葉紅楓 陳征 熊年志
【摘 要】一直以來核能都被廣泛應用到多個行業(yè)中,具有節(jié)能、環(huán)保、高效等優(yōu)勢,尤其是在應用的過程中,更是促進了行業(yè)的發(fā)展和進步,如,促進農產業(yè)的發(fā)展,提升臨床診斷和治療的效果等,充分體現出核能的應用價值。
【關鍵詞】核能;核輻射;核安全
0 前言
近些年來,核能在應用過程中的核輻射與核安全事故屢見不鮮,不僅造成環(huán)境污染,同時也危及到人身健康,因此,在核能應用的過程中必須重視核能使用的安全性,本文筆者主要針對這幾方面內容展開詳細的分析。
1 核能在醫(yī)用中的應用
核能的應用范圍極為廣泛,尤其是近些年在醫(yī)療行業(yè)中的應用更為重視,核能應用過程中應注重核能材料的選用,核能材料主要包括核燃料以及核工程材料,也就是非核燃料材料。醫(yī)用中所應用核能中的核燃料主要分為聚變燃料、裂變燃料等兩種,其中聚變燃料主要包括氚化合物、氘化合物等,而裂變燃料則主要包括鈾、钚等元素轉換為以裂變的核素,并將其作為核能應用中所使用的燃料[1]。核能材料種類較多,例如,元件包殼、冷卻劑、反應堆控制、核反應堆結構等,雖然這些核材料被廣泛應用到行業(yè)生產中,但這些材料也均屬于放射性核素,在很大程度上會影響到人體健康,因此,在應用核材料的過程中應注意應用的安全性。因此,在核能材料應用的過程中,應注重核材料的處理、運輸和貯存,保證核材料使用的安全性、可靠性,才能將核材料的作用充分發(fā)揮出來。
醫(yī)用行業(yè)使用反射性核材料主要應用在臨床診斷和治療中,當然放射性和物質的使用需要反應堆、加速器、裂變產物中所提取,利用核反應堆中所含有的強大種子六轟擊各種靶核,并將所產生的碘、碳、錸、鍶、氘等元素物質應用到核素診斷以及體外示蹤技術,在很大程度上可以提升醫(yī)學臨床診斷和治療效果。通過加速粒子、氘核、質子等引起不同的核反應,并在此過程中將所生成的核素應用到臨床診斷和治療上,將核能的作用充分發(fā)揮出來。
核能放射性核素在醫(yī)用中的應用最早使由美國芝加哥所研究,通過自持式鏈式反應裝置的應用,進一步開辟核能物質,這在很大程度上對促進醫(yī)學的發(fā)展有著一定的進步。而且,核燃料在應用的過程中其裂變反應能夠產生足量的熱能,相比于太陽能、風能等具有節(jié)能、高效、低污染、安全等優(yōu)勢,當然,在此過程中需要利用核反應堆有效控制和維持核裂變鏈式反應,才能夠實現熱能與核能之間的轉換。
2 核能在發(fā)電廠的應用
現階段核電廠數量較多,其中應用了大量的核能,如,核電站。在人們提供大量的電力能量源,在很大程度上可以減輕發(fā)電負擔[2]。核能應用于發(fā)電廠主要是利用核反應堆的裂變釋放熱能的原理實現發(fā)電,核發(fā)電與火力發(fā)電有很多相似之處,但在性質上卻有著很大差異。核電站主要通過核反應堆以及蒸汽發(fā)生器實現發(fā)電,而火力發(fā)電則主要是利用鍋爐,所使用的發(fā)電原料也有所不同,火力發(fā)電主要是利用礦物燃燒而轉變?yōu)榛瘜W能的方式,而核電廠則是核裂變的方式轉化為化學能。
從經濟性方向考慮,核能在發(fā)電廠的應用所需要投入的資金較大,例如,安全保護、基礎建設費、核材料費等,而且核電廠生產的工藝較為復雜,造在50年代核電廠的成本高于火力發(fā)電的1倍以上,而在科技不斷發(fā)展下,核材料的研究進步也越來越大,到60年代核燃料發(fā)電成本則在逐漸接近火力發(fā)電,而到80年代后,核電廠的生產成本則明顯低于火力發(fā)電,這也是核能被廣泛應用到發(fā)電廠中的主要原因。
3 核能在農業(yè)中的應用
核能的應用較為廣泛,除了以上所提到的在醫(yī)學和電力中的應用,在農業(yè)中也得到很好的應用,更有利于提升農作物產量。核能在土壤、植物營養(yǎng)、水分管理中的應用,例如,利用同位素相同化學性質,使得物質被植物運轉、吸收,有效降這些物質轉化為植物生長的能源[3]。另外,在植物育種和遺傳中也得到廣泛的應用,利于將輻射誘變與育種技術有效結合,可以有效提升在農產業(yè)的產量。當前輻照育種主要包括內照射、外照射兩種,通過核能以及來自外部的X射線源、Y射線源、中子原等進行輻射,通過大量的實踐研究,這種農業(yè)育種具有可信性、安全性,更能夠改善育種的效果。但在實際使用中卻存在核污染問題,因此,在使用中應精確計算核能的使用量,保證所使用的和資源全部被吸收,才能避免其對外界造成危害。
