核地質學（nuclear geology）是由核科學技術與地學相結合而形成的交叉學科。與傳統的同位素地質學相比，核地質學包括的研究內容要多得多。研究方向是用核反應和核結構理論、放射性核素的衰變規律、核輻射 與物質的相互作用、各種核分析方法和同位素示蹤技術等核科學技術的基本理論和實驗方法研究地層學、環境地學、岩石學、礦物學、沉積學、海洋地質學、構造地質學以及天文地質學等眾多地質學中的基本問題。
基本介紹
- 中文名：核地質學
- 外文名：nuclear geology
- 特徵：由核科學技術與地學相結合而形成
- 學科性質：交叉學科
研究內容,說明,
研究內容
主要研究內容有：
①元素的起源、合成及豐度特徵的研究。根據核科學理論，自然界中存在的所有元素是由不同的核反應合成的。約137億年前的宇宙大爆炸首先合成了元素周期表中最輕的兩種元素氫和氦。在隨後的星際演化過程中，通過熱核聚變反應、中子俘獲核反應和其他一些核反應，合成了迄今人類已發現的所有元素。此外，利用核反應截面、入射粒子的能譜和通量等核參數，可計算出各種元素的天然豐度。
②同位素地質年代學。利用同位素的豐度變化以及放射性核素的衰變規律，研究太陽系（包括地球）形成的歷史，以及在不同地質作用條件下地球物質的遷移規律。常用的有K–Ar法（包括Ar–Ar法）、Pb–Sr法、Sm–Nd法、Os–Re法（包括Os–Os法）、U–Th–Pb法等。利用這類同位素年代測定法，可推斷出宇宙年齡的上限，以及銀河系、太陽系及其各成員的形成年齡，還可用來測定各種地質標本的年齡。
③地球演化史中重要事件的研究。利用中子活化分析法、加速器質譜技術、同位素示蹤技術等核方法，研究自地球形成以來的一些重大事件。典型例子是通過中子活化分析測定地層界線樣品中的銥豐度，研究包括恐龍絕滅在內的生物大滅絕事件。諾貝爾獎得主L.阿爾瓦雷茨領導的研究小組首先利用中子活化法測得若干白堊系–第三紀界線黏土層中的銥含量異常的高，藉以提出了在距今6,500萬年左右，有一顆直徑約為10千米的小行星撞擊地球，從而導致了恐龍絕滅這一地外物質撞擊模型，由此推動了地球演化史中五次生物大滅絕事件的研究。
④礦藏資源（包括海底礦藏資源）的調查。利用核分析方法具有多元素分析能力、抗干擾性強、可進行實時和動態分析等特點，核技術廣泛用於金礦普查、鈾礦勘探、各種稀有金屬以及海底錳結核資源的調查等，亦可用於地質普查和月壤分析等工作。此外，還用核分析方法實現了對火星表面的實時分析，利用α射線轟擊樣品，產生X射線的反應，將火星表面的化學組成傳輸到遠離450億千米的地球上；還可用核技術驗證地學中的一些重大基礎問題，如板塊學說、海底擴張學說、地磁反轉、高分辨地層劃分標誌等。
說明
核地質學還研究天然放射性核素在各種地質作用中的行為，在地殼演化過程中的遷移、聚集和分布規律及其開發利用。已發現的天然放射性核素超過230種，目前研究得較多的是與核能和作為地質過程的示蹤物、地質計年、放射性測量等有關的核素，其中尤其對作為核電燃料的鈾元素研究得最為廣泛和深入，已經形成相對成熟的鈾地球化學、鈾礦物學、鈾礦床學、鈾礦勘查地質學等學科。隨著人們對天然放射性核素及其開發利用對環境的影響，以及核廢物處置的重視，形成了核環境學。
