1引言

在"大爆炸"后的宇宙演化中，復雜的核反應過程實現了由輕元素到重元素的合成和演化，也逐漸形成了我們現在的世界。這經歷了一個從微觀到宏觀的演化過程。而人類對于世界、宇宙的認識是由宏觀現象開始的。原始人的鉆木取火是通過簡單的機械手段實現了木材中原先儲存能源的釋放。石器時代，石刀、石斧的使用，開啟了用人力分割物質的新時期。從人類揮動斧頭砍倒大樹，到科學家利用加速器加速粒子打開原子、原子核直至把質子、中子分至更小的物質層次夸克，這是一個從宏觀到微觀的過程，也是人類對物質世界的認識不斷深入的過程。

科學技術是人類在認識自然、改造自然的過程中發展起來的，始終伴隨并推動著人類文明的進步。核物理的發展也不例外。核物理是原子核物理的簡稱，是物理學的一個重要分支，是通過核物理實驗和理論研究認識原子核的結構和反應規律的一門科學。從利用少數天然放射性核發出的射線到利用加速器產生粒子束進行實驗研究，人類對核物理的知識不斷積累，應用核物理知識的能力也逐漸增強。核物理的發展史實際上也是核技術應用的歷史，兩者相輔相成。核物理學的研究和發展帶動了核技術的廣泛應用，現代核科學技術的發展，使核科學與生產的關系越來越密切，對人類生活的影響越來越顯著。

科學技術作為生產力的巨大作用在核科學領域表現得尤其明顯。與其他任何學科一樣，核物理的發展也經歷過高潮和低谷。當今世界對能源的迫切需求，使得核物理的研究重新受到了全球范圍內的重視并得到大力支持，核物理研究可以提供更精確的核數據和探索更有效地利用核能的途徑等，核技術應用為核能源的開發提供了技術保障。核物理應用不僅僅局限在能源方面，還具有更廣泛和重要的應用價值。

核物理的發展使得核技術也不斷地推陳出新，在工農業生產中發揮越來越大的作用，并向社會生活多層次全方位的滲透，成為人類生活中重要的組成部分。

2核物理在工業中的應用

核物理在工業中的應用廣泛，涉及到材料的核分析技術、同位素技術、核無損檢測技術和輻射加工技術等幾個方面。

2.1核分析技術（nuclear analytical technique）

航空航天、環境保護以及現代工農業發展都對材料的研究提出了新的要求，特別是以納米材料、電子信息材料、特種功能材料、稀土材料、新型建筑節能材料、高分子材料及新型催化劑、復合材料、特種纖維材料、環境友好材料等為代表的新材料，具有更廣泛的需求和成長空間。材料的物理性能和化學性能與材料中的痕量雜質元素、晶體的缺陷和微觀結構有關。核分析方法可以獲得材料中元素成分、物質結構以及雜質濃度體分布和表面層的形貌特征的信息，具有高靈敏度、快速和不損壞樣品等特點。我們知道，物質是由分子、原子組成的，原子可以分為原子核和核外電子。

核分析就是利用粒子與物質的原子或原子核相互作用，用核物理探測技術取得相互作用過程中的信息，進而分析研究物質材料成分和結構的方法。粒子包括中子、α粒子、β粒子、γ射線、正電子、質子以及用加速器產生的其他荷能粒子。常用的核分析技術包括盧瑟福背散射分析（RBS）、彈性反沖分析 （ERDA）、核反應分析（NRA）、質子誘發X射線熒光分析（PIXE）、二次離子質譜分析（SIMS）、中子活化分析（NAA）、帶電粒子活化分析（CPAA）、超靈敏質譜分析（AMS）等[1].2.1.1盧瑟福背散射分析（Rutherford backscat.tering,簡寫為RBS）盧瑟 福 背 散 射 分 析 起 源 于1909年 盧 瑟 福（Rutherford）和他的助手蓋革（Geiger）及學生馬斯登（Marsden）的一個實驗。他們在做α粒子和薄金箔散射實驗時，觀察到絕大部分α粒子幾乎是直接穿過金箔，但偶然有大約1/800的α粒子發生散射角大于90°的背散射。此實驗推翻了湯姆孫（Thom.son）的原子模型，確立了原子的有核模型。RBS方法主要用來分析輕元素材料中的重元素，是采用加速器加速得到或者放射源放出的高能α粒子轟擊材料表面，α粒子碰撞到材料中不同深度的原子核時被反彈回來，由探測器測量其能量。

