核工程是一个领域,核工程师与辐射和放射性材料打交道,设计流程并开发其在发电、工业和核医学中的应用。在核工程行业工作的人解决现实世界的问题,如核废料的管理,核电站事故的反应协议,以及辐射如何有效治疗癌症。在核工程行业工作的人都经过了广泛的培训,对高级数学、化学和物理学有很高的天赋。核工程中有许多不同的专业领域,包括核电的产生,使用核电的医疗用途,以及核副产品对环境的影响等
。
自19世纪末以来,工程师们对储存在原子中的力量的各种用途进行了想象,包括利用核能产生的蒸汽来转动涡轮机和发电。1957年,第一座全面的核电站开始运行。1984年,核电的发电量超过了水电的发电量,2011年,仅在美国就有109座核电站,产生了6100亿千瓦时的电力。
在医学界,核能的应用范围包括磁共振成像(MRI)、癌症的治疗以及使用核伽马刀的手术。虽然早期类型的放射治疗对周围组织造成了不必要的损害,但现在医生可以准确地放置杀死肿瘤所需的精确辐射量,而不伤害其他重要组织和器官。伽玛刀中使用的聚焦辐射束使外科医生能够进行非侵入性的医疗程序,治疗身体深处的肿瘤。其他核医疗设备包括立体定向设备、激光束和直线加速器,它们无需手术就能瞄准和治疗病人。在美国进行的所有医疗程序中,有三分之一使用了由核工程开发的某种技术。
保护环境也是核工程的一个重要组成部分。有许多国家和国际机构,如核管理委员会(NRC)和国际原子能机构(IAEA),负责密切关注核材料的使用和处置。像核能研究所这样的组织通过与其他组织合作,为安全处理核能发电产生的危险核废料制定方法和程序来保护环境。其他核工程师正在努力设计更安全的核电站设备,制定新的安全协议以防止和处理意外污染,并寻找新的方法来处理核废料。
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