專業(yè)導(dǎo)論2012核工程與核技摘要從應(yīng)用的角度講,核技術(shù)主要包括射線和粒子束技術(shù)與放射性核素技術(shù).前者主要包括核分析技術(shù)、輻射加工與離子束加工、無(wú)損檢測(cè)、工業(yè)核儀表、核醫(yī)學(xué)成像、腫瘤放療和輻射誘變育種技術(shù)等；后者則主要包括放射性核素測(cè)年、放射性核素示蹤和放射性藥物。射線和粒子束與物質(zhì)的相互作用是核技術(shù)的物理基礎(chǔ),粒子加速器技術(shù)和核探測(cè)技術(shù)是核技術(shù)的主要支撐技術(shù).本文介紹了上述各技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,并介紹北京大學(xué)的核技術(shù)及應(yīng)用研究工作。關(guān)鍵詞核技術(shù)；應(yīng)用；粒子加速器；核探測(cè)技術(shù)；射線；粒子束；放射性核素中圖分類號(hào)TL5；TL8;TL92；TL99；O571。3術(shù)姓名:張朝平班級(jí):雙核二班學(xué)號(hào):201206020212時(shí)間:2013—1—3一、培養(yǎng)目標(biāo)本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防核科技工業(yè)發(fā)展需要的,能在核技術(shù)及相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域從事研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、應(yīng)用和管理等的專門(mén)人才。本專業(yè)培養(yǎng)的人才應(yīng)具有良好的數(shù)理基礎(chǔ)、扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和熟練的專業(yè)技能,能夠適應(yīng)核技術(shù)各個(gè)方向發(fā)展的基本需要;同時(shí)應(yīng)具有較好的人文社會(huì)科學(xué)和管理知識(shí),較高的道德素質(zhì)和文化素質(zhì),身心健康,全面發(fā)展。素質(zhì)要求:熱愛(ài)祖國(guó),擁護(hù)中國(guó)共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo),逐步樹(shù)立科學(xué)的世界觀和人生觀。具有健全的法治意識(shí)、誠(chéng)信意識(shí)和集體主義精神,具有良好的思想品德、社會(huì)公德和職業(yè)道德。具有較好的人文、藝術(shù)修養(yǎng)和文字、語(yǔ)言表達(dá)能力,了解歷史和世界,積極參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),適應(yīng)社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步,具有良好的心理素質(zhì)和合作意識(shí)精神,具有健康的體魄和進(jìn)取精神.具有良好的理論基礎(chǔ)和扎實(shí)的專業(yè)知識(shí),掌握熟練的專業(yè)技能,勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、創(chuàng)新,有科學(xué)精神和奮斗意識(shí)。能力要求:具有較強(qiáng)的獲取知識(shí)、更新知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)的能力,良好的表達(dá)能力、社交能力和計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)應(yīng)用能力。在核技術(shù)及相關(guān)的科研、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域,能夠綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn)和分析解決實(shí)際問(wèn)題,具有通過(guò)創(chuàng)造性思維進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和科技研究開(kāi)發(fā)的能力。具有良好的分析歸納,整理總結(jié)和撰寫(xiě)論文的能力。知識(shí)結(jié)構(gòu)要求:比較熟練地掌握一門(mén)外語(yǔ),掌握計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)應(yīng)用知識(shí),能夠進(jìn)行中外文文獻(xiàn)檢索,初步掌握本專業(yè)科研方法和了解其發(fā)展趨勢(shì),掌握科技寫(xiě)作技巧。并對(duì)國(guó)家關(guān)于科技發(fā)展、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、經(jīng)濟(jì)管理等政策法規(guī)有適當(dāng)了解。