設(shè)真空管道以模擬高空條件,進(jìn)行高空核爆效應(yīng)研究。采用地下核爆炸有利于減少對環(huán)境的影響。地下爆炸后不形成煙云,有利于保密。地下核試驗(yàn)的缺點(diǎn)是工程量大,周期長,較難進(jìn)行百萬噸級的大威力核試驗(yàn),并且不能進(jìn)行爆炸破壞效應(yīng)的研究。(撰寫:呂敏審訂:喬登江)受控核聚變:controllednuclearfusion早期稱為受控?zé)岷朔磻?yīng)。在實(shí)驗(yàn)室加熱等離子體使其中的氫同位素氘核、氚核和電子達(dá)熱核溫度(》10keV),而以極高的相對速度克服其間斥力,聚合成a粒子并釋出中子及能量(見圖)。氫彈爆炸成功后引起物理學(xué)家對受控核聚變研究的興趣,企求獲得一個(gè)安全的、干凈的、用之不竭的新能源。(撰寫:丁厚昌審訂:錢尚介)粒子加速器:particleaccelerator一種用人工方法產(chǎn)生快速帶電粒子束的裝置。粒子加速器有三個(gè)基本組成部分:粒子源;真空加速系統(tǒng)和導(dǎo)引、聚焦系統(tǒng)。粒子加速器的效能通常以粒子所能達(dá)到的能量來表征。粒子能量在100MeV以下的稱為低能加速器,能量在0.1?1GeV間的稱為中能加速器,能量在1GeV以上的稱為高能加速器。按照被加速粒子的種類,加速器可分為電子加速器、質(zhì)子加速器和重粒子加速器等。按照加速電場和粒子軌道的形態(tài),又可分為四大類:直流高壓式加速器、電磁感應(yīng)式加速器、直線諧振式加速器和回旋諧振式加速器。它們各自都有適于工作的粒子品種、能量范圍以及性能特色。近年來,大中型的粒子加速器(如重離子加速器和高能加速器等)往往采用多種加速器的串接組合:例如由直流高壓型加速器作預(yù)加速器,注入直線諧振式加速器加速至中間能量,再注入回旋諧振式加速器加速至終能量。這樣的系統(tǒng)有利于發(fā)揮每一類加速器的效率和特色。(撰寫:陳佳灄審訂:關(guān)遐令)串列加速器:tandemaccelerator利用一個(gè)高壓使帶電粒子獲得兩次加速的靜電型加速器。串列加速器的直流高壓通常由輸電系統(tǒng)將電荷從低電位輸送到高壓電極上而形成。它的工作原理是將由負(fù)離子源產(chǎn)生負(fù)離子注入到加速器主體中,在高壓電極的正電場的作用下,經(jīng)低能段加速管被第一次加速。當(dāng)負(fù)離子到達(dá)高壓電極后,通過電子剝離器并被剝掉2個(gè)或多個(gè)電子,變?yōu)檎x子。在高壓電極作用下,正離子經(jīng)高能段加速管再次被加速。圖為中國原子能科學(xué)研究院的HI-13串列加速器主體外貌。(撰寫:秦久昌審訂:關(guān)遐令)高壓倍加器:Cockcroft-Waltonaccelerator利用倍壓整流方法產(chǎn)生直流高壓,對離子或電子加速。其倍壓整流工作原理如圖所示,主要由高壓變壓器,高壓整流器和高壓電容器等組成。在無負(fù)載時(shí),倍壓整流線路輸出的高壓V隨倍壓級數(shù)n增加而線性增加,可表達(dá)為V-2nVa式中Va為高壓變壓器T的次級繞組交流電壓峰值。當(dāng)有負(fù)載時(shí),隨著級數(shù)n的增加,線路的電壓降和電壓波動(dòng)會(huì)嚴(yán)重增加,因此級數(shù)n不能太高。一般倍壓整流器可輸出直流高壓從幾百千伏(大氣中)到兆伏級(高氣壓下)。高壓倍加器由高壓倍壓整流電源,離子源(或電子槍),加速管、聚焦和傳輸系統(tǒng),真空和控制系統(tǒng)組成。高壓倍加器的輸出功率較大,可以用作較理想的中子源,X光源少離子注入機(jī)。(撰寫:秦久昌審訂:關(guān)遐令)靜電加速器:electrostaticaccelerator;VandeGraffaccelerator一種利用直流高壓靜電場對帶電普子進(jìn)行加速的高壓型加速器。