答：鈾和鈽是人類目前主要的核裂變材料，理論上很多元素都可以作為核裂變材料。

目前人類還無法實現商用的可控核聚變，但是核裂變技術非常成熟，比如美國有大約五分之一的電能，都來自於核電廠，美國核電廠數量有100多座，佔全世界的四分之一。

目前核電廠的裂變材料有鈾和鈽兩種，超鈾元素一般是不穩定的，會發生衰變現象，所以理論上絕大部分超鈾元素，都可以作為核裂變材料。

而核電廠需要穩定、安全地輸出核能，這就對核裂變材料有一定要求，比如鈾元素就具有如下特點：

（1）鈾在自然界中大量存在，提取成本不高，至少可以達到商業用途；

（2）鈾可以進行自發衰變，衰變的半衰期長，便於儲存和運輸；

（3）鈾吸收中子後，會發生裂變，裂變過程會釋放更多的中子，從而引發鏈式反應，所以鈾元素裂變過程能自發維持；

（4）控制中子數量，可以達到控制鈾元素裂變的速度，這對核電廠的能量輸出來說非常方便；

（5）雖然鈾元素裂變的質能轉化率很低，但是單位質量鈾元素，裂變時釋放能量是巨大的，相當於2000噸標準煤燃燒釋放的能量；

……

鈾和鈽以外的超鈾元素，存在許多問題，比如在地殼中的含量低，半衰期太短難以儲存，或者裂變過程無法有效控制等等。

正是以上原因，決定了目前核裂變的材料為鈾和鈽，但是鈾和鈽也存在缺點，它們的裂變過程會釋放大量中子，中子不帶電，穿透能力強，會對生物造成嚴重的傷害，也就是核輻射。

為什麼只能用鈾和鈽做核燃料呢？

愛因斯坦的質能方程看上去是普適性的，從氫元素聚變到重元素，從重元素衰變成其他元素等都會釋放出巨大的能量，但事實上我們人類技術有限，因此在這個材料選擇的時候就有很高的要求了！

上圖是各種元素在恆星核心燃燒所需要的溫度，是不是發現氫元素的要求並不高，我們ITER裝置內部完全可以達到吧，其實這上面忽略了一個要求，就是至少1%太陽質量的產生的核心壓力！因此我們依然無法實現，更不要說氫元素以後的元素了！即使我們現在正在研究的可控聚變物件也是氚氘（氫的同位素）聚變！

當然另一條就是重元素的裂變，理論上絕大部分超鈾元素都是可以作為核裂變堆的燃料！那麼我們為什麼只選擇了鈾和鈽元素呢？因為我們在選擇上還有別的要求，比如：

一、半衰期不能太短，否則提取出來之後還沒有使用就衰變過半了，這燃料簡直就沒法用啊

二、提取成本必須要低，否則商業化的第一個條件就被咔嚓了！

三、能自持裂變，並且可以鏈式反應！

四、裂變過程必須有手段可控，否則就成為原子彈了.....

能滿足這個要求的就是鈾元素，比如用作核裂變堆燃料的鈾235的半衰期長達7億年，而鈾235的原子核獲得一箇中子後分裂的同時還能釋放出多箇中子產生鏈式反應效果，但未超過臨界質量之前，大部分中子將被透過原子核的空間溜出鈾材料之外，但在超過臨界質量之後，這些亂跑的中子就有可能撞到第二個原子核而發生不受控制的鏈式反應！將正式成為一顆原子彈！因此我們在準備核材料成品時必須要小於臨界質量！

鈾235的臨界質量為：15KG

鈽239的臨界質量為：5KG

這裡不得不提一下日本東海村核臨界事故，工人在製造硝酸鈾醯的過程中，為了節省時間直接把一個不鏽鋼桶中富含U-235的硝酸鹽溶液倒入沉澱槽中！原本倒入的鈾溶液含鈾總量為2.4KG，而這名工人卻將16KG鈾硝酸鹽溶液都倒入了沉澱槽中，於是立即引發了鏈式核裂變反應！

最終導致了2名員工死亡，數百人遭受輻射，影響十分巨大！當然絕對算是一起比較低階超臨界事故！

我們回到核材料的選擇與核反應堆上來，哦我們經常聽到新聞中有說到輕水反應堆和重水反應堆，這是以減速劑種類區分的核裂變堆，輕水反應堆無法生產鈽材料，因此輕水反應堆的部署門檻是比較低的！但重水反應堆則可以生產鈽元素，因此是國際原子能機構重點控制的反應堆種類！

因為鈽原子彈的比較容易製造，當然鈽也是一種核燃料以及二氧化鈽則是重要的核電池原料，但其的製造與運輸都受到重點關注！

可能是我們經常聽到電視上面說鈾和鈽做核反應燃料，所以很多人想當然的就認為核燃料只有這兩種。其實這種想法是錯誤的，任何元素在適宜的條件下都可以發生核反應。而我們地球上種類豐富的各種元素，也都是由最簡單的氫原子一步一步核聚變而來的。比如金，它就是在超新星爆炸的時候才滿足核聚變條件而生成的。

近期中國硬科幻電影<流浪地球>製造的行星發動機就屬於一種核反應裝置，該裝置可以發生重核反應。即便利用石頭作為燃料都可以進行核聚變，是一款真正的萬能聚變器。除了核聚變還有核裂變，一般鐵元素以上的元素都可以發生裂變，而且裂變結果可以釋放能量。只不過有些元素太穩定了，沒有外部施加苛刻裂變條件，這些元素到太陽熄滅都不一定會裂變掉，例如金銀銅等半衰期太了。還有一些原子序數大的元素，不進行額外處理自己就會發生裂變，半衰期斷。因此，這些元素才是我們人類目前可掌控的核燃料，也是我們可以利用的核燃料。

目前我們常用的鈾和鈽半衰期、儲量、開發難度等方面都表現優異，所以成為了我們的常用核燃料。現在有些國家已經不滿足這兩個核燃料了，致力於發展其它元素成為核燃料的技術。比如釷元素，很多國家都在嘗試。

愛因斯坦的質能方程揭示了質量和能量的關係，理論上來說任何微小的質量都對應著巨大的能量，但實際應用和理論總會有一些差別

二戰時期的原子彈與現在的核電站都是利用重核裂變的原理來釋放能量的，美國當初投在廣島的“小男孩”就是一顆以鈾235為裂變原料的原子彈，第二次投在長崎的“胖子”是以鈽239為裂變原料的原子彈。

早期的原子彈之所以要選擇鈾和鈽作為裂變燃料就是因為它們需要的溫度和壓力都是當時的技術條件能達到的，鈾235為原料的原子彈爆炸方法非常簡單，只需要將總質量16.9公斤以上的兩塊鈾235以高速撞到一起就能觸發不可控的鏈式反應，也就是原子彈爆炸。

鈽239為原料的原子彈需要的質量比鈾彈少而且威力還比鈾彈大，拋開戰爭因素不談，和平年代的核電站主要目的是讓鏈式反應可控且平穩的執行下去，同時還需要釋放可觀的能量，不然就虧本了。

現在我們能做到的只有可控核裂變，能量釋放更為可觀而且無汙染的可控核聚變還在實驗階段，暫時無法投入商用，而鈾和鈽的半衰期長且穩定性強，儘管核廢料的汙染性仍然無法解決，但核能最為人類安全係數最高的能源，還是被各國所青睞。