過去,通過對宏觀物體的研究,人們知道物質之間有電磁相互作用和萬有引力(引力相互作用)兩種長程的相互作用;通過對原子核的深入研究,才發現物質之間還有兩種短程的相互作用,即強相互作用和弱相互作用。在弱作用下宇稱不守恒現象的發現,是對傳統的物理學時空觀的一次重大突破。研究這四種相互作用的規律和它們之間可能的聯係,探索可能存在的靳的相互作用,已成為粒子物理學的一個重要課題。毫無疑問,核物理研究還將在這一方麵作出新的重要的貢獻。

核物理的發展,不斷地為核能裝置的設計提供日益精確的數據,從而提高了核能利用的效率和經濟指標,並為更大規模的核能利用準備了條件。人工製備的各種同位素的應用已遍及理工農醫各部門。新的核技術,如核磁共振、穆斯堡爾譜學、晶體的溝道效應和阻塞效應,以及擾動角關聯技術等都迅速得到應用。核技術的廣泛應用已成為現代化科學技術的標誌之一。

3完善和提高時期。20世紀70年代,由於粒子物理逐漸成為一門獨立的學科,核物理已不再是研究物質結構的最前沿。核能利用方麵也不像過去那樣迫切,核物理進入了一個縱深發展和廣泛應用的新的更成熟的階段。

在現階段,粒子加速技術已有了新的進展。由於重離子加速技術的發展,人們已能有效地加速從氫到鈾所有元素的離子,其能量可達到十億電子伏每核子。這就大大擴充了人們變革原子核的手段,使重離子核物理的研究得到全麵發展。

隨著高能物理的發展,人們已能建造強束流的中高能加速器。這類加速器不僅能提供直接加速的離子流,還可以提供次級粒子束。這些高能粒子流從另一方麵擴充了人們研究原子核的手段,使高能核物理成為富有生氣的研究方麵。

從核物理基礎研究看,主要目標在兩個方麵:一是通過核現象研究粒子的性質和相互作用,特別是核子間的相互作用;再者是核多體係的運動形態的研究。很明顯,核運動形態的研究將在相當長的時期內占據著核物理基礎研究的主要部分。

二、核物理學的應用

核物理研究之所以受到人們的重視得到社會的大力支持,是和它具有廣泛而重要的應用價值密切相關的。目前,幾乎沒有一個核物理實驗室不在從事核技術的應用研究。有些設備甚至主要從事核技術應用工作。

核技術應用主要為核能源的開發服務,如提供更精確的核數據和探索更有效地利用核能的途徑等;另外,同位素的應用是核技術應用最廣泛的領域。同位素示蹤已應用於各個科學技術領域;同位素藥劑應用於某些疾病的診斷或治療;同位素儀表在各工業部門用作生產自動線監測或質量控製裝置。

加速器及同位素輻射源已應用於工業的輻照加工、食品的保藏和醫藥的消毒、輻照育種、輻照探傷以及放射醫療等方麵。為了研究輻射與物質的相互作用以及輻照技術,已經建立了輻射物理、輻射化學等邊緣學科以及輻照工藝等技術部門。

由於中子束在物質結構、固體物理。高分子物理等方麵的廣泛應用,人們建立了專用的高中子通量的反應堆來提供強中子束。中子束也應用於輻照、分析、測井及探礦等方麵。中子的生物效應是一個重要的研究方向,快中子治癌已取得一定的療效。

離子束的應用是越來越受到注意的一個核技術部門。大量的小加速器是為了提供離子束而設計的,離子注入技術是研究半導體物理和製備半導體器件的重要手段。離子束已經廣泛地應用於材料科學和固體物理的研究工作。離子束也是用來進行無損、快速、衡量分析的重要手段,特別是質子微米束,可用來對表麵進行掃描分析。其精度是其他方法難以比擬的。

在原子核物理學誕生、壯大和鞏固的全過程中,通過核技術的應用,核物理和其他學科及生產、醫療、軍事等部分建立了廣泛的聯係,取得了有力的支持;核物理基礎研究又為核技術的應用不斷開辟新的途徑。核基礎研究和核技術應用的需要,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和應用研究。