什么是核裂變
核裂變(Nuclear fission)又稱核分裂，是一個原子核分裂成幾個原子核的變化。
裂變只有一些質量非常大的原子核像鈾(yóu)、釷(tǔ)和钚（bù）等才能發生核裂變。這些原子的原子核在吸收一個中子以后會分裂成兩個或更多個質量較小的原子核，同時放出二個到三個中子和很大的能量，又能使別的原子核接著發生核裂變……，使過程持續進行下去，這種過程稱作鏈式反應。原子核在發生核裂變時，釋放出巨大的能量稱為原子核能，俗稱原子能。1千克鈾-238的全部核的裂變將產生20,000兆瓦小時的能量(足以讓20兆瓦的發電站運轉1,000小時)，與燃燒至少2000噸煤釋放的能量一樣多。
核裂變也可以在沒有外來中子的情形下出現，這種核裂變稱為自發裂變，是放射性衰變的一種，只出現在幾種較重的同位素中。不過大部份的核裂變都是一種有中子撞擊的核反應，反應物裂變為二個或多個較小的原子核。核反應是依中子撞擊的機制所產生，不是依照自發裂變中，相對較固定的指數衰減及半衰期特性所控制。
什么是核裂變什么是核聚變？
核裂變是一個核分裂成兩個或以上，核聚變是兩個或以上原子核聚合成一個。從數量上說，一個是少變多，一個是多變少。具體區別如下：
1.含義不同：
核聚變(nuc ear fusion)，又稱核融合、融合反應，聚變反應或熱核反應。核是指由質量小的原子，主要是指氘，在一定條件下(如超高溫和高壓)，只有在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛，讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起，發生原子核互相聚合作用。
核裂變，又稱核分裂，是指由重的原子核(主要是指鈾核或钚核)分裂成兩個或多個質量較小的原子的一種核反應形式。
2. 產生的能量不同：核裂變雖然能產生巨大的能量，但遠遠比不上核聚變。核聚變要在近億度高溫條件下進行，地球上原子彈爆炸時可以達到這個溫度。
3.作用不同：
裂變堆的核燃料蘊藏極為有限，不僅產生強大的輻射，傷害人體，而且遺害千年的廢料也很難處理，如：原子彈或核能發電廠的能量來源就是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見，熱中子轟擊鈾-235原子后會放出2到4個中子，中子再去撞擊其它鈾-235原子，從而形成鏈式反應。
核聚變的輻射則少得多，且生成新的質量更重的原子核(如氛)，中子質量較大，但是由于中子不帶電，因此也能夠在這個碰撞過程中逃離原子核的束縛而釋放出來，大量電子和中子的釋放所表現出來的就是巨大的能量釋放。
核能（nuclear energy）是人類歷史上的一項偉大發現，這離不開早期西方科學家的探索發現，他們為核能的發現和應用奠定了基礎?？梢恢弊匪莸?9世紀末英國物理學家湯姆遜發現電子開始，人類逐漸揭開了原子核的神秘面紗。
核能是人類最具希望的未來能源之一。人們開發核能的途徑有兩條：一是重元素的裂變，如鈾的裂變；二是輕元素的聚變，如氘、氚、鋰等。重元素的裂變技術，己得到實際性的應用；而輕元素聚變技術，也正在積極研究之中。可不論是重元素鈾，還是輕元素氘、氚，在海洋中都有相當巨大的儲藏量。
核裂變原理是什么？
核裂變，又稱核分裂，是指由重的原子核（主要是指鈾核或钚核）分裂成兩個或多個質量較小的原子的一種核反應形式。
原子彈或核能發電廠的能量來源就是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見，熱中子轟擊鈾-235原子后會放出2到4個中子，中子再去撞擊其它鈾-235原子，從而形成鏈式反應。