具有較好的人文和社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí);掌握核技術(shù)專業(yè)的基本科學(xué)知識(shí)包括高等數(shù)學(xué)、基礎(chǔ)物理、核物理、量子物理、電磁場(chǎng)理論、實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理等方面的基本理論、知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能;掌握與此相關(guān)的工程技術(shù)知識(shí)包括工程制圖、機(jī)械、電工、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)等方面的知識(shí);專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),根據(jù)課程體系和專業(yè)方向的要求,有重點(diǎn)地掌握輻射探測(cè)、核電子學(xué)、輻射劑量與防護(hù)、加速器物理、核數(shù)據(jù)獲取與處理、核技術(shù)應(yīng)用、核資源勘查技術(shù)、核分析方法、輻射成像、核醫(yī)學(xué)儀器與方法等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能,同時(shí)根據(jù)專業(yè)方向的不同,加強(qiáng)本方向部分專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí),了解本方向的理論前沿、研究動(dòng)態(tài)、應(yīng)用前景以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r.二、核技術(shù)專業(yè)課程體系參考框架:課程體系建設(shè)的基本原則作為核科學(xué)與技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域的核技術(shù)專業(yè),要求其教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)結(jié)構(gòu)要以系列相關(guān)物理理論和技術(shù)為基礎(chǔ),具有較高的數(shù)理要求和較扎實(shí)工程技術(shù)訓(xùn)練,能滿足各專業(yè)方向?qū)思夹g(shù)人才的需要。因此,核技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的教育內(nèi)容要特別強(qiáng)調(diào)數(shù)理基礎(chǔ)和核技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)體系,重視實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)。核技術(shù)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)面寬,可以在核科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的眾多不同專業(yè)方向工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí),專業(yè)知識(shí)涉及面寬,課程體系的建設(shè)要以能力教育、素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育的觀念為指導(dǎo),堅(jiān)持知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展為原則,以適應(yīng)現(xiàn)代核科技發(fā)展、國(guó)家工業(yè)和國(guó)防建設(shè)對(duì)核技術(shù)專業(yè)人才的需要.課程類別課程體系參考學(xué)分學(xué)分參考比例(約)人文社科基礎(chǔ)"兩課"類:思想、哲學(xué)、馬列、毛澤東思想、鄧小平理論等;人文社科類:歷史文化、文學(xué)藝術(shù)、經(jīng)濟(jì)管理、法律、國(guó)防、科學(xué)概論等;外語(yǔ)類:英語(yǔ)體育類:體育體育類：體育35-4020%自然科學(xué)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)類:高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)、數(shù)理方程方法等物理類:大學(xué)物理、原子物理學(xué)、物理實(shí)驗(yàn)等；其它:大學(xué)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)等；其它：大學(xué)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)等;其它：大學(xué)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)等；30—3518％工程技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)類:機(jī)械原理、工程制圖等;計(jì)算機(jī)類:計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、微機(jī)原理、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)等;電工電子學(xué)類:電工基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)等;電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)等；20-2512％專業(yè)基礎(chǔ)物理類:原子核物理、電磁場(chǎng)理論、量子物理;專業(yè)類:輻射探測(cè