核工程及核技术专业导论.docx

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核工程及核技术专业导论

专业导论2012

核

工

程

与

核

技

摘　要　从应用的角度讲,核技术主要包括射线和粒子束技术与放射性核素技术。

前者主要包括核分析技术、辐射加工与离子束加工、无损检测、工业核仪表、核医学成像、肿瘤放疗和辐射诱变育种技术等;后者则主要包括放射性核素测年、放射性核素示踪和放射性药物。

射线和粒子束与物质的相互作用是核技术的物理基础,粒子加速器技术和核探测技术是核技术的主要支撑技术。

本文介绍了上述各技术领域的发展,并介绍北京大学的核技术及应用研究工作。

关键词　核技术;应用;粒子加速器;核探测技术;射线;粒子束;放射性核素中图分类号　TL5;TL8;TL92;TL99;O571.3

术

姓名：

朝平

班级：

双核二班

学号：

2

时间：

2013-1-3

一、培养目标

本专业培养适应我国国民经济和国防核科技工业发展需要的，能在核技术及相关专业领域从事研究、设计、生产、应用和管理等的专门人才。

本专业培养的人才应具有良好的数理基础、扎实的专业知识和熟练的专业技能，能够适应核技术各个向发展的基本需要；同时应具有较好的人文社会科学和管理知识，较高的道德素质和文化素质，身心健康，全面发展。

●素质要求：

热爱祖国，拥护中国共产党的领导，逐步树立科学的世界观和人生观。

具有健全的法治意识、诚信意识和集体主义精神，具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。

具有较好的人文、艺术修养和文字、语言表达能力，了解历史和世界，积极参加社会实践活动，适应社会发展与进步，具有良好的心理素质和合作意识精神，具有健康的体魄和进取精神。

具有良好的理论基础和扎实的专业知识，掌握熟练的专业技能，勤奋、谨、、创新，有科学精神和奋斗意识。

●能力要求：

具有较强的获取知识、更新知识和应用知识的能力，良好的表达能力、社交能力和计算机及信息技术应用能力。

在核技术及相关的科研、应用和开发领域，能够综合应用所学知识，发现和分析解决实际问题，具有通过创造性思维进行创新实验和科技研究开发的能力。

具有良好的分析归纳，整理总结和撰写论文的能力。

●知识结构要求：

比较熟练地掌握一门外语，掌握计算机及信息技术应用知识，能够进行中外文文献检索，初步掌握本专业科研法和了解其发展趋势，掌握科技写作技巧。

并对关于科技发展、知识产权、经济管理等政策法规有适当了解。

●具有较好的人文和社会科学基础知识；

●掌握核技术专业的基本科学知识包括高等数学、基础物理、核物理、量子物理、电磁场理论、实验法、数据处理等面的基本理论、知识和实验技能；掌握与此相关的工程技术知识包括工程制图、机械、电工、电子学、计算机等面的知识；

专业基础知识，根据课程体系和专业向的要求，有重点地掌握辐射探测、核电子学、辐射剂量与防护、加速器物理、核数据获取与处理、核技术应用、核资源勘查技术、核分析法、辐射成像、核医学仪器与法等专业基础知识和相关实验技能，同时根据专业向的不同，加强本向部分专业知识的学习，了解本向的理论前沿、研究动态、应用前景以及相关产业的发展状况。

二、核技术专业课程体系参考框架：

●课程体系建设的基本原则

作为核科学与技术学科领域的核技术专业，要求其教学容和知识结构要以系列相关物理理论和技术为基础，具有较高的数理要求和较扎实工程技术训练，能满足各专业向对核技术人才的需要。

因此，核技术专业人才培养的教育容要特别强调数理基础和核技术基础知识体系，重视实践和实验环节的教学。

●核技术专业学生的就业面宽，可以在核科学技术领域的众多不同专业向工作和进一步学习，专业知识涉及面宽，课程体系的建设要以能力教育、素质教育、创新教育的观念为指导，坚持知识、能力、素质协调发展为原则，以适应现代核科技发展、工业和国防建设对核技术专业人才的需要。

