核科學技術(shù)對人類社會發(fā)展的影響

核科學技術(shù)對人類社會發(fā)展的影響摘要：這篇論文我將首先就核科學技術(shù)的發(fā)展做一個簡要介紹，厘清它的發(fā)展脈絡(luò)，之后根據(jù)整理的資料盡量完整的介紹核科學技術(shù)在人類社會中的應(yīng)用，探討其對人類社會發(fā)展的影響并試圖做出如下結(jié)論，即核科學技術(shù)對人類社會的發(fā)展是不可或缺的，它對人類的社會的很多方面都產(chǎn)生了積極的影響，但也對人類的安全、環(huán)境等構(gòu)成一定的威脅。核科學技術(shù)的發(fā)展歷史1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾的天然放射性，從此誕生了一門新的科學:原子核科學技術(shù)。1919年盧瑟福利用天然α射線轟擊各種原子，確立了原子的核結(jié)構(gòu)，隨后又首次用人工方法實現(xiàn)了核反應(yīng)。1938年，德國科學家奧托·哈恩和他的助手發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象。1942年在美國芝加哥大學誕生人類第一座核反應(yīng)堆，1945年原子彈誕生。人類開始將核能運用于軍事、能源、工業(yè)、航天等領(lǐng)域。美國、俄羅斯、英國、法國、中國、日本、以色列等國相繼展開對核能應(yīng)用前景的研究。由自然科學與技術(shù)科學交叉形成的核科學技術(shù)始于20世紀前半葉，它是國家科技水平和綜合國力的標志。20世紀40年代實現(xiàn)由輻照后燃料中提取裂變物質(zhì)及建成大規(guī)模分離鈾同位素的工廠以來，世界上的有核國家在此領(lǐng)域發(fā)展很快。粒子加速器和核探測技術(shù)是研究核科學、發(fā)展核技術(shù)的重要手段。多種大型加速器和同步輻射光源的建成，醫(yī)用和工業(yè)加速器的成批生產(chǎn)，同位素的應(yīng)用，射線探測技術(shù)、核電子學與計算機的發(fā)展，使核技術(shù)廣泛應(yīng)用到理、工、農(nóng)、醫(yī)、生物、地質(zhì)等各個領(lǐng)域。核科學技術(shù)在人類生活中的應(yīng)用（一）、在工業(yè)中的應(yīng)用

核技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用始于20世紀50年代興起的輻射加工。輻射加工利用60Co源產(chǎn)生的γ射線或電子加速器產(chǎn)生的電子束照射物料，可引起高分子材料的聚合，交聯(lián)和降解，并可引起生物體的輻射損傷和遺傳變異。輻射加工已被廣泛用于制備優(yōu)質(zhì)電線電纜，熱收縮材料，發(fā)泡材料，超細粉末，人造皮膚，高效電池隔膜，隱形眼鏡等，以及木材與磁帶磁盤的涂層固化，橡膠硫化，紡織品改性等領(lǐng)域。近年來食品輻射保鮮滅菌和醫(yī)療器具輻射滅菌也得到迅速發(fā)展。此外，隨著同步輻射技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了同步輻射光刻機和同步輻射精密加工技術(shù)，可以制造微型齒輪等微型零件。

離子束加工技術(shù)在工業(yè)中也有重要應(yīng)用。離子注入半導體自70年代起已成為集成電路制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。離子注入金屬材料可提高其耐磨，抗腐蝕，抗氧化性能并增加硬度。離子注入陶瓷材料可提高其耐磨，導電等性能并克服其脆性。離子注入光學晶體可改變其折射率，制造光波導，變頻器等集成光學器件。離子注入聚合物可用于制造微電子器件掩膜，其分辨率好于光束和電子束。還可以用于人工關(guān)節(jié)等生物醫(yī)學工程材料的改性，提高其耐磨性和生物相容性。近些年又發(fā)展了離子束沉積技術(shù)，離子束混合技術(shù)，離子束成膜技術(shù)，高能離子注入和極低能離子注入技術(shù)，強流離子注入和強脈沖離子注入技術(shù)等，其應(yīng)用范圍更為廣泛。離子束技術(shù)在輻照損傷模擬，微電子器件抗輻射加固等研究中也有重要應(yīng)用。

