你觉得科学家们将来可能会利用中国空间站进行哪些探索与研究请你展开合理的想？
在人类生存方面
空间站围绕人类长期太空生存和提高地面生活质量方面开展研究与应用。将支持开展微生物、植物、动物在分子、细胞、组织、个体、群体等不同层次的空间生物学效应研究，开发减弱和对抗不良效应的措施和手段，为人类在太空的长期生存提供解决方案。
同时，开展空间干细胞增殖分化、蛋白质结晶等前沿的生物技术研究，为新型药物研发、新型医疗技术等关乎人类健康的关键技术提供新手段。
2、在太空活动方面
空间站支持开展遥科学技术、在轨组装与维修维护、人机联合作业等应用技术试验验证，增强人类的太空活动能力和在轨服务能力，拓展人类的活动范围。另外，将在空间站上开展微重力条件下的流体、燃烧和材料科学研究，掌握空间物质运动本质规律，为人类长期太空探索和空间资源开发利用奠定基础。
扩展资料：
空间站建设意义
1、中国空间站将会成为太空研究的重要一部分，例如：未来我们要走向太空，那么就可以利用空间站来研究“太空食物”，“培育优良物种”等等，以便在未来进入到太空的时候，具有一定的基础可以说更加适合生存。
2、促进新型清洁能源开发、改善地球环境。如今的地球生态环境这么差，如果持续下去，地球将可能不适合人类居住，而人类如果能够研究出一些新型清洁能源开发，那么改善地球生态环境就“指日可待”了，就看有没有这方面的研究能力了。在人类生存方面
空间站围绕人类长期太空生存和提高地面生活质量方面开展研究与应用。将支持开展微生物、植物、动物在分子、细胞、组织、个体、群体等不同层次的空间生物学效应研究，开发减弱和对抗不良效应的措施和手段，为人类在太空的长期生存提供解决方案。
同时，开展空间干细胞增殖分化、蛋白质结晶等前沿的生物技术研究，为新型药物研发、新型医疗技术等关乎人类健康的关键技术提供新手段。
2、在太空活动方面
空间站支持开展遥科学技术、在轨组装与维修维护、人机联合作业等应用技术试验验证，增强人类的太空活动能力和在轨服务能力，拓展人类的活动范围。另外，将在空间站上开展微重力条件下的流体、燃烧和材料科学研究，掌握空间物质运动本质规律，为人类长期太空探索和空间资源开发利用奠定基础。
扩展资料：
空间站建设意义
1、中国空间站将会成为太空研究的重要一部分，例如：未来我们要走向太空，那么就可以利用空间站来研究“太空食物”，“培育优良物种”等等，以便在未来进入到太空的时候，具有一定的基础可以说更加适合生存。
2、促进新型清洁能源开发、改善地球环境。如今的地球生态环境这么差，如果持续下去，地球将可能不适合人类居住，而人类如果能够研究出一些新型清洁能源开发，那么改善地球生态环境就“指日可待”了，就看有没有这方面的研究能力了。
核技术在探索海洋方面的研究
张玉君
海洋底岩芯活化分析的早期报导始于1962年[1],1969年以后报导频增，成为有关国际学术会议的重要内容[2—4]。就方法来讲这些研究工作涉及中子活化分析（NAA）、中子俘获γ辐射能谱测量（n，γ）、中子非弹性散射γ射线能谱分析（n,n´）、X射线萤光分析（XRF）、自然放射性γ能谱测量，海底伽玛密度测定等。除后两种方法外，其他方法均处于研究阶段。
对于海洋资源勘探的日益重视，显然是由于陆地资源的迅速消耗，迫使人们设法寻找更长期的原料储备，表1是这方面的有力说明[5]：
从海底能够提取的重要金属列入表2，据估算，认为海洋矿床的金属储量够用1000年以上。
表1
表2
从1970年前后起，美国、西德、苏联等国从事了许多研究工作，仅美国就有至少三个机构（美国地质调查所、Georgia大学、太平洋西北研究室）从事了数年专题研究，而参与试验的机构就更多了。这些是国际上争夺海洋资源值得重视的情况。
据1975年报导，苏联在南海滨进行陆棚区地质研究时，应用了海洋放射性测量[6];1974年多道γ能谱仪在波罗的海对海底沉积进行了U、Th、K填图，配合了岩石学的研究[7]；此外苏联还用伽玛伽玛法测定了海底沉积的密度[8]。在1976年召开的第二十五届国际地质年会上Symons等报告了用拖引式γ能谱仪在水深小于200米的陆棚区的测量工作[9]，航行速度小于每小时7浬（1浬＝1.85千米），用卫星无线电定位，探头为76×76mm的 NaI（T1）晶体，能谱仪为四道：总道（100Kev～3Mev）、K道（1.31～t.61 Mev）、U道（1.62～1.94Mev）,Th道（2.475～2.97Mev），自稳用的参考源为241Am（59.5Kev）。
西德Karlsruhe核子研究中心在1972年9月于美国核子协会国家专题会议上提交了两篇报告，一为“关于在陆棚区应用252Cf勘探海洋矿物资源的核子方法的可行性研究”[5]，另一为“用于在海底借助252Cf中子激活γ射线分析勘探锰结构系统的设计”[10]。文献[5]中对比了XRF、NAA及（n，γ）分析，由于XRF法的代表性差而不宜采用，见表3。表中的体积是指对探测仪做出90%峰计数贡献的物质球形体积。认为无论就地分析或是取样分析NAA及（n，γ）是适用的，也是等效的。中子源应选用1mg的252Cf，它相当于1150Ci的241Am—Be源；中子管由于需用外电源、体积大、不稳定而不适合。预计NAA、（n，γ）对Ti效果好，而对Zr是有困难的（计数率太低），Th则依靠自然放射性测量。认为在水深小于10米条件下取样有优越性，此时可对样品进行船上分析；更深区采用海底就地分析，为此设计了专门的探头，探头中安装有致冷机，以供给Ge（Li）所需的低温；为了研究地层而采的岩芯可在船上进行精密中子分析。
表3