4 核能應用中核安全措施分析
4.1 重視核燃料、放射性廢物管理
通過以上的分析了解到,雖然核能被廣泛應用到多個行業(yè)中,促進行業(yè)的發(fā)展,但在實際應用過程中卻存在一定的安全性問題,這在很大程度上影響到核能的應用效率,面對這種情況必須做好核能應用的核安全措施,切實保證核能應用的安全性、可靠性。首先,在核燃料運輸的過程中,應保證核燃料的密封性,避免核燃料泄露而造成污染、輻射等現象。另外,在對核燃料管理中,應對其進行隔離處理,每項核燃料必須單獨存儲,避免相互之間發(fā)生反應而影響到核燃料的正常使用,同時也避免了核燃料因反應而出現放熱引發(fā)安全事故。其次,應重視放射性廢物管理,核能在應用的過程中會產生一些放射性廢物,如果不能有效對其管理的話,放射性廢物外流會影響到周圍環(huán)境以及人體健康等,因此,核能應用后所產生的放射性廢物必須嚴加管理,未經處理的廢物嚴禁排放。
4.2 反應堆外易裂變材料的臨界安全
核能在應用中需要結合應用領取進行有效設計,如,生產環(huán)節(jié)、生產要求等,從以往核能的應用情況分析,設計過程中未能充分考慮到核能應用的安全性,尤其是反應堆外易裂變材料的臨界安全經常被忽視,從而引發(fā)一次次的核能安全事故。臨界安全主要涉及到核能應用過程中的設計、生產等多個環(huán)節(jié),例如,醫(yī)用藥物生產、農業(yè)育種方案設計、發(fā)電廠中的應用等,另外還包括反應堆核材料的運輸、貯存等,臨界安全工作中很多薄弱環(huán)節(jié)都將為核能應用埋下安全隱患,因此,應加大核反應堆外易裂變材料的安全管理,并結合實際情況完善安全管理制度,切實保證核能應用的安全性、可靠性。
4.3 注重核能應用環(huán)境的安全性
核能應用環(huán)境直接影響其應用的安全性,因此,要保證核能有效應用以及應用的安全性、可靠性,則必須注重核能應用環(huán)境的安全性。核能環(huán)境安全性主要注意幾方面:1)應不斷完善核物質配方、退役以及環(huán)境治理標準,這也是當前核能應用最容易發(fā)生爭議的緩解。2)應建立完整的核環(huán)境安全管理信息系統(tǒng),尤其是對各項數據的統(tǒng)計分析必須全面、準確。3)核能使用環(huán)境要結合行業(yè)發(fā)展的實際情況而定,同時也要根據核材料使用安全要求進行完善,及時規(guī)避不良因素對核能使用安全性的影響。另外,應不斷完善和有效實施有關核能應用的相關公約。如,《核安全公約》、《核事故或輻射緊急情況援助公約》、《乏燃料管理安全和放射性廢物管理安全聯(lián)合公約》等。
5 總結
綜上所述,當前核能在農業(yè)、醫(yī)用、發(fā)電廠等方面得到廣泛的應用,對促進行業(yè)的發(fā)展也有著很大的進步。但在實踐中缺乏先核能應用存在一定的安全問題,不僅影響到環(huán)境甚至危及到人員安全,如核輻射。而本文主要針對核能應用中核輻射與核安全展開分析,希望通過本文的分析可以提升核能應用的安全性、可靠性。
【參考文獻】
[1]張黎輝,劉黎明,李小丁,曲云歡,李光輝,董毅漫,劉英偉.德爾菲法在我國核能發(fā)展面臨的重大核安全問題篩選中的應用研究[J].核安全,2015(2):25-29+57.
[2]王玉嬋,嚴清波,袁耿彪.核能應用中核輻射與核安全的探討[J].重慶醫(yī)學,2011(27):2788-2790.
[3]王明新.核安全的社會責任——淺談《核安全公約》與《國家報告》[A].中國測繪學會.全面建設小康社會:中國科技工作者的歷史責任——中國科協(xié)2003年學術年會論文集(上)[C].中國測繪學會,2003:2.
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