2018人类核工业的发展历程及前景

4433982

　　1896年天然放射性的发现，揭开了现代科学技术崭新的一页。20世纪中叶以来，核科学技术和核工业取得了迅速的发展，实现了从基础理论研究到应用技术研究，从军事利用到和平利用的重大转变。核技术已渗透到各个领域，它在经济建设、科学研究和社会生活中应用广泛，效益明显，是当代技术宝库中的重要组成部分。随着核技术的成熟，核工业的发展突飞猛进。核工业是从事核燃料研究、生产、加工，核能开发、利用，核武器研制、生产的工业。是军民结合型工业。主要产品有：核原料、核燃料、核动力装置、核武器(包括原子弹、氢弹和中子弹)、核电力，应用核技术等。核工业在国防中和国民经济中具有举足轻重的地位和作用。
　　一、发展简史
　　20世纪30年代，随着核物理的，核能的利用被提上日程。40年代初，美国为抢在德国之前制造出原子弹， 集中一大批欧美科学家和工程技术人员， 投入巨大的物力和资金，开始了核技术研究和创建核。1941年12月6日， 美国总统F.D.罗斯福批准了著名的原子弹研制计划曼哈顿工程;这是一个由政府控制的庞大的融科学技术、军事和工业为一体的国防工程;它征调了全国最先进的技术设备和数千名科技人员， 投资达数十亿美元。1942年12月2日，由科学家E. 费米领导的研究小组指导，开始建立世界上第一座核反应堆;后来又陆续建立了三座生产钚-239的石墨水冷反应堆和一个提取钚-239的放射化学工厂，以及气体扩散和电磁分离铀厂。1945年，美国研制生产出原子弹，其中一颗于当年7月16日进行了试爆， 两颗于当年8月6日和9日分别投到了日本的广岛和长崎。第二次世界大战后，美国的核工业进一步发展， 除继续扩大易裂变物质的生产、大量进行核试验、制造核武器外，也将核能利用作为船舰的动力，建设核电站;1957年美国第一座核电站运行，至今已拥有核电站上百座。前苏联于20世纪30年代开始从事核能研究，1943年决定研制核武器;1948年第一座生产钚-239的反应堆投入运行;1949年8月进行了首次核试验;1952年第一座气体扩散工厂投产;1954年6月建成世界上第一座核电站， 至今已拥有核电站几十座。英国和法国在第二次世界大战后开始建立核工业，分别在1952年和1960年进行了首次核试验。
　　核工业在国防中具有重要的地位和作用。核武器比常规武器有更大的杀伤力和破坏力，且造成放射性污染， 对环境生态有长期的、严重的后果。有鉴于此，核武器成了某些国家军事战略的基础，如美国的遏制战略、大规模报复战略、威慑战略等，都是以强大的核力量为后盾的;世界上许多国家也都很重视核技术和核工业的发展。毛泽东曾指出：在今天的世界上，我们要不受人家欺负，就不能没有这个东西。中国要打破帝国主义的核讹诈和核垄断，维护国家的安全，自立于世界民族之林，在国防上就不能没有完整的核工业。
　　在国民经济发展中，核工业也具有极为重要的作用。核工业从早期为军用服务发展起来后，陆续转向为民用服务，如核能转换为电能 、热能、机械动力等。与有机燃料相比，核燃料具有异常高的热值，成品燃料的贮存和运输费用较少，因而在选择核电厂址时，不受燃料开采和加工地区的地理限制，从而适于在缺乏有机燃料和水能资源的地区提供能源，也适于用作持久航行的远洋船舰的动力。核电站在正常运行情况下释放的有害物质比火电站少得多，有利于环境保护。在一些国家和地区，核电已经能在经济上同火电具有同等重要的意义。由于煤炭、石油、天然气、水资源有限，而人类对能源的需求又在不断增长，因此， 核电已被公认为是一种重要的能源。大力发展核电已成为世界能源发展的总趋势。此外，核工业和核技术还向国民经济各部门提供多种放射性同位素产品、射线仪器仪表以及辐射技术，在辐射加工、食品保鲜、辐射育种、灭菌消毒、医疗诊断、跟踪探测、测量等科研生产方面发挥愈来愈大的作用。核科学技术的发展和核能的和平利用是20世纪人类最伟大的成就之一。经过半个多世纪的发展，核能技术已经渗透到能源、工业、农业、医疗、环保等各个领域，为提高各国人民的生活质量作出了重要贡献。核能技术的不断发展和进步，从利用裂变能到开发聚变能，寄托着人类对未来的期望，它将成为最终解决全球可持续发展的主要能源。
　　世界核高科技产业发展起始于20世纪30年代到40年代初，那时，核物的一系列重大发现和发展开辟了人类利用核能的新纪元。美国的民用核计划起始于20世纪50年代。1953年12月8日，艾森豪威尔总统发表了和平利用原子能的演讲，正式宣告美国核工业开始向民用方面转移。1954年美国颁布了新的《原子能法》，以形式确定了核能的和平利用，此后美国开始利用军用核技术着手建造发电用的反应堆，1957年，美国第一座核电站希平港压水堆核电站投入运行。此后一系列示范核电厂相继建成，60年代后期和70年代，美国核电工业迅速发展并商业化。美国核工业的第二次军转民高潮起始于90年代初。1990年，美国能源部长James D.Watkins要求美国的三个主要核武器实验室洛斯?阿拉莫斯国家实验室、劳伦斯?利弗莫尔国家实验室和桑迪亚国家实验室把工作重点从军用转向民用。
　　前苏联在研制成功核武器之后，也将核技术转向了核电领域。1954年，苏联利用石墨水冷生产堆的经验，在奥布宁斯克建成了世界上第一座核电站。此后，苏联就一直在开展有关大型的、具有经济效益的核电站建设的研制开发工作，并以较快速度建设了一批核电站。总的来说，前苏联设计建造的核电站运行一直比较稳定，而且负荷因子很高，特别是VVER-440型压水堆核电机组，多年来负荷因子一直位于世界前列。但是，切尔诺贝利事故暴露出了苏联核电站安全性上存在严重。尽管VVER型压水堆的安全性比切尔诺贝利的大功率管式铀石墨堆要好得多，但在核电站仪器仪表控制系统等方面，苏联要大大落后于西方核电先进国家。苏联解体后，大多数主要的核燃料循环设施和为核武器计划生产的大量储存的核材料都留在了俄罗斯。在核电发展的同时，核科学技术在其他民用领域也得到迅速发展。但是，核科学技术的本质特征是军民两用。由于核科学技术的综合性和敏感性，所有核技术一直是国际所关注和严格监管的领域。除了放射性同位素和辐射技术在工农医中外，其他核科学技术应用均和国防高科技产业紧密相关。