1933年美國范德格拉夫首先提出一種新的起電原理:一個(gè)圓筒形金屬高壓電極由幾根絕緣柱支承。位于底部的電暈針排加電壓后,電暈放電產(chǎn)生的離子(或電子),由橡膠帶輸送到高壓電極上形成直流高壓。早期靜電加速器工作在大氣中,由于氣體擊穿,限制了高壓進(jìn)一步升高,最高電壓為6MV。后來發(fā)展為高氣壓型靜電加速器,即把靜電發(fā)生器,離子源和加速管等封在鋼筒內(nèi),充以高壓絕緣氣體,大大地提高了電場擊穿場強(qiáng)。靜電加速器結(jié)構(gòu)如圖所示。靜電加速器較其他加速器有如下特點(diǎn):被加速離子的能量連續(xù)可調(diào)、離子的能量單一、可加速多種離子或電子、離子束聚焦良好、離子束靶點(diǎn)小。靜電加速器是低能核物理實(shí)驗(yàn)的理想工具,同時(shí)還廣泛應(yīng)用于離子注入,材料分析、材料輻照等領(lǐng)域。(撰寫:秦久昌審訂:關(guān)遐令)電子直線加速器:electronlinac;electronlinearaccelerator利用射頻電場來加速電子的直線軌道加速器,由電子槍、加速管、射頻功率源、射頻傳輸、真空、冷卻水、束流引出和控制等系統(tǒng)組成。迄今全世界已有數(shù)千臺(tái)電子直線加速器用于放射治療、無損探測、輻照加工和科學(xué)研究諸多領(lǐng)域。電子能量從幾兆電子伏到幾十吉電子伏,長度從幾十厘米到幾千米?,F(xiàn)有的大部分電子直線加速器都工作在S波段,目前正在研制X波段加速結(jié)構(gòu)。這種新結(jié)構(gòu)尺寸較小,效率較高。由于環(huán)形加速器的輻射損失與能量的四次方成正比,建造更高能量的環(huán)形加速器已很不經(jīng)濟(jì),所以由電子直線加速器組成的直線對撞機(jī)是建造下一代高能加速器的一個(gè)重要選擇。(撰寫:羅應(yīng)雄審訂:王傳英)電子回旋加速器:microtron經(jīng)典的電子回旋加速器又稱微波加速器,是用在均勻磁場中放置的具有一個(gè)加速間隙的微波諧振腔來加速電子的加速器。通過間隙而獲得加速的電子在靜磁場中的軌跡是一系列相切的圓,切點(diǎn)在加速間隙處,如圖所示。電子回旋加速器的電子運(yùn)動(dòng)滿足自動(dòng)穩(wěn)相原理,所以它具備較好的能量穩(wěn)定性和低的能量分散。但是,經(jīng)典電子回旋加速器由于其腔體加速電壓和軌道圈數(shù)的限制,以及腔體冷卻的限制,使得加速器的輸出粒子能量和平均流強(qiáng)均較低。為了提高電子束的輸出能量,經(jīng)典電子回旋加速器發(fā)展成為跑道式電子回旋加速器,原來的一塊磁鐵由兩塊端磁鐵所代替;原來的一個(gè)加速間隙由一個(gè)電子直線加速器所代替。加速器可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)波(CW)運(yùn)行。(撰寫:關(guān)遐令審訂:王傳英)對撞機(jī):collider在同步加速器上發(fā)展起來的一種超高能試驗(yàn)裝置。以前,人們總是用相對論速度的粒子轟擊靜止靶,進(jìn)行粒子物理試驗(yàn)。然而在這樣的作用方式中質(zhì)心系統(tǒng)中只有一小部分能量可用于產(chǎn)生新粒子或種種有意義的反應(yīng)。如果變化一下作用方式,讓兩個(gè)相向運(yùn)動(dòng)的高能粒子束對頭碰撞,那么有效的作用能量將遠(yuǎn)比前一種方式高得多。在一般情況下,粒子束的密度遠(yuǎn)低于靜止靶,因而通過對撞發(fā)生的反應(yīng)產(chǎn)率太低,不能進(jìn)行有效的實(shí)驗(yàn)。為了克服這種困難,發(fā)展了一種能通過聚積大量粒子束團(tuán),以提高束流密度的“儲(chǔ)存環(huán)”。用來使粒子束對頭碰撞的對撞機(jī),包括一個(gè)或數(shù)個(gè)儲(chǔ)存環(huán)。