民用非动力核技术

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第一篇:民用非动力核技术

民用非动力核技术

民用非动力核技术是指除核武器与核电之外的核技术,民用非动力核技术包括各类加速器、核探测器、成像装置、放射线医疗设备、放射性同位素及制品(治疗和显像药物)、辐射改性的材料等, 应用领域涉及工业、农业、医疗健康、环境保护、资源勘探和公众安全等。

民用非动力核技术是核技术与其他产业交叉融合而发展起来的新兴高技术产业,应用前景广阔。从世界范围考察,民用非动力核技术的发展是与一个国家的整体经济发展水平同步的。以美国、日本为代表的经济发达国家,由于其技术基础雄厚、产业结构不断优化、市场需求拉动等因素的影响,民用非动力核技术作为一个新的经济单元也得到较快的发展, 并渗透到经济社会许多领域。据1993年美国管理信息研究所的一份报告,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。我国目前已进入全面发展的产业化时期,已初步形成具有一定规模和水平的较为完整的体系。据中国同位素与辐射行业协会的统计,2003年民用非动力核技术的年产值约为376亿元,从业人员约5万人。近几年来,我国政府加大了民用非动力核技术的支持力度,国家发改委从2004年起组织实施民用非动力核技术高新技术产业化专项,仅一年就批准支持了21个项目,资助金额1.6亿元。预计到2010年,我国民用非动力核技术产业规模将达1000个亿。

第二篇:核技术应用

核技术与人类科技的进步

核技术是建立在核科学基础之上的一门现代技术,因而泛称核科学技术。核科学技术作为现代化科学技术的组成部分,其渊源可以追溯到1896年天然放射性的发现,至今已有100多年的历史。带电粒子加速器的发现与核反应堆的建造为核科学技术的发展,奠定了雄厚的物质基础。第二次世界大战期间核科学技术在军事领域的突破,体现了核科学技术发展的时代特征,即技术的科学化与科学的技术化。世界第一颗原子弹的爆炸显示了核能释放的巨大威力,开创了本世纪现代科学技术定向发展的新格局,即动用国家一级的权威,动员全社会的力量,精心规划布署,全力推进科学、技术、工程、产业、经济的一体化。

核技术应用主要包括核能的利用及同位素和辐照技术的利用。核能的利用主要是指:(1)利用放射性同位素衰变时放出的能量做成电池,广泛用于宇宙飞船、人造卫星、无人管理的灯塔、心脏起搏器等。(2)利用重核裂变会放出巨大能量。核电站、空间堆电源、核供热堆、用于船舶或潜艇的核动力装置,是实际应用这种裂变能的主要代表。(3)利用轻核裂变时放出的比重核裂变时放出的更加巨大的能量。聚变堆的研究和开发就是为了利用这一能量。

以原子核科学理论为基础,利用原子核反应或衰变释放的射线和能量为国民经济、国防服务的一门新兴科学技术既原子核科学技术的简称。核能是一种安全、经济、清洁的能源,人类生存、发展所面临的能源问题,最终也需要依靠核能来解决。核电站的设计、建造和运行管理是一个综合、复杂的系统工程,涉及物理、热工、结构、材料、机电、控制、安全等大量工程问题。与核能利用密切相关的核燃料循环也同样涉及大量的工程技术问题。核技术现已广泛应用于各个领域,具有相对独立和完整的体系,是20世纪人类文明史上一个重要里程碑。核技术通常包括核能技术、核动力技术、同位素技术、辐射技术、核燃料技术、核辐射防护技术等领域。核技术是一项先进技术。

在解决人类面临的能源和环境等重要问题中的作用日益明显。截至1993年底,核能发电已占世界总发电量的17%,而法国的核能发电量已占总发电量的70%以上。通过选用新堆型,提高安全性和降低建设造价,核能发电的贡献将不断增大,这对缓解能源危机无疑是一个重大的贡献。21世纪,人类开发新能源,广泛应用核技术将更为迫切,核能将是逐步代替化石能源的重要能源。21世纪中叶,受控核聚变技术可望从实验室走向实用,为人类提供取之不尽的干净能源。威力很大的核爆炸将为工程建设、改造环境和开发资源服务。核动力将在交通运输及星际航行等方面发挥更大的作用。核技术在其他领域中的应用也将进一步扩大。

核科学与核技术在二十世纪取得了辉煌的成就。目前仍然是现代科学中的一个非常重要的前沿领域,保持着旺盛的生命力,不仅具有重大的科学意义,而且在高新技术及交叉学科领域的研究中起着重要作用。当前核科学与核技术发展的特点体现为:一方面对物质层次结构、宇宙起源等的探索不断深入,另一方面在能源、人口与健康、环境、信息、材料、农业、国家安全等领域以及多种学科的基础研究中的应用日益广泛。