文献[10]中设计了一个在深海底就地分析锰结核的系统，它可以在深达6000米的海底测量Ni、Cu、Co的含量（浓度），此装置预计在1973年完成加工。迄今已使用的是海底电视及采样，并在船上或陆地做分析；海底就地分析的研究就是为了改进分析工作以适应日益增长的海洋勘探的需要。由于船行速度必须保持2浬/小时即1 m/S的速度；还由于锰结核在海底的分布低于每平方米数十公斤的密度，这是对（n，γ）分析不利的；而且测量又需一定时间；故此设计中将样品采集到一个罐里，再进行分析。当Ni、Cu、Co的含量接近1%，而且锰结核密度约达5kg/m2时，就有经济价值。这就要求，测定金属品位的同时应测量结核在罐中的体密度及其在海底的分布密度，相对误差要求为10%。深海泥土及粒度小于1cm的其他沉积物在采样时被除去。两个相邻取样分析点之间的距离为1km，每一个分析周期约为15分钟，每次出海任务延续时间至少为数大。具体做法是，将海底表面沉积用吸引系统搜集并传送到一个罐里，罐中心装有一个252Cf源，罐外装有Ge（Li）深测仪，测量中子俘获γ辐射，测量时间约为10分钟；罐的上部装有Co60，对侧装有NaI（T1）,测出体密度，装罐的时间连同系统的动作速度可粗略地指示锰结核在海底的分布密度值。这些测量信息，连同探测器的温度，垂直位置显示等一并传送到船上计算机进行自动处理，算出Ni、Cu、Co元素含量，体密度、海底分布密度等数据。装置的设计可承受600个大气压，有一氦压缩机做为80°K制冷系统的一部分，为了防止振动Ge（Li）探测器用弹簧系统悬挂起来。整个装置用船拖在海底。
美国太平洋西北研究室研究了中子活化分析方法11—14]，在方法的选择上认为记录瞬发γ射线（n，γ）虽可以测定Fe和Si，但对矿物中的许多元素来讲灵敏度低，而实验证明激活放射性核分析对于多数元素的灵敏度都可以达到有经济意义含量以下，故选用中子活化分析方法，源选用252Cf。在初期实验室研究中用260μg252Cf对20多种矿物进行了实验，照射及测量时间共为2～5分，证明了实验室矿物分析的现实性；为了证明野外现场就地分析及海底分析的可行性用210μg252Cf做了模型试验；然后又在海边进行了模拟试验，用200磅已知成份矿样，装在截断的55加伦汽油桶内（高10＂、直径约为22＂），在潮退时埋在海边，当涨潮时被4～5呎海水所淹没，用210ug252Cf对准样品照射2′，用10＂高6＂直径的石腊块做为慢化器，冷却30～40′，测量200＂,Ge（Li）体积为50cm3，此试验中测出的元素有Mn（0.1%）、Ag（0.05%）、Mg,Al、V，并认为Na24和Cl38干扰不严重，试验结果表明最佳源强为5mg，但考虑到对Ge（Li）的损伤及防护条件，选用1mg是可以的。并提出研制中子倍增器的想法，该研究室所装中子倍增器[14]为次临界型，可使中子增长30～40倍；该研究室在室内海底模型装置上详细研究了矿物样品中不同元索的灵敏度，用了约为2mg的252Cf，慢化层为12＂厚的石腊，可获1.7×107n/cm2s的热中子流，可测元素30～40个，其中16个元素的灵敏度列入表4中，探测器同上，照射时间2´，冷却30～60＂，测量时间2´，实验室结果表明，如果能知道物质的实际密度，则准确度可达到±10%；这些试验结果给出了就地分析及测井的可能性，并为开展海底中子活化分析设计了一个可下到数百尺海底的装置，每个点的分析周期自动控制为约5分钟，将用海底电视做水下观察；未来在采用中子次临界型倍增器条件下，252Cf可减至50μg；对于陆棚区及淡水湖中此方法具有很大的优越性，对于测井和陆地分析以及行星矿物分析都可采用。
表4
续表
美国太平洋西北研究室还研究了海洋X萤光能谱分析法[15]，由于未能找到所需文献，不能对它进行评述。
美国Georgia大学进行了海底及船上分析研究工作[16-18]。为了进行海底就地中子活化分析，设计了三种操作方式：（1）用于深海（＞60呎）的潜水艇、（2）适用于中深海（50～150呎）的水下撬、（3）适用于浅水区（＜60呎，一般为10～50呎）的可容两个人的潜水器；此项试验用了100、200、400和512道四台多道能谱议。使用200μg252Gf可获106n/cm2s的热中子通量，探测器选用3＂×3＂的NaI（T1）晶体，照射4´冷却30＂，测量4＂，用水下电视监视。认为对Mn、Cr、Mo、V、W、Co、Cu、Pb、Sn、Al、Ag、Hg、Ti、Mg十四个元素的灵敏度可达有经济价值含量以下。用潜水艇的实验是在加里福尼亚海岸外的太平洋上进行的，装有电视机的潜水器及水下撬是在墨西哥湾及美国东南部陆棚区实验的，所有方面包括健康物理学均得到肯定。在1972年初用一个1mg 252Cf及更为完善的分析系统在太平洋做了大范围船上巡回中子活化分析，所分析的样品包括用取芯器和抓样采样的海底沉积、深海结核、空气污染样品、不同深度的水样中的痕量元素，以及生物样品如飞鱼等；分析系统包括有两个Gc（Li）（65cm3和55cm3）、4096道分析器、PDP118K存储容量的计算机、NIM系列电子线路及盒式磁带存储器、纸带穿孔机及电传打印机，船上还装有X萤光分析系统；水样分析经过离子交换处理；中子源装在一个特制容器中，有三个照射孔道，可获1.4×107n/cm2s的热中子流；照射时间为数分至30分；认为此种工作对于海洋学及环境科学都是很有益的。
美国地质调查所研究了中子俘获γ辐射能谱法[19-25]。在长伊斯兰德海峡（15～30m深）进行了五个点的试验。Ge（Li）探头为45cm3,4096道谱仪及小型计算机，两个252Cf源分别为0.7μg和8.2μ，源距相应为52.1cm和62.2cm；用中子俘获γ辐射能谱法可以定性地判断Ni、Fe,Cu峰，定量尚有困难。试验中遇到两个技术问题：Cl的干扰及统计涨落大。Cl谱中如果将单双逃逸峰都算在内，则有400多个峰，近50个峰的全能强度大于0.5（对100次γ辐射），将仪器吊在6m水深处，测出了62个峰，其强度大于26，其中有48个与Cl峰距离在5Kev以内，必须认为是Cl峰或Cl给出重要贡献的峰，甚至在使用Ge（Li）的条件下，如此多的Cl峰，都将严重限制中子俘获γ辐射法的使用；此外所测到的是热中子，超热中子及慢中子混合俘获γ辐射，而有些元素对超热中子俘获有共振截面，这也将带来分析误差。对今后试验做出了如下建议：（1）改变探头装置，将Ge（Li）置于中心，用十个252Cf围成一圈，半径为13～15cm，这样沉积物密度变化对热中子及超热中子通量的影响会小些；（2）用样品中公有的Fe元素谱线中的两个峰的比值，可以对中子流能量分布进行指示，可建立谱线硬度指示；（3）改用脉冲式中子发生器，恰当地选择测量窗的时间，以区分俘获γ射线及某一共振谱线，用这种方法来提高对某一元素的选择性。
参考文献
[1]Kehler,P……Activation Analysis of Ocean Bollom Ceres,TID—18125 Dresser Research,Tulsa,OKlahoma, 1962,11.
