人類對能源可謂是再熟悉不過了吧！我們認識最多的能量來源就是燃燒。從古至今，火就起了一個非常重要的作用！當然燃燒也有燃料熱量的高低之分。但是，今天原理君為大家介紹一種不需要依靠燃燒的作用就比燃燒強個千倍萬倍！這東西就是——核能。具體來說，應該是鈾。
說到核能，大家肯定會知道核電站。說到核電站，大家肯定就知道核電站的心臟——核反應堆。我們下面先從核反應堆開始下手。核反應堆的組成非常眼花繚亂。但是，其原理框架卻沒有這么難。它由慢化劑、減速劑、吸收劑、控制棒組成。原理的話，原理君就提一提，主要是靠中子轟擊鈾235，使其發生裂變，產生更多的中子繼續轟擊，經過這種鏈式反應之后，能量就逐漸上來了！
慢化劑
這種慢化劑主要是由水（H2O）組成。于是，你會發現很多核電站都是建立在海邊，這樣做就是為了能夠得到更多的慢化劑，用來幫助熾熱的核反應堆進行降溫。值得一提的是，由于核反應堆的裂變過程或者鈾衰變的過程之中，會造成放射性射線以及大量中子。有時候，在某些程度上可以用來制造重水（D2O），因為氫元素吸收一個中子就會變成同位素氘，這也是為減速劑生產的方法！
減速劑
上面也有簡單的說說，所謂的減速劑。跟它的名字表面作用恰恰相反，它是為了加速而生的。鈾核是一種重核，它能夠俘獲速度不太快又不慢的快中子。由于微觀粒子實在太小了，從中子源發現出來的中子往往都是偏快，于是用減速劑（重水、碳棒）可以將整個中子給減減速，以致于能夠更有效地被鈾核吸收和利用。于是說是減速劑，不如說是以減速的目的來促進加速核裂變！
控制棒
這種反應材料與前兩者有些許不同。因為它是用來喊停整個核裂變反應的關鍵材料，也可以被稱作是反應堆的開關！這種材料一般是由鎘來充當，鎘棒是一種非常強勢的控制棒，一旦核反應堆反應太過于劇烈。就只有鎘才有用！它靠著無與倫比的吸收中子能力，可以將大量的中子，不管是快中子還慢中子都能夠吸收進去。再加上鎘棒到處插滿，能夠快速吸收中子，使得核反應堆能夠立馬被控制住！松開鎘棒開始反應，一旦插上，反應停止！
吸收劑
其實，吸收劑和控制棒有著異曲同工之妙。只不過，一個是以液體的形式、一個以固體的形式開始控制。吸收劑在核裂變失控的時候，能夠給整個反應開始減速。通過鎘水的吸收，能夠有效減速反應堆的速度！
核反應堆和核彈的區別
要說到這兩者的區別，原理君就必須得要跟大家說一說核裂變的整體臨界質量問題。核裂變大家都知道是鈾235被中子轟擊之后，產生更多的中子和大量的能量。隨著中子的出現，轟擊就會繼續延續下去，形成一系列的鏈式反應。與其說是臨界質量倒不如說是臨界密度！要是平均起來，一次轟擊之后的中子能夠發生再一次的轟擊，那么這處于臨界狀態。要是第二次不足以轟擊，就屬于亞臨界狀態。要是能夠平均下來有超過一個中子的轟擊，這就屬于超臨界的狀態。
來到核電站里面，工程師們選擇的是一個又高又龐大的反應堆結構。顯而易見，整個反應堆就是為了生產能量而生。選擇的狀態也就剛過臨界質量不多！我們上面也說過，為了防止意外的發生，還引入了吸收劑、控制棒、減速劑、慢化劑。不過，核彈就大不相同了，把核原料裝在一個比較狹隘的空間里面，里面還有化學炸藥來進行催化。濃縮的體積，可見得里面的核裂變臨界狀態是多么復雜和頻繁，核彈里面的臨界狀態遠遠超過了臨界質量！
我們下面回歸到核電站本身。大家上面的圖，想必都可以一眼可以看懂！那么原理君就為大家簡單說說這個圖吧！其實，就是核反應的能源被遷移到了蒸汽產生器，使得大量的水開始受熱蒸發，最后這些劇烈的蒸發通過管道開始噴擊渦輪發電機，帶動渦輪快速旋轉，超強的蒸汽推動使得渦輪能夠發出更多的電。
目前，我國的核電站都要向百萬功率開始進軍。秦山核電站有30萬千瓦、大亞灣核電站有90萬千瓦。而秦山核電站一年正真有效消耗的核原料是115kg，大亞灣也就是300多公斤。說完了核電站，我們接著說一說火電站，一座120萬噸級別的發電站一年需要2百萬噸的煤，要是用60節車廂的火車，需要拉800多趟才可以運輸材料完畢！我們由此可見，整個發電站是有多么耗能源，不如核電站的幾百公斤！
然而，并不是所有的核電站都是安全的。畢竟與火力發電站不同的是，核電站用的是重金屬而火電站用的是煤這種燃料。表面上一看來，覺得火力發電站確實因為燃燒出來的SO2（二氧化硫）會造成一定的大氣污染，甚至是酸雨！可實際上，要是核電站一出事，這地方將要荒廢好幾十年。相信大家都看到過日本11年大地震和海嘯之后，形成的大輻射造成了多么嚴重的輻射后遺癥，都目前為止，那些發射性物質都未能全部消散掉！
最后，原理君為大家簡單講解一下未來的核能源走向。當然啦！這些以后文章還會詳細講解。說起核能源走向，我們人類將會走可控核聚變反應堆。畢竟核聚變的污染，在理論上是沒有的、而且所需要的原料提取要比重金屬鈾要來的快、所爆發的能量理論上要比核裂變迅速得多！當然，還有一個優點，也可以說是一個缺點。那就是核聚變是順便爆發出巨大能量，不用進行遞增的鏈式反應，因此這種堪稱“熱核反應”的劇烈是人類目前還無法控制，就是怕容易發生爆炸，所以才推辭掉了核聚變的反應堆！
