從美國向廣島、長崎投放原子彈導致的輻射結(jié)果,到后來的伊核問題,從切爾諾貝利事故到福島核泄漏,“核”這個詞,似乎一直同“輻射”、“危險”、“死亡”聯(lián)系在一起。導致很多人談“核”色變,因為擔心安全問題不敢接觸與“核”相關(guān)的專業(yè)。讓我們隨著國家同步輻射實驗室主任、首席科學家,中國科學技術(shù)大學核科學技術(shù)學院執(zhí)行院長、博士生導師封東來教授,一起進入“核”的世界。
一專業(yè)解析
核科技,新興技術(shù)發(fā)展的引領(lǐng)者
“事實上現(xiàn)代核科學技術(shù)的發(fā)展一直引領(lǐng)著最前沿的科學和新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”封東來教授說:“談‘核’色變,對帶‘核’的專業(yè)有天然的畏懼是因為對它不夠了解,其實‘核’在我們的生活中無處不在。”
你一定吃過方便面,方便面中的調(diào)料包和壓縮蔬菜是經(jīng)過輻照殺菌的。生活中很多食物都是通過一定劑量的輻射照射或者等離子體殺菌處理,來殺滅寄生蟲卵和致病菌,從而延長保質(zhì)期。
人們在醫(yī)院檢查身體拍的X光片、“CT”、“核磁共振”,公共場所常見的“安檢儀”都是對核輻射以及成像技術(shù)最直觀的應用。此外,利用等離子體的活性粒子,可以有效消滅傷口、空氣以及器皿表面的頑固病菌,在防疫、抗疫方面具有獨特的作用。
核技術(shù)的應用還有核能。核能是目前能夠大規(guī)模穩(wěn)定供應且?guī)缀鯖]有二氧化碳排放的能源形式。現(xiàn)在,掌握核技術(shù)的國家都在發(fā)展核能來取代化石燃料,期望大大降低碳排放量,從而實現(xiàn)未來的碳達峰和碳中和的目標。
多學科相互交叉的高新技術(shù)專業(yè)
據(jù)封東來教授介紹,核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),是國家安全的重要基石。“核工程與核技術(shù)”專業(yè)主要包含核動力工程與核能利用以及核技術(shù)及應用等方面。但是隨著核能的和平利用和現(xiàn)代科技的發(fā)展,現(xiàn)在“核工程與核技術(shù)”的具體專業(yè)方向已經(jīng)不僅僅是傳統(tǒng)的核電、核動力以及核探測和輻射防護,而是極大的延伸擴展到了其他核技術(shù)和工程領(lǐng)域,包括核醫(yī)學、粒子探測、等離子體和核聚變、加速器和同步輻射光子科學等方向,涉及物理、化學、材料、醫(yī)學和工程等多諸多交叉學科,是極具發(fā)展前景的高新技術(shù)專業(yè)。
該專業(yè)的主要是應用核科學與技術(shù)研究衍生出來的技術(shù)來解決醫(yī)學、能源、信息、電子、物理、材料、大科學工程及其它領(lǐng)域的科學和工程問題,旨在培養(yǎng)面向加速器和受控聚變裝置等“大國重器”、關(guān)系國計民生的清潔能源、核醫(yī)學以及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)等方面的復合型人才。
核心的基礎(chǔ)課、專業(yè)課有哪些?
