1.冉冉新星——核能
核能是人类历史上的一项伟大发明，由于小小的原子核蕴藏的能量巨大惊人，而受到人们的重视和青睐。在核能被人们发现以后，首先用于军事方面。后来随着科技的快速发展，核能逐渐应用于发电，成为能源领域的一大亮点。
核能，是核裂变能的简称。60多年以前，科学家在一次试验中发现铀-235原子核在吸收一个中子以后能分裂，在放出2-3个中子的同时伴随着一种巨大的能量，这种能量比化学反应所释放的能量大得多，这就是人们今天所说的核能。
核能的释放形式主要有3种：
（一）核裂变能（重核裂变）。
核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的巨大能量。
当一个重原子核，分裂成两个或多个中等原子量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量。例如，当用一个中子轰击铀-235的原子核时，它就会分裂成两个质量较小的原子核，同时产生2～3个中子和β、γ等射线，并释放出约200兆电子伏特的能量；如果再有一个新产生的中子去轰击另一个铀-235原子核，便引起新的裂变，以此类推，裂变反应不断地持续下去，从而形成了裂变链式反应，与此同时，核能也连续不断地释放出来。
（二）核聚变能（轻核聚变）。
由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。
核聚变是：在高温下（几百万度以上）重氢核（氘核）与超重氢核（氘核）结合成氦放出大量能量的过程。它是取得核能的重要途径之一。由于原子核间有很强的静电排斥力，因此在一般的温度和压力下，很难发生聚变反应。而在太阳等恒星内部，压力和温度都极高，所以就使得轻核有了足够的动能克服静电斥力而发生持续的聚变。自持的核聚变反应必须在极高的压力和温度下进行，因而也称为“热核聚变反应”。
核聚变要比核裂变释放出更多的能量。例如相同数量的氘和铀-235分别进行聚变和裂变，前者所释放的能量约为后者的3倍多。人们所熟悉的原子弹、核电站、核反应堆等都利用了核裂变的原理。只是实现核聚变的条件要求的较高，即需要使氢核处于几千万度以上的高温才能使相当的核具有动能实现聚合反应。
与重核裂变相比，轻核聚变发电有着无可比拟的优点：
（1）能量巨大。核聚变比核裂变释放出更多的能量。例如，铀-235的裂变反应，将0.1%的物质变成了能量；而氘的聚变反应，将近0.4%的物质变成了能量。
（2）资源丰富。重核裂变使用的主要原料是铀，据估计，世界上核裂变的主要燃料铀和钍的储量分别约为490万吨和275万吨，这些裂变燃料足可以用到聚变能时代；轻核聚变的燃料是氘和锂，1升海水能提取30毫克氘，在聚变反应中能产生约等于300升汽油的能量，即“1升海水约等于300升汽油”，地球上海水中有40多万亿吨氘，足够人类使用百亿年。地球上的锂储量有2000多亿吨，锂可用来制造氚，足够人类在聚变能时代使用。况且以目前世界能源消费的水平来计算，地球上能够用于核聚变的氘和氚的数量，可供人类使用上千亿年。因此，有关能源专家认为，如果解决了核聚变技术，那么人类将能从根本上解决能源问题。
（3）成本低廉。1千克氘的价格只为1千克浓缩铀的1/40.
（4）安全、无核污染。聚变不产生放射性污染物，万一发生事故，反应堆会自动冷却而停止反应，不会发生爆炸。
但是，实现核聚变的条件十分苛刻，为了使2个原子核聚变，必须使两个原子核的一方或双方有足够的能量，去克服彼此之间的静电斥力，满足这样的条件需要几千万甚至几亿摄氏度的高温。
（三）核衰变。
核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。
2.百密一疏——核能的优点和缺点
在地球资源库中，核资源比较丰富，核燃料有铀、钍氘、锂、硼等矿藏。据统计，世界上铀的储量约为417万吨。地球上可供开发的核燃料资源，可提供的能量是矿石燃料的10多万倍。
核能应用作为缓和世界能源危机的一种经济有效的措施有许多的优点：
（1）核燃料具有体积小而能量大的特点。核能比化学能大几百万倍；1000克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量；一座100万千瓦的大型烧煤电站，每年需原煤300～400万吨，运这些煤需要2760列火车，相当于每天8列火车，还要运走4000万吨灰渣；同功率的压水堆核电站，一年仅耗铀含量为3%的低浓缩铀燃料28吨；每一磅铀的成本，约为20美元，换算成1千瓦发电经费是0.001美元左右，这和目前的传统发电成本比较，便宜很多；而且，由于核燃料的运输量小，所以核电站就可建在最需要的工业区附近。
核电站的基本建设投资一般是同等火电站的一倍半到两倍，不过它的核燃料费用却要比煤便宜得多，运行维修费用也比火电站少。如果掌握了核聚变反应技术，使用海水作燃料，则更是取之不尽，用之方便。
（2）核能污染少。火电站不断地向大气里排放二氧化硫和氧化氮等有害物质，同时煤里的少量铀、钛和镭等放射性物质，也会随着烟尘飘落到火电站的周围，污染环境；而核电站设置了层层屏障，基本上不排放污染环境的物质，就是放射性污染也比烧煤电站少得多。据统计，核电站正常运行的时候，一年给居民带来的放射性影响，还不到一次X光透视所受的剂量。
（3）核能安全性强。从第一座核电站建成以来，全世界投入运行的核电站达400多座，多少年来基本上都是安全正常的。虽然有1979年美国三里岛压水堆核电站事故和1986年前苏联切尔诺贝利石墨沸水堆核电站事故，但这两次事故都是由于人为因素造成的。随着压水堆的进一步改进，核电站有可能会变得更加安全。
总体来说，核能在未来能源领域的优势地位是其他传统能源无法比拟的。
①核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。
②核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。
③核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。
④核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座100亿瓦的核能电厂一年只需30吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送任务。
⑤核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，发电成本较其他发电方法更为稳定。
美中不足的是核能也有自身的缺陷：
①资源利用率低。
②反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决。
③反应堆的安全问题尚需不断监控及改进。
④核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制。
⑤核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大。
3.民用之路——核能发电
核能是人类最具希望的未来能源。近年来，在军事领域大显神威的核能由原来人们对它的“谈核色变”，逐渐随着人们科学认识的提高而走下“神坛”，并作为能源大家庭的后起之秀被广泛应用于民用领域。
核能发电就是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似，只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，将水加热成高温高压，以核裂变能代替矿物燃料的化学能；除沸水堆外，其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机；沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。
核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约100万倍），比较起来所以需要的燃料体积比火力电厂少相当多。核能发电所使用的的铀235纯度只约占3%——4%，其余皆为无法产生核分裂的铀238.