核燃料是可在核反应堆中通过核裂变或核聚变而产生实用核能的材料。而核电站的发电,便是通过核燃料在核反应堆中的裂变反应,释放出大量的核能,再由发电机利用电磁感应原理产生电。不过,由于核反应堆的运行特性和安全要求,核燃料在核反应堆中的“燃烧”不允许像化石燃料一样一次烧尽,而是要对燃烧过的核燃料废弃物进行回收,以防止对环境造成辐射污染。那么,核化工与核燃料工程专业主要就是研究如何提取产生核能用的核燃料,以及核燃料在燃烧后的废弃物的防护处理。核化工与核燃料工程是一门利用核理论研究核化工厂的设计、设备制造、生产管理及核燃料的获取之有关技术、工程问题的学科。该专业具有一定的国防特色背景,学习核化工与核燃料工程专业需要具有一定的物理和化学基础。
如果想要获取威力巨大的核能,则先要获取核燃料,通常是需要通过化学的方法从沥青铀矿或其他含铀矿石中提取铀、浓缩铀,并经过冶炼、加工等一系列艰苦的过程。所以报考核化工与核燃料工程专业要求较强的动手能力,又因该专业属于工科类。因此,更适合理科的男生报考。
“放射化学”主要研究放射化学的发展简史、放射性核素的分离与鉴定、原子核与核反应、核能的生产与利用、核转变产物的性质与行为、水在反应堆中的作用、核燃料循环化学等。“分离过程化学”主要学习常用的浸出过程、浸取过程动力学、溶液中的配合平衡、无机物的溶剂萃取、有机物质和生物物质的溶剂萃取,以及色层法、膜分离、泡沫吸附分离技术、沉淀和共沉淀等。“原子核物理”主要介绍原子核的基本性质、放射性与核的稳定性、核辐射的测量、核力的介子场理论、α衰变与β衰变、核结构模型、原子核反应、中子物理、以及核裂变和核聚变等。“核燃料化学与工艺”主要学习核能的利用、反应堆的类型和组成、核燃料及裂片元素化学、核燃料的提取与纯化、核燃料后处理、以及放射性废物的最终处置。“核材料科学”主要研究核能发展的历史和现状、核材料在核能发展中的作用、原子核的组成和结合能、核反应堆物理、核反应堆热工流体力学,以及核反应堆设计与安全的基本要求等。“辐射防护”主要学习辐射防护的基本任务、辐射防护的基本原则、辐射防护的标准、放射性衰变的基本规律、电离辐射与电离损失、照射量与有效剂量、外照射与内照射防护的方法、辐射测量的方法、辖射防护的监测以及辐射安全管理的有关法规等。“核电子学”主要研究信号与噪声的分析方法、核电子学噪声的产生原因、前置放大器的分类、滤波成形电路的作用、时变与非线性电路、谱仪模数变换器,以及多道分析系统等。“核燃料后处理与废物处置”主要学习核燃料后处理的任务、溶剂萃取工艺的化学原理、核燃料元件的类型、核燃料元件后处理工艺的基本过程、乏燃料元件的首端处理、钚与铀的净化循环和尾端处理、以及放射性三废的处理与处置。“环境监测与评价”主要学习环境保护标准、环境监测的程序与方法、水环境的监测与评价、大气环境的监测与评价、土壤环境的监测与评价、环境生物监测、生态环境监测,以及环境保护法律法规等。相近专业能源经济、核物理、新能源材料与器件、能源动力类、热能与动力工程、能源与环境系统工程、新能源科学与工程、能源工程及自动化、能源动力系统及自动化、风能与动力工程、核技术、辐射防护与环境工程、特种能源工程与烟火技术、核工程与核技术
哈尔滨工程大学、兰州大学、南华大学、东华理工大学、哈尔滨工业大学、成都理工大学、西南科技大学
与核化工与核燃料工程本科专业相对应的研究生专业就是核燃料循环与材料。该专业的研究范围涉及核裂变和核聚变各个过程中的科学和技术问题。不过,目前开设该专业的院校较少,但具体到每所院校,其开设的研究方向却略有不同。一般常见的研究方向大概有以下八类:1.氢同位素化学与工艺学。主要研究金属氢化物的设计、制备、性能表征技术及其在能源、国防领域中的应用,氚与材料的相互作用、含氚材料中氚衰变产物的行为和对材料性能的影响,含氚介质中氚的回收、分离和纯化技术等。2.特种核环境中材料的相容性。主要研究在辐射条件下各种材料共存时的物理化学问题,环境气氛对材料组成和结构的影响,材料在辐射环境中的物性变化,辐射导致材料损伤的机制,材料老化及寿命预测评价方法等。3.环境监测与评价。主要研究环境中超低水平超铀元素测量技术,环境监测网络化技术,放射性环境影响评价技术等。4.放射化学分析。主要研究铀和超铀元素分析化学,裂变产物与指示剂元素分析化学,现代分析技术在核材料分析和核测试中的应用,大气气溶胶分析技术与放射性气溶胶去除技术,惰性气体超微量分析技术与气体泄漏示踪分析技术。5.废物治理与环境恢复。主要研究去污技术,废水处理技术,固体放射性废物处理与处置技术,氚废气净化技术等。6.放射性核素与物质相互作用。主要研究放射性核素与不同类型物质的作用过程、作用机理和作用效果,特殊金属核素与各种配体的配位条件、配位动力学、热力学以及所形成配合物的结构表征和性质分析等。7.氚化学与氚工艺。主要研究氚与材料的相互作用,氘、氚燃料循环的工程技术,氢同位素分离分析技术,氚的贮存、监控、分析和含氚废物的处置等。8.核材料性能和相容性研究。主要研究金属及其合金的物理性质、力学性能、状态方程、老化特性及相关测试技术,特种金属及其合金的表面物理、表面化学,材料表面改性及优化等。
核化工与核燃料工程专业的毕业生主要服务于国防军工、核电行业及其相关的民用产业。可以进入核电站、核动力和核供热以及常规火力电站等领域从事研究、设计、建造、运行与管理的工作;也可以进入核能研究院和设计院从事有关核能方面的研究与设计的工作;还可进入环保部门从事辐射防护方面的科研与管理工作。该专业毕业生的就业主要集中在中国核工业集团公司、中国广东核电集团有限公司、中国电力投资集团公司、国家核电技术公司、中船重工集团、中国人民解放军海军等单位下属的研究院、设计院和运营公司等。一般的就业方向如下:1.可以进入核工业、机械工业、电力等部门所属的核电及能源转换的研究所、设计院、核电站、常规电厂等,从事放射性废气、废液与固体废物的处理,以及核反应堆及热力设备与热力系统的设计、研究和运行管理的工作。2.可以进入政府部门、规划部门、经济管理部门、核电工程的科研设计单位、核能工矿企业等从事规划、设计、施工与管理的工作。3.可以进入国家环保局、环境保护部门等从事辐射探测、辐射防护等方面的科研与管理工作。
积极发展核电是我国的能源政策,所以核化工与核燃料工程专业的毕业生,一般而言就业都不成问题。不过就是从事的工作存在较大的危险性,因为该专业毕业后通常是进入核电站从事核燃料的后处理工作,其辐射性可想而知。而且,由于该专业的培养偏向于技术应用,具有较强的专业性,所以核化工与核燃料工程专业的毕业生也比较不容易转行。因此,在报考之初一定要慎重考虑是否愿意长期与核能打交道。