核探测技术

核探测技术在地学中主要应用于放射性勘查。放射性勘查是一种地球物理找矿方法,它是以岩石或矿石在一定的几何空间造成的放射场的差异为基础的。通过专门的核探测仪器测量射线强度和放射性核素含量,以达到寻找矿产资源和地质工程勘探的目的。

放射性勘查方法很多,按其测量对象不同,可分为Y测量、Bn及其子体测量。其中Y测量又分航空Y测量、航空Y能谱测量、地面Y测量和地面Y能谱测量。Bn及其子体测量又分射气测量、径迹测量、。卡测量、活性炭测量和’。Po法测量等等。本节将对地面Y测量、射气测量和径迹测量等放射性勘查方法给予介绍。

放射性勘查对象是天然地质体,如岩石(或土壤)的放射性元素的分布和迁移。因此,在讨论各种勘查方法之前,了解铀、镭、针、钾等天然放射性核素,在岩石、土壤、水和大气中的分布特点及某些地球化学性质是必要的。

核技术及应用是包括核技术基础研究和实际应用研究的综合性学科。基础研究的对象为辐射产生机理、射线与物质的相互作用、射线探测方法和信息处理方法。实际应用方面着重跨学科研究(所跨学科如物理学、医学和生命科学、环境科学、工业、农业和社会安全等)。核工程与核技术是一门多学科相互交叉的高新技术专业,它包括核动力工程与核能利用、核技术及应用两大分支。众所周知,核科学与核技术在二十世纪取得了辉煌的成就,目前仍然是现代科学中的一个非常重要的前沿领域,保持着旺盛的生命力。

当前核科学与核技术发展的特点体现为:一方面对物质层次结构、宇宙起源等的探索不断深入,另一方面在能源、人口与健康、环境、信息、材料、工农业、国家安全等领域以及多种学科的基础研究中的应用日益广泛。原子能的和平利用将最终解决人类的能源危机;癌症的早期诊断和放射治疗离不开核技术在医学中的应用;辐射育种方法培育了很多农业上的优良品种;航空航天工业中的无损探伤、同位素电池;地质年代的推断、人类社会的历史考古、文物艺术珍品的鉴定;矿产资源的勘探;海关检查;环境保护;新材料开发;甚至与我们生活息息相关的食品的消毒、保鲜贮藏等等,无不与核技术有关。核技术的每一次重大突破,都预示着一次新的技术革命

核技术发展在经济领域的影响

一段时期以来,我国对核的利用主要在军事领域。1980年,国务院下发通知,要求把长期积累的为军服务的技术直接为国民经济服务,就此拉开了“保军转民”的序幕。

经过20多年的发展,在核技术应用产业方面,我国目前已形成具有一定规模和水平的科研开发与产业化体系。据报道,国内从事核技术应用开发和生产的企事业单位有300多家,产业规模为年总产值400亿元,约占国内生产总值的0.4%。国内开展核应用技术产业化较早的中国原子能科学研究院的经营性收入,已由1980年的400多万元增长到2004年的2.4亿元。为了进一步加速核应用技术的推广和应用,国家发改委明确了国家“十一五”期间支持民用非动力核技术应用高技术产业化的目标,即加快高技术成果的产业化,引导、推动民用非动力核技术应用产业的持续、快速、健康增长,促使我国核技术应用产业在5年左右达到1000亿元的产业规模,保持年均15%以上的增长速度。加快产业结构调整、形成以具有自主创新能力的企业为主体的产业格局,促进5大类若干系列产品的产业化。中国原子能科学研究院技术开发与经营管理处处长周长春表示,“对于核应用技术的开发和推广,虽然我们国家正处于起步阶段,但如果有国家政策的支持,理顺产业化发展的思路,核应用技术还是有巨大的发展空间和潜力的。预计到2015年将形成3000亿元左右的规模。” “核技术转化有一方面要有基础性理论研究的充分支撑,另一方面公民的核意识也是推进核应用技术产业化不可缺少的一环。不了解,就无从接受核利用。目前公众对放射性同位素等认识不深,造成对核的陌生、抵触乃至恐慌。”中国原子能科学研究院姜山研究员指出。“核应用技术的推广,涉及到一个引导消费的问题。除了在意识上加强普及力度之外,国家也应在资金上加大投入,尤其是研发前期的投入。” 核技术在农业中的应用

核技术在农业中的应用主要有同位素示踪技术与核辐射技术两个方面。同位素示踪技术的应用,是直接将作为示踪剂的示踪原子的核素,利用其易于探测的核物理性质和同位素的物理、化学性质相同的原理,建立同位素示踪法和同位素分析法,将该方法作为研究工具或实验手段,应用于农业科学中.的作物营养生理、土壤肥料、环境保护、植物保护和畜牧兽医等各个方面。核辐射技术的应用,则是将放射性核素作为辐射源,利用射线对物质作用产生的物理效应、化学效应和生物效应,对生命物质进行改造,创造新的生物资源。核辐射技术在农业科学中主要应用于作物品种改良、害虫防治、食品贮藏保鲜和辐照刺激生物生长等各个方面。

