核能
我们知道，分子是由原子构成的， 原子的中心是原子核，原子核周围有一定数目的电子在核外运动。
进一步的研究表明，原子核还有如图22.2-1所示的更精细的内部结构： 原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，其电荷量跟电子电荷量相等，中子不带电； 质子的质量大约是电子的1836倍， 中子和质子的质量几乎相同。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。
质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固， 要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合， 就有可能释放 出惊人的能量，这就是核能（nuclear energy）。
裂变
1934年至1938年，科学家曾先后用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2 000 t煤完全燃烧时释放的能量。
用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。这就好比用火柴点燃木材，木材才能燃烧。假如外界的中子停止轰击，裂变也就停止了。那么，怎样才能使裂变继续下去呢？
用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能， 同时还会产生几个新的中子 ，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能（图22.2-3）。这就是裂变中的链式反应。
核电站利用核能发电，它的核心设备是反应堆（图22.2-4）。 核电站利用反应堆产生的内能，通过汽轮机做功，带动发电机发电。 1942年人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。 当时的核反应堆的功率非常小，大约需要260座这样的反应堆才能点亮一只40 W的灯泡。 然而，这是人类利用核能的关键一步。 目前，全世界已经建成了几百座核电站，核能发电是重要的电力来源之一。 随着我国具有完全自主知识产权的第三代百万千瓦级核电技术电站——华龙一号的建设， 我国的核能发电技术已居于世界领先地位。
核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的。链式反应如果不加控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。原子弹爆炸时发生的链式反应，是不加控制的。在人类实现可控核裂变大约3年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。
聚变
如果将某些质量很小的原子核， 例如 氘 dāo 核（由一个质子和一个中子构成）与氚 chuān核（由一个质子和两个中子构成）， 在超高温下结合成新的原子核——氦核， 也会释放出巨大的核能（图22.2-5），这就是聚变，有时把聚变也称为 热核反应。
氘核、氚核都属于氢核的一种。 大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量。氢弹利用的就是聚变在瞬间释放的能量。
如何实现可控聚变，如何利用可控聚变释放的核能，科学家正在积极地探索着。海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氘核。科学家预言，通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题。
科学·技术·社会
核反应堆是通过可控裂变反应释放核能的设备。反应堆内的铀核发生裂变时，会释放能量，也会产生射线。如果射线泄漏到反应堆外面，会对人和其他生物造成伤害，所以核反应堆都封闭在一个厚厚的钢筋混凝土壳中。
核电站一旦发生核泄漏事故，就可能产生严重的危害（图22.2-6），所以核电站的安全性应得到高度重视。为此，科学家们制订了严格的安全措施和安全标准。
核电站使用过的核燃料称为核废料。由于核废料仍然具有放射性， 一般深埋在人烟稀少的地方。某些发达国家将核废料运送到其他国家去埋放，引起了环境保护者的广泛抗议。
核电站给水力资源、化石能源缺乏的地区提供了一种好的选择，也给人类解决能源危机带来希望。在化石能源日趋珍贵之时，适度发展核电是人类的一种选择。
参考资料：
第2节 (核能)
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