走近核电：核能是什么？ | 唐山科普在线唐山市科学技术协会主办

目前已被人类认知和应用的核能主要有核裂变能、聚变能和衰变能。

　　首先，我们来了解核裂变能是怎么回事。我们都了解普通原子模型，原子主要包括原子核及环绕原子核不断运转的电子组成，有些类似太阳系结构。原子核主要由质子和中子紧密结合组成。中子不带电，呈中性，它是打开核裂变的“金钥匙”。

　　核裂变是原子核在中子的撞击下，诱发原子核分裂，释放核能的过程。

　　核裂变能的发现距今不过70余年。英国物理学家查德威克在一次偶然的试验中发现“中子”后，德国物理化学家哈恩和施特拉斯曼于1938年，在一次研究中子与铀核作用所发生的放射性现象时，意外地发现铀—235的裂变现象，裂变过程同时释放巨大能量。

　　后来，进一步研究还发现，铀-235是自然界里，惟一能在中子作用之下，被诱发产生核裂变的一种物质。铀-235是铀元素中的一种同位素，它在天然铀中的含量很低，仅占0.7%，其它99.3%都是不易裂变的另一种同位素铀-238。

　　铀-235核裂变及其能量释放过程可简单描述如下：铀-235核裂变通常是由中子撞击后产生的。如果由某个中子源提供中子，被铀-235核所俘获，就会形成一种新的同位素铀-236，这种同位素极不稳定，它受到被俘获中子带来的额外能量的扰动，造成内部核子的剧烈颤动，而急剧变形产生分裂。这种急速变化，通常被分裂为两个碎片，形成两个新元素的原子核。据科学家们测定，在大多数情况下，这两个新元素原子序数之和正好是铀元素的原子序数92。

　　一个铀-235核俘获一个中子产生裂变的同时，要释放出约200Mev的能量，产生2～3个新的中子——这就是我们期望核裂变产生的效果——其一是获取能量，其二是获得能维持继续裂变的中子，构成核裂变的链式反应。

　　什么是核裂变链式反应？我们以一个铀—235核裂变后产生2个有效中子为例。在理想的情况下，一个中子被第一个铀-235核俘获，引起首次裂变，同时释放200Mev能量和2个中子（第二代），新产生的2个中子，被另外2个铀—235核所俘获，引起新的铀核裂变，同时释放出2×200Mev的能量和2×2个中子（第三代），再引起4个铀—235核裂变，再释放2×2×200Mev的能量和2×2×2个中子（第四代）……如此类推，便形成了核裂变链式反应。这种链式反应发展极快，瞬间会如同雪崩一样释放出巨大能量。不过，这种核裂变链式反应，已在人们的掌握和控制之下──这是核电站能在受控状态下安全运行的基本保障。