核能与核武器
核能与核武器
（向奕ing*）
背景分析：自从1789年，法国科学家拉瓦锡定义了原子这一概念以来，人类便对这些微小的物体产生前所未有了兴趣，之后，一批批科学家在这些肉眼看不到的微小上花费了毕生的精力，于是，它神秘的面纱渐渐被揭开，一步步走近我们的生活并已造成了巨大的影响，而且随着时间的推移这种影响会越来越大。1945年第一颗原子弹在美国爆炸，之后的“小男孩”和“胖子”让人们见识到了这极其微小物质碰撞所产生的巨大毁灭性，而1954年在苏联建立的第一座核电站——奥布灵斯克核电站（Obninsk）的建立，又让人们意识到这股巨大能量的应用前景。权衡利弊，核能以及核武器无疑是今后能源与武器研究的重点，但当然不是铤而走险，而是运用一些手段，将负面伤害降到最低限度。本文就核物理的发展、核能利用前景以及其发展意义加以阐述。
0 关键词：核物理核武器利用前景意义
1 正文
1.1 核物理的发展
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。根据一些核物理史上重大事件可以把其发展历程分为三大时期。
初期
1896年，贝克勒尔发现的天然放射性元素标志着核物理的诞生，在此后的四十余年，人们在放射性衰变规律和射线性质上不断研究，初步创建了一系列探测方法和测量仪器，并且大多数的探测原理和方法在以后得到了发展和应用，有些基本设备，如计数器、电离室等，沿用至今。这是核物理发展的初期阶段。
1911年，卢瑟福等人利用α射线轰击各种原子，观测α射线所发生的偏折，从而确立了原子的核结构，提出了原子结构的行星模型，这一成就为原子结构的研究奠定了基础。八年后，他们又发现用α粒子轰击氮核会放出质子，这是首次用人工实现的核蜕变(核反应)。此后用射线轰击原子核来引起核反应的方法逐渐成为研究原子核的主要手段。
而在初期核物理的研究中，最主要的成果要算1932年中子的发现和1934年人工放射性核素的合成。中子不带电荷，不受核电荷的排斥，容易进入原子核而引起核反应。因此，中子核反应成为研究原子核的重要手段。在30年代，人们还通过对宇宙线的研究发现了正——————————————————
电子和介子，这些发现是粒子物理学的先河。
大发展时期
20世纪40年代前后，核物理进入大发展的阶段。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。之后，半导体探测器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，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。
通过核反应，已经人工合成了17种原子序数大于92的超铀元素和上千种新的放射性核素。这进一步表明，元素仅仅是在一定条件下相对稳定的物质结构单位，并非永恒不变的。同时在天体物理的研究表明，核过程是天体演化中起关键作用的过程，核能就是天体能量的主要来源。
过去，通过对宏观物体的研究，人们知道物质之间有电磁相互作用和引力相互作用两种长程的相互作用；通过对原子核的深入研究，才发现物质之间还有两种短程的相互作用——强相互作用和弱相互作用。在弱作用下宇称不守恒现象的发现，是对传统的物理学时空观的一次重大突破。
完善与提高时期
20世纪70年代，由于粒子物理逐渐成为一门独立的学科，核物理不再是研究物质结构的最前沿。核能利用方面不像过去那样迫切，核物理进入了一个纵深发展和广泛应用的新的更成熟的阶段。
在现阶段，粒子加速技术已有了新的进展。由于重离子加速技术的发展，人们已能有效地加速从氢到铀所有元素的离子，其能量可达到十亿电子伏特每核子。随着高能物理的发展，人们已能建造强束流的中高能加速器。这些高能粒子流从另一方面扩充了人们研究原子核的手段，使高能核物理成为富有生气的研究方面。
从核物理基础研究看，主要目标在两个方面：一是通过核现象研究粒子的性质和相互作用，特别是核子间的相互作用；再者是核多体系的运动形态的研究。而核运动形态的研究将仍在相当长的时期内占据着核物理基础研究的主要部分。
1.2 核能利用及前景
核能的利用，主要分为两大领域，一是军用，另外就是民用。其中，军用领域侧重于武器作战部和推进系统动力源的研究。民用重点是核电研究，当然在医疗技术方面等也有巨大的发展。
1.2.1 军用领域
1以核裂变或者聚变产生能量作为主要杀伤破坏机理的武器已经经历了系列发展，最初是20世纪四、五十年代研发并且投入到战争的第一代核武器原子弹，到六七十年代第二代核武器，包括先裂变后聚变的双相弹——氢弹以及经历裂-聚-裂反应的三相弹——氢铀弹，在威力上大大增加，再到八十年代后的第三代核武器，即把核爆炸的核辐射、冲击波等某一种效应进行增强的核武器，如中子弹、等离子体武器、电磁脉冲弹、冲击波弹、激光武器等，发展到现在的能量巨大但同时又不会产生核污染的第四代核武器。