電荷相反的高能粒子,如電子和正電子、質(zhì)子和反質(zhì)子可以在同一儲(chǔ)存環(huán)中反向回旋而發(fā)生對撞。電荷相同的粒子束,就需用兩個(gè)“交叉”著的儲(chǔ)存環(huán)。每一環(huán)內(nèi)各有一束粒子,但回旋的方向恰好相反。在二環(huán)交叉點(diǎn)上,粒子束發(fā)生對撞。為了在同一機(jī)器上實(shí)現(xiàn)多種粒子間的對撞,還提出了所謂“三環(huán)”的方案。即用兩個(gè)環(huán)儲(chǔ)存質(zhì)子束,用一個(gè)環(huán)儲(chǔ)存正負(fù)電子束。三個(gè)環(huán)同心地安裝在一個(gè)圓形隧道中;在一定的地點(diǎn)上可以得到質(zhì)子、質(zhì)子一電子或正負(fù)電子之間的對撞。(撰寫:陳佳洱審訂:關(guān)遐令)同位素:isotope具有特定原子序數(shù)(即質(zhì)子數(shù)或核電荷數(shù))、質(zhì)量數(shù)(即核子數(shù))和核能態(tài),而且其平均壽命長到足以被觀察到(一般長于10-10s)的一類原子。核素有時(shí)又稱核類。核素通常用下列符號(hào)表示:AZXN。其中X是元素符號(hào),A是質(zhì)量數(shù),Z是質(zhì)子數(shù),N是中子數(shù),在實(shí)際工作中,往往只寫出元素符號(hào)和質(zhì)量數(shù),略去了質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)。核素可以是穩(wěn)定的,也可以是不穩(wěn)定的。目前已經(jīng)知道的核素大約有2700種,其中約300種是穩(wěn)定的,其余是不穩(wěn)定的,即放射性的。以原子核的中子數(shù)N為橫坐標(biāo),質(zhì)子數(shù)Z為縱坐標(biāo),在相應(yīng)的位置畫出已知的核素,得到核素圖。圖中深色部分為穩(wěn)定核素。由于核素的種類繁多,通常把它們分成4大類:同位素、同核異能素、同中子素和同量異位素。同位素是具有相同原子序數(shù),但質(zhì)量數(shù)不同的一類核素。同一種元素的同位素在周期表中占同一位置,彼此的化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。同核異能素是質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)均相同,而所處的能量狀態(tài)不同的一類核素。表示同核異能素的方法是在核素符號(hào)右上角加寫m,它表示這種核素的能量狀態(tài)比較高。同中子素是具有相同中子數(shù)、不同質(zhì)子數(shù)的一類核素。同中子素又稱同中子異位素、同中子異荷素。同量異位素是質(zhì)量數(shù)相同,質(zhì)子數(shù)不同的一類核素。(撰寫:華輝審訂:盧希庭)放射性同位素:radioactiveisotope某種元素中發(fā)生放射性衰變的同位素。放射性同位素按其來源有天然放射性同位素與人工放射性同位素之分。前者存在于自然界的礦石之中,例如232Th、237Np、235U、226Ra等。人工放射性同位素則是借助于核反應(yīng)堆和帶電粒子加速器等手段,采用人工方法制備的。如11C、32P、131I等。一些天然放射性同位素(如235U和238U)與人工放射性同位素(如3H,239Pu等)都是當(dāng)前具有重要應(yīng)用價(jià)值的核材料,而其他更多的放射性同位素則制作成密封放射性源或示蹤物質(zhì)(包括標(biāo)記化合物),廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、資源、環(huán)保、軍事與科學(xué)研究等領(lǐng)域之中。