谈核不必色变带您认识工业“新星”核辐射

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核辐射,原本是自然界非常普遍的现象,然而,在媒体的宣传甚至夸大之下,加之历史上发生过几次严重的核电站泄漏事故和原子弹爆炸事件,多年来,核辐射都被大众视为一个可怕的魔鬼,唯恐避之不及。但事实上,核辐射为人类社会的发展做出了巨大贡献,也是人类科技进步的重要支撑之一。核辐射其实也是“有苦难言”,一肚子委屈无处诉说呢!

核电站中的核辐射

一提到核辐射的作用,首先映入脑海的恐怕就是核电站了。核电站是人类电力来源的重要组成部分。随着化石能源的消耗,核电站的压力日益增加。然而社会的发展对电力的需求越来越大,这个缺口将如何填补呢?近年来新能源的概念层出不穷,太阳能、风能、生物质能等能源发电逐渐填补了电力需求的缺口。而具有环保性高、资源消耗少、储存运输方便等优点的核能发电,也正发挥着日益重要的作用。核电站的核心是核反应堆,这是核反应能量产生的地方。核反应堆利用外来中子轰击铀235的原子核实现核裂变反应,被轰击的原子核会吸收一个中子并分裂成两个质量较小的原子核,同时放出2到3个中子。而这些中子可以继续轰击其他原子核,引起新的裂变反应,这就是裂变的链式反应。原子核的链式反应可以产生大量热能,用循环水(或液态金属,如钠、钾)将热能传递到反应堆外部加以利用,同时还能避免反应堆因过热而烧毁。导出的热能可以用来对电站的锅炉进行加热,使其中的水转化为蒸汽从而产生动能,推动汽轮机转动,最终将动能转化为电能。电厂发出的电通过电缆输送到千家万户,保证电力的供应。

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核电站(图片来源:人民网)

工业中的核辐射

除了核电站,核辐射在工业中同样是不可或缺的。工业生产中常常需要对设备进行探伤处理,在对飞机、桥梁、船舶等金属部件进行探测时,不能破坏这些部件,但是我们又必须知道这些金属部件中是否存在气泡、针孔、裂痕等问题,以便及时进行更换和维修。此时,核辐射就能大显身手了!

核辐射能用来探伤的原理在于x射线和γ射线有强大的穿透能力。当射线束穿透物体时会与物体发生相互作用,产生吸收和散射而使射线强度减弱。如果物体存在缺陷或结构差异,该部位透射的射线强度就不同于周围区域。采用检测器检测透射射线的强度,根据强度变化情况就可以判断物体内部的缺陷和物质分布。射线探伤大大减少了机械故障发生的概率,这对于航空、航天工业具有十分重要的意义。

除了在工业中大展拳脚之外,核辐射还在其他很多方面发挥着重要作用。任何物质都有两面性,核辐射虽然听起来很可怕,但它也并不是魔鬼,人类也完全可以控制并利用好核辐射。(王懂)

本文由中科院大连化学物理研究所副研究员王冬娥进行科学性把关。

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