α粒子的能量變化過程分為3個階段：第一階段，α粒子進入材料到達特定深度；第二階段，與材料中原子核碰撞發生反彈；第三階段，穿出材料到達探測器。依據碰撞過程中的動力學分析，碰撞過程中的α粒子能量發生變化，其能量與材料中原子核的質量相關；第一和第三階段能量變化和材料中原子核的分布深度有關。通過分析α粒子的能量譜，就可以得到材料成分的信息和深度分布。在1967年實施阿波羅月球登陸計劃中，測量員利用5,6,7號衛星搭載的鋦242（242Cm）α盧瑟福背散射表面分析裝置，測定了月球表面土壤的元素，發現有Ca,Fe,Si,Al,Mg,Na,O,C等[2].實驗裝置如圖1所示。

2.1.2中子活化分析（neutron activation analysis,簡寫為NAA）

中子活化分析是用反應堆、加速器或同位素中子源產生的中子作為轟擊粒子，對待分析樣品進行照射，樣品中的穩定核素吸收中子會變成處于激發態的放射性核素，測量退激γ射線的能量和強度就可以確定物質元素成分，是一種定性和定量的分析方法。歷史上首次中子活化分析是1936年匈牙利化學家馮·赫維西（G.Von Hevesy）和H.萊維（H.Levi）用鐳。鈹中子源輻照氧化釔試樣，利用164Dy（n,γ）165Dy反應測定了試樣中含有微量的鏑。中子活化分析包括待分析樣品和標準樣品的制備、活化、放射化學分離、核輻射測量和數據處理等幾個基本步驟。由于中子不帶電，因而可以輕易穿過待測樣品原子的庫侖勢壘而被俘獲，（n,γ）的俘獲截面比較大，分析靈敏度很高。利用（n,γ）反應激發曲線的尖銳共振，可以很方便地測量雜質元素的濃度和深度分布。中子活化分析具有極高的靈敏度和準確度，對元素周期表中的大部分元素都能測定，可以同時分析同一試樣中幾乎所有元素，廣泛應用于頭發樣品、地質樣品中的稀土元素及環境分析的多元素試樣分析中。

舉一個例子，公元1908年11月14日（光緒34年10月21日），光緒皇帝"病逝",光緒死亡后不到24小時，慈禧太后去世。光緒死在74歲的慈禧前面，僅差一天，于是有了光緒是被人謀害致死的傳聞。北京市公安局的偵查人員會同中國原子能科學研究院的科研人員，結合2003.2006年從河北易縣崇陵（光緒陵寢）提取的光緒頭發、衣物等重要檢材，運用中子活化實驗方法分析出光緒頭發含有大量的砷，經過對光緒死亡原因進行了反復的檢驗和縝密的分析研究，綜合分析判斷的結論是光緒明顯符合急性中毒死亡的特征。在現代核分析技術面前，長期未解之謎迎刃而解[3].

2.1.3超靈敏質譜分析技術（ultra.sensitive massspectrometry,簡寫為MS）

1949年，美國物理學家W.F.利比（Willard F.Libby）成功地利用14C測定年代，他于1960年獲得諾貝爾化學獎。14C的來源如圖2所示：宇宙射線轟擊大氣分子產生的中子與大氣中的氮通過14N（n,p）14C反應生成14C,14C可以經β衰變成為14N,半衰期為T1/2=5730年。14C與O2結合生成14CO2.14CO2和12CO2達到平衡后結合進入有機體中。假設具有以下條件：天然碳樣品的放射性從過去幾萬年前到現在保持恒定；自然界中所有活著的生物不斷地與外界進行碳的交換，體內14C的含量是一定的（例如為N0）；生物死亡后14C與外界交換停止，僅通過β衰變減少份額，則在這些條件下，通過測定樣品中14C正在發生衰變的原子核數目，就可以確定14C在樣品體內的份額N.由公式N=N0e.λt,λ=ln2T1/2,根據測得的N和N0可以計算得到t,確定生物的死亡年代，進而得到與該生物同時代發生的事件的年代。W.F.利比把14C測年方法應用于埃及已知年代的樣品，用以確定該年代所對應的埃及法老的年代。1950年，Hans Eduard Suess把放射性14C測年方法應用于研究從工業革命起礦物燃料的大量使用所放出的二氧化碳對環境的影響，有效稀釋14C/12C比值至約2%,這種稀釋效應稱為Suess效應。放射性14C測年方法還被應用于研究核武器爆炸的監測，在大氣核爆過程中產生大量的中子，與空氣中的氮通過14N（n,p）14C反應產生14C,研究發現核爆炸產生最大影響的年份約在1963年，大氣中14C的含量變為平常時期的兩倍！

