編者按：為更好地普及核電常識(shí)，本版從本期起推出“走近核電”專欄，介紹核能、核電站、核輻射防護(hù)等相關(guān)知識(shí)。

      目前已被人類認(rèn)知和應(yīng)用的核能主要有核裂變能、聚變能和衰變能。

      首先，我們來(lái)了解核裂變能是怎么回事。我們都了解普通原子模型，原子主要包括原子核及環(huán)繞原子核不斷運(yùn)轉(zhuǎn)的電子組成，有些類似太陽(yáng)系結(jié)構(gòu)。原子核主要由質(zhì)子和中子緊密結(jié)合組成。中子不帶電，呈中性，它是打開(kāi)核裂變的“金鑰匙”。

      核裂變是原子核在中子的撞擊下，誘發(fā)原子核分裂，釋放核能的過(guò)程。

      核裂變能的發(fā)現(xiàn)距今不過(guò)70余年。英國(guó)物理學(xué)家查德威克在一次偶然的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)“中子”后，德國(guó)物理化學(xué)家哈恩和施特拉斯曼于1938年，在一次研究中子與鈾核作用所發(fā)生的放射性現(xiàn)象時(shí)，意外地發(fā)現(xiàn)鈾―235的裂變現(xiàn)象，裂變過(guò)程同時(shí)釋放巨大能量。

      后來(lái)，進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，鈾―235是自然界里，唯一能在中子作用之下，被誘發(fā)產(chǎn)生核裂變的一種物質(zhì)。鈾―235是鈾元素中的一種同位素，它在天然鈾中的含量很低，僅占0.7％，其它99.3％都是不易裂變的另一種同位素鈾―238。

      鈾―235核裂變及其能量釋放過(guò)程可簡(jiǎn)單描述如下：鈾―235核裂變通常是由中子撞擊后產(chǎn)生的。如果由某個(gè)中子源提供中子，被鈾―235核所俘獲，就會(huì)形成一種新的同位素鈾―236，這種同位素極不穩(wěn)定，它受到被俘獲中子帶來(lái)的額外能量的擾動(dòng)，造成內(nèi)部核子的劇烈顫動(dòng)，而急劇變形產(chǎn)生分裂。這種急速變化，通常被分裂為兩個(gè)碎片，形成兩個(gè)新元素的原子核。據(jù)科學(xué)家們測(cè)定，在大多數(shù)情況下，這兩個(gè)新元素原子序數(shù)之和正好是鈾元素的原子序數(shù)92。

      一個(gè)鈾―235核俘獲一個(gè)中子產(chǎn)生裂變的同時(shí)，要釋放出約200Mev的能量，產(chǎn)生2―3個(gè)新的中子――這就是我們期望核裂變產(chǎn)生的效果――其一是獲取能量，其二是獲得能維持繼續(xù)裂變的中子，構(gòu)成核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

      什么是核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)？我們以一個(gè)鈾―235核裂變后產(chǎn)生2個(gè)有效中子為例。在理想的情況下，一個(gè)中子被第一個(gè)鈾―235核俘獲，引起首次裂變，同時(shí)釋放200Mev能量和2個(gè)中子（第二代），新產(chǎn)生的2個(gè)中子，被另外2個(gè)鈾―235核所俘獲，引起新的鈾核裂變，同時(shí)釋放出2×200Mev的能量和2×2個(gè)中子（第三代），再引起4個(gè)鈾―235核裂變，再釋放2×2×200Mev的能量和2×2×2個(gè)中子（第四代）……如此類推，便形成了核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 這種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)展極快，瞬間會(huì)如同雪崩一樣釋放出巨大能量。不過(guò)，這種核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，已在人們的掌握和控制之下──這是核電站能在受控狀態(tài)下安全運(yùn)行的基本保障。