[2]Neutron Sources and Applications,（Proceedings of the American Nuclear Society National Topical Meeting,1971, 8.）
[3]Applications of252Cf（Proceedings of the American Nuclear Society,National topical Meetiny,1972,9）
[4]Nuclear Techn.in Geochemistry and Geophysics,1976.
[5]Stegmaier W.……Afeagibieify study on nuclear methods using252Cf for the exploration of marine mineral deeposits in shelf areas,Appeication of252Cf,1972.9.
[6]Гусейнов，Г.М……Применение морской радиометрии при геологическом изучении шельφаЮжногоПрмморья，“Пробп.геол.шельφа，”1975,268～271.
[7]Невесский，Е.Н.……Новые резулъгатылитологического изуч.донных осадков спомощъю многоканальнойрадиометрической сьемки，“Океанология＂1975,15,2,289—295
[8]Бабинец，А.Е.……Ядерно－геофизигеские измеренид параметровплотности морских донныхотложений，“геол.ж.”，1974.34.6,41—50
[9]Symons,C.D，…A.towed γ—ray spectrometerfor continental shelf survcys，“25th Int.Geol.Congr.Abstrs.Vol.2”，409—410
[10]Böhme, G.……Design of a system for the undersea exploration of manganese nodueles by252Cf neutron induced γ—ray analysis,Applications of252Cf,1972,9.
[11]Perkins, R.W.……252Cf neutron activation forferretrial, sea floor.and possible planetary surface analysis，“Neutron Sources and Applications”1971,4.
[12]Perkins,R.W.……252Cf neutron activationfor remote surface analysis，“Isotopes and Radiation Technology”，1972,9,3.264—267
[13]Perkins,R.W.……Laboratory and environmental mineralanalysis using a152Cf neutron sourcle，“Nucl.Appl.and Tech.1970.9,861—874.
[14]Hansen,L.F.……Subcritical multiplication of252Cf neutrons and its applications.”Trans.Amer.Nucl.Soc.”，1971,14,122.
[15]Cooper,J.A.……Feasibility study of in situ sediment analysis by x—ray fluorescence,Batteeece Pacific Northwest Laboratory Rept,BNWL—SA—4814,1973.
[16]Noakes,J.E.……Undersea mineral analysis with252Cf，“Netron Sources and Applications”，1971,4.
[17]Noakes, J.E.……New Tecniques in seafloor mineral exp1oration，“Marine Tech.Soc.Jour.，”1971,5, 41—44.
[18]Noakes,J.E.……Shipboard use of252Cffor NAA—A new oceangraphyic tool，“Application of252Cf”，1972,9.
[191Senftle,F.E.……In situ capture gamma—ray analysis for sea bed exploration:a feasibility study，“Nuclear Techniques im Geochemistry and Geophysjcs”，1976,75—92
[20]Senftle, F.E.……Mjneral exploration of the ocean floor by in situ neutron absorption using a252Cf source，“Ma-rine Technol.Soc.J.”，1969,3,5,9—16.
[21]Wiggins,P.F.……Neutron capture gamma—ray analysis of marine manganese nodules usiug252Cf,1970,13, 60—63.
[22]Senftle,F.E.……Use of252Cf for mineral exploration:comporison with acceclrators forin situ neutron activation of silver，“Isotopes and Rad Tech.”，1970,7,4.411—418.
[23]Senftle, F.E.……Construction materialsfоr neutron capture gamma ray measurement assembly usiny252Cf，“Nu－cl.Tceh.”，1971,10,204—210
[24]Moxham,R.M.……In situ neutron activation analysis of bottom sediments，“Gcophysics”，1975.
[25]Tanner,A.B.……A sliding digital filter for rapid reduction of nuclear pulse-hcight spectra,U.S.Geol.Survey, Open file report,1975.
[26]Lavvy G.Evans，……Apollo remote analysis system applied to surface and underwater in-situ elemental analysis，“Proceedings of ERDA symposium on x—and gamma—ray sourccs and applications”，1976,5, 178—181.
