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核能应用中核辐射与核安全的探讨

核能 核辐射 核安全
发布:2020-08-25 14:32:12     来源:科技视野

近些年来,核能在应用过程中的核辐射与核安全事故屡见不鲜,不仅造成环境污染,同时也危及到人身健康,因此,在核能应用的过程中必须重视核能使用的安全性,本文笔者主要针对这几方面内容展开详细的分析。

1 核能在医用中的应用

核能的应用范围极为广泛,尤其是近些年在医疗行业中的应用更为重视,核能应用过程中应注重核能材料的选用,核能材料主要包括核燃料以及核工程材料,也就是非核燃料材料。医用中所应用核能中的核燃料主要分为聚变燃料、裂变燃料等两种,其中聚变燃料主要包括氚化合物、氘化合物等,而裂变燃料则主要包括铀、钚等元素转换为以裂变的核素,并将其作为核能应用中所使用的燃料[1]。核能材料种类较多,例如,元件包壳、冷却剂、反应堆控制、核反应堆结构等,虽然这些核材料被广泛应用到行业生产中,但这些材料也均属于放射性核素,在很大程度上会影响到人体健康,因此,在应用核材料的过程中应注意应用的安全性。因此,在核能材料应用的过程中,应注重核材料的处理、运输和贮存,保证核材料使用的安全性、可靠性,才能将核材料的作用充分发挥出来。

医用行业使用反射性核材料主要应用在临床诊断和治疗中,当然放射性和物质的使用需要反应堆、加速器、裂变产物中所提取,利用核反应堆中所含有的强大种子六轰击各种靶核,并将所产生的碘、碳、铼、锶、氘等元素物质应用到核素诊断以及体外示踪技术,在很大程度上可以提升医学临床诊断和治疗效果。通过加速粒子、氘核、质子等引起不同的核反应,并在此过程中将所生成的核素应用到临床诊断和治疗上,将核能的作用充分发挥出来。

核能放射性核素在医用中的应用最早使由美国芝加哥所研究,通过自持式链式反应装置的应用,进一步开辟核能物质,这在很大程度上对促进医学的发展有着一定的进步。而且,核燃料在应用的过程中其裂变反应能够产生足量的热能,相比于太阳能、风能等具有节能、高效、低污染、安全等优势,当然,在此过程中需要利用核反应堆有效控制和维持核裂变链式反应,才能够实现热能与核能之间的转换。

2 核能在发电厂的应用

现阶段核电厂数量较多,其中应用了大量的核能,如,核电站。在人们提供大量的电力能量源,在很大程度上可以减轻发电负担[2]。核能应用于发电厂主要是利用核反应堆的裂变释放热能的原理实现发电,核发电与火力发电有很多相似之处,但在性质上却有着很大差异。核电站主要通过核反应堆以及蒸汽发生器实现发电,而火力发电则主要是利用锅炉,所使用的发电原料也有所不同,火力发电主要是利用矿物燃烧而转变为化学能的方式,而核电厂则是核裂变的方式转化为化学能。

从经济性方向考虑,核能在发电厂的应用所需要投入的资金较大,例如,安全保护、基础建设费、核材料费等,而且核电厂生产的工艺较为复杂,造在 50 年代核电厂的成本高于火力发电的 1 倍以上,而在科技不断发展下,核材料的研究进步也越来越大,到 60 年代核燃料发电成本则在逐渐接近火力发电,而到 80 年代后,核电厂的生产成本则明显低于火力发电,这也是核能被广泛应用到发电厂中的主要原因。

3 核能在农业中的应用

核能的应用较为广泛,除了以上所提到的在医学和电力中的应用,在农业中也得到很好的应用,更有利于提升农作物产量。核能在土壤、植物营养、水分管理中的应用,例如,利用同位素相同化学性质,使得物质被植物运转、吸收,有效降这些物质转化为植物生长的能源[3]。另外,在植物育种和遗传中也得到广泛的应用,利于将辐射诱变与育种技术有效结合,可以有效提升在农产业的产量。当前辐照育种主要包括内照射、外照射两种,通过核能以及来自外部的 X 射线源、Y 射线源、中子原等进行辐射,通过大量的实践研究,这种农业育种具有可信性、安全性,更能够改善育种的效果。但在实际使用中却存在核污染问题,因此,在使用中应精确计算核能的使用量,保证所使用的和资源全部被吸收,才能避免其对外界造成危害。

4 核能应用中核安全措施分析

4.1 重视核燃料、放射性废物管理

通过以上的分析了解到,虽然核能被广泛应用到多个行业中,促进行业的发展,但在实际应用过程中却存在一定的安全性问题,这在很大程度上影响到核能的应用效率,面对这种情况必须做好核能应用的核安全措施,切实保证核能应用的安全性、可靠性。首先,在核燃料运输的过程中,应保证核燃料的密封性,避免核燃料泄露而造成污染、辐射等现象。另外,在对核燃料管理中,应对其进行隔离处理,每项核燃料必须单独存储,避免相互之间发生反应而影响到核燃料的正常使用,同时也避免了核燃料因反应而出现放热引发安全事故。其次,应重视放射性废物管理,核能在应用的过程中会产生一些放射性废物,如果不能有效对其管理的话,放射性废物外流会影响到周围环境以及人体健康等,因此,核能应用后所产生的放射性废物必须严加管理,未经处理的废物严禁排放。

4.2 反应堆外易裂变材料的临界安全

核能在应用中需要结合应用领取进行有效设计,如,生产环节、生产要求等,从以往核能的应用情况分析,设计过程中未能充分考虑到核能应用的安全性,尤其是反应堆外易裂变材料的临界安全经常被忽视,从而引发一次次的核能安全事故。临界安全主要涉及到核能应用过程中的设计、生产等多个环节,例如,医用药物生产、农业育种方案设计、发电厂中的应用等,另外还包括反应堆核材料的运输、贮存等,临界安全工作中很多薄弱环节都将为核能应用埋下安全隐患,因此,应加大核反应堆外易裂变材料的安全管理,并结合实际情况完善安全管理制度,切实保证核能应用的安全性、可靠性。

4.3 注重核能应用环境的安全性

核能应用环境直接影响其应用的安全性,因此,要保证核能有效应用以及应用的安全性、可靠性,则必须注重核能应用环境的安全性。核能环境安全性主要注意几方面:1)应不断完善核物质配方、退役以及环境治理标准,这也是当前核能应用最容易发生争议的缓解。2)应建立完整的核环境安全管理信息系统,尤其是对各项数据的统计分析必须全面、准确。3)核能使用环境要结合行业发展的实际情况而定,同时也要根据核材料使用安全要求进行完善,及时规避不良因素对核能使用安全性的影响。另外,应不断完善和有效实施有关核能应用的相关公约。如,《核安全公约》、《核事故或辐射紧急情况援助公约》、《乏燃料管理安全和放射性废物管理安全联合公约》等。

5 总结

综上所述,当前核能在农业、医用、发电厂等方面得到广泛的应用,对促进行业的发展也有着很大的进步。但在实践中缺乏先核能应用存在一定的安全问题,不仅影响到环境甚至危及到人员安全,如核辐射。而本文主要针对核能应用中核辐射与核安全展开分析,希望通过本文的分析可以提升核能应用的安全性、可靠性。

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