人類發(fā)展與核科學(xué)緒論

人類生存發(fā)展與核科學(xué)吳奕初物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院正電子實(shí)驗(yàn)室辦公地點(diǎn)：物理樓2-206電話：68752370E-mail：ycwu@《人類生存發(fā)展與核科學(xué)》

課程簡(jiǎn)介

英文名稱NuclearScienceandHumanSubsistenceandDevelopment教學(xué)對(duì)象

全校文、理、工、醫(yī)的本科生

2學(xué)時(shí)/周總18學(xué)時(shí)

1學(xué)分

1）電力系統(tǒng)11）高速公路

2）汽車12）航天

3）飛機(jī)13）因特網(wǎng)

4）自來(lái)水14）成像技術(shù)

5）電子技術(shù)15）家用電器

6）無(wú)線電和電視16）保健設(shè)施

7）農(nóng)業(yè)機(jī)械化17）石油化工

8）計(jì)算機(jī)18）激光和光纖

9）電話

10）空調(diào)制冷20）高性能材料20世紀(jì)最偉大工程技術(shù)成就-

20項(xiàng)

美國(guó)工程技術(shù)界評(píng)出19）核技術(shù)19）核技術(shù)：核能技術(shù)的社會(huì)影響雖然有爭(zhēng)論，如核威懾，但核技術(shù)用于發(fā)電、醫(yī)學(xué)診斷和治療是無(wú)可爭(zhēng)議的。核聚變是地球上未來(lái)取之不盡的清潔能源。

教學(xué)目的1）學(xué)習(xí)和了解核科學(xué)基本知識(shí)，以及這些基本知識(shí)是如何轉(zhuǎn)化為技術(shù)，轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，造福人類，并與人類生存發(fā)展息息相關(guān)的。2）正確認(rèn)識(shí)和了解核科學(xué)技術(shù)對(duì)人類的沖擊和影響3）了解核科學(xué)技術(shù)的社會(huì)性和人文性，主動(dòng)推動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展，造福人類。1.核科學(xué)技術(shù)與人類的生存發(fā)展密切相關(guān)。

巨大無(wú)比的能量：核電核動(dòng)力核武器等

神秘莫測(cè)的射線：食品健康材料工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生物醫(yī)學(xué)等2.核技術(shù)使用不當(dāng)或者發(fā)生錯(cuò)誤也會(huì)給人類帶來(lái)危險(xiǎn)、破壞、甚至是災(zāi)難。特別是由于長(zhǎng)期的核訛詐政策和公眾缺乏對(duì)核技術(shù)的了解，再加上新聞報(bào)道的渲染，造成了人們普遍的核恐懼心理，所謂談“核”色變。

為什么開(kāi)設(shè)這門課程？3.面對(duì)這種矛盾情況，有必要在社會(huì)公眾中進(jìn)行核科學(xué)知識(shí)的普及，特別是對(duì)大學(xué)生公眾群體。他們將是國(guó)家未來(lái)重要的組織者和建設(shè)者，他們對(duì)核科學(xué)這樣一類高技術(shù)的認(rèn)識(shí)，將直接關(guān)系到能不能使人類創(chuàng)造的高技術(shù)，造福于人類，改善人類工作和生活條件，提高生活質(zhì)量。4.為大學(xué)生提供一種能力

對(duì)遇到的“核”問(wèn)題，在知識(shí)上有一個(gè)基本的了解，知道它的利與弊，樹(shù)立正確的科學(xué)觀點(diǎn)，建立科學(xué)的工作程序，以便進(jìn)行社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的綜合分析發(fā)表見(jiàn)解，作出理智的判斷和正確的選擇?；居^點(diǎn)1）人類生存發(fā)展需要核科學(xué)技術(shù),歷史證明核技術(shù)能夠滿足人類生存發(fā)展的需求。2）核技術(shù)是一把高科技的“雙刃劍”：有用；有害3）現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使人類完全有能力安全的使用和發(fā)展核技術(shù)造福人類,而危險(xiǎn)或不安全完全來(lái)自人類自己；危害和避免危害

威脅與反威脅的斗爭(zhēng)一直在進(jìn)行著：人與技術(shù)人與人4）人類對(duì)自然界賦予原子核的威力不可能棄之不用，正義一定會(huì)戰(zhàn)勝邪惡，和平利用核技術(shù)一定會(huì)使人類的明天更美好。關(guān)于課程構(gòu)思人類生存：和平富足健康文明美好發(fā)展：持續(xù)發(fā)展基本問(wèn)題：能源資源食品環(huán)境衛(wèi)生保健材料安全知識(shí)探索…核能量

核科學(xué)

