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核能的過去與未來 可大規模替代化石燃料
關鍵詞： 核能 钚239 非能動 鈾核 原子核 鏈式裂變反應 核裂變能 化石燃料 可持續發展 鈾235
核能分為核裂變能和核聚變能兩種。資料圖片
核能是20世紀人類的一項偉大發現，并已取得了十分重要的成果。
1938年，哈恩和斯特拉斯曼發現核裂變現象；1942年12月2日，著名科學家費米領導幾十位科學家，在美國芝加哥大學成功啟動了世界上第一座核反應堆，標志著人類從此進入了核能時代。
在這以前人類利用的能源，只涉及到物理變化和化學變化，當核能進入人們的生產和生活后，一種通過原子核變化而產生的新能源從此誕生。
應用：
可大規模替代化石燃料
第一座反應堆首次啟動時，功率僅為0.5瓦。60多年后的2008年，核電已占全世界總發電量的15％。據國際原子能機構統計數據，截至2009年6月，全世界共有436臺核電機組在運行，總裝機容量達到372.5 GWe（千兆瓦），在建核電機組45座，裝機容量39.95 GWe。目前，核發電量占本國總發電量比例最高的國家是法國，2004年其核電發電量占到總發電量的78%。日本、德國、美國等國家也是核電大國，核電所占比例均在20%以上，而中國核電目前僅占到總發電量的1.3%。
當前，世界上的主要能源是煤、石油、天然氣這些化石燃料，化石燃料不是可再生能源，用掉一點兒就少一點兒。燃燒化石燃料向大氣排放大量的“溫室氣體”二氧化碳、形成酸雨的二氧化硫和氮氧化物，并排放大量的煙塵，這些有害的物質對環境造成了嚴重的破壞。核能不產生這些有害物質。1987年，曾任世界衛生組織總干事的布倫特蘭領導的世界環境和發展委員會提出了“可持續發展”的概念，就是“既滿足當代人的需求，又不危及后代人滿足其需求的發展”。為了實現可持續發展，人類迫切地需要新的替代能源。目前，惟一達到工業應用、可以大規模替代化石燃料的能源，就是核能。
核能分為核裂變能和核聚變能兩種。核裂變能是通過一些重原子核發生“鏈式裂變反應”釋放出的能量；核聚變能則是由兩個輕原子核結合在一起形成更重的原子核時釋放出的能量。核聚變又叫“熱核反應”。氫的同位素氘（重氫，質量數為2）是主要的核聚變材料，其以重水的形式大量存在于海水中，氘同位素占總氫量的0.015%。1升海水中的氘通過核聚變釋放出的能量相當于300升汽油燃燒釋放出的能量。據推算，全世界海水中所含的氘通過核聚變釋放的聚變能，可供人類在很高的消費水平下使用50億年，因此可認為聚變能是一種不會枯竭的能源。
然而，迄今為止成功實現工業應用規模的核能只有核裂變能。由于達到核聚變的條件非常苛刻，目前還沒有非常有效的手段實現可控核聚變，按照目前的研究進度，人類大規模利用核聚變發電可能還需要等待幾十年的時間。