利用核技术还可以消灭许多令人头痛的害虫。经过大量实验,科学家用辐射技术来控制棉铃虫的生长。即在昆虫大量繁殖时,用辐射使雄性昆虫失去繁殖能力,然后放回自然,雌性昆虫和不育的雄性昆虫交配,产生的卵不能繁衍后代,最终可导致这种昆虫的灭绝。这种技术曾成功地用于杀灭果蝇和新大陆螺旋蝇。在墨西哥、美国、智利、阿根廷和秘鲁等国家也成功地用来杀灭和控制地中海蝇。这些都是农作物的害虫,对害虫的虫蛹或成虫,用γ射线或电子束,进行一定剂量的照射,使雄虫失去生殖机能,再把它们释放到田里,让它们与自然界的雌虫进行交配,这样产下的卵就不能孵化了。一般情况下雌虫只能交配一次,而失去生殖机能的雄虫却可以和几个雌虫交配,这样,就可以使害虫断子绝孙。这是现代生物防治方法中唯一有可能灭绝害虫的有效手段,也是一项无公害生物防治的新技术。

第三篇:核工程与核技术

要科目:动力工程与工程热物理、核科学与技术

毕业授予学位:工学学士

主设课程:工程力学、机械设计基储电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、测试技术、核物理、核反应堆、核能与热能动力装置、热工设备。

培养目标:培养具备工程热物理及核工程技术基础知识,能在各相关领域从事核工程及核技术方面的研究、设计、制造、运行、应用和管理的高级工程技术人才。

培养要求:学生主要学习工程热物理、核工程、核技术的基础理论,受到核工程、核技术方面的实践训练,具有从事核工程、核技术的实验研究、设计建造、运行管理的基本能力。

毕业生应具备的知识和能力:

1.具有较扎实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;

2.较系统地掌握领域宽广的技术理论基础知识,主要包括工程力学、电工与电子学、机械学、工程热物理、流体力学、核技术与核工程等基础知识;

3.获得核技术、核工程方面的实践训练,具有较强的计算机和外语应用能力;

4.具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

教学实践:包括军训,金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。

主要实验课程:核电子学、核物理、核辐射测量、核电站模拟、反应堆控制等专业实验。

核工程与核技术招生专业简介

清华大学工程物理系是我国培养高素质核科技人才的主要基地。我系师资力量雄厚,现有教授22人,副教授24人,双聘教授2人,2人均为院士,博士生导师17名。另有校外兼职教授11人,其中7人为院士。我系拥有以粒子技术与辐射成像国家专业实验室为代表的一批现代化科研、教学实验室。近五年来,教学改革和建设取得重大进展,人才培养方案更加合理和灵活;科学研究十分活跃,取得了多项重大成果,为世人所瞩目,研究经费增长了近十倍,综合科技效益位列清华之首。我系还与多所世界一流大学和科研机构进行经常性的学术交流和科研协作。这一切为高素质、创造性人才的培养提供了良好的条件。

工程物理系设置“工程物理”和“核工程与核技术”两个本科专业。前者既招收普通生也招收面向国防科研单位(中国工程物理研究院)的定向生,后者只招收面向核工业和国防科研单位的定向生(关于定向生另有专文介绍)。

在研究生培养方面,工程物理系设有5个二级学科(专业):核能科学与工程,核技术及应用,核燃料循环与材料,辐射防护与环境保护,测试计量技术及仪器。前四个二级学科属于核科学与技术一级学科,其中前三个为重点学科,第五个属于仪器科学与技术一级学科。这五个专业都具有博士和硕士学位授予权,并具有核科学与技术的一级学科博士和硕士学位授予权及博士后流动站。我系实行“本科-硕士统筹”培养模式,部分优秀学生可被免试推荐攻读校内外研究生。

我系学生除清华大学的各类奖、助学金外,还可获得清华同方威视技术股份有限公司为我系学生设立的同方奖学金。

工程物理系的主要特色是“工程”和“物理”密切结合,培养既有坚实的数理基础,又经过较强的工程设计、实验能力训练,且具有基本的人文社会科学及经济、管理知识,善于把所学知识运用于工程实际,能在核科学技术和核工程领域,以及其他与近代物理技术、电子技术、计算机技术密切相关的领域从事研究、设计、开发、生产、管理、教学的高层次、高素质的创造性人才。

工程物理专业培养近代物理电子学、辐射技术、加速器技术和核能工程等方面的人才。其课程设置面向新技术并具有工偏理的特色,其中数学、物理等课程的学时较多、要求高;技术基础课包括电工技术、模拟电子技术、数字电子技术、计算机软件技术、计算机硬件技术、工程力学、流体力学等获得较全面工程训练的课程;专业课有辐射物理及探测学、近代物理电子学、核工程原理、智能物理仪器等,其中有四门本科专业课进入学校的精品课程建设工程。整个学习期间保持外语和计算机方面课程的连续性和不断上层次,并通过众多实践环节培养学生将理论知识用于工程技术的能力。