在無損檢測技術(shù)中核技術(shù)占了很大比例并有顯著優(yōu)勢。早期的射線探傷是用加速器產(chǎn)生的電子束打靶產(chǎn)生的X射線照射工件形成平面圖像。70年代醫(yī)用X-CT誕生后，80年代即出現(xiàn)了工業(yè)CT，并很快應(yīng)用到熱軋無縫鋼管的在線測試，發(fā)動機檢測，以至大型火箭的整體測試中。無損檢測的一個成功例子是集裝箱檢查。我國已成功地研制出了基于加速器的和基于60Co源的集裝箱檢測系統(tǒng)，為海關(guān)緝私提供了強有力的工具。另一種重要的無損檢測是中子照相，用其檢測火藥，繼電器，發(fā)動機葉片等有很高的靈敏度和分辨率，在航天與航空工業(yè)和國防上有重要應(yīng)用。

此外，工業(yè)核儀表如厚度計，密度計，料位計，核子稱，火災(zāi)報警器等可在高溫，高壓，酸堿腐蝕等環(huán)境中工作，可以不接觸，不破壞被測對象，這是其它儀表所不及的。世界上石油勘探中有三分之一是核測井完成的。

（二）、在醫(yī)學中的應(yīng)用

射線和粒子束技術(shù)在醫(yī)學中主要有兩個方面的應(yīng)用:一個是核醫(yī)學成像，另一個是腫瘤的放射治療。核醫(yī)學成像技術(shù)包括單光子發(fā)射斷層成像ECT)和正電子斷層成像(PET)。根據(jù)統(tǒng)計學方法的研究結(jié)果，SPECT可以比X-CT提前三個月診斷出癌癥，PET一般比SPECT還要早三個月診斷出癌癥。

核醫(yī)學成像技術(shù)不同于X射線斷層成像(CT)，磁共振成像(MRI)和超聲波成像，在顯像之前必須注射相應(yīng)的放射性藥物作為顯像劑，其影像反映的是顯像劑及其代謝產(chǎn)物的時間和空間分布。核醫(yī)學成像技術(shù)是目前唯一能在體外獲得活體中發(fā)生的生物化學反應(yīng)，器官的生理學和病理學變化以及細胞活動信息的方法，可為疾病診斷提供分子水平的信息。在分子水平實現(xiàn)人體成像已成為當前發(fā)展的新熱點。從醫(yī)學成像的角度看，如何更好地在三維空間內(nèi)實時地顯示人體內(nèi)部發(fā)生的病變在今天仍然具有挑戰(zhàn)性。當前的任務(wù)是要進一步提高圖像數(shù)據(jù)的采集速度，圖像的空間分辨率和對比度。例如，消除影像和劑量計算中的噪聲以及由這些噪聲引起的偽影，提高圖像質(zhì)量和治療時的定位誤差。SPECT和PET成像的優(yōu)點是特異性好，能夠用于早期診斷;其缺點是空間分辨率差，病理和周圍組織的相互關(guān)系很難準確定位。把核醫(yī)學成像疊加在諸如X-CT成像，MRI高分辨率結(jié)構(gòu)圖像上進行定位是目前比較流行的方法。故圖像的配準，分割和融合在醫(yī)學成像中的應(yīng)用是這個領(lǐng)域內(nèi)一個重要的方面。

腫瘤的放射治療是目前腫瘤臨床治療的三大技術(shù)之一。目前的放療技術(shù)從使用的射線束看，可分為低LET(傳能線密度)放療和高LET放療。前者包括X-射線，γ-射線以及質(zhì)子放療，后者則包括中子和重離子放療。放療的主要裝置是粒子加速器和60Co源。放療的一個重要問題是如何在準確地殺死癌細胞的同時，保護正常組織不受或者少受傷害。對于形狀不規(guī)則的腫瘤，如神經(jīng)膠質(zhì)瘤，硼中子俘獲治療(BNCT)可達到較好的效果。放療物理在世界當前的發(fā)展方向是發(fā)展用于放療的各種新的裝置，使得這些裝置能夠在臨床上實現(xiàn)對腫瘤病人的實形調(diào)強放療(IMRT)，其中最為突出的是電子直線加速器和螺旋CT結(jié)合形成的斷層放療(Tomotherapy)技術(shù)。為了保證放療的治療質(zhì)量，保護病人的安全，加強對放療設(shè)備的質(zhì)量控制是一個重要發(fā)展趨勢。同時，發(fā)展放療計劃軟件，利用醫(yī)學影像對治療情況進行監(jiān)督，在放療后對病人接受的劑量場分布進行重建并和治療參考文章1、《核技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展》，作者:郭之虞,王宇鋼,包尚聯(lián)2、《雙刃劍：人類核科技發(fā)展史回顧》，武漢廣播影視