(撰寫:呂延曉審訂:盧玉楷)放射源:radioactivesource制作輻射源的任何量的放射性物質(zhì)。放射源是采用放射性物質(zhì)制成的輻射源的通稱。對于放射性活度較高的放射源,例如用于輻射加工的60Co源,用作放射治療或無損探傷的放射源,一般習(xí)慣稱作輻射源。根據(jù)密封性能,放射源可分為密封源和非密封源兩大類。按其釋放封性能,放射源可分為密封源和非密封源兩大類。按其釋放射線的類型可分為a源、P-源、正電子源、光子源、軔致輻射源和放射性同位素中子源等。放射源通常制成固體形式,有時(shí)也以液體或氣體形式使用。此外,放射源根據(jù)其使用要求不同,可以做成點(diǎn)狀源、線狀源、平面源、圓柱狀源、環(huán)狀源、球狀源和網(wǎng)狀源等。又可按照用途不同而分為靜電消除源、煙霧報(bào)警源、穆斯堡爾源、可變能量X射線源和醫(yī)用放射源等。放射源作為一種高新技術(shù)產(chǎn)品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、資源、環(huán)境、軍事、科學(xué)研究等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。(撰寫:呂延曉審訂:蔡善鈺)T業(yè)CT:industrialcomputerizedtomography(ICT)利用輻射源得到的射線投影數(shù)據(jù),通過電子計(jì)算機(jī)按一定算法重建樣品斷層圖像的成像裝置。斷層圖像是根據(jù)樣品各部位對射線吸收系數(shù)的不同而獲得的,反映出材料各斷層對射線平均吸收系數(shù)的分布。工業(yè)CT與醫(yī)用CT類似,主要由輻射源、樣品掃描工作臺(tái)、射線檢測系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。較之一般工業(yè)照相探傷技術(shù),工業(yè)CT的圖像與射線束方向平行,為斷面方向上薄層圖像,是一種非重疊圖像,不受關(guān)注區(qū)以外物體的干擾,可以定量測量物體內(nèi)部缺陷的大小、空間位置及五吸收系數(shù)相關(guān)的物理性質(zhì)。還可測量零件內(nèi)部尺寸,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的無圖紙測繪及復(fù)制,因而是一種綜合性能最優(yōu)的無損檢測手段。目前工業(yè)CT在航空、航天、軍工、核能、汽車、冶金、石油、電子、化工、文物以及新材料研究等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。其缺點(diǎn)是造價(jià)高,檢測時(shí)間長。(撰寫:張朝宗審訂:呂延曉)核子秤:nuclearscale帶有Y放射源和核探測器,對散裝固體物料的質(zhì)量進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)累計(jì)的計(jì)量器具。核子秤由累計(jì)指示器和秤體組成。當(dāng)準(zhǔn)直成扇形射線束透過固體物料時(shí)被吸收或散射,透過物料的射線被探測,其強(qiáng)度的對數(shù)正比于物料的質(zhì)量厚度(g/cm2),該值與物料通過秤體的速度和物料寬度之積,即為流過秤體的物料質(zhì)量流量。核子秤為非接觸式計(jì)量儀表,可用于皮帶傳輸機(jī)、刮板傳輸機(jī)和螺旋傳輸機(jī),具有長期運(yùn)行精度高、可靠、穩(wěn)定和維修方便等特點(diǎn),適于在惡劣條件下工作。主要用于采礦、水泥和化工等行業(yè)。一般不作商業(yè)結(jié)算使用,多用于生產(chǎn)過程控制。(撰寫:劉以思審訂:呂延曉)原子燈:atomiclamp又稱同位素光源。利用放射性同位素放出的射線激發(fā)磷光體發(fā)光的一種微光光源。