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浅析核物理、核探测、核分析技术融合应用

摘要：人类在大自然中探索、发展，利用各种各样的手段进行剖析，而环境与人体的相互作用使得人体感官功能仅限于生物大分子和细胞的物质密度和结构等等，而对于自然中的一些宏观现象（声波、光波）人类也开始借助一些工具对一些微小分子进行探索，本文根据核技术的发展情况为依据，重点讨论核技术在工业生产、农业发展、环境监测、医学发展中的应用分析。

关键词:核物理;核探测;核分析技术

前言：随着社会经济的高速发展，人类对于自然的探索也到了一定的高度，并且开始利用各种工具与自然界展开了对话，探索能力也在不断的提高，在探索初期人类主要借助放大镜或者显微镜，对一些微小事物进行分析，这一工具的使用，使人们了解到了微米大小的物质的结构变化，之后各种各样的电子显微镜也随之出现。利用各种科学技术进行剖析微小事物的同时，能够体现核物理这项关键技术对于人类科学技术的发展以及工业社会的进步具有重要的探索和应用价值。并且，从现代经济的发展情况来看，核物理技术在当今社会的整体发展当中占有不可替代的地位，是属于目前科学技术中最重要的顶端技术，也是现代科学技术的重要组成部分，因此，加大对核物理核探测以及核分析基础的研究以及应用对人类社会的发展具有划时代的意义。

一、关于核技术的分析研究

核分析技术是利用原子核反应堆、离子加速器、放射性同位素以及离子探测器等各种物理设备原子核的物理现象上发展起来的一门关键技术。从广义范畴当中分析和技术是指研究所有的与核有关的科学技术；而从狭义概念分析核技术主要研究的是核武器、核能源、核动力等等，而目前各行各业当中，经常用到的核技术有同位素追踪、核成像，技术和分析技术以及和探测技术。从以上四项应用技术当中分析，加大对核物理相关技术的研究探索，并且促进该技术进入各行各业的发展，对于社会经济的发展和人类进步具有重要的价值。

核探测技术是整个和技术应用的重要支撑，它是核物理实验室研究核动能必不可少的基础。核探测技术主要是指他能够将粒子束的能量通过与介质的相互作用转化为光电信号，再由仪器记录和分析。这项技术主要包括气体探测器，闪烁体探测器以及半导体探测器。首先，气体探测器在20世纪50年代已经是大规模的发展，哪怕后来的发展中气体探测器逐渐被半导体探测器和闪烁体探测器取代，但是因为气体探测器独特的功能仍然在一些高能物理实验室当中继续应用，并且在核物理和医学成像方面气体探测器得到了广泛应用。但好景不长，随着半导体探测器发展迅速，并且具有各项胜于气体探测器的优势，在应用领域当中不断扩大，另外，人们根据半导体探测器具有浮躁，损伤和较短寿命的缺点改造成了中子探测器，并且在一些大型的物理学实验室以及矿物学，地质学等各项研究领域当中，也发挥了重要的作用。

二、分析核物理与核探测、核分析技术的应用

从目前各行各业的发展情况来看，核物理与核技术的有效应用对各行各业的发展带来了很大的技术支持，并且对现代科学技术的发展起到了推动作用。

2.1在工业生产中和技术的分析应用

最初核技术在工业生产当中应用于辐射加工利用，该技术所产生的射线或者电子加速器产生的电子束照射物料，从而引起高分子材料发生化学反应，以便于获得理想材料。并且辐射加工，现在主要是用于获得优质的电线电缆、热收缩材料以及发泡材料。除了核技术在辐射加工中的应用之外，无损探测在工业生产发展当中也有很重要的作用。利用该技术对加速器产生的电子数打靶的射线进行照射，从而能够产生一系列的平面图像，该图像能够实现对一些器材容器的检验，因此该技术对材料要求较高的一些行业当中有很重要的作用，比如化工生产，机械加工等。

2.2核技术在医学行业的应用

核技术在医学当中的应用要是在医学成像和放射治疗两个方面中。医院中核医学成像主要包括单光子发射断层成像以及正电子断层成像。利用追踪器对电子进行追踪，从而使该器官变成放射源，通过探测器对追踪器的监测，建立一系列的断面图像，能够为患者进行病情诊断；而放射治疗也是针对肿瘤患者实施的一个治疗手段。从现在运用来讲，放射治疗所利用的是低传能密度治疗和高传能密度治疗，第一种是利用射线进行治疗，而第二种主要是指中子治疗以及重离子治疗。但是从病人的体质健康进行分析，放射性治疗主要是在杀死癌细胞的同时，尽最大可能减少对正常组织的伤害，因此，这项技术在医学行业当中有很大发展空间，值得大力探索和应用。

2.3核技术在农业生产中的应用

核技术在农业生产中的应用主要分布在以下几个方面：第一，利用核辐射进行诱变技术在农业育种方面的应用较为广泛，并且根据实例统计，该技术在育种方面总计获得了2000多个新型品种的培养，在提高农业产值方面实现了重要价值。第二，除了育种方面的应用，利用辐射加工技术也可以抑制某些种子的发芽，对一些植物的基因进行实验改造，使能够实现优秀基因的遗传发展。第三，核技术在昆虫的不育方面也得到了良好的应用，通过昆虫辐射不育技术可以有效预防植物的病虫灾害，抑制昆虫的繁殖侵略，从根源上抵御植物的病虫灾害。

