人类文明的里程碑原子能时代

人类文明的里程碑原子能时代

当人类的科学从宏观的博大发展到微观的精密时，核能被发现。这种维系着宇宙最原始，也是最强大力量的能量将在未来带给人类更多的动力，推动文明和科技的不断进步。

“能”可以推动工作；没有能，火不能燃烧，生物难以成长，星辰不会闪耀。随着全世界对于能源的需求量迅速增加，人们正大量地消耗掉各种燃烧资源，包括煤、石油、天然气和木材。于是，科学家们开始寻找新的能源，而他们发现，最令人吃惊且最强有力的能源，竟是蕴藏在那些极小的粒子——原子之中。

1905年，爱因斯坦就预言少量的物质可以产生巨大的能量，当时科学家们已经了解，每个原子核中都包含了紧密结合在一起的粒子，称为质子和中子，这些粒子被极其巨大的力量所束缚。渐渐地，物理学家们发现这种力量能够被克服，也就是说，可以用某种方法使原子分裂或聚合，并释放出大量的能。

20世纪30年代，美国物理学家汉斯·贝特首先提出了核聚变的理论。根据他的理论，在太阳上，极高的温度，连同因巨大的体积而产生的高压促使质子聚合起来，产生聚变，减少的质量被转化为太阳能。

核燃料循环利用示意图

1939年，德国化学家哈恩发现了通过核裂变释放原子能的方法：铀核经中子轰击发生分裂，产生较轻的元素钡，轰击后混合物的总重量小于分裂前铀的重量，减少的质量完全变成了能量。也就是说，如果能够使足量的中子释放出来，它们便会产生一个连锁反应而释放大量能量。

意大利物理学家费米听说了哈恩发现了铀核裂变现象，非常震惊。他从中受到了很大启发，由此想到了原子核链式反应。费米是罗马一个铁路工人的儿子，但这时，他已经是一个名扬四海的物理学家。曾因用中子轰击了63种元素得到了37种新的人工放射性元素，而获得了1938年的诺贝尔物理学奖。1939年～1942年，历时三年多，费米和他的研究小组终于完成了人类历史上第一次可控原子核链式反应，它标志着人类进入了原子能时代。

这是一座位于法国的核能发电厂。

原子能的价值首先体现在军事领域。1945年，美国先后在日本上空投下两颗原子弹，摧毁了两座城市。自第二次世界大战之后，科学家们已经将核能运用在发电、测量等和平事业上。

1954年的6月，苏联正式宣布世界上第一个核电站建造成功，并已投入使用，总输出功率可达5000kW。这座核电站位于俄罗斯卡卢加州，它的投入使用标志着人类核电时代的到来，也意味着核能的和平利用成为现实。之后，英国和美国也相继建成了核电站。

核电站成本比火电站低，正常运转时，环境污染也比火电站小得多。一座核电反应堆所产生的电力，足够供应一个城市的需求。目前，世界各地已建立起了450多座核电站。在2000年，核电站的发电量已占全世界发电总量的1/6。

原子能的用途还涉及海洋和空间。现已证明，比用在潜艇上的反应堆还小的核发电装置在地球的遥远地区和太空中具有重大价值。放射性同位素衰变放出的能量，可以为火星和月球上测量气象和导航的仪器提供动力。

学海拾贝

目前，人类已经实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但要使能量可被人类有效利用，必须能够合理地控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。