原子核科学不是交际花,而是穆桂英

这种负面印象在中国如此,海外也差不多。
因此,关于原子核科学相对全面客观的介绍说明,对于提升公众的知识结构是很有必要、也是很重要的。
本文主要讨论原子核科学与民生应用。
一个学科的生命力在于实
【菜科解读】
在讨论原子核科学技术时,许多民众首先想到的是核武器 很厉害、核辐射 很恐怖,这可能是因为某些影视作品和文章负面宣传实在过于深入人心了。
这种负面印象在中国如此,海外也差不多。
因此,关于原子核科学相对全面客观的介绍说明,对于提升公众的知识结构是很有必要、也是很重要的。
本文主要讨论原子核科学与民生应用。
一个学科的生命力在于实践,特别是社会上相对大规模的实践和应用对于一个学科发展一定会产生源源不断的动力。
原子核科学的民生应用在社会舆论方面被极大地低估,甚至没有什么名气;原子核科学对于社会的舆论影响甚至远赶不上那些影视明星的生活八卦。
本文希望表达的是:原子核科学于民生有大用,而且是科学领域在改善民生方面的佼佼者!
图 原子核科学不是交际花,而是穆桂英,上得厅堂、下得厨房 图源 | 百度百科
现在其实已经有许多文字和宣传材料解释原子核科学在民生方面的应用,这里先说说大家都知道的核能应用。
我们知道,充足的能源是人类现代社会可持续发展的必要条件。
因为个别国家利用石油货币周期性地从全世界其它国家身上薅羊毛,而且化石能源 煤炭、石油、天然气资源不可再生、环境保护压力(碳排放和环境污染),利用核能就既必要又十分重要。
因为核能技术的发展,核能越来越成为能源的重要选择。
例如,美国核能比例约为总电力的20%,法国核电比例则高达75%。
经过快速发展,我国核电比例从2012年的不足2% 提高到2018年底的4.22%,这个比例仍然不高,所以还有很大提升空间。
核电的GDP非常大,这点是不言而喻的。
如今,核电已经发展到第三代、第四代,就象网络的4G和5G一样。
三代和四代核电的安全性、经济性远高于几十年前建造的核电, 而且核废物量少,其中第四代核电系统还可以有效防止核扩散,因此代表了先进核能系统的发展趋势和技术前沿。
国际社会提出在2030年前开发六种第四代核电站的新堆型,这是多么美好的前景。
2006年,欧盟和世界主要大国(中、美、俄、印、日、韩)共同签署了历时35年的国际热核聚变实验堆 ITER计划, 建造可实现大规模聚变反应的聚变实验堆, 即核聚变能源发电的实用化。
利用核聚变能源发电的诱人之处在于聚变能的资源无限,而且没有放射性核废料,这是未来能源的主导形式, 也是最终解决人类社会能源和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径。
ITER 计划是实现聚变能商业化的第一步。
下图是取自于美国Contemporary Physics Education Project CPEP对于核科学介绍的一个插图,说明原子核科学在各个方面的广泛应用。
我们挑几个简单内容讨论一下。
图 原子核科学的应用范畴。
图源 | Nuclear Science, Contemporary Physics Education Project CPEP
我先说一个非物理专业同胞们可能不知道的应用——核技术广泛应用于考古。
这是什么道理呢?原来, 在大气层顶部一直发生一种核反应:来自外太空的中子轰击到大气中的氮原子核,一个中子把一个质子敲出去,这个中子留在原子核内,从而把氮转变成碳。
这些碳转化为二氧化碳后被植物吸收,然后再被动物吃掉,从而参与生物圈的循环。
因为这个过程在过去很长时间内产额都很稳定,又因为碳会衰变,经过上亿年后,碳与通常的碳在地球上的比例就确定下来成为一个常量。
在地球环境中,每10^12 个碳原子中有一个是碳,这一点对于所有参与生物循环的生命都是一样的,不管是一棵小青菜、一棵大树,还是美国有权有势的前总统特朗普或者阿富汗边远村落一条吃不饱食物的狗狗,体内碳与碳的比例都是相同的。
可是一旦生物体死亡了,生物体内的碳就不能参与外面的碳交换了(即碳 就无法补充了); 由于碳衰变,死亡生物体内的碳含量就比外面的要少,时间越长碳含量越少。