原载《国外金属矿物化探专题情报资料》，1979。
新技术如何用于探索和研究
科学研究的目的就是:提高我们认识自然、利用自然、改造自然的能力，为人类创造更好的生活条件。
目前有了多少新技术探索在核运用上？
科学技术的发展过程中，会遇到困难，发生曲折和反复，是正常的，不足为奇。
在这世纪之交，围绕法国“超凤凰快堆”的争诊即是一例。这是以中国神话一种从自己的灰烬中获得永生的鸟的名字来命名的核电站，早在10多年前就曾并入法国电力公司的电网，虽正常运转时间不长，但作为技术探索，提供的经验却是宝贵的。
目前在俄罗斯、日本、印度等就有8座快堆，即快中子增殖反堆正在正常运行。
快堆同其他反应堆一样，从原理上就排除了发生原子爆炸的可能性。当然，不应当否认现在快堆发电还存在一些技术问题，但是，只要重视，问题是可以解决的。从根本上讲；快堆不仅具有固有的安全性，而且具有很好的经济性。与热堆核电站相比，快堆核电站对核燃料的利用率高出了60～70倍，同时快堆还能焚烧掉长寿命放射性锕系元素。快堆核电站和热堆核电站能相辅相成地为人类提供安全、经济和洁净的电能。有远见的国家，是不会忽视对快堆核电开发的，例1995年，日本的装机容量为28万千瓦的快堆“文殊号”就成功地进行了发电、供电试验。因此，日本政府。1997年6月宣布，要继续推进其开发快堆和核燃料再循环计划。
到2050年，中国的能源缺口将达10亿吨标准煤。人们已经体会到人类大量使用碳基燃料已经成为环境污染的重要因素之一，加速发展包括快堆核电站在内的核电事业，是解决上述矛盾的重要途径之一。在快堆技术发展上，中国也给予了高度重视，各有关主管部门给予了有力的支持，在1987年将快堆技术研究纳入了国家“863”高技术计划，列为该计划能源领域的最大项目，并计划不久将建成热功率为65兆瓦、电功率约20兆瓦的快中子实验堆。
近10年来，世界快堆处在低潮，主要原因，是从20世纪70年代后期开始，世界经济发展速度减缓，能源和电力增长速度也随之减缓，热堆核电站的发展相应减缓，因此作为热堆核电站后续者的快堆事业的发展也受到制约。但是，各国快堆发展也不平衡，各国根据自己不同的国情采取了不同的政策。在西欧的“超凤凰快堆”时起时落的争论不休中，中国作为一个核大国，仍作出开展快堆起步工作的决策是正当的。
可以预期，今后相当长的时期人类仍将利用裂变能。
目前核能利用存在的主要问题有：（1)资源利用率低。工业应用的是热中子反应堆核电站，虽其发电成本低于煤电，但它以铀-235为燃料，天然铀中占99?3％的铀-238无法利用。
(2)燃烧后的乏燃料中除铀-235及钚-239外，剩余的高放射性废液含大量“少数锕系核素”(MA)及“裂变产物核素”(PP)，其中有一些半衰期长达百万年以上，成为危害生物周的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决。
(3)反应堆是临界系数大于1的无外源自持系统，其安全问题尚需不断监控及改进。
(4)核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制。
这4个问题中，以前两者更具实际意义。
利用快中子增殖堆可以使天然铀中的铀-238转化为钚-239，成为裂变燃料。用钚-239或铀-235装料启动运行数十年后，此系统可以靠铀-238达到“自持”，铀资源利用率可提高60～70倍。这虽然有利于资源的利用，但另3个问题则面临更严峻的挑战。而且快中子增殖堆的初始装料，要以从热中子反应堆乏燃料中提取的大量工业钚库存为依托，如热堆电站未发展到相当的装机容量，快堆是不可能具工业应用规模的，而此时高放射性废液的库存已极大。对高放射性废液的处置方法，目前是将其固化，经包装后埋入稳定的岩层中。这种“后处理一固化一深埋”的处置方式虽然可行，但从长远看它耒解决泄人生物圈的问题。
因此，理想的核系统应是以天然铀(或贫化铀)作为反应堆的基本装料，并使它所产生的放射性废物在系统中被嬗变为短寿命(半衰期为几十年)或稳定的核素。使系统输出的废料是短寿命低放射性废物。这就是目前世界核科技界大力研究的充分利用铀资源且放射性“洁净”的核能系统。这一系统的物理及放射化学基础在于：(1)利用中子核反应使不可裂变的核转化为可裂变核，并在系统中形成一个稳定的可裂变核供应储备。
(2)利用化学分离流程，提取高放射性废液中的MA及PP，回送到系统中，在一定条件下，MA成为附加的能量供应资源，而PP则吸收中子而嬗变成为稳定核或短寿命核，即所谓的分离一嬗变(P-T)法。
核科技界认为最有前途的放射性“洁净”核能系统将由中能强流质子加速器(1～1?5吉电子伏，数十毫安或更高流强)与次临界装置(热中子或快中子)相耦合，结合“原址”放射化学分离流程(在厂区就近处置，避免与外界环境接触)所构成，一般文献中称之为ADS(加速器驱动次临界装置)。它由中能质子在重核上散裂反应产生的“外源”中子，使次临界装置起动，在把非裂变核转换为裂变核的过程中，一方面倍增中子、输出能量，一方面留一定的中子贮备，以嬗变自生的或输入的MA或PP。次临界装置的临界系数0?95左右，系统靠“外源”中子启动，因此原则上当加速器停止运行时，次临界装置即“熄火”，无临界事故问题。向这个系统输入的主要是天然铀等非裂变装料，输出的是电能及短寿命低放射性废物。加速器所耗电能占系统所产生电能的一小部分。次临界装置中所产生的MA及PP经“原址”放射化学分离后，在适当的条件下，在系统中被嬗变，因此没有向生物圈扩散的问题。如果设计适当，这个系统可运行相当长的时间(例如5～10年)而不必换料，因此该系统可有高的负荷因子。
中国已建成具有世界水平的北京正负电子对撞机、兰州重离子加速器和合肥国家同步辐射实验室三种粒子加速器，因此要建立中能流强质子加速器是具备足够技术力量的。
当然，放射性“洁净”核能系统还有些问题尚待继续研究。
下面再略述一下聚变堆问题。