)、核電子學(xué)、核數(shù)據(jù)獲取與處理、輻射防護(hù)、信號(hào)與系統(tǒng)、加速器原理、核技術(shù)應(yīng)用;專業(yè)實(shí)驗(yàn)類:輻射探測(cè)實(shí)驗(yàn)、核電子學(xué)實(shí)驗(yàn)、核數(shù)據(jù)獲取與處理實(shí)驗(yàn)、核技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等專業(yè)實(shí)驗(yàn)類：輻射探測(cè)實(shí)驗(yàn)、核電子學(xué)實(shí)驗(yàn)、核數(shù)據(jù)獲取與處理實(shí)驗(yàn)、核技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等35—4020%專業(yè)課程選修輻射測(cè)量與儀器、輻射劑量與防護(hù)、核分析方法、輻射成像、核醫(yī)學(xué)儀器與方法、射頻技術(shù)、核工程與核工業(yè)概論、核輻射效應(yīng)、計(jì)算物理、核資源勘查技術(shù)等其它課程、反應(yīng)堆原理、腫瘤放射治療學(xué)、醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)15—2010％實(shí)踐環(huán)節(jié)專業(yè)概論與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)專題實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)論文35-4020％1。核分析特點(diǎn)在近代科學(xué)的發(fā)展中,人們十分重視材料的研究和發(fā)展。許多材料的重要的物理性能和化學(xué)性能與材料中的痕量雜質(zhì)元素、晶體的缺陷和微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。人們發(fā)展了許多物理的和化學(xué)的分析方法,對(duì)元素成分、物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及雜質(zhì)濃度體分布和表面層的形貌特征等進(jìn)行測(cè)量和表征。這些分析方法同樣也適用其它領(lǐng)域.2.核分析方法是其中的一種,它的出現(xiàn)和廣泛的應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)的化學(xué)的、物理的方法是一個(gè)挑戰(zhàn),具有高靈敏、快速和不破壞樣品等特點(diǎn),有時(shí),"非核莫屬",是一種不可替代的特殊的分析技術(shù).這是和平利用核科學(xué)和核技術(shù)的重要方面。核分析：利用核輻射粒子與物質(zhì)的原子或原子核相互作用,采用核物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)獲得可觀測(cè)信息,分析研究物質(zhì)材料成分和結(jié)構(gòu)的方法.核粒子:中子、射線、粒子、粒子、正電子、質(zhì)子、以及加速器出射的其它粒子。相互作用：主要是電磁作用,以及核力作用。離子束分析的概念總的來(lái)說(shuō):以離子束作為工具,通過(guò)它與物質(zhì)相互作用來(lái)判斷物質(zhì)中元素組成及結(jié)構(gòu)的一門(mén)學(xué)科具體來(lái)說(shuō):利用具有一定能量的離子(如:質(zhì)子、alpha離子及其它重離子)束去轟擊樣品,使樣品中的元素發(fā)生電離、激發(fā)、發(fā)射和核反應(yīng)以及自身的散射等過(guò)程,通過(guò)測(cè)量這些過(guò)程中所產(chǎn)生的射線的能量和強(qiáng)度來(lái)確定樣品中元素的種類和含量的一門(mén)學(xué)科為了對(duì)其概念有一深入的理解,大家來(lái)看離子束作用機(jī)制圖核分析方法大量出現(xiàn)、發(fā)展和廣泛應(yīng)用起始于上世紀(jì)60年代。加速器和反應(yīng)堆等大型儀器設(shè)備從核物理實(shí)驗(yàn)專用設(shè)備“解放”出來(lái),有條件用于應(yīng)用方面的研究。3.核分析的分類1)離子束分析盧瑟福背散射分析溝道技術(shù)分析核反應(yīng)分析質(zhì)子X(jué)熒光分析2)活化分析中子活化分析帶電粒子活化分析3)核效應(yīng)分析穆斯堡爾效應(yīng)分析正電子淹滅技術(shù)擾動(dòng)角關(guān)聯(lián)核磁共振4)超靈敏質(zhì)譜分析三、核技術(shù)應(yīng)用同位素示蹤核成像技術(shù)離子束分析中子活化分析檢測(cè)用核技術(shù)輻射工藝1.同位素示蹤1911年,Hevesy在英國(guó)盧瑟福實(shí)驗(yàn)室工作期間,因懷疑女房東總是把剩菜改頭換面之后給他吃.于是,他在剩菜中放上微量的放射性釷,然后在下一次的菜中檢驗(yàn)是否有放射性,結(jié)果他每次都能準(zhǔn)確地判斷出他所吃的菜是剩菜還是新菜。G。deHevesy2.同位素示蹤3在生物領(lǐng)域的應(yīng)用192年,Hevesy在丹麥玻爾實(shí)驗(yàn)室工作期間,將豆科植物浸泡在含有放射性210Pb和212Pb的鉛鹽溶液中.結(jié)果發(fā)現(xiàn):鉛全部被吸附在根部,從而保護(hù)和其它部位.32P示蹤1949年,Calvin用14C揭示了光合作用3.核成像技術(shù)CT—計(jì)算機(jī)斷層掃描g-CT,X—CT,正電子發(fā)射CT,核磁共振CT4.離子