核工程与核技术专业的课程设置与工程物理专业基本相同。该专业目前只招收定向生,为核工业和国防科技部门培养科学技术骨干和学科带头人。定向生免交学费、住宿费,享受核工业定向奖学金(每年3000元)。定向生(本科或研究生)毕业后必须到中国核工业集团公司所属单位(企业、公司、设计研究院所、核电站等)至少工作五年。为此,在高考录取时必须签订相关合同。

我系毕业生深受社会欢迎,就业前景良好。就业单位除了传统的核科技、核工程部门外,主要集中在与近代物理技术和信息技术(IT)密切相关的部门。

本系要求考生无色盲,考生其他身体条件参照教育部颁布的《普通高校体检标准》。

清华大学工程物理系“核工程与核技术”专业介绍

清华大学工程物理系从1996年起每年为中国核工业集团公司(原核工业部,以下简称中核总)招收“核工程与核技术”专业定向生约60名。为鼓励优秀人才投身核科技事业,将给予上述定向生下列优惠条件:

1.当达到清华大学在当地的调档分数线上报考的考生人数不满招生计划数时,可在调档线下20分之内调阅有志愿报考本的考生档案,择优录取。

2.免交学费和住宿费(由中核总支付); 3.享受核工业定向奖学金(每人每年3000元,由中核总支付);并享有与非定向生同等的获得清华大学奖学金的权利。

定向生中学习优秀者,中核总鼓励其继续深造,可免试推荐为清华大学本专业范围内或中核总系统研究院(所)的研究生,攻读硕士、博士学位。

定向生(本科或研究生)毕业后,必须到中核总所属单位(企业、公司、研究院、所、核电站等)至少工作五年;为此,高考后录取时必须签订有关合同。同时,根据国防建设的需要,上述定向生中的10%左右将到中国人民解放军总装备部系统的有关院所等去从事核科技工作。定向生毕业后的具体工作单位,在上述范围内采用双向选择的办法确定。

由于核工业是综合性高科技产业,所以核工程与核技术专业课程设置的特点是理工结合,基础雄厚。其中数学、物理的学时较多,要求较高;技术基础课覆盖面较广,在机(机械设计,工程力学等)、电(电工电子技术,计算机软硬件技术)、热(热工基础,流体力学等)等方面有较全面的训练,这部分的学习跟工程物理专业基本相同;专业课方面主要学习与核能(以核电工程为主体)、核技术(以核燃料循环和核技术应用为主体)有关的课程。整个学习期间保持计算机和外语两方面学习的连续性和不断上层次,并通过各种实践环节培养学生把理论知识应用于工程技术的能力。

定向生学制为四年,由清华大学与中核总联合培养。原则上前三年半主要在清华大学内学习课程,最后半年到中核总所属的中国原子能科学院等单位,充分利用那里的优越条件和设备,完成专业实验、实习和毕业设计等教学环节。

我们热忱欢迎有志于从事核工程与核技术事业的优秀中学生,报考清华大学工程物理系核工程与核技术专业!

清华大学工程物理系“工程物理(定向)”专业介绍

中国工程物理研究院(以下简称中物院)创建于1958年,是以发展国防尖端科技为主的理论、设计、生产的综合体,下属12个研究所。科研基地主体座落在四川省绵阳市涪江之畔,占地4平方公里,建筑面积100多万平方米,是一座建筑规模宏大、设施齐全、文明美丽的科学城。

中物院现有4个国防科技重点实验室(高温高密度等离子体物理实验室,冲击波与爆轰物理实验室、计算物理实验室、强辐射实验室)和100余个科研室,有各类精良先进的设备和仪器3万多台(套)。形成涉及多个学科,专业门类齐全、设备先进、技术保障能力配套的科研生产基地。

中国工程物理研究院拥有雄厚的科技力量,有各类专业技术人员8000余名,其中高级专业技术人员2000多名,中科院院士9名,工程院院士7名和一批国家级有突出贡献的专家。老一辈著名科学家王淦昌、朱光亚、彭桓武、周光召等都曾在这里工作过。两弹元勋邓稼先的事迹享誉中外。

中国工程物理研究院研究生部有9个博士学位授予权专业;21个硕士学位授予权专业,有物理、数学、核科学与技术3个博士后流动站。

为了更好地担负起事关国家安危的国防科技重任,中物院迫切需要补充高素质、高层次的年轻骨干人才。为此,中物院委托清华大学工程物理系为其招收和培养 “工程物理”专业定向本科生约30名(此外,工程物理专业还将继续以统招方式招收非定向学生约60人,详见工程物理系专业介绍),培养加速器物理、高电压技术、反应堆工程、计算机及应用、物理电子学与光电子学、原子核物理、工程力学、机械设计等方面的人才。为鼓励优秀人才投身于国防科研事业,将给予定向生如下优惠条件:

1.当达到清华大学在当地的调档分数线上报考的考生人数不满招生计划数时,可在调档线下20分之内调阅有志愿报考本的考生档案,择优录取。

2.免交学杂费和住宿费(由中物院支付)。

3.享受中物院提供的定向奖学金(每人每年3000元)。并享有与非定向生同等的获得清华大学奖学金的权利。

定向生本科学制为四年,由清华大学与中物院联合培养。原则上前三年半主要在清华大学内学习课程,最后半年到中物院,充分利用那里的优越条件和设备,完成专业实验、实习和毕业设计等教学环节。

定向生与清华大学其他工科学生一样,实行本科—硕士(或博士)统筹培养模式。符合清华大学免试推荐研究生条件者,可免试推荐为清华大学本专业范围内或中物院研究生部相关专业的定向研究生。

定向生毕业后,必须到中物院至少工作五年。为此,在高考录取时必须与中物院签订有关协议。

清华大学工程物理系的主要特色是“工程”和“物理”密切结合,培养既有坚实的数理基础,又经过较强的工程设计、实验能力训练,且具有基本的人文社会科学及经济、管理知识,善于把所学知识运用于工程实际,能在核科学技术和核工程领域,以及其他与近代物理技术、电子技术、计算机技术密切相关的领域从事研究、设计、开发、生产,管理、教学的高层次、高素质的创造性人才。其课程设置面向新技术并具有工偏理的特色,其中数学、物理等课程的学时较多、要求高;技术基础课包括电工技术、模拟电子技术,数字电子技术,计算机软件技术、计算机硬件技术,工程力学、流体力学等获得较全面工程训练的课程;专业课有辐射物理及探测学、近代物理电子学、核工程原理、智能物理仪器等。整个学习期间保持外语和计算机方面课程的连续性和不断上层次,并通过众多实践环节培养学生将理论知识用于工程技术的能力,为学生今后的发展打下坚实的基础。

清华大学工程物理系定向生的招生为渴望接受一流高等教育、有志于从事国防尖端科研事业或核科学与技术领域的研究工作、富于才华但家庭经济较困难的青年学生提供了成才和报国的大好机会。中国工程物理研究院及中国核工业集团公司热忱欢迎莘莘学子加入到我们的事业中来。

第四篇:国家发改委就非居民用天然气价格上涨答记者问

国家发改委就非居民用天然气价格上涨答记者问

据国家发展和改革委员会网站消息,国家发展改革委决定自9月1日起调整非居民用存量天然气价格。发改委有关负责人今日表示,这次因居民用气门站价格不作调整,对居民生活和价格总水平没有直接影响。对出租车行业,气价提高后车用气价格与成品油价格相比,仍具有明显优势。

以下为答问全文:

问:国家为什么要调整非居民用存量天然气价格?

答:本世纪以来,我国天然气消费以年均15%的速度快速增长,国产资源已不能满足市场需求,进口数量逐年增加,进口天然气销售价格严重倒挂。为发挥价格杠杆作用,充分利用国际国内天然气资源,保障市场供应,近年来国家加快了天然气价格改革的步伐。为理顺天然气价格,2013年6月,出台了天然气价格调整方案,区分存量气和增量气,增量气门站价格一步调整到与可替代能源价格保持合理比价关系的水平,存量气价格调整分3年实施,计划2015年到位。这次非居民用存量气价格调整是分步理顺存量天然气价格的第二步。

随着去年价格调整方案的出台和落实,政策效果逐步显现,国内资源开发和海外资源引进速度明显加快,天然气供应能力显著增强,资源配置趋于合理。但是,我国天然气市场供求形势依然偏紧,2013年进口天然气530亿立方米左右,对外依存度已经超过30%。随着人民生活水平的提高和大气污染防治工作全面推进,未来一段时间国内天然气需求仍将快速增长,供求矛盾依然突出。为更好地利用价格杠杆引导资源合理配置,国家决定按照2015年实现存量气与增量气价格并轨的既定目标,进一步提高存量气价格。

问:请介绍一下这次价格调整方案的主要内容

答:目前存量气与增量气还有较大价差,这次增量气价格不作调整,仅适当提高非居民用存量气门站价格,具体为:

一是非居民用气存量气最高门站价格每立方米提高0.4元。其中,考虑到目前化肥市场低迷,企业经营困难,化肥用气调价措施暂缓出台,下一步待化肥市场形势出现积极变化时再择机出台。

二是为保障居民生活,居民用气最高门站价格不调整。

需要强调的是,国家调整的是最高门站价格,供需双方可以在不超过最高门站价格的范围内,协商确定具体门站价格水平。

三是进一步落实放开进口液化天然气(LNG)气源价格和页岩气、煤层气、煤制气出厂价格政策。如果上述气源与国产陆上气、进口管道气一起运输和销售,供气企业可与下游用户单独签订购销和运输合同,气源和出厂价格由市场决定。

问:这次天然气价格调整,对国民经济和下游用气行业将产生什么影响?国家采取了哪些疏导措施?

