核能的產生

核能，它來自於原子核。應該說凡是星球都應該有核能。核能的產生有兩種途徑：一種是較重的原子核分裂成兩個中間質量的原子核時會釋放出熱量；另一種是兩個較輕的原子核聚合成一箇中間質量的原子核時也會釋放出熱量。

如此說來任何原子核都存在核能（也說“原子能”）？其實確實如此，不用懷疑。關鍵的問題是怎樣才能使原子核發生裂變或者聚變和如何人工控制這種裂變或者聚變過程。

目前人們發現有三種原子很容易發生裂變，它們是鈾-235、鈽-239和鈾-233。而只有鈾-235是天然存在的。其他兩種可以人工製造。這種原子只要吸收一箇中子就會發生裂變同時釋放出熱量和2-3箇中子。釋放出來的中子又可以用於其它原子的裂變，使裂變反應一直持續下去。這個過程稱之為鏈式反應。如果是用於原子彈，這個反應過程不需要控制，希望它反應得越快越好。如果是用於核反應堆，就需要加以控制。一般是用石墨或者鎘把多餘的中子吸收掉一部分，使反應速度減慢。

核聚變所需要的條件非常難得，比如氘和氚的聚變反應需要極高的溫度（1500萬攝氏度）和壓強(3000多億大氣壓）。當今的科學技術很難達到。原子彈爆炸以後，人們發現原子彈爆炸瞬間產生的高溫和高壓能滿足核聚變的條件，還可以製成威力更大的核武器，這就是氫彈。1952年第一顆氫彈爆炸後，科學家們一直在努力尋求把氫彈爆炸的過程加以控制，然後源源不斷地取出其中的核聚變能造福人類。

地球上絕大多數常見的自然現象只涉及重力和電磁，而不涉及核反應。這是因為原子核通常因為包含正電荷並相互排斥。

1896年，亨利貝克勒爾正在研究鈾鹽中的磷光，因為他與皮埃爾居里和瑪麗居里發現了一種新的放射性現象。他們隔離了高放射性元素鐳，發現放射性物質會產生三種不同型別的強烈透射光線，標記為α，β和γ。這些輻射中的一些可以穿過普通的物質，並且它們都可能是大量的有害物質。所有早期的研究人員都受過各種輻射燒傷，很像曬傷。

科學家們逐漸認識到放射性衰變所產生的輻射就是電離輻射，

隨著人類對原子能的理解加深，放射性的性質變得更加清晰。一些較大的原子核是不穩定的，並且在隨機間隔後衰變（釋放物質或能量）。Becquerel和Curies發現的三種輻射形式也被更完全地理解。阿爾法衰變是當一個核釋放一個阿爾法粒子，這是兩個質子和兩個中子，相當於一個氦原子核。Beta衰變是β粒子，一種高能量電子的釋放。伽馬衰變釋放出伽馬射線，它不像阿爾法和貝塔輻射不是物質，而是電磁輻射的頻率非常高，因此也是能量。這種輻射是最危險和最難阻擋的。所有三種類型的輻射都在某些元素中自然發生。

核技術是涉及原子核的核反應的技術。值得注意的核技術有核反應堆，核醫學和核武器。除此之外，核技術還用於煙霧探測器等。

應該說，在愛因斯坦的“質能方程”提出來後，他自己就在論文中說，這個能量變化是很小的，可能可以用“放射性現象來加以證實”。這說明，單個“核過程”所釋放出來的“核能”，其實是非常小，不使用儀器測量，根本就感覺不到。比如天然放射性核素的α衰變，一次衰變只能釋放出最高8兆電子伏（MeV）的能量，約為1.3×10^-12焦耳，在日常生活中肯定是被忽略不計的。所以當時的科學家都不認為“核能”是可以被利用的。

發現核裂變現象後，實驗測定它在一次裂變中，就可以釋放出約200MeV的能量，而且，還再釋放出2-3箇中子。科學家立即就意識到，可以採用“鏈式裂變核反應”來大規模的釋放核能了。如果在一秒鐘內引發10^20次方個鈾原子核裂變，就可以達到約三百萬千瓦的功率。這使得科學家研究出一條有效利用核能的技術途徑——核反應堆或核爆炸。

所以，發現核能不是關鍵，而“大規模釋放核能”的技術才是“利用核能”關鍵。在非受控的狀態下，裂變能與聚變能都已經得到應用了——核武器。而如何控制核能的大規模釋放，目前只有“裂變能”和“衰變能”才實現了，其代表作就是“核反應堆”與“核電池”，“聚變能”還沒有實現。

謝謝邀請:這其中有兩個途徑，第1.是理論確認物質在新生過程中會收聚能量，而在衰變過程中則會釋放能量！物質的凝聚、產生、迴圈、寅進、滿倉、溢能、…燃燒放熱、強光輻射或爆炸都是這個過程中的現象。這個工作是由愛因私談完成的！因為他推導並確立了質能方程E=mg。……第2、是顯微觀察放射性物質時得到的微觀資訊確認，這個觀察發現是亨利貝格勒爾發現並總結的。因為他和皮埃爾.居里和居里夫人-瑪麗三人共同觀察並發現了新的放射現象，其中伽馬輻射是屬於可以利用來引起鏈式碰撞反應升級的純物質高能粒子輻射！他這個總結先引起了業內的驚喜和恐慌，最後驚動世界政治界並引起個別國家的政府人員高度重視!…^o^

核能是在某個實驗室用中子轟擊鈾原子時發現的。一箇中子轟擊一個鈾原子不但能夠釋放巨大的能量，而且能夠同時釋放三個中子，這就給鈾核的鏈鎖反應創造了條件。原子彈的製造就是在這個實驗基礎上實現的，與愛因斯坦的質能公式沒有半點關係，而且到今天為止誰也沒有證實過核能是由質量轉化為能量的。因此，質能公式充其量還只是停留在紙上的臆想理論，而且無論再付出多少努力都是證實不了的，原因就在於質能是相生的而不是互相轉化的。