原子燈一般由燈體、磷光體和6放射性氣體三部分組成:燈體是一個(gè)透光的密封外殼,通常采用具有耐輻照的玻璃燈泡;磷光體涂在其內(nèi)壁上(常采用ZnS(Cu)物質(zhì)),激發(fā)出綠色光;燈泡經(jīng)抽真空后充入6放射性氣體再經(jīng)密封即制成原子燈。目前應(yīng)用最廣的是氚燈(3H)和氪燈((85Kr)。原子燈不需要外界提供能量而自行發(fā)光,結(jié)構(gòu)簡單,攜帶方便,且不受外部惡劣環(huán)境的影響,隱閉性強(qiáng),可長期使用。原子燈的亮度為1?10cd/m2,主要用于一些特殊的場合的照明,例如夜間槍械準(zhǔn)星瞄準(zhǔn),易燃易爆倉庫、地下礦井、坑道的照明和安全標(biāo)志,飛機(jī)場跑道夜間指示,公路、鐵路、航空、航海的信號(hào)燈,夜戰(zhàn)行軍標(biāo)識(shí)等。(撰寫:呂延曉審訂:蔡善鈺)Y刀:Yknife一種立體定向的放射外科治療設(shè)備。Y刀的工作原理是利用準(zhǔn)直器將多個(gè)密封60Co放射源的Y射線聚焦于病變組織的中心,通過電離輻射生物效應(yīng)破壞或抑制病變組織,從而取得不開刀、不出血的手術(shù)切除效果,而且對病變周圍的正常組織損傷輕微或并不造成損傷。丫刀的主要臨床應(yīng)用為顱內(nèi)功能性疾患(如帕金森綜合癥),動(dòng)靜脈崎形與各種顱內(nèi)腫瘤等的治療。(撰寫:王榮福審訂:呂延曉)核醫(yī)學(xué):nuclearmedicine醫(yī)學(xué)與原子核科學(xué)技術(shù)相結(jié)合而莆成的一門新學(xué)科。它著重研究穩(wěn)定性核素、放射性核素及其標(biāo)記化合物、核輻射、帶電粒子加速器等核科學(xué)技術(shù)手段應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)、實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)以及生命科學(xué)等領(lǐng)域的學(xué)科。核醫(yī)學(xué)的主要內(nèi)容包括理論基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)研究和臨床應(yīng)用三部分。其中實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)是借助于核科學(xué)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的先進(jìn)技術(shù)與手段揭示生物機(jī)體生理病理的機(jī)制及規(guī)律,為防病治病及提高人類生活質(zhì)量提供理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。臨床核醫(yī)學(xué)則是直接將核科學(xué)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)人體疾病的臨床診斷和治療。主要有:體內(nèi)臟器功能的動(dòng)態(tài)測定,應(yīng)用Y相機(jī)、單光子發(fā)射型斷層顯像儀(SPECT)和正電子發(fā)射型斷層顯像儀(PET)進(jìn)行臟器的功能與代謝顯像,對疾病進(jìn)行早期診斷;應(yīng)用體外放射免疫分析、活化分析測定體內(nèi)各種微量物質(zhì)含量,從而對疾病作出診斷;應(yīng)用放射性核素及標(biāo)記化合物可對疾病進(jìn)行臨床治療,包括內(nèi)分泌疾病、腫瘤及心血管病等。核醫(yī)學(xué)涉及放射化學(xué)、輻射物理、核儀器、放射測量以及臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,是醫(yī)學(xué)科學(xué)現(xiàn)代化的重要組成部分,也是分子生物學(xué),分子核醫(yī)學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ),前景廣闊。