核射線教材和參考資料教材：人類生存發(fā)展與核科學(xué)劉洪濤等編箸北京大學(xué)出版社2001年參考資料：探索原子核的奧秘黃祖洽湖南教育出版社1994讓射線造福人類林文廉北京師范大學(xué)出版社1997環(huán)境放射性概論俞譽(yù)福復(fù)旦大學(xué)出版社1993NuclearPhysicsPrinciplesandApplications,Wiley,JohnLilley,2001核科學(xué)與核技術(shù)教育部網(wǎng)上合作研究中心（http:///）核科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及發(fā)展動(dòng)態(tài)；如CPEP（ContemporaryPhysicsEducationProject）NuclearSciencehttp://。教學(xué)方式課堂講授教師分章進(jìn)行自學(xué)指定有關(guān)內(nèi)容完成作業(yè)寫小論文（自選題目）

1000-1500字1篇/每人成績(jī)?cè)u(píng)定原則1）課堂教學(xué)與其他方式結(jié)合

2）平時(shí)與期末結(jié)合總成績(jī)=平時(shí)（30%）+期末（70%）平時(shí)：上課率檢查+作業(yè)等10

小論文（1000-1500字）20

期末：筆試開(kāi)卷70

（可帶文字材料，但不能交流）授課內(nèi)容緒論（1學(xué)時(shí)）第一章原子核與放射性（3學(xué)時(shí)）第二章核能利用與核武器（4學(xué)時(shí)）第三章電離輻射的人體效應(yīng)與防護(hù)（2學(xué)時(shí)）第四章電離輻射與人類生活及環(huán)境（2學(xué)時(shí)）第五章核技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）第六章核技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)的廣泛應(yīng)用

（2學(xué)時(shí)）認(rèn)識(shí)與提高

揭開(kāi)了“核的神秘面紗”，了解核威懾力的根由。不再“談核色變”或有好轉(zhuǎn)。放射性是一把雙刃劍,“未來(lái)的世界應(yīng)該是馴服核、利用核的世界”。中國(guó)要強(qiáng)大，核科學(xué)不能無(wú);中國(guó)要發(fā)展，核能源不能無(wú)。中國(guó)人體質(zhì)好，核醫(yī)學(xué)不能無(wú)；中國(guó)人要接受核科學(xué)，核社會(huì)學(xué)不能無(wú)。核科技發(fā)展簡(jiǎn)史三個(gè)重大發(fā)現(xiàn)放射性1896原子核1911中子1932歷史回顧重要人物H.Becquerel,法國(guó)物理學(xué)家（1852-1908），1903年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。發(fā)現(xiàn)了鈾(U)放射現(xiàn)象，這是人類歷史上第一次在實(shí)驗(yàn)室里觀察到原子核現(xiàn)象。歷史回顧重要人物M.Curie，法國(guó)物理學(xué)家（1867-1934），波蘭人，1903年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。發(fā)現(xiàn)釙(Po)和鐳(Ra);她的女兒(I.Joliot-Curie,1897-1956)和女婿(F.Joliot-Curie,1900-1958)因發(fā)現(xiàn)人工放射性獲1934年諾貝爾獎(jiǎng)。歷史回顧重要人物E.Rutherford，英國(guó)物理學(xué)家(1871-1937)，新西蘭人，1908年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。證實(shí)了a射線為He2+，b射線為電子；提出了原子的核式模型；首次實(shí)現(xiàn)人工核反應(yīng)；培養(yǎng)了10諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。歷史回顧重要人物J.Chadwick，英國(guó)物理學(xué)家(1891-1974)，1935年因發(fā)現(xiàn)了中子獲得諾貝爾獎(jiǎng)。中子的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是原子核物理的誕生。歷史回顧重要人物E.Fermi，意大利物理學(xué)家(1901-1954)，1938年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。發(fā)明了熱中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)堆。歷史回顧重要人物R.L.Mossbauer,德國(guó)物理學(xué)家(1929-1976)。1961年因?yàn)閷?duì)γ輻射的共振吸收的研究和發(fā)現(xiàn)的Mossbauer效應(yīng)獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。歷史回顧重要人物李政道、楊振寧發(fā)現(xiàn)了在弱相互作用中宇稱不守恒，并由吳健雄的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。歷史回顧重要人物丁肇中，(1936—)與B.Richter,(1931—)分別發(fā)現(xiàn)J／ψ粒子，找到了美夸克存在的證據(jù)，1976年獲諾貝爾獎(jiǎng)。十位華裔諾貝爾獎(jiǎng)獲得者

李政道：1926年生于上海，美籍華人，中學(xué)時(shí)代在大陸，1957年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年31歲；

楊振寧：1922年生于安徽，美籍華人，中學(xué)時(shí)代在大陸，1957年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年35歲；