碳的衰变周期为5730年,因此很适合几乎无损伤地鉴定时代久远的文物。
这里我说两个相关的例子。
一个是关于都灵裹尸布 shroud of Turin 的鉴定。
人们认为这块裹尸布曾裹在耶稣身上,那么这块裹尸布究竟是真的吗?当然年份上要正确,否则就不要谈下去了。
#p#分页标题#e#这个过程做得十分严谨,为了完全确认这块裹尸布的年代,还成立了一个链条很长的委员会,从裹尸布上取了约150mg的样本,分发给五家国际实验室,最后比较所有样本的测量年份。
这个著名工作发表在 Nature 227, page 611 1989。
另一个例子是我国的越王勾践剑的鉴定,也是同样的思路,这是我国核物理学家杨福家教授的成果,实验结果证明了该剑的年份。
说这些可能大家觉得离自己生活比较远,下面我们聊聊在生活中常见的一个小东西。
在每个旅馆里有一个标配,在天花板顶上有一个很小的圆形盒子——烟雾报警器。
它的工作原理很简单:里面有放射性的重核素Am-241,它会发生alpha衰变,产生的alpha粒子会把空气电离,从而可以形成极其微弱的电流回路;假如空间中的烟雾达到某个临界值,因为烟雾是一团又脏又重的大颗粒,这些烟雾颗粒就挡住alpha 粒子,空气就不能再被电离,微弱的电流回路就大幅减少或者没有了。
系统设置当这种电流减弱发生时就立即自动报警。
图 核技术被应用于烟雾报警器。
图源| pixabay
请大家先不要骂生产的商家黑心地用这个放射线玩意儿以次充好,其实这个报警装置非常安全,alpha粒子在空气中是根本跑不远的,辐射剂量可以忽略不计;辐射剂量都是事先算好的,非常安全。
从原子核科学衍生的技术非常之多,在材料科学、军事科技 不仅仅是核武器、环境科学、航空航天等领域都有极其广泛的应用。
下面再简单提及核科学在医学和生物方面的应用。
我有一个数据,同样来自于Contemporary Physics Education Project CPEP 对于核科学的介绍: 2003年,美国每年住院人口3000万,1/3 是用核药治疗的;美国每年约1亿次核医药试验,世界其它地方加起来差不多大致这个规模。
这个数据是否很令人惊讶呢?
过去,肿瘤治疗主要靠核辐射的gamma射线 也是核科学技术,现在可以用重离子轰击肿瘤细胞。
人们可以根据肿瘤细胞所在生物体内的深度,计算出医用的重离子能量,从而准确杀死肿瘤细胞,而不是像传统利用Co-60的gamma 射线 八十年代风靡国内的日本电视剧《血疑》中,女主人公大岛幸子正是遭受了Co-60的辐射而引起健康上的悲剧 那样杀敌一千、自损八百,无差别地杀死健康的细胞。
这个技术设备现在已经被中科院近代物理所的朋友们国产化,社会效益当然非常好。
我们知道,辐照诱发生物突变。
人们把核技术用于育种, 从各种变异品种中筛选遗传性稳定的优良品种。
而重离子束是一种新兴的辐射诱变源,单位剂量的诱变效率比X 射线、γ射线和电子束等高一个量级。
重离子束穿过生物介质时把能量沉积在径迹上, 引发DNA分子的损伤,具有很高的生物学效应。
图 我国的重离子辐照诱变育种主要处理水稻、小麦、高粱、玉米、药材、花卉和水果等。
图源 | 中科院近代物理所
重离子束辐照诱变育种发展迅速,国内外获得了很多优良特性的植物突变体。
我国的重离子辐照诱变育种主要处理水稻、小麦、高粱、玉米、药材、花卉和水果等, 创造了巨大的经济和社会效益。
总而言之,核科学绝对不是花瓶式的、少数学者的游戏,原子核科学有大用于民生。
科学技术是第一生产力,用在原子核科学上是很恰当的。
如果有人对于原子核科学的应用产生兴趣,那么不妨在网上多搜罗一些原子核科学方面的介绍;而如果青年学生对此有兴趣,不妨多花一点时间阅读一些原子核科学的书籍,在认识原子核之美——复杂多变之美、条理简单之美、规则对称之美、精微玄妙之美、苍茫壮丽之美、和而不同之美、民生大用之美——的基础上,学习原子核基础理论和实验技术,投身于人类社会科学技术进步的洪流中,并为强我中华而努力!