(撰寫:呂延曉審訂:劉秀杰)放射治療:radiotherapy利用電離輻射生物效應(yīng)進(jìn)行疾病治療的方法的總稱。根據(jù)電離輻射源的不同,可將放射治療分為放射性核素內(nèi)照射與外照射治療(如60Co外照射治療與131I內(nèi)照射治療)、X射線機(jī)治療以及帶電粒子加速器治療(包括電子束、質(zhì)子束、中子束、負(fù)n介子束與其他重離子束治療)。根據(jù)電離輻射的照射方式,又可將放射治療分為遠(yuǎn)距離、近距離(包括后裝技術(shù)應(yīng)用)以及核素內(nèi)照射治療。在臨床醫(yī)學(xué)實(shí)踐中,放射治療多用于惡性腫瘤的根治、姑息、止痛,以及術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后的輔助治療等。除晚期癌癥伴隨全身轉(zhuǎn)移或?yàn)閻阂嘿|(zhì)外,均可實(shí)施放射治療。目前放射治療已與腫瘤的手術(shù)治療、化學(xué)治療與加熱治療并列,成為癌癥治療的主要手段之一。(撰寫:王榮福審訂:呂延曉)放射免疫治療:radioimmunotherapy(RIT)利用放射性核素標(biāo)記單克隆抗體與體內(nèi)腫瘤相關(guān)抗原特異性結(jié)合在病灶部位進(jìn)行導(dǎo)向治療的一種方法。放射免疫治療是利用腫瘤抗原的特異性的抗體作為導(dǎo)向載體,將放射性核素引向體內(nèi)病變部位,通過射線對腫瘤細(xì)胞的抑制或殺傷作用,達(dá)到治療目的。目前放射免疫治療是核醫(yī)學(xué)發(fā)展的一個(gè)較活躍的領(lǐng)域,已在黑色素瘤、肝腫瘤和淋巴瘤等腫瘤的治療中取得了初步的結(jié)果。存在的主要問題是:(1)抗體的來源;(2)大部分抗體是動(dòng)物源性,大量注射易引起人體的過敏反應(yīng),限制了每次標(biāo)記抗體的注射劑量;(3)非特異性結(jié)合較高導(dǎo)致本底增高,從而降低了放射性藥物進(jìn)入靶細(xì)胞的數(shù)量;(4)瘤體攝取的放射性標(biāo)記的抗體量很低,較難達(dá)到滿意的療效。隨著基因工程的發(fā)展,放射免疫治療有望成為一種有效而實(shí)用的治療方法。(撰寫:王榮福審訂:呂延曉)放射性藥物:radiopharmaceuticals含有放射性核素用于人體供醫(yī)學(xué)診斷和治療用的一類特殊藥物。放射性藥物按其用途一般可分為診斷和治療兩大類;按核素輻射類型可分為發(fā)射單光子、正電子等放射性藥物;按核素來源可分為加速器(生產(chǎn)的)藥物、核反應(yīng)堆藥物等;按使用對象的不同可分為體內(nèi)和體外放射性藥物。放射性藥物的應(yīng)用始于20世紀(jì)初,1932年首次用加速器人工制備放射性核素成功。1957年99Mo-99Tcm發(fā)生器問世,對放射性藥物和核醫(yī)學(xué)的發(fā)展起了很大推動(dòng)作用,99Tcm核素性能優(yōu)良、方便易得、幾乎可用于人體各重要臟器的形態(tài)和功能顯像,其使用量占診斷放射性藥物用量的80以上。放射性藥物主要應(yīng)用于:(1)神經(jīng)、心血管、呼吸、內(nèi)分泌等各系統(tǒng)疾病的診斷;(2)甲亢、腫瘤等疾病的治療;(3)體外檢測人體激素等微量物質(zhì)。目前,核醫(yī)學(xué)中一些新領(lǐng)域的研究和發(fā)展,如放射性核素標(biāo)記抗體放射免疫顯像;神經(jīng)、腫瘤等受體顯像;氧耗量、葡萄糖、蛋白質(zhì)、脂肪等代謝顯像;11C,13N,150,18F等短壽命正電子核素PET顯像的研究與應(yīng)用;以及基因、DNA放射性藥物的出現(xiàn),使放射性藥物進(jìn)入了分子核醫(yī)學(xué)研究新領(lǐng)域,放射性藥物具有越來越廣闊的應(yīng)用前景。