俄罗斯等地的受控热核反应堆没有一个取得成功，有的科学家甚至提出出有的热核反应装置根本不可能在短期内实现持续产生聚变能的目标。有鉴于此，美，国国会1996年将用于核聚变研究的拨款减少了33％，美国核聚变专家小组根据资金情况建议，关闭耗资10亿美元的普林斯顿反应堆，把有限的经费投入计划中的国际热核实验反应堆中去。这个由美、俄、日和欧洲主要国家共同投入资金和技术建造的核聚变反应堆计划将在2050年建成，核聚变科学界将它看成是世界核聚变研究取得突破的新希望。
由于国际热核实验反应堆还只是纸上谈兵，所以普林斯顿反应堆的关闭表明人类50年的核聚变能梦想将面临一个“无法预知的未来”。
俄罗斯著名理论物理学家、核能部长米哈伊洛夫认为，核能技术的成功来自其课题的具体和目标的明确，而核聚变能源技术问题“总是模模糊糊”。他认为，核聚变能源将来肯定会出现，“但只有到22世纪才会出现”。
不过，米哈伊洛夫的这一看法和国际热核实验堆计划大相径庭。按照该计划委员会1996年夏天圣彼得堡会议的决定，1997年要确定这个实验堆的选址问题，2008年实验堆将建成，并开始运转，再过十几年将建设商业堆。担任该委员会主席的俄罗斯权威核物理学家、俄罗斯科学院前副院长维利霍夫1996年也曾再次预言，再过30～40年核聚变能源将成为现实。
无论如何，这项工作是要持之以恒开展下去的，因为它是解决人类未来能源的希望。
在中国，环流器实验技术实验室在核工业西南物理研究院于1997年通过了中国核工业总公司主持的验收。从而，中国第一个受控核聚变研究重点实验室即告建成。
核工业西南物理研究院1984年建成中国环流器一号，1995年建成中国环流器新一号以来，开展了大量研究工作，取得了大批科研成果。其等离子体电流、等离子体密度及温度、放电持续时间等参数，以及等离子体诊断技术、数据采集与处理能力和等离子体辅助加热技术等方面的综合能力均处于国际同类型同规模装置的先进行列。
地学专业图书馆移动信息服务模式及关键技术探究
周 峰 王春宁
（中国地质图书馆 信息技术室）
摘 要 移动信息化的影响力已经逐步凸显，数字图书馆的发展也逐步在转向移动信息化领域。移动信息服务拓展了图书馆的服务模式，势必会极大提升文献资源的利用效率。本文主要介绍了移动数字图书馆的概念，专业文献机构开展移动信息服务工作的服务模式及其涉及的关键技术问题。
关键词 专业文献机构 移动数字图书馆 移动信息服务 服务模式
0 引言
根据中国互联网信息中心（CNNIC）发布的第 29 次中国互联网络发展状况调查统计报告，截至 2011年 12 月底，中国网民规模达到 5.13 亿，其中手机网民规模达 3.56 亿，占整体网民的 69.3%。手机网民数量的增长，对图书馆信息服务的发展起到了重要的推动作用，将图书馆的信息服务转移到移动信息服务领域势在必行。图书馆移动信息服务是图书馆个性化信息服务的发展方向。随着第三代移动通信技术（3G）的日益普及以及第四代移动通信技术（4G）的研发深入，移动终端业务的不断更新和拓展，移动终端设备的不断丰富和广泛应用，必将对图书馆提供的信息服务带来深刻的变化和影响，移动数字图书馆则是这种变化和影响中的具体体现。
1 移动数字图书馆的概念与特征
1.1 概念
移动数字图书馆作为现代数字图书馆信息服务的一种崭新的服务，是指依托目前比较成熟的无线移动网络、国际互联网以及多媒体技术，使人们不受时间、地点和空间的限制，通过使用各种移动设备（如：智能手机、平板电脑、电纸书、笔记本等）来方便灵活地进行图书馆图书信息的查询、浏览与获取的一种新兴图书馆信息服务。
建设移动数字图书馆是为了消除人们使用数字图书馆时的环境依赖，让用户在不同的时间、不同的地点、用不同的设备获得相同的服务。
1.2 特征
移动数字图书馆是数字图书馆的一个分支，它具备数字图书馆的一般特征，同时还要具备可移动的特征。这种“可移动”的特征表现在用户享受图书馆提供的各类服务将更加便捷，更易获得。
2 图书馆移动信息服务模式及关键技术
2.1 移动信息服务模式
移动信息服务是传统信息服务的延伸，它所表现出来的服务模式与传统信息服务模式有较大的不同之处。近年来，图书馆界在不断探索移动信息服务模式或方式。本文总结和归纳了以下几种被广泛应用或有较好发展前景的移动信息服务模式。
2.1.1 手机短信服务
手机短信服务是一项成熟的移动通信技术，因此在图书馆移动信息服务提供过程中也得到了最广泛的应用。嵌入了短信的服务业务[1]主要有：①短信通知。图书馆的文献外借通常会出现即将到期或逾期的情况，利用短信通知可以较好地推进文献催还工作，保障文献的合理有效流通。利用短信通知，图书馆还可根据读者的不同需求，将最新的书目信息或最新开通的电子资源数据库信息发送给读者，以增加读者对馆藏文献资源的关注度。此外，图书馆还可通过短信服务为读者发送图书馆的最新公告或通知信息。②短信查询。读者通过便捷短信查询指令发送给图书馆，便可获取所需查询文献的信息或成功预约文献，读者也可以通过短信查询服务获取所借阅文献的总数、到期时间和预约文献状态等信息。③短信咨询。读者可通过短信发送有关图书馆资源或服务的咨询请求，图书馆短信管理系统将自动传送制式短信给读者。而咨询馆员们也可以通过短信将咨询结果以短信发送至读者。
随着移动通信技术的不断成熟，近年来短信服务的形式得到扩展，彩信和手机报服务开始进入移动信息服务。图书馆定期编辑好图文结合的简报内容，如包含图书封面和流通排行的文献流通月报、包含关键统计图信息的地质舆情周报等具有时效性又无法通过纯文本来传达给用户的块状信息，以彩信或手机报的形式发送给用户，这种服务为用户节省了信息获取的时间，同时也达到宣传自身服务的效果。
手机短信服务价格低廉，建设成本较低，服务效果明显，这些特征使得它依旧成为目前图书馆提供移动信息服务的主要模式之一。
2.1.2 WAP 网站服务
WAP 是一种无线应用通信协议（Wireless Application Protocol，简称 WAP），这种通信协议能极大地压缩无线通信过程中传输的数据量，较为友好地呈现在用户的无线终端屏幕上。20 世纪 90 年代，由于移动通信网络带宽较窄且费用较高，WAP 技术成为移动信息服务的主要服务方式，主要图书馆均推出各自的 WAP 门户网站服务。