但是，這個方法受限于β射線計數法的局限性，因此，靈敏度低和需要樣品量多。一種更靈敏的分析技術出現了，就是加速器質譜分析（accelerator massspectrometry,簡寫為AMS）。這是一種基于加速器的現代核分析技術，它的主要貢獻是實現了對14C半衰量的精確測試，從而實現了精確測年。圖3為14C專用加速器質譜計裝置。人們利用離子源技術把碳同位素從樣品中提取出來，通過離子加速器加速碳離子至MeV能量，然后用離子探測器技術直接鑒別碳同位素12C,13C,14C等。對考古樣品，用常規14C測年方法測量樣品的放射性需要1.5g的純碳樣本，通過幾天的測量才能使測定的年代準確到±100年；而加速器質譜法能夠直接測量放射性碳，只需要1.5mg純碳樣本，在某些特殊情況下甚至可測量含碳0.1mg以下的樣品。AMS測量現代碳樣品達到1%的精度只需10.20分鐘，常規衰變法需10個小時以上。

加速器質譜技術在我國夏、商、周斷代工程中發揮了巨大的作用[4].圖314C專用加速器質AMS技術還被應用于研究都靈的裹尸布，據說是救世主耶穌的葬布，上面顯現了釘在十字架上的裸體男人模糊的映像。W.F.利比在19世紀40年代采用碳放射性法測了裹尸布的年代（所需樣品很大）。1988年，在這塊裹尸布上取下的3個樣品分別在不同的實驗室用AMS技術進行測定，測定年代的爭論仍在繼續，有興趣的讀者可以訪問相關網站看最新的進展。AMS技術已在地球科學、考古學和古人類學、環境科學、生物醫學、材料科學、核物理與天體物理和天體化學等學科中得到廣泛的應用，并顯示出巨大的前景。

2.2同位素技術應用（application of isotope tech.nique）

放射性同位素在能源、工業、農業、醫療、環境、考古等諸多方面都有著廣泛的應用。使用放射性同位素的主要優點是可以通過測定它們發射的粒子和鑒定其特有的半衰期和輻射性質，探測它們的存在。1923年，匈牙利化學家海維西（G.C.de Hevesy）首先用天然放射性212Pb研究鉛鹽在豆科植物內的分布和轉移1此后，加速器、反應堆等人工產生放射性同位素方法的建立為放射性同位素示蹤法的更快的發展和廣泛應用提供了基本的條件和有力的保障。到目前為止，放射性同位素主要來源于三種渠道：通過加速器加速分離出的放射性同位素，從反應堆中子輻照后產物和從反應堆裂變產物中分離出的放射性同位素。同位素示蹤法（isotopic tracer method）是將可探測的放射性核素（示蹤劑TRACER）添入化學、生物或物理系統中，通過探測放射性信號來標記研究材料，以追蹤發生的過程、運行狀況或研究物質結構等的科學手段。

同位素示蹤所利用的放射性核素（或穩定性核素）以及它們的化合物，與自然界存在的相應普通元素及其化合物之間的化學性質和生物學性質是相同的，只是具有不同的核物理性質。利用放射性同位素不斷地放出特征射線的核物理性質，就可以用核探測器隨時追蹤它在體內或體外的位置、數量及其轉變等。同位素示蹤法具有非常高的靈敏度。放射性示蹤法可測到10.11.10.18g水平，即可以從1015個非放射性原子中檢出一個放射性原子。它比目前較靈敏的質量分析天平還要敏感107.108倍。

放射性測定不受其他非放射性物質的干擾，可以省略復雜的化學分離步驟。體內示蹤時，可以在體外測量某些放射性同位素的γ射線，做到非破壞性分析。放射性同位素示蹤法能準確定量地測定代謝物質的轉移和轉變，與電子顯微鏡技術等相配合，可以確定放射性示蹤劑在組織器官中的定量分布，對組織器官的定位準確度可達細胞水平、亞細胞水平乃至分子水平[6].

