必须消耗燃料和朝向能量和力量的模式失败。应用它造成了，它无法解决世界能源危机的增加。大多数能量目前通过“脏方法”获得。因此，随着能源产量的增加，副产品的有害燃烧也会增加。

如果继续使用这种方法，到2030年，这些因素的综合作用将日益蔓延到全球经济和生物圈的混乱。

使用同时生产能量和温室气体的图案的生产会影响地球,将损耗的臭氧层,这将导致全球变暖和气候变化而他们将极端天气变化和整个地球气温将会下降或上升,或高或低降雨的经验,他们将经历的洪水和干旱。

解决能源危机必须清洁生产和安全而不是肮脏的能源,我们使用或产生它最小化资源用于生产的能量多于经济,如果它继续被用于没有时间将稀缺的资源。

现在，解决方案必须是产生清洁能源，不会威胁物种，也必须在没有自然资源的任何贡献的情况下生产的能量。因此，核可以是我们危机的解决方案，它可以结束一个人必须同时产生能量和污垢。

这种能源的生产不需要产生任何二氧化碳，也不需要使用任何来自自然的化石燃料，而这种燃料在未来几年将会稀缺。

不幸的是，许多不了解核物理的工作的人不必要地害怕核电站，公共抗议活动很常见。核电仍然是最便宜和最清洁的发电方式之一，并利用几乎无限制的供应中提供的燃料。

核能中使用的核反应堆可用于各种目的，但这些最着名的可能是核电站电厂的电力。

电力生产

原子核的结构会发生变化。这些变化被称为核反应。在核反应中产生的能量叫做核能或原子能。产生了核能自然和在人为造成的人类下的行动。

• 自然:有些核能是自然产生的。例如，太阳和其他恒星通过核反应产生光和热。
• 人造:核能也可以是人造的。一种叫做核反应堆的机器，是核电厂的一部分，为许多城市提供电力。人造核反应也发生在原子弹和氢弹的爆炸中。

核反应发生在反应堆中核反应堆．

核反应堆

核反应堆是控制裂变反应从裂变产品和能量产生新物质的装置。核电站使用铀反应中的铀作为燃料产生能量。蒸汽由裂变过程中释放的热量产生。这是这种蒸汽，转动涡轮机以产生电能。有一种称为加压水反应器的核反应堆。

位于西开普省开普敦附近的Koeberg核电站就是这种反应堆的一个例子。核反应释放的能量加热反应堆容器中的水，产生对流，使水在容器中循环。因为水处于极端的压力下，所以不会沸腾。

将该过热的水通过热交换器通过，并将其热量传递到二级水系统上，其允许沸腾并在蒸汽之前。蒸汽在涡轮机上产生，该涡轮机连接到发电机。因此，纺纱涡轮机产生电力。

然后蒸汽被冷却，冷凝并回流到热交换器中。这个系统的优点是两个水系统是完全分开的，所以反应堆中的放射性物质不会污染周围地区的任何东西。虽然看起来很简单，但这个反应最大的困难是控制已经形成的连锁反应。这是通过控制棒来实现的，控制棒可以进出堆芯(放射性燃料所在的地方)。

这些控制棒用于吸收裂变反应产生的中子。这样，释放的中子数就可以保持，这样反应堆就不会变吹毛求疵的．这种超临界反应可能会导致核反应堆熔毁，即冷却剂无法足够快地将热量从反应堆中释放出来，从而导致反应堆燃料过热并熔化。

这可能会导致爆炸和大气中的放射性物质就像1986年发生在世界和平时期的核灾难一样，在乌克兰的切尔诺贝利。南非正在计划建造球床核反应堆。这种类型的反应堆是对压水堆设计的改进，被认为是异常安全的。

在球床反应堆中，升高的温度实际上会减缓核反应。这种内置的安全机制可以防止反应堆进入超临界状态，即使电站的整个系统出现故障。

核裂变

在核裂变中，分裂原子核，导致能量释放。原子弹和核反应堆通过裂变工作。元素铀是用于经过核裂变产生能量的燃料，因为它具有许多有利的性质。铀核可以通过射击中子容易地分裂。此外，一旦分裂铀核，释放多个中子，用于分离其他铀核。这种现象称为链反应。

核裂变涉及到原子核内部原子核引力和质子间电斥力之间的微妙平衡。在所有已知核心核动力占主导地位。

然而，在铀中，这种统治是脆弱的。如果铀核被拉伸成细长形状，则电力可以推入更细长的形状。如果伸长率通过临界点，核动力产量与电气屈服，并且细胞核分离。这是裂变。

铀核对中子的吸收提供了足够的能量来引起这样的延伸，由此产生的裂变过程可能产生许多不同的更小的核。

裂变碎片和裂变产生的中子的总质量小于原始铀原子的质量。微小的缺失质量转化成这么多的能量，符合爱因斯坦的关系E等于mc的平方。

裂变的能量主要是裂变片段的动能的形式，其彼此飞行，其具有赋予中子的一些动能和静止至γ辐射。该反应能量释放200,000,000伏（通过比较，TNT分子的爆炸释放30个电子伏特。

由于巨大的能源释放，科学世界被核裂变的消息震撼了，而且因为在该过程中解放了额外的中子。典型的裂变反应释放平均约两三个中子。这些新中子又可以导致两种或三个其他原子核的裂变，释放更多的能量，总共有四到九到九个中子。