WAP 网站提供的服务项目主要参考 Web 上的图书馆门户网站所提供的服务内容，通常包括图书馆信息发布，与移动 OPAC 相连的书目信息查询、文献预约或续借等服务。由于 WAP 的服务内容要局限于移动浏览器之中，因此许多丰富的交互功能无法很好地用它来实现，同时 WAP 服务的技术开发成本也较高。
WAP 网站服务曾经是图书馆对外提供移动信息服务的主要突破口，当前仍是图书馆提供移动信息服务的重要方式之一。
2.1.3 移动 OPAC 服务
移动 OPAC 是 Web OPAC 服务的移动化，图书馆的 OPAC 服务供应商们为各自的 OPAC 服务提供了移动服务方案，因此图书馆能将原本局限于 Web 上的文献查询等服务迁移至读者的移动终端上。通过移动 OPAC 服务，读者可以在移动终端上获取文献目录的查询，文献到期提醒、文献预约和续借等服务。目前大多数移动 OPAC 系统对外通过 API 接口，因而它更多的是作为嵌入式服务被放置在图书馆的 WAP网站上或移动应用程序中。对地学专业图书馆而言，移动 OPAC 服务使得人们能够通过移动设备就能方便地查询更多所需的地学文献资料目录。
2.1.4 移动应用程序服务
应用程序也在不断地移动化，随着运行在移动终端设备之上的移动操作系统的日趋成熟，基于各大厂商的移动操作系统开发出来的应用程序近年来异常火暴。移动应用程序是一种运行在移动操作系统之上的应用程序，它具有独立的操作界面和功能，以实现某项或某系列服务为目的，是传统 Web 应用程序在移动端的体现，通常也简称做 apps。移动应用程序逐渐在改变人们原有的 Web 应用程序的使用习惯，使得人们更方便地通过移动设备就能获取等同于 Web 上的服务效果。
近两年来，国内几家大型图书馆和图书馆服务提供商们在陆续试验推出自己的移动应用程序，包括集成了移动 OPAC 的图书馆服务门户应用程序，面向数字阅读的移动阅读书城应用程序，专题性文献服务应用程序等。
移动应用程序由于其具有较好的用户交互和较为完整的功能，正逐渐成为图书馆提供移动信息服务的重要模式之一，越来越多的图书馆和图书馆解决方案提供商们加大了移动应用程序的研发力度，推出了一些优秀的移动应用程序。如上海图书馆推出的上海图书馆移动应用程序、南京汇文公司开发的掌上图书馆应用程序等。图 1 显示的是上海图书馆推出的 iOS 平台上的移动应用程序在检索图书时的效果。
图 1 上海图书馆移动应用程序
2.2 移动信息服务关键技术
图书馆提供的移动信息服务中涉及一个重要且不可忽视的环节，即与移动信息服务有关的关键技术，它是重要的技术保障。笔者归纳出以下几种当前与图书馆移动信息服务模式有关的关键技术，并对其重要的特性进行了分析。
2.2.1 WAP 和 WML
WML 指无线标记语言（Wireless Markup Language）。它是一种从 HTML 继承而来的标记语言，但是 WML 基于 XML，因此它较 HTML 更严格。WML 是 WAP 协议中的一种实现技术，它适合于移动终端上呈现自适应的网页内容。
使用 WAP 规范开发的网站能快速加载到移动终端上，同时保持了 Web 浏览器上使用的体验，因此基于 WAP 的移动网站目前已经广泛应用到各大图书馆的移动信息服务当中，国内提供 WAP 站点访问的图书馆有国家图书馆、国家科学图书馆、深圳图书馆、清华图书馆、上海图书馆等。用户通过移动终端访问 WAP 站点时，能方便地查看到适应于屏幕分辨率的图书馆网站。图 2 显示的是国内某大学图书馆的WAP 网站使用效果。
图 2 某大学图书馆 WAP 网站效果图
2.2.2 移动中间件
移动中间件技术是伴随着网络技术、通信技术、嵌入式操作系统和中间件技术的发展和融合而出现的新兴技术，是当前移动数据业务、未来 3G 业务以及广大智能终端增值业务的关键共性技术。移动中间件技术重点研究的内容包括：接入管理、多协议接入网关、认证服务、连接管理、同步 / 异步数据传递服务、安全管理、内容服务管理等。
作为传统应用程序和移动客户端之间的桥梁纽带，移动中间件的工作原理是将传统应用程序的通信信息进行中介处理，以适合移动终端屏幕呈现的方式将内容友好地呈现给用户。移动中间件的发展经历着螺旋式的发展历程。当前移动中间件的发展随着应用程序的移动化需求不断增长呈现高度活跃状态，涌现出包括 PhoneGap 等在内的多个较为成熟的中间件产品。随着传统应用程序移动化进程的加快，移动中间件在未来还将得到持续发展。
2.2.3 移动操作系统
移动操作系统，在国内通常被称作手机操作系统，是指运行在智能手机、平板电脑、PDA 以及其他移动终端上的操作系统，它在PC机操作系统基础上融合了触摸屏、蜂窝数据、蓝牙、WIFI、GPS、摄像头、语音识别、近场通信等特性[2]。目前市场上主流的移动操作系统有 Google 公司的 Android，Apple 公司的iOS，Microsoft 公司的 Windows Phone，RIM 公司的 BlackBerry OS，以及 Nokia 公司的 Symbian 等操作系统。它们各自拥有不同的特性，表 1 显示的是上述几种主流移动操作系统的特征对比。
表 1 主流移动操作系统特征对比表
当前，Android 移动操作系统由于其开源特性，得到广泛应用和扩展，在被用户广泛接受的同时还保持着较高的市场占有率。但随着厂商在投入力度的加大和技术革新，未来移动操作系统的发展趋势还有待观察。
2.2.4 结合 DRM 的移动文献格式
数字版权管理（Digital Rights Management，简称 DRM），是指知识产权的所有者用来控制与管制合法存储知识产权数字产品的一切技术统称。数字版权管理目前广泛应用于电影、音乐、软件和数字出版行业，为保护数字出版物所有人的权益起到了积极的作用。图 3 显示的是 DRM 的工作原理。
图 3 数字版权管理（DRM）工作原理