該專業(yè)主要包括核動力工程與核能利用、核技術(shù)及應用等方向,除了研究原子核物理和核反應堆物理和工程,還研究輻射探測及核電子學、核材料學、核醫(yī)學、等離子體物理和聚變工程、粒子加速器物理和同步輻射光子科學等方面。
進入大學,很多物理知識要從頭學起,并且更加深入。電磁學、力學、熱學、量子力學這些課程必不可少,基礎(chǔ)課程結(jié)束后,還會學習核電子學、加速器物理、反應堆物理等核心專業(yè)課程。
以中國科學技術(shù)大學為例,本科階段主要基礎(chǔ)課有:基礎(chǔ)數(shù)學(微積分、線性代數(shù)、數(shù)理方程、復變函數(shù)等),基礎(chǔ)物理 (力學、熱學、光學、電磁學)、原子物理、電動力學、量子力學、計算物理、流體力學、大學物理基礎(chǔ)實驗、電子學基礎(chǔ)等。專業(yè)課程包括:核電子學、探測器原理、現(xiàn)代X光物理原理、輻射防護、加速器物理、等離子體物理、反應堆物理、同步輻射光學概論、輻射醫(yī)學基礎(chǔ)等。
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二專業(yè)與就業(yè)
全國普通高校畢業(yè)生規(guī)模:
2000-2500人
男女比例:
男86%??女14%
核科技是高科技密集領(lǐng)域
從“兩彈一艇”到“華龍一號”,我國核工業(yè)從無到有、從小到大,逐步構(gòu)筑了完整的核工業(yè)體系。我們獨立自主研制成功了原子彈、氫彈、核潛艇,支撐起了中華民族自立的脊梁,鑄就了共和國堅強的核盾牌。作為二十世紀人類最不能忽視的科技成就之一,核科學技術(shù)在國家安全、清潔能源、醫(yī)療設備、農(nóng)業(yè)食品、工業(yè)應用乃至整個國民經(jīng)濟建設中具有重要作用。
核科技是高科技密集領(lǐng)域,專業(yè)涉及諸多交叉學科。所以“核工程與核技術(shù)”專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)領(lǐng)域比較寬泛。主要包括核醫(yī)學影像、核探測和核電子學等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、加速器醫(yī)療和核藥、核電和能源、食品農(nóng)業(yè)、核技術(shù)工業(yè)應用等領(lǐng)域。具體就業(yè)單位除了傳統(tǒng)的核科技、核工程部門外,一般集中在與近代物理技術(shù)和信息技術(shù)(IT)密切相關(guān)的部門。比如工業(yè)、環(huán)保等政府規(guī)劃和管理部門,科研設計研究所和高校,高新技術(shù)企業(yè)、國有核電集團等,主要從事規(guī)劃、設計、研究和管理等工作。
以中國科大為例,該專業(yè)本科生實行理工結(jié)合的寬口徑人才培養(yǎng)模式,近五年約76%的畢業(yè)生進入國內(nèi)外高校和研究所深造攻讀更高一級學位,15%的學生進入華為等高新技術(shù)企業(yè)工作從事信息、電子、軟件類的工作,9%的學生進入政府相關(guān)能源和環(huán)保部門、研究所和高校,也有個別畢業(yè)生進入國有大型核電企業(yè)集團工作。
從事“核”相關(guān)工作,對人體有傷害嗎?
據(jù)封東來教授介紹,核科學與技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在,和“核”相關(guān)的工作已經(jīng)不再局限于核裂變電站和反應堆等高能核輻射的工作環(huán)境,而是更多和低能量端的電磁輻射有關(guān)聯(lián),比如涉及X射線、低溫等離子體和電子加速器以及核電子學應用等,這類工作已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上具有強輻射危害的和“原子核”相關(guān)的工作,沒有輻射危險,與其它不涉核專業(yè)并無不同。
即使在涉核的少部分領(lǐng)域,人們已經(jīng)對各種高能粒子和核輻射的生物學效應有了深刻而明確的認識,即使真正工作于輻射環(huán)境,當前輻射防護的各種措施更加周密,更加安全。在從事存在某些輻射危害的工作時,只要嚴格按照工作程序,遵守輻射防護措施,對人體是不會構(gòu)成傷害的。從業(yè)人員的年均輻射劑量,還遠不及經(jīng)常乘飛機旅行的人受到的宇宙射線的輻射劑量,可見,只要了解了相關(guān)核知識,根本不用談“核”色變。
什么樣“核”人才更有競爭力?
