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核物理对生活的影响

核物理学又称原子核物理学，是20世纪新建立的一个物理学分

支。它研究原子核的结构和变化规律；射线束的产生、探测和分析技

术；以及同核能、核技术应用有关的物理问题。它是一门既有深刻理

论意义，又有重大实践意义的学科。

核物理的发展史从1986年的贝克勒尔发现天然放射性，人类第

一次观察到和变化，，到1911，卢瑟福本人用α射线轰击各种原子，

观测α射线所发生的偏折，从而得出简单的原子模型，这个行为

使我深刻对这些科学家无比崇拜。不久1919年，卢瑟福等又发现

用α粒子轰击氮核会放出质子。后期核物理发展的更是迅速，深

刻。例如1939年，哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象；1942

年，费密建立了第一个链式裂变反应堆，这是人类掌握核能源的

开端.20世纪40年代以来，粒子探测技术也有了很大的发展。

半导体探测的应用大大提高了测定射线能量的分辨率。核电子学

和计算技术的飞速发展从根本上改善了获取和处理实验数据的能

力，同时也大大扩展了理论计算的范围。所有这一切，开拓了可

观测的核现象的范围，提高了观测的精度和理论分析的能力，从

而大大促进了核物理研究和核技术的应用。

通过大量的实验和理论研究，人们对原子核的基本结构和变

化规律有了较深入的认识。基本弄清了核子(质子和中子的统称)

之间的相互作用的各种性质，对稳定核素或寿命较长的放射性核

素的基态和低激发态的性质已积累了较系统的实验数据。并通过

理论分析，建立了各种适用的模型。

如今随着核物理的发展，它能更好的应用于生活中。

我们耳熟能详的就是利用核物理发电——核电站，核电站原

理利用核反应堆中核燃料裂变链式反应所产生的热能，再按火力发电

厂的发电方式，将热能转变成机械能，再转换成电能。指出核电站的

同时，这无疑会让人想到辐射问题，这会影响自己的一生甚至下一代

的成长健康，但我需要申明的一点，人类所受到的辐射照射有75%来

自自然界，20%来自医疗诊断，只有0.25%来自核电，核电对于人类

辐射环境的影响微乎其微。举个例子来说，北京至欧洲乘飞机往返一

次受到的辐射为0.02毫希，胸肺透视一次为0.2毫希，而在核电站

工作一年仅为0.01毫希，其剂量仅相当于抽十支香烟所受的辐射剂

量。换句话说，仅就辐射这一点而言，在核电站工作比在飞机上当乘

务员都安全！所以关于辐射问题完全是杞人忧天，最后核电站还是清

洁环保的，核电站不产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，仅产生

一些具有放射性的核废料，这些核废料的量极少且都得到了谨慎处

理。核电站是核物理成功应用之一，当然他还有发展的空间！

第二个——核医学，如今社会我们也不陌生，它包含X光检查、

CT检查、核磁共振检查都是核医学的一些具体应用。X光检查、CT

检查的基本原理是利用X光具有穿透性，对不同密度的物质有不同的

穿透能力的特点来进行人体内部组织结构的成像。X光本质是一种波

长较短的电磁波，因最早于1895年由伦琴发现故又称伦琴射线。也

正是得益于X光的发现，伦琴于1901年获得了历史上第一个诺贝尔

物理学奖。

核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的。不同的原子

核，自旋运动的情况不同，它们可以用核的自旋量子数I来表示。

自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在一定的关系，大

致分为三种情况，如下表。

分质量NMR信

原子序数自旋量子数I

类数号

I偶数偶数0无

II偶数奇数1,2,3,„(I为整数)有

奇数或偶0.5,1.5，2.5，„（I为半整

III奇数