内容提供商首先将数字资源内容打包成 DRM 系统支持的文件格式，不同 DRM 解决方案提供商提供的 DRM 系统支持不同的文件格式。消费者下载数字资源内容或者取得数字资源内容流的访问权后，为使用数字资源内容，必须向结算中心索取有效的使用许可，结算中心收到许可请求后首先验证用户身份，例如用户必须提供自己的数字签名，然后根据用户申请的使用权限对其账号进行扣除资费等处理，并发放许可最终提供给消费者使用授权的数字内容。
数字世界中的文献格式如同出版世界中的书本，是文献信息的具体承载形式，它决定了文献信息以何种方式呈现给用户。常见的文献数据格式有 Doc，TXT，PDF，PPT，Jpeg 等。面向移动信息服务的文献格式为了迎合移动阅读的需要，与传统的文献格式相比拥有许多新特性，如屏幕自适应、数据量小、渲染速度快等特点。常见的适于移动信息服务的文献格式有：EPUB，Kindle azw，Mobipocket mobi，PDF，HTML 以及 DjVu 等，这些数据格式有商业公司拥有后来逐渐成为行业规范的，也有开放的数据格式。它们拥有各自的特性，表 2 显示的是上述几种主流文献格式的特性对照[4]。
表 2 主流移动操作系统特征对比表
数字版权管理一直存在争议，坚持者和反对者们针对数字资源是否应该免费提供展开博弈。对图书馆而言，数字化的馆藏内容需要经过数字版权管理之后再对用户提供服务，因为只有加强数字版权管理才能保护所有人的权益。也只有通过数字版权管理的数字资源，才能更有效地促进数字资源的持续合理利用。
3 地学专业图书馆移动信息服务对策
专业图书馆开展移动信息服务工作与公共图书馆或高校图书馆并无太大差异，但专业图书馆拥有自身特点和专业资源优势，针对自身特点和行业用户的需求，制定相应的对策。笔者根据工作经历和对移动信息服务建设工作的认识，提出了如下几点对策：
首先，应制定移动数字图书馆建设工作的五年发展规划，涉及建设内容、进度安排、经费和组织保障等方面内容。
其次，要加大地学文献信息集群化工作。只有建立起较为完整的地学文献信息集群，拥有坚实的数字资源基础，才能推进地学文献信息的移动化和产业化的进程。
第三，要深入研究地学文献区域服务，研究如何更好地利用地学文献的区域特征开展文献信息服务工作，如可以借鉴基于位置的服务（LBS）来探索为用户推送当前位置周边有关的地学文献资料信息。
最后，要加强特色移动应用程序的开发工作，形成产品并推广应用。地学专业图书馆是为行业和公众提供地学类文献信息服务的公益性机构，服务产品是服务价值体现的关键，加强产品的研发才能为用户提供更有价值的服务。
4 结语
随着用户移动化需求的不断增长，移动信息技术的不断发展，以及移动终端的不断普及和演化，图书馆提供的传统信息服务已经不能满足用户的需求，图书馆的移动化进程必须加快脚步，才能体现出图书馆服务的价值。
在技术层面上，将来图书馆提供的移动信息服务模式将以移动应用程序为主，移动化应用也会逐渐覆盖到图书馆的传统应用领域。而移动操作系统的竞争，则因各大厂商在技术革新上投入的加大而变得越来越激烈，移动终端设备的发展也会随着竞争而不断升级和完善。但无论结果何如，对用户而言都是有利的。
移动数字图书馆为传统的图书馆服务带来了新的元素，是对传统图书馆原有功能的拓展，也是对图书馆职能内涵的一种延伸。不仅如此，移动数字图书馆的建设与推广具有很大的实际意义，专业文献机构可以通过使用适合的移动客户端，研发相应的移动应用程序来提供自己的移动服务，给用户提供更大的便利。虽然目前还存在很多技术难点和局限性，但是随着政策的完善、技术的发展、运营模式的不断探索，以及用户需求的不断增长，未来移动数字图书馆将会成为读者阅读的首选。
参 考 文 献
[1] 陆承兆 . 智能手机图书馆——基于 3G 的手机图书馆新发展 [J]. 图书馆学研究 2010（应用版），2010，（1）：96 ～ 98.
[2]Wikipedia. Mobile operating system.[EB]. http：//en.wikipedia.org/wiki/Mobile_operating_system.
[3]Samantha Murphy. How iPhone 4S Is Helping Apple Close in on Android [EB]. 2012.01.http：//goo.gl/rB7oF.
[4]Wikipedia. Comparison of e-book formats.[EB]. http：//en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_e-book_formats.
新技术探索是什么？
科学技术的发展过程中，会遇到困难，发生曲折和反复，是正常的，不足为奇。
在这世纪之交，围绕法国“超凤凰快堆”的争诊即是一例。这是以中国神话一种从自己的灰烬中获得永生的鸟的名字来命名的核电站，早在10多年前就曾并入法国电力公司的电网，虽正常运转时间不长，但作为技术探索，提供的经验却是宝贵的。
目前在俄罗斯、日本、印度等就有8座快堆，即快中子增殖反堆正在正常运行。
快堆同其他反应堆一样，从原理上就排除了发生原子爆炸的可能性。当然，不应当否认现在快堆发电还存在一些技术问题，但是，只要重视，问题是可以解决的。从根本上讲；快堆不仅具有固有的安全性，而且具有很好的经济性。与热堆核电站相比，快堆核电站对核燃料的利用率高出了60～70倍，同时快堆还能焚烧掉长寿命放射性锕系元素。快堆核电站和热堆核电站能相辅相成地为人类提供安全、经济和洁净的电能。有远见的国家，是不会忽视对快堆核电开发的，例1995年，日本的装机容量为28万千瓦的快堆“文殊号”就成功地进行了发电、供电试验。因此，日本政府。1997年6月宣布，要继续推进其开发快堆和核燃料再循环计划。
到2050年，中国的能源缺口将达10亿吨标准煤。人们已经体会到人类大量使用碳基燃料已经成为环境污染的重要因素之一，加速发展包括快堆核电站在内的核电事业，是解决上述矛盾的重要途径之一。在快堆技术发展上，中国也给予了高度重视，各有关主管部门给予了有力的支持，在1987年将快堆技术研究纳入了国家“863”高技术计划，列为该计划能源领域的最大项目，并计划不久将建成热功率为65兆瓦、电功率约20兆瓦的快中子实验堆。