本文经原作者授权转载自科学网博客,原标题为民生大用之原子核。
原文链接:https://blog.sciencenet.cn/blog-340416989686.html
连体婴儿是形成的?目前还是个无人知晓的秘密
这一现象发生在怀孕的最初两周,两个胎儿具有相同的染色体核型、性别、血型、毛发颜色、指纹等。
连体婴儿绝大多数为女性,男性较少。
网络图片 非洲赞比亚的一个黑人妇女,其丈夫是一个黄皮肤的中国人,她生下一对连体婴儿,他俩的肤色却是一黑一白,另接生的医生大吃一惊。
产妇21岁,名叫卡菲。
与开设华侨餐厅的丈夫美.李结婚后,她便怀孕,随后生下一对连体婴儿。
这对女婴儿头顶相连,肤色一黑一白,形成鲜明对照。
这对女婴中,白皮肤的叫苏菲亚,黑皮肤的叫杜芦笛。
医生对两个女婴进行了体检检查后,确认虽然这对女婴头顶相连,但都很处于良好的状态。
更另人惊奇的是,无论他们的长相还是性格都无相似之处。
医生建议当他们长大以后可以做人体分离手术,而他们的肤色却永远无法改变。
这对连体婴儿刚出生不久就备受媒体的关注,各大报纸对此做出了报道。
很快,他们就成了大街小巷议论的话题。
由于他们生来一黑一白,看起来像是围棋里的黑子和白子,所以有的媒体很幽默的给这对连体婴儿起了一个形象的名'字,叫棋子婴儿。
医学界也对这对连体婴儿十分好奇,医生们准备对这对女婴进行全面检查,从而找出连体女婴产生不同肤色的真相。
在孪生儿方面颇有研究的专家说:孕妇只有一颗卵子受孕,它不可能分开后形成两个受精卵。
也就是说,一个女人不可能与一个男人性交受精后不久,另一颗卵子又和另一个男人性交后受精。
一般连体婴儿具有相同的染色体核型,两个人应该各方面一样,而这对连体婴儿的肤色却产生鲜明的差异,这更是前所未闻的。
黑白棋子连婴现象的出现究竟出于何因,还是一个无人知晓的秘密,有待医学界的进一步研究。
郑重
天外来客是什么动物,恐与堕天使有关,六种动物疑似外星人
天外来客是什么动物根据圣经里面的描述,天外来客本来指的是蛇,而不是人们想象中的龙,因为在宇宙中,灵界才是真实的世界,圣经中制造主的的天使是有灵的,但是后来天使却堕落了,于是出现地狱九大堕天使,神消灭了他们的真体而保留了灵,,这些灵只能进入蛇的身体里面,与基督为敌并且迷惑众人。
在古埃及的神话中,法老王的头上通常会佩戴着蛇,而被人们发现的大部分天外来客,就是灵附着在兽类的堕天使,而在一些金字塔中,就记录着3000年以前外星生物就与蛇神有关,因此天外来客生肖中所指的动物,本来就是蛇。
形似天外来客的动物1、红唇蝙蝠鱼:这种鱼的特点就是它有烈焰红唇,嘴巴上就像是抹了口红一般,身体平扁,长度在25厘米左右,虽然它是鱼,但是游泳能力却很差,常用胸鳍在海底行走,以虾、小鱼、螃蟹为食,重要分布在加拉帕戈斯群岛海域,第一发现它人们以为是外星来的物种。
2、玻璃蛙:现在很多手机会出各种透明探索版,能够看到里面配件的排列,事实上在动物界早就有这样的先例,比如玻璃蛙就是其中之一,它的腹部的皮肤就像玻璃一样是透明的,能够看到它身体内部的构造,包括心脏的跳动、消化道的工作等等,既令人震撼又有点吓人。
3、撒旦叶尾壁虎:被认为是最像天外来客的物种之一,因为它的皮肤、外形都具有很浓的金属质感,而且一点也不像地球上的物种。
它能够模仿干枯的树叶一动不动,因尾巴很像叶片,还能将自己卷曲起来,因此被人们称为撒旦叶尾壁虎。
4、叶海龙:如果你不仔细观察,会发现叶海龙就像是海底的枝叶一样,但是它确实活生生的物种,身体是由骨质板而著称的,没有牙齿但可以抵御捕猎者的硬刺,重要生活在礁石和沙床中,活动的深度在5-15米左右,非常善于伪装,常将自己扮做树叶。
5、眼镜猴:在很多科幻作品中,天外来客指的是外星生物,他们往往会有一个共同的特性,那就是眼睛巨大,在地球上有一种动物就具有相似的特点,那就是眼镜猴,它的眼睛占据脸部的巨大一部分,因此当人们发现它的时候,还以为是外星人。
6、雪人蟹:地球上新发现的甲壳类动物,虽然名字中带有蟹字,但是身体特征却完全与螃蟹不同。
它的视力为零,真相是没有视觉的功能,身体上有许多黄色的细菌群,可以用来抵抗火山喷发而流出的有毒的气体,常生活在复活节岛附近1500公里的海域。