2.4核技术在环境保护方面的应用:

随着社会经济的发展，对人类的的生存环境也带来了一定的危害，因此利用核技术保护环境是大势所趋。并且有实际研究发现，核辐射能够作为催化剂来提高化学反应速率，以此来治疗一些环境污染有一定的现实价值。例如，现在危害环境的最大问题是废气的排放问题，如二氧化硫，一氧化氮污染物。而且利用核技术进行照射，能够提高污染物的去除率，根据一些研究结果表示，利用这项技术，能够使一氧化氮的脱除率能够达到80%以上，并且这项技术也能够对污水进行处理，可以清除聚合物也能够对污水进行消毒。另外，利用和分析技术，能够在环境监测方面对一些有害物质实现快速的监测，能够实时掌握环境污染物的动态控制以及在进行有效管理发挥了重要的作用。

2.6核技术在食品检测中的应用

核技术在没有应用于食品领域之前所采用的食品检测传统方法，虽然方法简单，但是检测结果容易出现错误，使一些有害物质无法检测造成食品的安全稳定性影响较大而核技术恰恰能够弥补这些缺点，最终的监测结果非常精确，并且适用于任何食物，不会因为食品大小、生产方式不同的原因出现错误的判断，因此，这项技术在食品研究当中，一经应用就受到了广泛好评。

第一：对食品水分的检测。

食物当中的水分对食物的品质有很大的影响，比如一些面包类的食物，如果水分含量过多，就会影响口感，并且不容易保存，而水果当中，如果水分含量过少，口感会变差。核磁共振技术在食品当中的重要研究，就是能够观察到食品当中水分的物理结构，通过原子核测定水分子流动性就能够推测出检测食品当中水分的含量，进而检测食品的品质。

第二：食品中糖分的分析检测

食物中的糖有很多种如果糖，葡萄糖，麦芽糖，蔗糖等，虽然这类糖品种不同，但是他们的化学结构大部分都是相似的，区别仅是一些原子的重复次数或者排列次序，在空间结构当中的差异。由于这些糖类的化学结构有相似性，利用传统的检测方法是无法区别的，因此，就需要用核磁共振来进行分析检测，通过研究可以发现，核磁共振成像技术在糖的分析当中，主要是利用重水作为溶剂，用这类溶剂就能够检测出食物当中糖的具体形态。

第三：分析食品中的蛋白质和氨基酸

核技术不仅能够检测食品当中的水份糖份，而且还可以检测食品当中的氨基酸成分。主要利用核磁共振波谱技术来进行氨基酸的结构形态监测，在结合其他分析数据推测出各类氨基酸的表面结构和排列顺序，以此研究食品中蛋白质和其他组织的结合情况，说明食品品质的优劣。

2.7核技术在药物分析中的应用

第一：鉴定高聚物药物

利用普通方法进行鉴定，高聚类药物是受到很多因素的干扰，但是核磁共振技术往往不受这些干扰，比如鉴定多糖类药物的化学组成成分，就可以利用核磁共振技术区分不同动物种类中提取的药物，并且明确药物的组分含量。

第二：多肤类药物的鉴定。

鉴定多糖类药物的主要分析方法，利用红外光谱、紫外光谱以及液相色谱等，但是有的也逐渐开始利用氨基酸分析法来确定氨基酸的组成和相对含量。而核技术在药学技术中的应用，使核技术逐渐取代氨基酸分析法进行药物鉴定，这是因为核技术不受外界环境的影响而产生误差，比如可以鉴定不同胰岛素的氨基酸差异。

第三：糖疫苗鉴定。

临床应用当中，主要是利用糖疫苗来有效的抑制肺炎，脑膜炎的发病，但是还会引起病人的一些低反应。而核技术的应用就可以对糖疫苗进行严格检测，可以灵敏的检测出混入疫苗中的杂质成分，检测糖链和载体蛋白的比例，能够实现糖疫苗的质量管控措施。

第四：具体应用

①检测样本：一些农村当中有的药物没有产品说明的药物，可以利用核技术进行成分鉴定，提取出有效的药物成分进行应用。

②样品制备。进行检测之前对样品进行有效处理，混合后进行超声提取，经过一系列步骤之后在核磁管中加入提取物和溶剂。

③药物鉴定。将之前提取好的药物保存在一定的温度中，在25摄氏度进行监测就可以得到核磁共振图像，进而能发现样品是哪一类的混合物，之后进行相关的谱图识别，确定药物结构，明确药物成分。

三、结束语

综上所述，在现代社会经济的高速发展之下，各类科学技术也逐渐兴起，其中核技术的应用体现了人类科学技术在推动工业生产，国防建设，应用领域等各行各业当中的重大价值。除了本文当中提到的工业生产，医学领域，农业生产，环境保护，食品监测，药物分析等这几个行业当中应用核技术之外，还有很多其他行业也开始利用核技术进行创新发展，由此可见，核物理、核探测、核分析技术的融合应用，对于整个人类社会的科学技术发展有着推动作用，这类高科技技术的广泛应用标志着人类社会的巨大进步，不管在微观还是宏观方面，都阐述了人类文明的发展和影响。

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