答:这次因居民用气门站价格不作调整,对居民生活和价格总水平没有直接影响。对用气工业企业,用气成本会有所上升,这有利于促进产业结构调整,加快淘汰部分落后产能。而且,由于调整后的气价与燃料油和液化石油气等可替代能源价格相比,仍具有竞争力,因此气价调整对工业企业整体影响有限。

我们十分关注气价调整对部分重点用气行业的影响。对出租车行业,气价提高后车用气价格与成品油价格相比,仍具有明显优势。气价调整对出租车成本增支的影响,由各地根据已建立的运价与燃料价格联动机制,通过调整运价或燃料附加标准予以疏导;疏导前统筹考虑当地用油、用气车辆燃料成本差异和补贴等情况,以及经营者承受能力,由地方政府采取发放临时补贴等措施,缓解气价调整影响。对城市公交和农村道路客运,继续按现行补贴政策执行。对供热和发电企业的影响,将通过理顺供热和发电价格,由地方政府给予适当补贴,以及对个别确有困难的企业给予适当气价优惠等方式统筹解决。

问:国家将如何保障天然气市场平稳运行?

答:天然气价格调整方案出台时,国家要求各地区、各有关部门加强组织领导、精心部署,采取多种措施,稳定天然气供应,维护市场秩序。一是千方百计保障市场供应。要求有关部门和天然气生产经营企业加强生产组织和供需衔接,保障天然气市场稳定供应。二是严格执行国家价格政策。要求天然气生产经营企业严格执行国家价格政策,不得超价销售,不得扣减居民气量,变相提高居民用气价格。三是加强监督检查。要求各地加大天然气价格检查和巡查力度,依法查处各种价格违法行为,切实维护天然气市场秩序。

第五篇:核技术应用浅谈课程论文

核科学技术在材料科学中的应用

摘 要 核科学技术和材料科学的结合产生了一门新兴的交叉学科———核材料(也称核固体),主要指核技术在材料分析、物质改性和新材料研制合成中的应用.文章介绍核技术在材料科学中的应用历史、现状及其前景,包括基本物理原理。关键词 核技术、应用、材料科学 1 引言

20世纪初人类在探索物质世界更深层次的奥秘时,形成了比以往更微观的学科———核科学.广泛深刻的核科学在发展中形成了当代最主要的尖端技术之一———核技术.核技术是指利用原子核放出的射线或加速器产生的带电粒子束流,通过射线与物质相互作用来研究和改造物质的技术.核技术的应用,把人们的视野进一步推向微观,从而使人们从分子水平、原子水平和原子核水平动态了解自然现象.核技术在材料科学中的应用是原子核物理和固体物理之间新兴的交叉学科,它主要研究荷电粒子或射线束与固体表面及晶格的作用,用于材料的结构、组分和状态的分析及新材料的制备核射线很早就用来探索物质结构.1911年,物理学家卢瑟福和他的学生们用α射线轰击金属薄膜,来观测穿过金属膜后粒子飞行方向的分布,提出了著名的卢瑟福原子核式结构模型,开创了用射线束来研究物质结构的新途径.晶体X射线衍射是上世纪初固体物理的重大发现,1912年由弗里得里希和尼平在实验上观察到,它证实了晶格结构这一物理图像,开创了核技术在材料研究中应用的先河.核射线与物质的相互作用是核材料研究与应用的基础,在此基础上扩展到材料、考古、生物和环境等众多领域.核技术在材料科学中的应用和发展不仅为研究材料的结构和特性提供了强有力的工具和技术,而且还为工业、农业、国防、现代科学技术及人类生活提供了众多的新型材料.从20世纪60年代中期开始,各种低能加速器转向这方面的研究,使得这一领域得到了迅猛的发展.如今,离子束已从单一的离子扩展到原子、分子离子、团簇.所研究的材料已发展到高分子材料、绝缘材料、生物材料及复合材料等核材料科学已是跨越核物理、原子物理、固体材料物理及表面物理等众多领域的交叉学科,成为当前一个引人注目的领域.2 材料科学中的核分析技术

核分析就是用核物理手段进行材料分析,利用探测物与被探测物之间的相互作用来获取被探测物的成分、结构、物理与化学性质的信息.一个著名的实验是20世纪60年代用核分析技术成功地分析了月球土壤,记录下了世界瞩目的月球探索所带来的珍贵资料.现代的核分析技术与传统的手段相比,具有超微量、高精度和极表面的特点,而且还能提供一些独特的物理信息.常用于材料科学的核分析技术包括离子束分析、超精细相互作用核分析和活化分析等技术.2.1 超精细相互作用核分析

