中国核技术产业化的现状及未来王乃彦20世纪核科学技术取得了突飞猛进的发展,并为人类社会的进步和文明做出了重大的贡献。天然放射性核裂变的发现,使世界进入了原子能时代,并开始有了核工业。原子核的裂变和聚变释放出大量的能量,可以用来发电,也可以用来制造原子弹和氢弹,原子核的裂变和衰变及各种核反应可以产生各种粒子射线,并用来研究各种物质的特性和应用于能源、工业农业、医学和环保等领域。核聚变研究的开展,使人类可以在21世纪中叶实现核聚变能的利用,最终解决能源供应问题,同时等离子体科学技术的发展推动了能源、材料、信息、空间以及环境等领域高新技术的发展。应该说21世纪中,在世界上核技术产业必定会有大发展,核电发展的情况与未来当今核技术在国际上许多领域已经形成了巨大的产业,在核电方面,根据1997年的统计,已建成434座核电站,发电装机容量为349GW,占世界发电总装机容量的17%左右。所有工业化的发达国家,所占比例都在20%以上。美国目前核电站有109座,核电占总电量约23%,核电在美国的生产总值约700亿美元。从全球能源中长期的需求和环境保护、控制温室气体的排放出发,发展核能是必然趋势,这是很容易从下面的数字中看出来。据统计1990年世界能源消耗量等效于910Gt石油,如果每年能源消耗量按2%增长计算,到2025年,能源的年消耗量约为1810Gt石油,即为1990年两倍,而世界上可利用的能源资源按等效于石油计算为天然气22010Gt石油,石油79510Gt,煤314Tt,和铀12Tt。这数据一方面说明化石能源资源很难支持比较中长期的能源需求,但另一方面要看到支持几十年和接近百年是完全可能的。同时还必须看到节能技术的发展和新的能源物质的研究和发现,包括太阳能、风能及碳氢的水生化合物的利用会给人类提供新的能源资源。根据最近研究探明在海底储存着比石油储存量至少大十多倍的碳氢水生化合物,它们在低压条件下,可以成为很好燃料、研究工作已在国内外的研究单位中开展。这里必须指出从控制温室气体的排放方面核电有着固有的优越性(见图1)。每千瓦小时发电量,核电释放出等效12g的CO2气体,在各种能源中,它是排放量最低的。这是将下面几种过程考虑进行后的排放量,它包括采矿、压碎矿石、固液态的转化、浓缩、燃料元件制备、核电站建造和运行以及后处理过程中所放出的二氧化碳的总和。化石燃料作为能源所造成的环境1作者简介:王乃彦:(1935-),男,核物理学家,中科院院士。1956年毕业于北京大学技术物理系。现从事氟化氪激光核聚变研究。194---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---污染和CO2排放,在21世纪中是必须认真考虑的问题。图1若干种电能源的温室气体总排放因子Fig.1Thetotalgreenhousegasemissionfactorsofanumberofelectricitysources现在排放的情况,———2020年希望达到的值■当前我国大陆正在建造4座核电站,到2006年将全部建成投入运行,在2010年核电总装机容量将达到20GW,2020年将达到35GW,核电约占当时总发电量的7%。核技术在信息、微电子学、半导体材料、材料改性等方面的应用核技术在信息、微电子学、半导体材料、材料改性等方面有着广泛的应用。如离子束加工,辐射加工(包括电线、电缆辐照交联、热收缩材料的辐照加工)涂层的辐照固化、医疗器械消毒、食品防腐、保鲜、灭菌等等。离子束加工是用注入离子束于材料的表面以改变固体表面层的性质、在70年代离子注入已成为微电子线路加工的手段之一,并获得了商业应用,80年代该技术已应用于超大规模的集成电路的制备。微电子工艺中采用离子束蚀刻,较之光束和电子束蚀刻有两个重要的优点:(1)离子蚀刻的分辨率可以达到10nm即0101μm,而光束蚀刻由于衍射效应,使得分辨率限制在0125μm(用KrF激光)或0119μm(用F2激光),而电子束蚀刻、由于电子的横向散射,使分辨率很难做到好于011μm。(2)离子束蚀刻的灵敏度高、曝光时间可以缩短。由于微电子器件在未来十年内将继续缩小,新一代集成电路生产,要求蚀刻在各向异性、选择性和均匀性方面都要有显著的改进。1998年商业芯片的最好特征尺寸为0125μm,目前已达到0118μm,将来要达到011μm,接近于硅半导体器件的物理极限。离子束注入法虽然在空间分辨率上可1952...