近10年来，世界快堆处在低潮，主要原因，是从20世纪70年代后期开始，世界经济发展速度减缓，能源和电力增长速度也随之减缓，热堆核电站的发展相应减缓，因此作为热堆核电站后续者的快堆事业的发展也受到制约。但是，各国快堆发展也不平衡，各国根据自己不同的国情采取了不同的政策。在西欧的“超凤凰快堆”时起时落的争论不休中，中国作为一个核大国，仍作出开展快堆起步工作的决策是正当的。
可以预期，今后相当长的时期人类仍将利用裂变能。
目前核能利用存在的主要问题有：
（1）资源利用率低。工业应用的是热中子反应堆核电站，虽其发电成本低于煤电，但它以铀-235为燃料，天然铀中占99.3％的铀-238无法利用。
（2）燃烧后的乏燃料中除铀-235及钚-239外，剩余的高放射性废液含大量“少数锕系核素”（MA）及“裂变产物核素”（PP），其中有一些半衰期长达百万年以上，成为危害生物周的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决。
（3）反应堆是临界系数大于1的无外源自持系统，其安全问题尚需不断监控及改进。
（4）核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制。
这4个问题中，以前两者更具实际意义。
利用快中子增殖堆可以使天然铀中的铀-238转化为钚-239，成为裂变燃料。用钚-239或铀-235装料启动运行数十年后，此系统可以靠铀-238达到“自持”，铀资源利用率可提高60～70倍。这虽然有利于资源的利用，但另3个问题则面临更严峻的挑战。而且快中子增殖堆的初始装料，要以从热中子反应堆乏燃料中提取的大量工业钚库存为依托，如热堆电站未发展到相当的装机容量，快堆是不可能具工业应用规模的，而此时高放射性废液的库存已极大。对高放射性废液的处置方法，目前是将其固化，经包装后埋入稳定的岩层中。这种“后处理一固化一深埋”的处置方式虽然可行，但从长远看它耒解决泄人生物圈的问题。
因此，理想的核系统应是以天然铀（或贫化铀）作为反应堆的基本装料，并使它所产生的放射性废物在系统中被嬗变为短寿命（半衰期为几十年）或稳定的核素。使系统输出的废料是短寿命低放射性废物。这就是目前世界核科技界大力研究的充分利用铀资源且放射性“洁净”的核能系统。这一系统的物理及放射化学基础在于：
（1）利用中子核反应使不可裂变的核转化为可裂变核，并在系统中形成一个稳定的可裂变核供应储备。
（2）利用化学分离流程，提取高放射性废液中的MA及PP，回送到系统中，在一定条件下，MA成为附加的能量供应资源，而PP则吸收中子而嬗变成为稳定核或短寿命核，即所谓的分离一嬗变（P-T）法。
核科技界认为最有前途的放射性“洁净”核能系统将由中能强流质子加速器（1～1.5吉电子伏，数十毫安或更高流强）与次临界装置（热中子或快中子）相耦合，结合“原址”放射化学分离流程（在厂区就近处置，避免与外界环境接触）所构成，一般文献中称之为ADS（加速器驱动次临界装置）。它由中能质子在重核上散裂反应产生的“外源”中子，使次临界装置起动，在把非裂变核转换为裂变核的过程中，一方面倍增中子、输出能量，一方面留一定的中子贮备，以嬗变自生的或输入的MA或PP。次临界装置的临界系数0.95左右，系统靠“外源”中子启动，因此原则上当加速器停止运行时，次临界装置即“熄火”，无临界事故问题。向这个系统输入的主要是天然铀等非裂变装料，输出的是电能及短寿命低放射性废物。加速器所耗电能占系统所产生电能的一小部分。次临界装置中所产生的MA及PP经“原址”放射化学分离后，在适当的条件下，在系统中被嬗变，因此没有向生物圈扩散的问题。如果设计适当，这个系统可运行相当长的时间（例如5～10年）而不必换料，因此该系统可有高的负荷因子。
中国已建成具有世界水平的北京正负电子对撞机、兰州重离子加速器和合肥国家同步辐射实验室三种粒子加速器，因此要建立中能流强质子加速器是具备足够技术力量的。
当然，放射性“洁净”核能系统还有些问题尚待继续研究。
下面再略述一下聚变堆问题。
俄罗斯等地的受控热核反应堆没有一个取得成功，有的科学家甚至提出出有的热核反应装置根本不可能在短期内实现持续产生聚变能的目标。有鉴于此，美，国国会1996年将用于核聚变研究的拨款减少了33％，美国核聚变专家小组根据资金情况建议，关闭耗资10亿美元的普林斯顿反应堆，把有限的经费投入计划中的国际热核实验反应堆中去。这个由美、俄、日和欧洲主要国家共同投入资金和技术建造的核聚变反应堆计划将在2050年建成，核聚变科学界将它看成是世界核聚变研究取得突破的新希望。
由于国际热核实验反应堆还只是纸上谈兵，所以普林斯顿反应堆的关闭表明人类50年的核聚变能梦想将面临一个“无法预知的未来”。
俄罗斯著名理论物理学家、核能部长米哈伊洛夫认为，核能技术的成功来自其课题的具体和目标的明确，而核聚变能源技术问题“总是模模糊糊”。他认为，核聚变能源将来肯定会出现，“但只有到22世纪才会出现”。
不过，米哈伊洛夫的这一看法和国际热核实验堆计划大相径庭。按照该计划委员会1996年夏天圣彼得堡会议的决定，1997年要确定这个实验堆的选址问题，2008年实验堆将建成，并开始运转，再过十几年将建设商业堆。担任该委员会主席的俄罗斯权威核物理学家、俄罗斯科学院前副院长维利霍夫1996年也曾再次预言，再过30～40年核聚变能源将成为现实。
无论如何，这项工作是要持之以恒开展下去的，因为它是解决人类未来能源的希望。
在中国，环流器实验技术实验室在核工业西南物理研究院于1997年通过了中国核工业总公司主持的验收。从而，中国第一个受控核聚变研究重点实验室即告建成。
核工业西南物理研究院1984年建成中国环流器一号，1995年建成中国环流器新一号以来，开展了大量研究工作，取得了大批科研成果。其等离子体电流、等离子体密度及温度、放电持续时间等参数，以及等离子体诊断技术、数据采集与处理能力和等离子体辅助加热技术等方面的综合能力均处于国际同类型同规模装置的先进行列。