丁肇中：1936年生于美國(guó)，美籍華人，中學(xué)時(shí)代在臺(tái)灣，1976年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年40歲；

李遠(yuǎn)哲：1936年生于臺(tái)灣，中國(guó)臺(tái)灣，中學(xué)時(shí)代在大陸，1986年獲諾貝爾獲化學(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年50歲；

朱棣文：1948年生于美國(guó)，美籍華人，1997年獲諾貝爾獲物理學(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年49歲；

崔

琦：1939年生于河南，美籍華人，中學(xué)時(shí)代在大陸，1998年獲諾貝爾獲物理學(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年59歲；

達(dá)

賴：1935年生于青海，中國(guó)國(guó)籍，中學(xué)時(shí)代在大陸，1989年獲諾貝爾和平獎(jiǎng)，時(shí)年54歲；

高行?。?940年生于江西，中學(xué)時(shí)代在大陸，獲獎(jiǎng)的同年加入法國(guó)籍，2000年獲諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年60歲。

錢永健:１９５２年出生于美國(guó)紐約,美籍華人，2008年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).

高錕：1933年在上海出生，香港人，2009獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年76歲。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者李遠(yuǎn)哲教授（2001-4-9）歷史回顧重要事件

1896：H.Becquerel發(fā)現(xiàn)了鈾(U)放射現(xiàn)象;1897：P.&M.Curie發(fā)現(xiàn)釙(Po)和鐳(Ra);1899：盧瑟福發(fā)現(xiàn)a,b射線；

1900：維拉德發(fā)現(xiàn)g射線;1903：盧瑟福證實(shí)a射線為He2+，b射線為電子；

1911：盧瑟福提出原子的核式模型；

1919：盧瑟福首次實(shí)現(xiàn)人工核反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。2/5/2023歷史回顧重要事件

1932：J.Chadwick發(fā)現(xiàn)了中子;1934：F.&I.Joliot-Curie發(fā)現(xiàn)人工放射性；

1939：O.Hahn等人發(fā)現(xiàn)重核裂變；

1939：N.Bohr等提出液滴模型;1942：E.Fermi發(fā)明熱中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)堆；

1945：原子彈試爆成功，并在廣島上空爆炸；

1952：氫彈試爆成功。2/5/2023歷史回顧重要事件

1958：我國(guó)建成第一座重水型原子反應(yīng)堆;1964：我國(guó)第一顆原子彈試爆成功；

1967：我國(guó)第一顆氫彈試爆成功；

1969：我國(guó)首次成功地下核實(shí)驗(yàn)；

1984：我國(guó)受控?zé)岷司圩儗?shí)驗(yàn)裝置順利啟動(dòng)；

1988：北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)首次對(duì)撞成功；

1991：秦山核電站發(fā)電成功;2/5/2023歷史回顧原子彈“小玩意兒”钚裝藥重6.1千克，TNT當(dāng)量2.2萬(wàn)噸，試驗(yàn)中產(chǎn)生了上千萬(wàn)度的高溫和數(shù)百億個(gè)大氣壓，致使一座30米高的鐵塔被熔化為氣體，并在地面上形成一個(gè)巨大的彈坑。在半徑為400米的范圍內(nèi)，沙石被熔化成了黃綠色的玻璃狀物質(zhì)，半徑為1600米的范圍內(nèi)，所有的動(dòng)物全部死亡?！霸訌椫浮眾W本海默在核爆觀測(cè)站里感到十分震驚，他想起了印度一首古詩(shī)：“漫天奇光異彩，有如圣靈逞威，只有一千個(gè)太陽(yáng)，才能與其爭(zhēng)輝。我是死神，我是世界的毀滅者。”歷史回顧原子彈在長(zhǎng)崎投擲的原子彈爆炸后形成的蘑菇狀云團(tuán)，爆炸產(chǎn)生的氣流、煙塵直沖云天，高達(dá)12英里多。美國(guó)原子彈突襲廣島和長(zhǎng)崎造成了巨大的毀傷。廣島市區(qū)80%的建筑化為灰燼，64000人喪生，72000人受傷，傷亡總?cè)藬?shù)占全市總?cè)丝诘?3%。長(zhǎng)崎市60%的建筑物被摧毀，傷亡86000人，占全市總?cè)丝诘?7%。歷史回顧原子彈中國(guó)第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖課外閱讀材料/abcABC'sofNuclearScienceisabriefintroductiontoNuclearScience.WelookatAntimatter,Betarays,Cosmicconnectionandmuchmore.Visithereandlearnaboutradioactivity-alpha,betaandgammadecay.Findoutthedifferencebetweenfissionandfusion.Learnaboutthestructureoftheatomicnucleus.Learnhowelementsontheearthwereproduced.Doyouknowthatyouarebeingbombardedconstantl