2.3核無損檢測（nuclear nondestructive testing）

核分析與核檢測技術在現代化工業生產中發揮了積極而重要的作用。核檢測就是利用天然或人工放射性核素與核探測儀器相結合，在生產過程中實施在線測量，隨時監測生產過程并做到實時控制。核無損檢測技術在工業生產自動化方面有大量的應用，例如：利用射線的吸收法及反射法測量板式材料（如鋼鐵、金屬、橡膠、紙張等）生產過程中的厚度、均勻度和密度；對不易移動的裝置（如造船、飛機制造等）的大部件探傷；在化學塑料、鹽開采、污水等半液態生產過程中監測水分、濕度等。工業CT是工業用計算機斷層成像技術的簡稱，它能在對檢測物體無損傷的條件下，以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式，清晰、準確、直觀地展示被檢測物體內部的結構、組成、材質及缺損狀況。

工業CT的主要技術特點是：（1）通過斷層掃描圖像直觀地看到檢測目標細節的空間位置、形狀大??；（2）具有突出的密度分辨能力；（3）高性能探測器用于斷層成像，比普通成像方法應用范圍更廣；（4）數字化的圖像易于存儲和分析。工業CT在汽車、材料、航天、航空、軍工、國防等產業領域應用廣泛，是檢測航天運載火箭及飛船航空發動機、衛星產品、機械產品質量等的重要手段，特別是特種構件焊接質量的精密檢測，大型構件的裝配質量監測和內部結構的精密檢測，結構仿真以及其他材料和構件的工業CT檢測等[7].圖4為文獻[7]中給出的工業CT應用的典型例子。

2.4輻射加工（radiation processing）輻射加工是核物理應用的重要領域，利用γ射線和加速器產生的電子束輻照被加工物體，可以使其品質或性能得以改善。作為人類和平利用核技術的成果，輻射加工被廣泛應用于醫學滅菌消毒、食品保鮮、環境保護、航空航天、石油化工等領域。隨著輻射化學和輻射生物學等基礎研究的深入以及輻射源如60Co和電子加速器等技術的成熟，電離輻射應用被發展成為一種加工手段用于工業生產。輻射可以應用于對環境污染物的處理。利用加速器電子束對鋼鐵廠排出的廢氣進行輻照，可除去二氧化硫和氧化氮氣體，用氨水吸收輻照轉化物還可制得硫酸銨和硝酸銨。

輻射處理生活污水和工業廢水，除可以殺菌外，還能使許多有機污染物和無機污染物改性、氧化或分解，可以對醛類、氰化物、有機汞、亞硝胺、含氯有機物及染料等進行有效的處理。輻照污泥能殺滅細菌和病毒，使細菌殘存率低至1%以下，還可以殺死寄生蟲卵，抑制雜草種子發芽，滅菌后的淤泥可作肥料施于農田[8].輻射加工已在交聯電纜、熱縮材料、橡膠硫化、食物輻照保藏和廢水、醫療用品滅菌消毒、廢氣處理等領域取得巨大成效，形成產業規模。

離子束加工技術是輻射加工技術的一個重要方面，在現代工業中占有舉足輕重的地位。離子注入半導體自上世紀70年代起已成為集成電路制造的關鍵技術之一。隨著離子束加工 技術 的 發展，表征CMOS性能的2個基本指標，溝道長度和結深度，不斷減小，使得提高集成電路的密集度成為可能，其發展路線如圖5所示。離子注入金屬材料可提高其耐磨、抗腐蝕、抗氧化性能，并增加硬度。離子注入陶瓷材料可提高其耐磨、導電等性能，并克服其脆性。離子注入光學晶體可改變其折射率，制造光波導、變頻器等集成光學器件。離子注入聚合物可用于制造微電子器件掩膜，其分辨率好于光束和電子束[9].隨著近年來航空航天工業的發展，對微電子器件抗輻射的要求迅速提高，離子束技術被用來研究單粒子翻轉，利用加速器產生的射線模擬宇宙射線在微電子器件中引起的輻照損傷。

3核物理在農業中的應用

射線輻照可以使生物細胞內遺傳物質的結構發生改變，因而引起生物形形色色的性狀突變，這導致了核物理在農業方面有著特殊的用途：輻射育種、輻射殺蟲和輻照保藏。

3.1輻射育種（radioactive breeding techniques）

生物的形態、性狀和種類等都是由自身的遺傳信息來控制的。在生物的發展和進化過程中，環境因素的影響導致生物的遺傳信息不斷更新，形成了生物的進化，但往往來說，這種進化過程都是很緩慢的。隨著科學技術的發展，人們能夠應用現代科學的成就來人工創造新的變異類型，即"人工引變".大體說來，應用人工引變誘發的有利突變可以有千分之一的機率，而自然產生的突變只有百萬分之一的機率，人工引變可以提高突變率1000倍。