原子核的磁矩和电四极矩与周围电磁场之间的相互作用称为超精细相互作用.分析超精细相互作用引起核能级的移动和分裂,可以获得周围环境的信息,从而来探测物质的微观结构.主要的超精细相互作用核分析有穆斯堡尔效应、核磁共振技术、正电子湮没技术和中子散射技术等.穆斯堡尔效应是1957年德国青年科学家穆斯堡尔首次发现的,也称原子核无反冲γ共振吸收或共振散射.它对γ射线能量的依赖关系非常敏感,因此可以用穆斯堡尔效应来探测由于共振原子核附近的物理和化学环境变化而引起的共振γ射线能量的变化.一个生动的例子就是砷化镓半导体中注入锡,到底锡是处于砷位还是镓位,这只能由穆斯堡尔效应告诉我们.核磁共振现象(NMR)是1945年美国BlochF小组和PurcellEM小组分别发现的.核磁共振是指原子核在进动中吸收外界能量产生的一种能级跃迁现象.这里外界能量是指一个高频磁场,根据γ跃迁选择定则,只在相邻的能级之间发生跃迁,同时出现强烈的能量共振吸收.与前种技术相比,其可探测的核要多很多,精度也非常高.近年来发展的固体高分辨核磁共振技术,最大的特点是能反映各种相互作用和各向异性,例如对高聚物和液晶的研究可得到其他技术不可替代的结构信息.正电子湮没技术,正电子是电子的反粒子,是由狄拉克预言、安德森于1932年发现的.由源发出的正电子遇到电子会湮没成两个光子,即一对γ射线.通过对湮没寿命的测量、γ湮没关联测量和γ射线的多普勒增宽能谱测量可研究材料的结构.正电子湮没技术的应用是从50年代开始的,目前国际上最多的PAT应用还是对金属和合金材料的研究.中子散射:1932年,英国物理学家查德威克发现中子以来,中子散射技术已成为固体结构研究的另一种手段.平均动能为0.025eV的热中子,相应的波长为0.1—1nm,这正好接近物质结构中原子运动的能量和原子间的距离.热中子散射既可以用于研究物质的静态性质,也可以研究其动态性质.近年来发展起来的冷中子(能量小于0.1eV)散射是研究凝聚态物质、聚合物和大分子的有力工具.3 离子注入与材料改性

离子注入材料改性是指用离子、分子、团簇等轰击固体材料,使其表面形成一定深度的注入层,从而使材料表面的物理性质、化学组成的结构发生变化,最终导致材料改性.离子注入与其他表面加工技术相比,有很多独特的优点:注入层与靶材无明显分界面;注入只改变材料的表面性质而不影响其内部结构;此外注入离子的种类、深度、浓度及分布等易于控制.由于离子注入技术给新材料的制备带来了突破,所以其迅速在半导体、金属、陶瓷、聚合物及生物材料等各个领域中得到了应用.3.1 半导体材料加工

离子注入在半导体加工中应用最为广泛,其主要应用包括大规模集成电路、微波、激光和红外集成元件与电路.离子注入技术于60年代应用于半导体领域,形成了精细掺杂工艺和微细加工技术.离子注入可以精确控制掺杂量和注入深度,特别适于小于1μm的亚微米加工和实现多层复杂注入,因而促进了大规模集成电路的产生,推动了超大规模集成电路的发展.硅中的离子注入工艺已经进入实际的生产阶段,成为半导体工业的基本工艺之一,如中子嬗变掺杂单晶硅,高能中子注入单晶硅中使硅嬗变为磷,而均匀掺杂形成半导体,已形成产业规模.用高量氧在高温下注入硅则可以在硅表面下形成埋层二氧化硅隔离层,这种结构称为SOI结构.SOI材料是21世纪超大规模集成电路主流材料,可应用于抗辐照电路、低压低功能电路和高温下的电路.另外,离子注入是微电子加工的主要手段.离子束蚀刻可能代替传统的电子和光束蚀刻,因为它具有更高的分辨率和更短的曝光时间.3.2 金属改性与离子束冶金学

20世纪70年代初以来,离子注入金属中的应用已得到广泛开展.首先是金属的表面改性研究.金属表面注入某些离子,可以获得一般冶金工艺难以得到的表面合金相,从而对金属表面的硬度、抗腐蚀性、耐磨性以及催化性能等有显著的影响.特别是抗腐蚀、抗氧化和耐磨性的改善,在工业和国防应用中占有十分重要的地位.从大量的实验结果来看,在钢制金属切削工具、热挤压模和精密运动部件等产品中取得了延寿3—20倍的优异效果.离子注入技术还使得一些原来难以产生的合金得以生成,并形成了一门新的学科———离子束冶金学.现在,通过离子注入可以把周期表中任一稳定元素注入到任意金属表面,这样形成的亚稳态合金不仅具有潜在的经济价值,而且对于金属的基础研究也有十分重要的意义.3.3 无机非金属材料的改性

