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1、核技术及其应用的发展扌商要：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•本文介绍上述各技术领域的发展并着重于医学上的应用.关键词：核技术；应用；粒子加速器；核探测技术；射线；粒子束；放射性核素屮图分类号TL5;TL8;TL92;TL99;057
2、1.33;0572.21;R815;R817;P597引言1896年贝克勒尔发现铀的天然放射性，从此诞生了一门新的科学:原子核科学技术.1919年卢瑟福利用天然a射线轰击各种原子,确立了原子的核结构，随后又首次用人工方法实现了核反应•但是用天然射线源能够研究的核反应很有限,人们开始寻找一种可以产生具有不同能量的各种粒子束的装置，于是粒子加速器应运而牛•同时，为了探测各种射线和核反应的产物,还需要有辨别粒子种类和能量的探测器及相应的电子学设备•在研究核物理的过程中人们发现，放射性一方面可能造成人体的伤害，另一方面它也可以在医学
3、，工农业和其它方面有许多应用.于是相应地，辐射防护技术与射线应用技术也发展起来.此外，核物理的研究还导致了许多放射性核素的发现•它们的半衰期长至数千万年，短至不足1秒.在不同场合下选择适当的放射性核素，可以做示踪剂，测年工具或药物使用.这就是放射性核素技术（或称为同位素技术）•上述粒子加速器技术，核探测技术与核电子学，射线和粒子束技术，放射性核素技术等，通常统称为核技术•概括而言，核技术就是利用放射性现象，物质（包括荷能粒子）和规律探索自然，造福人类的一门学科，其主要内容是研究射线，荷能粒子束和放射性核素的产生，与物质相互作
4、用,探测和各种应用的技术•在我国现行的研究牛培养体系中〃核技术及应用〃属于一级学科〃核科学与技术〃之下的一个二级学科.核技术还包括核武器技术与核动力技术（或称为核能技术）.本文将首先介绍核技术的物理基础与支撑技术,然后分别介绍射线与粒子束技术以及放射性核素技术的发展及其应用.1、核技术的物理基础1.1射线和粒子束与物质的相互作用射线和粒子束通过物质时与物质发生相互作用，一方面射线和粒子在介质中被散射或吸收阻止，其能量逐步损失，另一方面物质在射线和粒子束的作用下产生电离，激发，溅射，次级射线或次级粒子发射等物理效应.射线和粒子
5、束与物质相互作用的研究已经蓬勃发展了近百年，目前所研究射线和粒子束的范围已由开始时较为单一的自发辐射产牛的Y射线，3射线（快速电子流）及a粒子，扩充到各种能量，各种核素的离子束，中子束，以至团簇离子束•这些研究一方面提供了核结构信息，另一方面也为研制核探测器，防护辐射危害，以及开展各种核技术应用工作打下了基础.虽然人们对Y射线和B射线与物质的相互作用了解得较早，但离子与物质相互作用的规律较为复杂.20世纪30年代,Bethe和Bloch提出了高速带电粒子在物质中阻止本领的Bethe-Bloch公式.60年代中期,Lindha
6、rd等人提出了离子射程的LSS理论及低速重离子在物质屮的阻止本领,从而建立了比较完备的关于离子在物质中的射程及能损的理论体系•到80年代,Ziegler等人又提出了新的原子间和互作用普适势，并编制了著名的模拟离子在固体中能损及射程的TRIM程序.另外,50年代实验发现了带电粒子在晶体中的沟道效应并随后由Lindhard等人建立了相应的理论模型,60年代末期Sigmund由级联碰撞理论提出了元素靶在离子轰击下的溅射公式.以上这些基础理论研究工作为带电粒子束技术的发展及其应用，如离子注入及离子束分析等,奠定了重要的基础.1.2粒
7、子加速器技术自20世纪30年代初开始，倍压加速器，静电加速器，射频超导肓线加速器，冋旋加速器等陆续发展起来•随着垂离子物理研究和放射性核束物理研究的兴起,大型串列静电加速器，等时性回旋加速器，重离子直线加速器也相继发展起来.近年来，为满足加速器驱动洁净核能系统和散裂中子源的需耍，强流中能ClGeV）质子直线加速器的研究已成为研究的热点•另一方面,加速器技术在多学科研究，国民经济，医学，国防等方面也得到了日益广泛的应用.此类加速器多数工作在低能区«100MeV）,如用于离子注入的倍压加速器，用于离子束分析的静电加速器，用于辐照
8、加工的高频高压加速器和绝缘芯变压器加速器，用于放疗和探伤的电子直线加速器和电子感应加速器，用于放射性药物生产的回旋加速器，用于核爆模拟及闪光照相的强脉冲加速器和感应直线加速器等.这些加速器通常要求有较高的输出流强和输出功率，也有的要求能对粒子束的能量进行精确调节•近年来，同步辐射和自由电子