(撰寫:唐志剛審訂:劉伯里)植入放射治療:interstitialradiotherapy將特制的、封閉的小棒狀放射源插植到病變組織中進(jìn)行照射以達(dá)到治療目的的治療方法。根據(jù)植入時(shí)間的長短可將植入放射治療分為:(1)永久性組織間插植治療,即植入治療,是將短半衰期放射性核素源如198Au、192Ir、137Cs、125I永久地植入腫瘤組織中而不拔除。近年來,多使用125I籽粒源,利用特別的工具或插植用的手術(shù)中未能切除的支氣管腫瘤、前列腺癌等的治療都有良好效果,應(yīng)用前景廣闊;(2)非永久性組織間插植治療,即病變組織達(dá)到預(yù)定劑量后,被植入的放射源隨即排除。如銥籽粒源用尼龍線串成節(jié)狀,縫合插植;或先將尼龍和橡皮管排列于病變部位,后裝籽粒源。上述兩種植入治療方法安全可靠、對正常組織殺傷小,有利于減輕串者痛苦。(撰寫:王榮福審訂:呂延曉)中子活化分析:neutronactivationanalysis以中子為入射粒子的活化分析。中子活化分析是根據(jù)中子活化產(chǎn)生的感生放射性核素所具有的衰變特性(半衰期、射線能量和強(qiáng)度),進(jìn)行元素的定性和定量分析,目前以反應(yīng)堆中子活化為主。中子活化分析可測定60?80個(gè)元素,取樣量范圍從微克級到克級,元素的分析靈敏度達(dá)10-6?10—15。目前,中子活化分析以其高靈敏度、高準(zhǔn)確度、非破壞性、無試劑空白污染和多元素同時(shí)分析等優(yōu)點(diǎn)廣泛地應(yīng)用于地球化學(xué)、宇宙學(xué)、環(huán)境科學(xué)、考古學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)和法醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。(撰寫:倪邦發(fā)審訂:呂延曉)放射性示蹤技術(shù):radioactivetracertechnology采用放射性同位素標(biāo)記化合物為示蹤劑的示蹤測試技術(shù)。放射性同位素能夠自發(fā)地產(chǎn)生電離輻射,因而可被探測或“識(shí)別”;對于一個(gè)由各種物持流組成的系統(tǒng),具有與被研究物質(zhì)流中的物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)相似的放射性同位素標(biāo)記化合物,可以用作跟蹤該系統(tǒng)中目標(biāo)物質(zhì)流行為的示蹤劑(即信息源);根據(jù)示蹤劑流與被研究物質(zhì)流在信息上的關(guān)聯(lián)性,只要獲取示蹤劑流的信息便可反映出目標(biāo)物質(zhì)流的信息。簡言之,放射性示蹤技術(shù)就是用放射性示蹤劑流提供的信息來獲得特定系統(tǒng)中被研究物質(zhì)流信息的一種技術(shù)手段。由于放射性示蹤劑能夠發(fā)出射線且在物理、化學(xué)性質(zhì)上與被示蹤對象具有同一性,所以該技術(shù)可對物質(zhì)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)非接觸式、非破壞性,在線、實(shí)時(shí)測量,且靈敏度高,可靠性強(qiáng)。目前,該技術(shù)的應(yīng)用幾乎遍及國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域,甚至人民的日常生活。其中醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和水利中的應(yīng)用更為普遍,工業(yè)和環(huán)境保護(hù)業(yè)應(yīng)用日趨活躍。