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核科学与技术作业指导书

TOC\o1-2\h\u18203第一章核物理基础 2

316061.1原子结构 2

256921.2核子与核力 2

65791.3核反应与衰变 2

255401.4核素及其性质 2

22721第二章核能概述 3

30532.1核能发展历史 3

227692.2核能种类及特点 3

101072.2.1核裂变能 3

80762.2.2核聚变能 4

161302.3核能利用现状与展望 4

290752.3.1核能利用现状 4

284662.3.2核能利用展望 4

7630第三章核反应堆原理与设计 4

95423.1核反应堆基本原理 4

306983.2核反应堆类型与结构 5

71773.3核反应堆设计原则 6

5626第四章核燃料循环 6

15214.1核燃料制备 6

109074.2核燃料燃烧 6

299834.3核燃料处理与回收 7

27009第五章核辐射防护 7

225915.1核辐射基本概念 7

44205.2核辐射防护措施 8

234635.3核辐射监测与评价 8

19608第六章核废物处理与处置 9

143706.1核废物分类 9

282586.2核废物处理技术 9

13436.3核废物处置方法 10

26429第七章核安全与环境保护 10

49157.1核安全基本概念 10

21627.2核安全评价与监管 11

124147.3核应急与处理 11

1908第八章核技术在工业应用 12

86878.1核技术在材料检测中的应用 12

36708.2核技术在能源领域的应用 12

19968.3核技术在医疗领域的应用 12

18647第九章核技术在农业应用 13

2889.1核技术在农业育种中的应用 13

69079.2核技术在农业生态环境保护中的应用 13

98479.3核技术在农业病虫害防治中的应用 14

21837第十章核科学前沿与展望 14

3266510.1核聚变技术 14

722510.2核能可持续发展 14

2969910.3核科学未来发展趋势 15

第一章核物理基础

1.1原子结构

原子是构成物质的基本单元，其结构对于理解核物理。原子由原子核和围绕核外电子组成。原子核位于原子中心，占据原子体积的极小部分，却集中了原子的绝大部分质量。原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，质子和中子的总数称为原子质量数。原子核外围存在电子云，电子在原子核外按照一定的能级分布，形成原子的电子壳层结构。

1.2核子与核力

核子是原子核中质子和中子的统称。核子之间存在着一种强大的相互作用力，称为核力。核力是一种短程力，作用范围在1.5×10^15m以内。核力具有饱和性、吸引性和电荷独立性。核力的存在使得原子核能够稳定地维持其结构，防止质子和中子因电磁相互作用而分离。

1.3核反应与衰变

核反应是指原子核在受到外界粒子或辐射的作用下，发生结构改变的过程。核反应可以分为自发反应和诱发反应。自发反应是指原子核在没有外界作用的情况下，自发地发生结构改变，如放射性衰变。诱发反应是指原子核在外界粒子或辐射的作用下，发生结构改变，如核裂变和核聚变。

放射性衰变是原子核自发地放出粒子或辐射，转变为另一种核素的过程。放射性衰变可以分为α衰变、β衰变、γ衰变等。α衰变是指原子核自发地放出一个α粒子（两个质子和两个中子组成的氦核），转变为质量数较小的核素。β衰变是指原子核中的中子转变为质子，同时放出一个电子（β^衰变）或质子转变为中子，同时放出一个正电子（β^衰变）。γ衰变是指原子核从激发态跃迁到基态时，放出γ射线的现象。

1.4核素及其性质

核素是具有一定数目质子和中子的原子核。核素具有以下性质：

（1）稳定性：核素可以分为稳定核素和放射性核素。稳定核素在自然界中能够稳定存在，而放射性核素则会自发地发生衰变。

（2）丰度：核素在地壳、大气和生物体中的相对含量称为丰度。稳定核素的丰度较高，而放射性核素的丰度较低。

（3）同位素：具有相同质子数但不同中子数的核素称为同位素。同位素具有相同的化学性质，但物理性质有所不同。

（4）放射性：放射性核素在衰变过程中会放出粒子或辐射，对环境和生物体产生影响。

（5）半衰期：放射性核素的半衰期是指原子核衰变到原有数量一半所需的时间。半衰期是放射性核素的一个重要特性，可以用来研究地质年代、生物进化等领域。

第二章核能概述