由于技術條件的限制，人們還不能控制變異的方向，必須在各種變異的后代中，進行認真仔細的選擇，才能育成符合期望的良種。這種應用射線引變選育良種的方法叫做"輻射育種".它是繼"系統選種","雜交育種"之后而興起的一種新的育種方法。

自1927年美國的Muller發現X射線能誘發果蠅產生大量多種類型的突變以來，輻射育種技術開始進入人們的視野。20世紀40年代，德國Fresje.ben和Lein利用誘變劑在植物上獲得有益突變體。60年代末，聯合國糧農組織和國際原子能機構聯合舉辦植物誘變育種培訓班，出版了《突變育種手冊》一書，完成了這一技術從基礎研究到實際應用的轉折。70年代，誘變育種技術逐漸轉至抗病育種、品質育種和突變體的雜交利用上，80年代以后，分子遺傳學和分子生物學的廣泛應用為誘變育種提供了新的技術，90年代期間，分子標記法的運用為實現定向誘變提供了可能[6].輻射育種產生了巨大的社會效益和經濟效益。

人們通過輻照煙草、小麥、水稻等作物的種子，使其產生誘變，實現了作物品質的大幅度提升，還增加了產量，對現代農業起著巨大的推動作用。特別是通過對重離子輻照誘變育種機理的研究，取得了輻照效應強，突變頻率高，突變頻譜寬，可以實現定向誘變等研究結果，使作物高產、高品質、抗逆性強。中國科學院近代物理研究所利用重離子輻照育種技術已經在甜高粱、玉米、春小麥、冬小麥、馬鈐薯、中藥材、畜草等方面選育出高產、高品質、抗逆性強的優良新品系和新品種，并應用于能源作物、微生物、花卉、瓜果、桑蠶等的品種改良。中國科學院近代物理研究所用重離子輻照長壽花，使其產生變異，導致同株雙色，見圖6.3.2輻射殺蟲（radioactive killing insect pest）輻射殺蟲是利用電離輻射防治蟲害，其輻射效應與計量大小有關，在適當劑量下，輻射的生物效應會導致昆蟲生殖細胞染色體異位并受到損害，使當代受輻射的昆蟲部分喪失延續后代的能力，并可遺傳到下一代。輻射劑量再高會導致昆蟲當代完全不育或致死。例如，美國東南部的螺旋錐蠅的幼蟲在經過一定輻射后，就會喪失生育能力。然后，讓這些絕育的螺旋錐蠅與蟲災地區的螺旋錐蠅進行交配，可讓交配后的雌蟲再也不會產卵繁殖了。

這樣，經過大約一年半的時間，就可以使這種蠅滅絕。輻射防治蟲害，特別是昆蟲輻射不育技術是一種"以蟲制蟲"的生物防治方法，對人類的生存環境不會產生消極影響。與傳統的生物防治法不同，它不是借助天敵或者抑制物（如細菌微生物、病毒、抗生素等），而是利用害蟲本能具有延續種族的特性來取得消滅害蟲的效果[6,11].

3.3輻照保藏（radioactive preservation）

輻照保藏是一項發展極快的滅菌保藏新技術。由于射線的穿透力較強，可以照射小包裝，也可照射大型包裝，適于工業化生產，且可在不解開包裝的情況下照射，工作效率高。食品經輻照后不用冷藏，可保存其鮮度達數月到一年之久，能有效地延長食品貨架儲藏壽命，便于運輸，以滿足邊遠地區和特殊作業人群的需要。放射性同位素60Co放出的γ射線具有較高的能量，穿透物質的能力強。一定劑量的照射，能殺死寄生在食品表面及內部的微生物和害蟲。適當劑量的照射，能抑制農畜產品的生命活動，從根本上消除食品霉爛變質的根源。放射性同位素輻照在糧食、蔬菜、水果、肉類、調味品、中藥等食品上，能殺死食品中的昆蟲以及它們的卵及幼蟲，并獲得廣泛應用。輻照殺菌的最大優點是能徹底消滅微生物，防止病蟲危害。這種技術具有其他滅菌保鮮技術不可替代的優點：殺蟲、滅菌和抑制根莖類食品發芽等效果良好，可以起到化學藥劑所不能起到的作用[6,12,13].利用電子加速器產生的電子束進行輻照也是目前解決食品安全的有效方法之一，輻照后無放射性物質殘留、無毒性和化學物殘留，相對于放射性同位素輻照有操控性強、裝置安全、輻照滅菌徹底有效等優點。