无机非金属材料主要包括玻璃、氧化物、晶体和陶瓷材料.由于离子注入可以广泛改变其物理、化学、电学、光学、机械和磁性特性,因而这些材料的改性研究也越来越受到重视.离子注入光学材料,改变其光学性质(如折射率)已是集成光学一项重要技术.离子注入SiO2玻璃,可使其折射率改变1%,注入金属杂质可得到更大的改变.二氧化硅玻璃折射系数的局域改性可用于制作波导、定向耦合器等.离子注入陶瓷,可以改变其表面的机械性质(如耐磨性),延长部件的寿命.把氮N和硼B注入到金刚石中可以增加其耐磨性、硬度及防止表面破裂.离子注入Al2O3,引起其光学特性和结构的变化,使其成为一种具有广泛应用前景的陶瓷材料[6].3.4 高分子材料改性

离子和团簇注入高分子材料的改性研究是近年来一个非常活跃的领域.荷能离子注入聚合物引起化学结构改变在当今微电子领域是十分有用的,如:延长离子轰击时间,聚合物表面的“石墨”化现象,可用作高质量的掩膜;离子辐照有机硅产生SiC膜,离子轰击聚合物产生具有电阻性质的“金属”碳等是集成电路技术中具有应用前景的领域.离子注入聚合物还可以改变其光学特性.随着注入量、能量、离子种类和聚合物的不同,聚合物的颜色会发生明显变化.此外离子注入聚合物还会引起表面的硬度、抗磨损特性、抗氧化特性和抗化学腐蚀特性的变化,如离子注入聚合物引起表面硬度的增加,已广泛用于人造关节、深水仪器等领域.当集成电路的线条小于0.1μm时,存储器线条进入分子尺寸,于是高分子存储器、分子电子学被提出来,可以设想离子束加工将是十分理想的技术.3.5 纳米材料的研制

纳米材料是当今材料科学研究的热点.核技术已成为纳米材料研制的一种有效手段.用同位素分离器使具有一定能量的离子硬嵌在某一与它固态不相溶的衬底中,然后加热退火,让它偏析出来.通过改变注入离子的能量和剂量,以及退火温度可以控制形成的纳米微晶在靶材中的深度分布和颗粒大小.国内较早地实现了离子注入退火形成纳米颗粒的技术.1996年,国外报道了离子辐照碳灰生成碳纳米管,随后1998年国内也报道了Ar离子轰击石墨过程中有碳纳米管的生成.离子注入纳米材料可以使纳米材料成为晶体,也能使它无定形化,纳米材料的改性研究也是人们研究的热点.80年代扫描探针显微学(包括STM和AFM)的突破性进展导致了纳米蚀刻术的诞生.用STM针尖和表面相互作用的原理可以进行纳米量级的蚀刻,可望在21世纪实现实用化、产业化.4 其他核技术在材料科学中的应用 4.1 等离子体技术在材料改性中的应用

等离子体作为物质存在的第四状态是指部分或完全电离的气体.在材料改性中用到的是低温等离子体技术,其应用主要体现在半导体芯片加工和薄膜涂层.等离子体工艺逐渐成为沉积涂层所选择的技术,所用技术包括热等离子体喷涂、等离子体辅助化学气相沉积和束溅射等.几乎任何能被熔化或溅射而不会分解的元素、材料都能用来形成涂层.等离子蚀刻是指从离子源引出一定能量和活性的原子、原子团、离子等基团,通过化学反应和物理轰击进行腐蚀,从而达到图形转移的效果,具有很高的各向异性度和很小的腐蚀残余物.在接近硅极限的如今,等离子蚀刻是必然趋势.在制造电路中大约40%的步骤使用等离子体加工,未来所有的超大规模集成电路,都将依靠等离子体加工.4.2 同步辐射技术在材料科学中的应用在电子同步加速器中,当接近光速的电子沿弯曲的轨道运行时,会沿切线方向放出强烈的电磁辐射,被称为同步辐射.同步辐射在材料科学中的主要应用是结构分析和软X射线光刻术.同步辐射光源具有亮度高、宽频谱可调和优异的偏振性等优点,是世界上近20年来急剧发展起来的新光源.80年代,美国、日本相继建立国家同步辐射装置,用于光刻技术的研究.利用高曝光强度的光刻束线开展亚微米器件的工艺研究,如X射线掩膜研制、X光刻胶对X射线吸收过程的研究和多次X射线套刻技术等.X射线衍射分析材料这种古老的分析手段也由于同步光源的出现而得到更大的发展.由于同步辐射在材料研究和工艺中有着重要的作用,我国已在北京、合肥建有同步装置,上海也拟建造第三代同步装置,这些同步装置的应用目的主要是面向材料科学和生命科学领域.5 结束语

通过本门课的学习,让我知道:核科学技术在材料科学中应用广泛,涉及信息、能源、国防和工农业生产的各个方面.同时核材料科学还是一个发展中的概念.它的物理基础是离子和固体的相互作用.随着研究范围的扩大,这种机制还需要进行理论研究.另外,与其他领域的交叉也正带给核材料科学新的生长点,将来对人类日常生活必定产生更大的影响.参考文献

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