國家對核工程與核技術(shù)專業(yè)人才的需求及其迫切,除了滿足國家安全方面的人才需求,在大力發(fā)展核電作為清潔能源的背景下,從事核能方向的專業(yè)人才的需求更加旺盛。此外隨著核醫(yī)學影像、核電子學、加速器醫(yī)療的迅猛發(fā)展和等離子體技術(shù)在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的巨大應用前景,核技術(shù)領(lǐng)域人才有巨大的需求缺口。面對這些領(lǐng)域和其它領(lǐng)域的需求,即具有核科學相關(guān)理論知識,又掌握相關(guān)工程技術(shù)的復合型人才在未來會更有競爭力。
三報考指南
開設院校二十余所
目前國內(nèi)在本科階段開設“核工程與核技術(shù)”專業(yè)的高校并不太多,主要有清華大學、中國科技大學、北京大學、哈爾濱工程大學、西安交通大學、上海交通大學、南華大學、四川大學、蘭州大學等二十余所高校。
清華大學一級學科在教育部第四輪學科評估結(jié)果為A+學科,專業(yè)涵蓋面廣,在反應堆物和核探測等方面實力雄厚。核能與新能源技術(shù)研究院擁有若干座實驗核反應堆、核燃料與后處理研究設施。
中國科學技術(shù)大學核科學與技術(shù)是國家一級重點學科,“雙一流”建設學科,在第四輪學科評估結(jié)果為A+,在等離子體和聚變工程、加速器物理和同步輻射應用等方面獨具特色。
西安交通大學是全國最早創(chuàng)建該專業(yè)的高校之一,在反應堆物理和核能工程方向積淀深厚。西安交通大學該專業(yè)實施卓越工程師人才培養(yǎng)模式,采取中小班教學,理論教學與實踐緊密結(jié)合,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新設計能力。
哈爾濱工程大學核科學與技術(shù)學院前身是“哈軍工”的原子能專業(yè)和核動力裝置專業(yè)。哈工程也是國內(nèi)最早設置核專業(yè)的高校之一,在核能和核動力方向具有優(yōu)勢。核化工與核燃料工程專業(yè)是首批教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”專業(yè)。
南華大學核科學技術(shù)學院也是國內(nèi)最早成立的核學院之一,現(xiàn)有核工程與核技術(shù)、輻射防護與核安全、核化工與核燃料工程和核物理四個本科專業(yè),其中核工程與核技術(shù)專業(yè)是首批國家一流本科專業(yè)。
注意各大類招生名稱
要提醒考生注意的是,各校“核工程與核技術(shù)”專業(yè)一是按專業(yè)招生,一是按大類招生(實驗班)招生。如清華大學清華“核工程與核技術(shù)”專業(yè)統(tǒng)一按數(shù)理大類招生。數(shù)理大類是清華數(shù)學、物理、工程物理等優(yōu)勢學科的結(jié)合,具有最強的數(shù)學、物理實力及多學科交叉的教學與學術(shù)環(huán)境。
中國科學技術(shù)大學核科學技術(shù)學院設有應用實驗物理、工程物理和核工程與核技術(shù)三個本科專業(yè),本科招生大類按“工科實驗班”招生。另外,中國科大“核工程與核技術(shù)”是強基計劃招生專業(yè),實行“4+5”本博培養(yǎng)模式,采取學分制管理,統(tǒng)籌本科和博士階段培養(yǎng)計劃。
哈爾濱工程大學目前設有“核工程與核技術(shù)”和“核化工與核燃料工程”兩個本科專業(yè)。西安交通大學“核工程與核技術(shù)”也是強基計劃專業(yè)招生,普通類在“工科試驗班”也有該專業(yè)招生。
報考核工程與核技術(shù)注意什么?
投身核科學領(lǐng)域要有攻堅克難、勇攀高峰的精神品格和打造大國重器的光榮感與使命感。封東來教授介紹,在學習能力和素質(zhì)方面,良好的數(shù)理基礎(chǔ)必不可少。學習這個專業(yè)的學生應該已經(jīng)具備比較寬廣的物理基礎(chǔ)知識,且具有較強的動手能力,以及較高的計算機水平和外語應用能力。當然,自學能力和創(chuàng)新意識也是極為可貴的。
一般來說,報考這個專業(yè)對身體條件無特殊要求。可能有些體檢意見中,對于患有屈光不正(近視眼或遠視眼)任何一眼矯正到4.8鏡片度數(shù)大于400度的,不建議就讀。當然這并不是硬性規(guī)定,考生在報考時,還是要認真閱讀各高校招生章程中的具體要求。