2023年9月,习近平总书记在黑龙江考察调研时指出:“积极培育新能源、新材料、先进制造、电子信息等战略性新兴产业,积极培育未来产业,加快形成新质生产力,增强发展新动能。”为了解读新质生产力的深刻内涵,中央电视台《东方时空》节目重磅推出《新质生产力在中国》专栏,深入报道了我国未来产业的蓬勃发展。
核技术应用产业作为新质生产力的重要组成部分,既是典型的高新技术产业,又是战略性新兴产业,高科技、高效能、高质量的特征在其身上体现得尤为突出。对于大众来说,核技术的应用或许并不陌生,但由于缺乏具体的了解,很多人谈“核”色变。因此,秦洲核安特开设核技术板块普及《核知百科》专栏,旨在为广大公众揭开核技术神秘的面纱,让大家更深入了解这一领域的发展现状和未来前景。
“核”动力全开探秘核技术的现代奇迹
核技术应用属于现代高新技术产业。它发端于上世纪中叶,世界上已有150多个国家和地区开展核技术的研究开发和应用。发达国家核技术应用产业商业模式成熟、市场集中度高且已形成庞大的规模;紧密关联产业产值已占到国内生产总值的2%以上。我国核技术应用始于改革开放以后,多种所有制单位积极参与,技术转化应用空前活跃,逐步形成专业化、市场化、规模化发展态势。
据统计,核技术与国民经济制造业领域43个细分行业中的近三分之一的行业有关,广泛应用在工业、医学、农业、环保、公共安全等领域。其中,工业方面的应用占比最高,达到了55%;其次就是医疗卫生方面的应用,占比约18%;农业应用领域,占比约为17%;公共安全方面占比5%左右。
“核”心助农:农业领域的核技术革新
核农学是核技术与农业科学相结合的交叉学科,旨在利用核科学技术原理研究解决农业科学领域中的基础理论问题。核技术应用于现代农业,首先的功用就是可以选育农作物新品种。
在植物辐射诱变育种、农产品和食品辐射加工、昆虫辐射不育等领域核技术已经取得了广泛的应用。核技术已成为改造、革新传统农业和促进农业现代化的重要科学技术。以食品辐射加工为例,用电子束直接或间接破坏微生物的核糖核酸、蛋白质和酶的辐射消毒灭菌技术,具有无污染、无化学残留物、灭菌最彻底等优点,可用于杀灭食品中的微生物,防止食源性传染病流行;还可用于降低果蔬的代谢速度,延长货架期,在保障食品安全方面发挥重要作用。而植物辐射诱变育种技术作为常规育种手段的重要补充,可以有效缓解农林业存在的种植品种单一、物质资源匮乏的问题。
“核”力制造:工业革新的核技术驱动
在工业领域,利用射线工业CT等无损检测装置进行工业射线探伤,能够确定产品、设备、材料中存在的缺陷,以提高产品质量并且不会产生破坏性。
常用的工业探伤辐射源主要来自X射线机、密封放射源和粒子加速器。X射线多用于检查较薄的部件,可以随时随地开展工作,射线强度调整快捷,无需像放射源那样随时间衰减而更换,因此常用在铸件、焊接件、电子元器件结构上;γ射线源,可产生高能光子,并具有特定能量,有利于图像重建,常应用在航天、造船等高精焊接件监测和铸件上。在煤田、铀矿勘探和石油勘探中,常用γ射线或中子测井。
核技术应用的快速发展也成为了推进新材料、新技术、新方法、新工艺不断创新发展的动力之一。例如,我们可以利用辐照技术对高分子材料进行改性,使其更加耐高温且不易老化。经过辐射加工获得的高性能塑料,可以用于制造卫星器件,制造人工心脏瓣膜、人工关节、人工角膜,等等。此外,可以利用射线工业CT等无损检测装置确定产品、设备、材料中存在的缺陷,提高产品质量。
“核”绿行动:环保战线的核技术力量
在生态环保领域,电子束用以处理污水也越来越成为一种发展趋势。作为一项国际新型环保技术,电子束处理特种废物技术同时得到了国际原子能机构高度评价,目前已成功运用于工业废水、医疗废水、抗生素菌渣、制药废水、煤化工焦化废水、油气田采出废水、垃圾渗滤液、医疗废物、危废浓液、城镇污水提标等十个领域,中国首创、国际领先的电子束处理特种废物技术已正式迈入大规模商业化应用阶段。
核分析技术已应用于大气污染物监测,水体和各类环境样品的分析中;利用辐照技术开展大气、废水、污泥的净化处理,能获得比传统处理技术更高效、更低能耗、更准确的处理能力。例如,用电子束辐照技术处理废水。这种技术与传统废水处理技术相比,温室气体排放量少,基本不产生剩余污泥,处理速度快、范围广。
“核”护安全:公众安全中的核技术应用
在公众安全领域,X射线、γ射线、中子等探测技术已广泛应用于航空、铁路、海运、公路等客运和货运安全检查中。近年来发展起来的核磁共振、核四级共振等“指纹式”高精度检测技术,也具有广阔应用前景。
X射线、γ射线、中子等探测技术已广泛应用于航空、铁路、海运、公路等客运和货运安全检查中。近年来发展起来的核磁共振、核四级共振等“指纹式”高精度检测技术,也具有广阔应用前景。其中,大型集装箱/车辆检查系统是核技术在公众安全领域最成功的应用,已在北京奥运会、上海世博会、博鳌亚洲论坛等多项国际重大活动的安保中发挥了不可替代的作用。此外,融合了双能材料识别技术和螺旋CT扫描技术等尖端科技的CT型行李/物品检查系统,可用于探测固体/液体爆炸物/检疫性违禁品等多种类型的违禁品,并实现自动报警,具有更高的检出率和更低的误报率。
未来核技术将会更加广泛、深入地应用于农业、医疗、环保等领域,核技术应用将给人们创造出更多美好的改变,进一步造福全人类。
资料整理来源:《中国核技术应用产业发展报告(2023)》、央视新闻、核医之窗
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