裂變釋放能量是與原子核中質量－能量的儲存方式有關。從最重的元素一直到鐵，能量儲存效率基本上是連續變化的，所以，重核能夠分裂為較輕核(到鐵為止)的任何過程在能量關系上都是有利的。如果較重元素的核能夠分裂并形成較輕的核，就會有能量釋放出來。
對于核彈，鏈式反應是失控的爆炸，因為每個核的裂變引起另外好幾個核的裂變。對于核反應堆，反應進行的速率用插入控制棒來控制，使得平均起來每個核的裂變正好引發另外一個核的裂變。
什么是核裂變
自從30年代中期開始，法國、德國和意大利各國的著名物理學家相互之間便展開了研究如何分裂重原子方面的角逐。宣告這場比賽正式開始的是著名的法國物理化學學家弗雷德里克·約里奧一居里，他在因發現人工放射性而破授予1935的諾貝爾化學獎（和他的妻子，伊雷娜·約里奧-居里-起）時，宣布說，爆炸原子核鏈式反應將釋放巨大的可用能量。 在柏林，由奧托·哈恩、弗里茨·施特拉斯曼和利斯·邁特納這三位著名的德國、奧地利學者組成的研究小組開始用中子撞擊鈾原子，按照業已形成的思路，他們期望這個過程能產生類似鈾的放射性重元素--這是意大利物理學家、羅馬大學的恩里科·費米在類似的實驗中假想的結果。然而，在1938年底，奧托·哈恩和弗里茨·施特拉斯曼（利斯·邁特納因為是奧地利籍的猶太人，在希特勒侵入奧地利后逃到了瑞典）卻驚異地發現對鈾的撞擊 產生了名為鋇的放射性輕元素。 哈恩和施特拉斯曼把結果發送給在斯德哥爾摩的邁特納。在那兒，她和她的外甥、物理學家奧托·弗里施試圖解開這個謎。他們得出結論說鈾原子核沒有像預料的那樣發射出粒子或粒子束，而是被加長，形成了一個腰，然后斷裂成兩個幾乎相等但比原原子核輕得多的碎片，它們的總質量小于最初的鈾原子核質量，其間相差的質量轉化成了能量。 邁特納給這個過程取名為裂變。約里奧-居里進一步發現鈾的裂變釋放出多余的中子，能夠用來依次分裂別的鈾原子。這為原子彈的理論依據--爆炸鏈式反應打下了基礎。 戰爭期間，奧托·哈恩和弗里茨·施特拉斯曼一直留在德國。哈恩于1945年春季破盟軍逮捕。被拘留在英國時，他得悉自己獲得了1944年的諾貝爾化學獎。到了受獎時，他得知裂變裝置對廣島、長崎的毀滅負有不可推卸的責任，因而深為苦惱，他也不再因自己的科學成就而躊躇滿志。戰后，一直心感負疚的奧托·哈恩成為核武器控制運動的主要倡導者。
核裂變和核聚變
核能是能源家族的新成員，它包括裂變能和聚變能兩種主要形式。裂變能是重金屬元素的質子通過裂變而釋放的巨大能量，目前已經實現商用化。因為裂變需要的鈾等重金屬元素在地球上含量稀少，而且常規裂變反應堆會產生長壽命放射性較強的核廢料，這些因素限制了裂變能的發展。另一種核能形式是目前尚未實現商用化的聚變能。
核聚變是兩個較輕的原子核聚合為一個較重的原子核，并釋放出能量的過程。自然界中最容易實現的聚變反應是氫的同位素？？氘與氚的聚變，這種反應在太陽上已經持續了150億年。氘在地球的海水中藏量豐富，多達40萬億噸，如果全部用于聚變反應，釋放出的能量足夠人類使用幾百億年，而且反應產物是無放射性污染的氦。另外，由于核聚變需要極高溫度，一旦某一環節出現問題，燃料溫度下降，聚變反應就會自動中止。也就是說，聚變堆是次臨界堆，絕對不會發生類似前蘇聯切爾諾貝利核(裂變)電站的事故，它是安全的。因此，聚變能是一種無限的、清潔的、安全的新能源。這就是為什么世界各國，尤其是發達國家不遺余力，競相研究、開發聚變能的原因所在。