课程

类别

课程体系

参考学分

学分参考比例（约）

人文社科基础

“两课”类：

思想、哲学、马列、毛泽东思想、邓小平理论等；

人文社科类：

历史文化、文学艺术、经济管理、法律、国防、

科学概论等；

外语类：

英语

体育类：

体育

35-40

20％

自然科学基础

数学类：

高等数学、线性代数、概率统计、数理程法等

物理类：

大学物理、原子物理学、物理实验等；

其它：

大学化学及实验等；

30-35

18％

工程技术基础

机械设计类：

机械原理、工程制图等；

计算机类：

计算机文化基础、微机原理、计算机程序设计等；

电工电子学类：

电工基础、模拟电路、数字电路、

电子技术实验等；

20-25

12％

专业

基础

物理类：

原子核物理、电磁场理论、量子物理；

专业类：

辐射探测、核电子学、核数据获取与处理、辐射防护、信号与系统、加速器原理、核技术应用；

专业实验类：

辐射探测实验、核电子学实验、核数据获取与处理实验、核技术应用实验等

35-40

20％

专业课程选修

辐射测量与仪器、辐射剂量与防护、核分析法、辐射成像、核医学仪器与法、射频技术、核工程与核工业概论、核辐射效应、计算物理、核资源勘查技术等其它课程、反应堆原理、肿瘤放射治疗学、医学影像物理学

15-20

10％

实践

环节

专业概论与认识实习

专题实验与生产实习

课程设计与毕业论文

35-40

20％

1.核分析特点

在近代科学的发展中，人们十分重视材料的研究和发展。

多材料的重要的物理性能和化学性能与材料中的痕量杂质元素、晶体的缺陷和微观结构有关。

人们发展了多物理的和化学的分析法，对元素成分、物质结构以及杂质浓度体分布和表面层的形貌特征等进行测量和表征。

这些分析法同样也适用其它领域。

2、核分析法是其中的一种，它的出现和广泛的应用对传统的化学的、物理的法是一个挑战，具有高灵敏、快速和不破坏样品等特点，有时，“非核莫属”，是一种不可替代的特殊的分析技术。

这是和平利用核科学和核技术的重要面。

核分析：

利用核辐射粒子与物质的原子或原子核相互作用，采用核物理实验技术获得可观测信息，分析研究物质材料成分和结构的法。

核粒子：

中子、射线、粒子、粒子、正电子、质子、以及加速器出射的其它粒子。

相互作用：

主要是电磁作用，以及核力作用。

离子束分析的概念

总的来说：

以离子束作为工具，通过它与物质相互作用来判断物质中元素组成及结构的一门学科

具体来说：

利用具有一定能量的离子（如：

质子、alpha离子及其它重离子）束去轰击样品，使样品中的元素发生电离、激发、发射和核反应以及自身的散射等过程，通过测量这些过程中所产生的射线的能量和强度来确定样品中元素的种类和含量的一门学科

为了对其概念有一深入的理解，大家来看离子束作用机制图

核分析法大量出现、发展和广泛应用起始于上世纪60年代。

加速器和反应堆等大型仪器设备从核物理实验专用设备“解放”出来，有条件用于应用面的研究。

3、核分析的分类

1）离子束分析

卢瑟福背散射分析

沟道技术分析

核反应分析

质子X荧光分析

2）活化分析

中子活化分析

带电粒子活化分析

3）核效应分析

穆斯堡尔效应分析

正电子淹灭技术

扰动角关联

核磁共振

4）超灵敏质谱分析

三、核技术应用

◆同位素示踪

◆核成像技术

◆离子束分析

◆中子活化分析

◆检测用核技术

◆辐射工艺

1、同位素示踪

v1911年，Hevesy在英国卢瑟福实验室工作期间，因怀疑女房东总是把剩菜改头换面之后给他吃。

于是，他在剩菜中放上微量的放射性钍，然后在下一次的菜中检验是否有放射性，结果他每次都能准确地判断出他所吃的菜是剩菜还是新菜。

uG.deHevesy

2、同位素示踪

u3在生物领域的应用

v192年，Hevesy在丹麦玻尔实验室工作期间，将豆科植物浸泡在含有放射性210Pb和212Pb的铅盐溶液中。

结果发现：

铅全部被吸附在根部，从而保护和其它部位。

v32P示踪

v1949年，Calvin用14C揭示了光合作用

3、核成像技术

◆CT-计算机断层扫描

◆g-CT,X-CT,正电子发射CT,核磁共振CT

4、离子束分析

◆散射截面

v微分散射截面

v积分散射截面

v能量损失

5、中子活化分析

◆分析法：

利用中子辐照使样品发生核反应，通过测定放射性分析样品组成。

6、检测用核技术

◆核测井

◆同位素测厚

7、辐射工艺

◆食品保鲜：

g辐照灭菌

◆辐射消毒：

g辐照灭菌

◆辐射育种：

g辐照导致遗传基因变异。

重离子辐照

◆辐照治疗：

放射性治疗

◆辐照交联：

辐照活化

◆辐照降解：

辐照活化