嚴格來說核能並不算髮現的，相關理論成熟之後自然會有人想到利用相關理論，核能可以分為原子核理論和能量理論。

核的理論最早來自於重核原子的裂變理論，始於德國科學家莉澤·邁特納對放射性元素的研究，她一直想透過用質子撞擊鈾原子核的方式製造出超鈾元素，但一直不成功，後來她意識到，質子數超過鈾的元素的原子核不穩定，超鈾元素會自發衰變成輕元素並釋放能量，這就是後來的核裂變理論。

核能的另一個理論基礎是能量理論，這就是愛因斯坦的質能方程E=mc²，該方程指出一個物質就算質量很小，但它蘊藏的能量卻特別高。將這個方程用於實際計算會有△E=△mc²，它表示物質質量的改變數會以極高的能量釋放出來。

核能最早實際應用於原子彈，且最早展開原子彈計劃的是二戰時期的德國，後來身在美國的愛因斯坦意識到如果原子彈被德國先研發出來，整個世界將生靈塗炭，所以愛因斯坦接受了西拉德的提議給羅斯福起早了一封信，信裡寫到原子彈相關理論已經成熟，且德國離造出原子彈只差一步之遙，無奈羅斯福啟動了“曼哈頓計劃”，該計劃凌駕於所有計劃之上，為了比德國先造出原子彈願意不惜一切代價，巧的是，德國科學家海森堡在原子彈的研究中由於一個引數算出導致他認為原子彈不可能實現，且德國在後來的重水之戰中損失了大量的重水，這導致了他們實驗進度的拖慢，終於美國還是先造出了原子彈“瘦子”併成功引爆。

核能首先是理論推匯出來的。愛因斯坦根據相對論，物體運動時質量會發生變化，推匯出公式E=m*c*c 。 c是光速。m是質量。c是很大的一個數，E和c的平方正比，自然核能是一個特大的數。雖然理論上出來了，但是核能如何釋放出來，當時沒人知道。

後來居里夫婦發現了鈾，鈾會自己分裂，減輕了質量，同時產生微粒，轟擊其他的原子，產生鏈式反應，釋放核能，提供了實際的實驗室資料。為原子彈的製造提供了可能性。

二戰時，為了打敗德國。愛因斯坦等科學家上書給美國總統羅斯福，成立曼哈頓工程，研究原子彈。研究出來原子彈，德國投降了，就用在日本了。

核能是地球上儲量最豐富的能源,又是

高度濃集的能源.1t金屬鈾裂變所產生的能量,

相當於270萬t標準煤.地球上已探明的核裂變

燃料,即鈾礦和釷礦資源,按其所含能量計算,

相當於有機燃料的20倍,只要及時開發利用,

便有能力替代和後續有機燃料.更進一步說,地

球上還存在大量的聚變核燃料氘,能透過聚變反

應產生核能.1t氘聚變產生的能量相當於1100

萬t標準煤,氘即重水中的“重氫”,普通水中有

七千分之一的重水,故地球上存在約40萬億t

氘.所以聚變反應堆成功以後,能源真可謂取之

不盡,用之不竭,人類將不再為能源問題所困擾.

(2)核電是清潔的能源,有利於保護環境.

目前世界上大量燃燒有機燃料的後果是足堪憂慮

的.燃燒後排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧

化亞氮等氣體,不僅直接危害人體健康和農作物

生長,還導致酸雨和大氣層的“溫室效應”,破

壞生態平衡.比較起來核電站就沒有這些危害.

核電站嚴格按照國際上公認的安全規範和衛生規

範設計,對放射性三廢,原則上是回收處理儲

存,不往環境排放,排往環境的只是處理回收後

殘餘的一點尾水尾氣,數量甚微,對環境沒有實

質性的影響.

(3)核電站堅持安全第一、質量第一的方針,

正確設計、高質量建造和按規範執行的核電站,

其安全是有保證的.

(4)核電的經濟效能與火電競爭.電廠每

kw·h的成本是由建造折舊費、燃料費和執行費這

3部分組成的.主要是建造折舊費和燃料費.核

電廠由於考究安全和質量,建造費高於火電廠,

但燃料費低於火電廠,火電廠的燃料費約佔發電

成本的4O％～6O％,而核電廠的燃料費則只佔

2O％左右.總的算起來,核電廠的發電成本是能

與火電相競爭的.

(5)發展核電有利於減輕交通系統對燃料運

輸的負擔.1座100萬kW 的燃煤火電機組每天

需燒煤約1萬t,1年約需300萬t,而1座

lOOkW 的核電機組每年僅需核燃料30 t,可見核

燃料運輸量僅是煤運輸量的十萬分之一,大大減

輕交通運輸負擔.

(6)以核燃料代替煤和石油,有利於資源的

合理利用.煤和石油都是化學工業和紡織工業的

寶貴原料,能用它們創造出多種產品.它們在地

球上的儲藏量是很有限的；作為原料,它們要比

僅作為燃料的價值高得多.所以,從合理利用資

源的角度來說,也應逐步以核燃料代替有機燃

料.

總之,核電是一種清潔、安全、技術成熟、

供應能力強、能大規模應用的發電方式；加快我

國核電建設,提高核電在電力供給中的比重,有

助於緩解電力增長與交通運輸、環境保護的矛

盾；發展核電對帶動高科技產業和裝備製造業的

發展,促進經濟增長,調整能源結構,保障能源

安全,實施可持續發展戰略,都有重要意義.