其實，人類已經實現了氘氚核聚變？？氫彈暴炸，但那種不可控制的瞬間能量釋放只會給人類帶來災難，人類需要的是實現受控核聚變，以解決能源危機。聚變的第一步是要使燃料處于等離子體態，也即進入物質第四態。等離子體是一種充分電離的、整體呈電中性的氣體。在等離子體中，由于高溫，電子已獲得足夠的能量擺脫原子核的束縛，原子核完全裸露，為核子的碰撞準備了條件。當等離子體的溫度達到幾千萬度甚至幾億度時，原子核就可以克服斥力聚合在一起，如果同時還有足夠的密度和足夠長的熱能約束時間，這種聚變反應就可以穩定地持續進行。等離子體的溫度、密度和熱能約束時間三者乘積稱為“聚變三重積”，當它達到1022時，聚變反應輸出的功率等于為驅動聚變反應而輸入的功率，必須超過這一基本值，聚變反應才能自持進行。由于三重積的苛刻要求，受控核聚變的實現極其艱難，真正建造商用聚變堆要等到21世紀中葉。作為21世紀理想的換代新能源，核聚變的研究和發展對中國和亞洲等能源需求巨大、化石燃料資源不足的發展中國家和地區有特別重要的戰略意義。
受控熱核聚變能的研究分慣性約束和磁約束兩種途徑。慣性約束是利用超高強度的激光在極短的時間內輻照靶板來產生聚變。磁約束是利用強磁場可以很好地約束帶電粒子這個特性，構造一個特殊的磁容器，建成聚變反應堆，在其中將聚變材料加熱至數億攝氏度高溫，實現聚變反應。20世紀下半葉，聚變能的研究取得了重大的進展，托卡馬克類型的磁約束研究領先于其他途徑。
受控熱核聚變能研究的一次重大突破，就是將超導技術成功地應用于產生托卡馬克強磁場的線圈上，建成了超導托卡馬克，使得磁約束位形的連續穩態運行成為現實。超導托卡馬克是公認的探索、解決未來具有超導堆芯的聚變反應堆工程及物理問題的最有效的途徑。目前，全世界僅有俄、日、法、中四國擁有超導托卡馬克。法國的超導托卡馬克Tore-supra體積是HT-7的17.5倍，它是世界上第一個真正實現高參數準穩態運行的裝置，在放電時間長達120秒條件下，等離子體溫度為兩千萬度，中心密度每立方米1.5x10的19次方，放電時間是熱能約束時間的數百倍。
重水是什么？
水在電流的作用下，能分解成氫氣和氧氣。但是在電解水的過程中，有一個奇怪的現象，就是電解到最后，總剩下少量的水，無論怎樣都不能再分解了。直到1932年，美國物理學家尤雷用光譜分析發現了重氫，人們才搞清楚，這難以電解的水，原來是由重氫和氧組成的。
普通的氫原子也叫氕，它的原子核就含一個質子，無中子，相對原子質量為1。氕與氧結合，成為普通的水，它的相對分子質量為18。重氫又叫氘，這個字在希臘語里是“第二”的意思。氘的原子核比普通的氫原子核多一個中子，故相對原子質量為2。氘與氧的化合物也是水，不過它的相對分子質量為20，比普通水重百分之十，所以叫重水。
為什么有那么多國家的科學家這樣重視重水呢?因為重水有一個重要的特性，它在原子核反應堆里能降低中子的速度，又幾乎不吸收中子，是最好的中子減速劑。只有經過減速以后的中子，才能有效地使鈾235發生裂變，促使核裂變反應能夠不斷地進行。當時，有些國家在設法制造原子彈，沒有中子減速劑就不能進行原子裂變的試驗。
可是，制取重水又非常困難，因為它在水中的含量只占萬分之一點五，平均大約每七噸水里，才有一千克的重水。要是采用電解的方法制取這一千克重水，就得消耗六萬度的電，比熔煉一噸鋁還大三倍。難怪重水這么寶貴，價值千金！
雖然重水總混雜在普通的水中，它們像一對孿生兄弟，很難分開，可是彼此的性質卻又相差很遠。
比如：普通水是0℃結冰，重水在3．82℃時變成冰；普通水在100℃沸騰，而重水的沸點是101．42℃。利用它們的沸點不同的特性，我們也可以用反復蒸餾的方法來制取重水。
在重水里，物質的溶解度比在普通水里小得多，許多化學反應的速度也要慢得多。聲音在重水里的傳播速度也比在普通水里要慢一些。
核裂變原理是什么?
核裂變首先由初始中子加速器加速中子，加速了的中子去轟擊其他的原子核（目前原子核最容易炸開的只有兩種材料鈾和钚），其他原子核被炸開，又產生了更多的中子，這些中子又去轟擊其他的原子核，這樣就產生了核裂變。于是就產生了極高的溫度。人類就利用這些溫度來發電。
核裂變是一種鏈式反應，如果不加以控制，就會越來越大，能量會蓄積得不可控制，于是，人們就在核裂變反應堆里插入一根炭棒，這樣就可以控制核裂變反應的大小了。