2以核反应堆产生的能量为动力的实例有核动力潜艇，而核动力的出现，解决了传统引擎不能提供足够电力以保障续航时限的问题，同时提高潜艇移动速度以及运行所产生的噪音。
3如果第四代核武器成功研制，核实现了常规化，理论上可以核动力运用于航空航天领域，以减小机体自重，增加载荷。
1.2.2 民用领域
1 核电站
紧跟军用领域，民用领域也发展着核能，首要形式就是核电的研发。
世界上第座核电站在前苏联于1954年建成，当时虽然仅有5兆瓦，但这标志着核技术在发电领域的车成功利用，从实践上验证了这一设想的可行性，这也是第一代核电技术。接着，第二代核电技术在第一代技术基础上实现了，它实现了商业化、标准化等，单机组可达千兆瓦级。美国三里岛核电站事故和前苏联切尔诺贝利核电站事故催生了第二代改进型核电站，其主要特点是增设了氢气控制系统、安全壳泄压装置等，安全性能得到显著提升。此前建设的所有核电站均为一代改进堆或二代堆，如日本福岛第一核电站的部分机组反应堆。我国目前运行的核电站大多为第二代改进型。第三代核电技术是满足美国“先进轻水堆型用户要求”（URD）和“欧洲用户对轻水堆型核电站的要求”（EUR）的压水堆型技术核电机组，是具有更高安全性、更高功率的新一代先进核电站。中国已引进美国有代表性的AP1000等技术，分别在浙江三门和山东海阳等地开工建造。第四代核电是由美国能源部发起，并联合法国、英国等9个国家共同研究的下一代核电技术。目前仍处于开发阶段，预计可在2030年左右投入应用。第四代核能系统将满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、燃料增殖的风险低、防止核扩散等基本要求。
2 医疗
现今，医学也越来越受益于核技术，许多疾病都需要放射性物质来治疗和预防。如：核放射仪器可以确诊脑癌、肠癌、乳腺癌等；CT和核磁共振技术可以确诊每个人身上不舒服的地方；还有很多手术是在激光和放射波的帮助下完成的。核技术对兽医的帮助也很大，同时，核技术对保障畜牧业的卫生安全等有很大作用，此外，核技术还可以改造动物的基因与饲养，以使这些动物对人类更有利。
3 食品
核技术主要有三个作用，第一、处理过某些极易腐败的食品就不易腐败，当然，前提是不改变物质结构而对人类的健康产生危害。第二、专家们用核技术消灭食物与植物中的病毒和细菌，从而延长植物的生长期与纯度。第三、核技术可以改造植物基因，增加植物品种，以供育种选择。
4 其他
核技术可以勘探地下水源，发现水坝受损、渗水处。还可以淡化水、扫雷等。
1.3 核意义
核的可怕之处与利用的极大利益都被我们所了解，到底要如何握好这一把双刃剑呢？最大程度上发挥它的益处，实现它存在的意义呢？
在核武器方面，首先国际社会上应逐渐增加和完善关于限制核武器扩散的相关条约规定和法律，并且加大执行力度，当然世界上 5 个核大国还是负责任的这是一个好现象因为谁都知道在用核武器政府别人的同时也是在毁灭自己。其次在未来削减限制核武器。削减限制核武器发展和扩散固然重要，但是适量的核武器却是不可缺少的。如果过分的削减核武器免
不了会有一个或几个国家的结盟趁机拿核武器要挟别国，所以还是应该保留几个核大国让他们互相牵制，这样对防止核扩散反而有促进作用。
在其他利用方面，我们都知道传统能源已经濒临衰竭，核能是目前几个发展方向之一，但目前核电研发还存在着诸如核燃料循环以及核资源难题尚未解决，而且由于核电站每一道工序都极易出问题，维护难度大，所以要投入更多的精力，否则将酿成大祸。
核武器有他可怕的一面，它具有可怕的破坏力。当同时，核能又可以缓解我们现在面临的能源问题。所以，如果我们能利用好他积极的一面并且尽量避免消极的一面，我们就能让核造福人类。但这在现在还无法实现，需要我们和全世界人民不懈的努力。
参考资料：
1、许三南，《大学物理》，机械工业出版社
2、核能源的利用，https://www.wendangku.net/doc/3410202645.html,/p-91399326993.html
3、核物理，
https://www.wendangku.net/doc/3410202645.html,/link?url=RcTnMqH5Jh3ZHWIoNi2olS4SU5-AyWJhxhMQ1WX5t io8_NqG3dVW52qBNGDn_Z4d
4、核潜艇，
https://www.wendangku.net/doc/3410202645.html,/link?url=Mzcmm8SHlV8bWIYRoZeNlYj7n3UNDUHoZOOHx1s uQnUjpAgdzyWqDQ8nfgZO2bChjVsuyoFxQ2a8Qfg9EMZ_Qq
5、核电技术，
https://www.wendangku.net/doc/3410202645.html,/link?url=j4RswqvuaFBwBaaUsNw7W4IJsRl0Q6LgbsxXo5wMRJ 0m_GAiwl6GADkQpDM0TFPYyLRC8W3HE8ijlZ44wtHCF_