(撰寫:張培信審訂:呂延曉)輻照裝置:irradiationfacilities利用輻射源對材料或物品實(shí)施大劑量可控照射的裝置。輻照裝置一般由輻射源、傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輻照室、貯源室、安全屏蔽系統(tǒng)及輔助設(shè)備組成,其核心是輻射源和傳輸系統(tǒng)。在輻射加工中,輻照裝置常按輻射源的類型不同而分為放射性同位素Y輻照裝置(如60Co裝置)和電子加速器輻照裝置。為了保證產(chǎn)品加工技師對輻照裝置的性能要求主要是,提高輻射源的輻射利用率和改善受照產(chǎn)品劑量的均勻性。輻照裝置中的安全屏蔽系統(tǒng)和安全控制系統(tǒng),如防護(hù)墻、迷宮、連鎖裝置,報(bào)警設(shè)施等,則是確保人員和環(huán)境免受電離輻射危害必不可少的基本前提。(撰寫:包華影審訂:呂延曉)輻射加工:radiationprocessing采用電離輻射對材料進(jìn)行加工處理的一種工藝過程。電離輻射的能量一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于材料物質(zhì)中子的價(jià)健能量(可超過幾個(gè)數(shù)量級),因而電離輻射與物質(zhì)相互作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生包括核反應(yīng)內(nèi)的各種物理、化學(xué)和生物效應(yīng)。這些效應(yīng)構(gòu)成了電離輻射對物質(zhì)材料進(jìn)行加工處理的技術(shù)基礎(chǔ)。輻射加工有別于傳統(tǒng)加工(如機(jī)械加工、熱加工、化學(xué)加工等)的主要特點(diǎn)在于:加工溫升很小,是一種冷加工,有利于熱敏材料的加工;電離輻射的穿透性可對包裝好的物品進(jìn)行處理(例如消毒殺蟲等),或?qū)崿F(xiàn)固相物質(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,因而產(chǎn)品純凈,無化學(xué)殘留;加工過程控制方便,而且高效快速,易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的連續(xù)生產(chǎn);低能耗,無公害或少公害。各種電離輻射的加工應(yīng)用領(lǐng)域見表:輻射加工及其應(yīng)用電離輻射工藝過程應(yīng)用實(shí)例Y射線有機(jī)高分子材料聚合(或接枝聚合),殺蟲、消毒、滅菌,抑制果實(shí)早熟、根莖發(fā)芽,裝飾品材料改性等醫(yī)療用品消毒火菌,電池隔膜與一塑材料制備,農(nóng)產(chǎn)品、水產(chǎn)品、畜產(chǎn)品與食品的保藏,商品養(yǎng)護(hù),檔案與文物保存,珍珠、玉石、玻璃色質(zhì)改善等電子束高分子材料交聯(lián),表面涂層固化,廢氣無害化,半導(dǎo)體改性等提高電線電纜絕緣層耐熱性,熱收縮材料制備,物品組件表面涂層裝飾,層壓制品加工,印刷包裝油墨固化,火電站與垃圾站廢氣處理,半導(dǎo)體器件加工等離子束離子注入摻雜半導(dǎo)體材料改性,金屬材料改性等中子中子嬗變摻雜半導(dǎo)體材料改性(撰寫:呂延曉審訂:包華影)核安全:nuclearsafety沒有不適當(dāng)?shù)暮溯椛湮:ΑT诤嗽O(shè)施和核活動(dòng)中,設(shè)施和活動(dòng)受到充分保護(hù),且對工作人員,公眾和環(huán)境不會(huì)發(fā)生不適當(dāng)?shù)?/p>
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