核能威力无比
物质是由原子构成的
世界上的物质虽然数不清，但都是由不同的原子构成的。人们通过对原子的研究，发现原子外层有数量不等的电子，里面的原子核中又有中子和质子。科学家告诉我们，电子是带负电，质子是带正电，它们的电荷大小相等，所以原子是稳定平衡的，中子则是中性不带电的。我们常见到的一些物质变化，例如煤炭燃烧发热，还会放出二氧化碳等气体，这都是原子外层的电子发生位置变化与运动的结果。人们把这种物质变化现象称作化合，也就是化学变化。因为煤中的碳原子和空气中的氧原子之间电子的换位，并发出能量（发热），这就叫煤的化学能。其实它们的原子核并没有起变化。通俗地说，万物变化结合，组成新的物质，化合就是元素（原子）之间的结合。
原子弹——人类的悲剧
自从科学家们研究原子以来，发现原子核是可以分裂的，当然也是可以聚合的。这种分裂叫核裂变，聚合就叫核聚变。发生裂变或聚变都会释放出大量的能量，这就叫原子核能，起初简称为“原子能”，后来改称为“核能”。因为叫核能更确切，它是原子核里面发出的能量，不是原子核外面产生的能量。前面说过化学能，那是原子与原子之间化合产生的能量，即原子外层电子运动产生的能量。同样都是原子形成的能量，但内外有别，能量大不相同。原子核产生的能量大大超过化学能。1千克铀235全部裂变释放的能量约相当2500多吨标准煤燃烧发出的热量，真是威力无比。
20世纪40年代，正是核能研究的突破时期，当时第二次世界大战也处于激烈状态，无疑核能的研究成果首先要被掌握战争命运的人所利用。1942年11月，美籍意大利物理学家费米教授（E.Fermi）在芝加哥大学用许多石墨砖和金属铀块砌成了一个堆，开始进行核裂变试验，并用镉和硼钢制成控制棒，12月初试验成功，虽然只工作不到半小时，但发出了原子核的火花，标志着人类迈进了核能时代。从此芝加哥的这个原子反应堆名声远扬，至今，全世界都把核反应器称作“堆”。继芝加哥核试验之后，美国更加速了核试验的步伐，并于1945年研制成功三颗原子弹，除一颗用于性能试验外，其余两颗都分别投放到日本的广岛和长崎，造成了人类可怕的悲剧。
让核能为人类造福
第二次世界大战结束后，各国人民渴望和平，尽管有的国家仍以核武器为威慑力量，但反核势力高涨。接着前苏联、英国、法国、中国和印度等国也先后进行了核试验，作为战争手段的核垄断局面被打破了，人们期望和平利用核能。特别应提到的是，1954年6月，前苏联在莫斯科附近的奥勃宁斯克建起了世界第一座核发电站，功率为5000千瓦，人们受到极大的鼓舞。这意味着人类已进入了和平利用核能的时代。经过40多年的努力，全世界已有40多个国家和地区建成了430多座核电站，正在建设的还有30多座，其中美国有核电站100多座，法国的核发电占全国发电量的70％，日本的核电也占27％。中国自1991年秦山核电站一期工程完成后，又建成了大亚湾核电站，并正在广东岭澳兴建第三座核电站。我国的核电事业得到了政府的重视，核能发电技术发展很快，将迎头赶上国际先进水平，并大力开发低温核供热堆。
此外，世界在发展核能的同时，放射性同位素和射线的应用也日益扩大。巨大的原子核能正造福于人类，而不是可怕的战争阴影。
核发电技术
核能发电是将核裂变或核聚变产生的原子核能量转变为电能。在核电站中，核反应堆和蒸汽发生器代替了普通火电厂的蒸汽锅炉，它不用烧煤或其他燃料，只靠核反应堆的热量把水变成蒸汽，然后如常规电厂一样驱动汽轮机，带动发电机旋转发电。核电站发电质量高、功率大，减少了燃料的贮运和排渣、排烟的麻烦，既清洁卫生，又自动化程度高。建设核电站的选址范围宽，无论是沿海、内地，或高原偏远地方，因为没有普通电站的燃烧过程，又不受气压的影响，所以适应性强，几乎到处都可建核电站。
核电站的主要燃料是铀235，它在自然界贮量丰富，目前全世界已探明的天然铀矿可采量约相当于55000—76800亿吨煤的能量。核反应堆目前使用的核燃料为铀的同位素铀235，今后开发的新型反应堆还可使用铀238和天然钍矿。从发展看，核聚变电站也是可能实现的。其燃料为氘和氚，即氢的同位素。这可从海水中获得，其实铀的资源也大量蕴藏在海水中，因此可以说核燃料可供人类长期开发。
核裂变与核聚变
原子核能的获得主要有两个途径：一种是利用重原子核分裂反应释放的能量，即核裂变，这是目前人们已掌握的技术。另一种则是利用氢原子核聚合反应释放的能量，也就是核聚变，它是在上亿度高温下使原子核克服相互间的斥力而聚合，所以又叫热核反应。例如氢弹爆炸，即靠原子核先裂变的能量使氢的同位素氘和氚原子核聚变，最终释放出比原子弹更强大的能量。现在科学家们还只是在进行核聚变的小型试验研究，尚有许多技术难关，包括耐高温的材料以及受控核聚变问题等等。目前，美国、俄国、日本和欧洲联盟国家正在加紧研究，并计划联合研制一座实验性核聚变反应堆。人类和平利用核聚变的愿望终将实现。在本世纪核聚变技术将登上核电的历史舞台。
各种形式的核电站
核反应堆的形式很多，所以核电站的种类也不少。目前，世界上运行的核电站按反应堆的类型分，主要有气冷堆、重水堆、轻水堆和快中子增殖堆等几种。
气冷堆以石墨为慢化剂，用二氧化碳或氦作冷却剂。此种核反应堆最初是以天然铀作核燃料，所以填料多、体积大、造价高、效率偏低。后改用2.5％—3％的低浓缩铀作核燃料，效果明显提高，20世纪70年代后期又进而发展高温气冷堆。美、英、法、德等国均建造了气冷堆的核电站。20世纪80年代末，这种堆型的核电站逐渐走下坡路。
轻水堆这种堆型又分压水堆和沸水堆。压水堆的核燃料为2％—3％的低浓缩铀。所谓轻水是指普通水，它相对于以氘构成的重水而言。轻水堆就是以轻水为慢化剂和冷却剂。可以看出，第一回路用水泵将水打进反应堆，经活性区加热成高温高压的热水，由于此种热水的压力很高，所以叫压水堆。高压热水送入蒸汽发生器，把热量传给第二回路的水，使产生的蒸汽供汽轮机使用，由汽轮机带动发电机发电。沸水堆只有一个回路，水在反应堆内加热沸腾，使产生的蒸汽直接供汽轮机使用，因此热效率比前者高，但结构复杂，要防止蒸汽从堆芯带出放射性物质，防护屏蔽和检修均较困难。
位于浙江省海盐县秦山山麓北侧，杭州湾畔的秦山核电站是我国自行设计和建造的第一座核电站，即采用压水堆型，反应堆额定热功率96.6万千瓦，额定发电功率30万千瓦。自1985年3月动工，到1991年12月15日并网发电，现已正式商业运行，并已着手二期工程。
位于广东省深圳市大亚湾畔的大亚湾核电站，由广东省和香港合资兴建，技术上由法国公司承建，采用两座各90万千瓦的压水堆机组，1987年8月动工，一号机组于1993年8月并网发电，同年12月投入商业运行。二号机组于1994年5月投入运行。