利用電子束對食品進行輻照滅菌，適用于密度較低的食品或食品表面滅菌，其效果與采用γ射線輻照基本一樣[14].研究結果表明，輻照食品對人體沒有任何不良影響，可以供人食用，安全可靠。食品輻照加工可以減少食品添加劑和農藥使用量，從而減少對人體的危害。食品在輻照過程中僅有輕微的升溫，稱為"冷加工",在照射劑量恰當的情況下，食品的感官性狀及營養成分很少改變。說到食品的輻照保鮮，人們常常談輻色變，其實人們大多數都是"身在輻中不知輻".在我們的生活環境中，其實無時無刻不存在輻射，主要是來自宇宙射線、巖石、大氣的輻射，在世界范圍內平均每年每人都將接受2.4mSv的天然輻射劑量，也就是所謂的"本底輻射".目前沒有任何證據證實極低劑量的外加輻射會致癌。相反，還有學者通過動物實驗證明，低劑量輻射反而提高了這些動物對高劑量輻射致癌的免疫能力。

2011年可以說是一個核輻射知識的普及年，因為日本福島核事故引起的泄漏在全世界范圍內造成了恐慌，影響面比1979年美國的三里島核電站和1986年前蘇聯切爾諾貝利事故還要大。從公眾盲目地搶購加碘鹽，擔心隨大氣環流帶來的核塵埃，到現在的比較冷靜地面對，充分證明了普及核輻射及核防護知識的重要性和必要性。在日常生活中，有了對核輻射及核輻射防護知識的基本了解，我們就不會盲目地拒絕接受新技術為我們的生活帶來的便利，甚至產生不必要的恐慌情緒。4核物理應用展望。

通過核物理相關技術的應用，核物理不僅與其他學科建立了廣泛的聯系，還在工農業生產、醫療、軍事等領域發揮了巨大的作用；同時核物理的基礎研究又為核技術的應用不斷提供新的方法，描繪更廣泛的應用前景。核物理基礎研究和核技術應用，推進了粒子加速技術和核物理實驗技術的發展，而這兩門技術的新發展，又有力地促進了核物理的基礎研究和應用研究[15,16].

核科學技術不僅對人類的生活，而且對世界的格局變化都產生了巨大的影響。展望未來，以同位素技術和輻射加工技術為代表的核技術將繼續深入應用在能源、資源、環境以及人類健康等各個方面，并將在與信息技術、生物技術、納米技術、環保技術等的交叉滲透中發揮巨大的作用。在全球范圍內，面向核物理基礎和應用研究的大型科學裝置的興建正方興未艾，如德國的FAIR裝置、法國的SPIRAL2裝置、美國的FRIB裝置、日本的RIBF、中國的CSR和BRIF項目等，都是基于重離子加速器來研究物質的本質及粒子間的相互作用，主要研究目標包括：（1）粒子輻照效應、抗強輻射材料、納米級材料設計；（2）生物輻照效應、重離子治癌、輻照誘變育種；（3）強相互作用物質結構和性質研究、新粒子態鑒別；（4）新能源探索、重離子慣性約束聚變及高能量密度物質研究；（5）放射性束物理及天體演化關鍵節點的核過程研究；（6）高離化態離子和多電子量子體系及電子關聯研究；（7）強流離子產生、傳輸、加速、聚焦及診斷方法；（8）超重新核素及新元素合成和性質研究。這些國際前沿課題的預期研究成果，無論是在新型抗輻射材料、輻射生物效應、重離子輻照育種、發展可再生能源方面，還是在重離子治癌、國家安全、解決宇航中的抗輻射問題等關系國計民生的方面，都會為核物理應用提供更加強有力的技術手段，發揮核物理的強大作用，這是和平利用核物理和核技術的重要方面。

參考文獻：
[1]丁富榮，班勇，夏宗璜。輻射物理。北京：北京大學出版社，2004年10月 [Ding F R,Ban Y,Xia Z H.Radiation Physics.