如果每一个原子只分裂一个原子核，下一步反应将产生8到27个中子，以此类推。因此，整个连锁反应可以以不断加速的速度进行。

如果连锁反应发生在纯U-235块的块中的大小的棒球的大小;可能导致巨大的爆炸。这些天的铀分离是用气体离心机完成的。六氟化铀在巨大高速速度的鼓中旋转。在离心机的力下，较重的U-238在仿真分离器中引起外部牛奶，并从中心提取富含气体的u-235。工程困难，只有最近克服，阻止了在曼哈顿项目中使用这一点。

在发现裂变后不到一年的时间里，科学家们意识到，如果把铀分解成更小的块，并用一种能减缓中子速度的材料分离，那么与普通金属铀发生连锁反应是可能的。

恩里科·费米于1939年初从意大利来到美国，他领导建造了第一个反应堆，也就是人们所说的原子堆——在芝加哥大学斯塔格球场看台下的一个壁球场上。他的团队在1942年12月2日实现了第一次自我维持可控的核能释放。

核裂变的三个步骤

1. 它可能导致U-235原子裂变
2. 逃离金属进入不可裂变的环境，或
3. 由U-238吸收而不会导致裂变。

为了使第一种命运更有可能发生，铀被分成不同的小块，并以固定的间隔埋在近400吨石墨中，石墨是一种常见的碳。一个简单的类比就阐明了石墨的作用

核聚变

在核融合中，原子核在一起或融合在一起。这仅发生在非常热的条件下。太阳，就像所有其他明星一样，通过核聚变产生热和光。在太阳中，氢核聚变生成氦。氢弹是人类最强大、最具破坏性的武器，也是通过核聚变产生的。

开始融合反应所需的热量使原子弹是提供它。氢核保险丝形成氦气，在此过程中，它释放出大量的能量。虽然，它提供了巨大的爆炸。

当原子核被带正电荷时，发生融合;它们通常必须以非常高的速度碰撞，以克服电力排斥。所需速度对应于太阳中心和星星中心的极高温度。

高温引起的聚变称为热核聚变，热核聚变是通过高温将原子核焊接在一起。在太阳炎热的中心，每秒大约有6.57亿吨氢转化为6.53亿吨氦。

缺少400万吨质量被排放为辐射能量。这种反应是非常字面的，核燃料。核融合的大部分能量都处于片段的动力学中，主要是中性。当中子停止并捕获时，融合的能量变成了热量。在未来的融合反应中，将部分热量转化为电力。

热核融合类似于普通的化学燃烧。在化学和核燃料中，高温开始反应;通过反应将能量释放保持足够高的温度以扩散火灾。

化学反应的最终结果是原子结合成更紧密的分子。在核反应中，最终结果是原子核结合更紧密。化学燃烧和核燃烧的区别本质上是一个尺度上的区别。

核能史上的里程碑

• 1942年12月2日：当艾瑞科费雷在一堆铀的连锁反应时，核时代开始于芝加哥大学。

• 1945年8月6日，美国在日本广岛投下一颗原子弹，造成10万多人死亡。

• 1945年8月9日：美国在长崎日本造了原子弹，造成超过4万

• 1952年11月1日：美国爆炸的氢炸弹的第一次愿景（比原子弹比原子弹更强大）爆炸了测试目的
• 1956年2月21日:第一个主要的发电厂在英国投入使用。

如果没有谨慎，人们害怕核的后果是有害的。自从俄罗斯切尔诺贝利的电厂站爆炸以来。如果创建核电厂站，人们会害怕。虽然核有后果仍有优势。

核能的利弊

核能的优势

• 地球有有限的煤炭和油。煤炭厂仍然可以发电，油气变得稀缺。
• 核电站比燃烧化石燃料的核电站需要更少的燃料。一吨铀产生的能量比一百万吨煤或百万桶石油产生的能量还要多。
• 煤炭和燃油植物污染空气。经营良好的发电厂没有污染物进入环境中。

核能的缺点

世界各国现在拥有的核弹足以杀死地球上的每一个人。最强大的国家——俄罗斯和美国——总共拥有大约5万枚核武器。

如果发生核战争怎么办?如果恐怖分子拿到了核武器怎么办?或者，如果核武器是意外发射的呢?

• 核爆炸产生辐射。核辐射会伤害人体细胞，使人生病甚至死亡。人们在暴露于核辐射多年后仍可能患病。
• 一种可能类型的反应堆灾难被称为熔化。在这种情况下，裂变反应失控，导致核爆炸和辐射大量辐射的排放。
• 1979年，冷却系统在宾夕法尼亚州哈里斯堡附近的三英里岛核反应堆失败。辐射泄露，迫使成千上万的人逃离。在发生总崩溃之前解决了该问题。幸运的是，没有死亡。
• 1986年，更严重的灾难袭击了俄罗斯的切尔诺贝利核电站。在这次事故中，大量的放射性物质从反应堆中逸出。成千上万的人暴露在辐射之下。几天之内就有几十人死亡。在未来几年，还有数千人可能死于辐射引发的癌症。
• 核反应堆也有废物处理问题。反应堆产生的核废料会释放出危险的辐射。因为它们会杀死碰过它们的人，它们不能像普通垃圾一样被扔掉。目前，许多核废料都储存在核反应堆的特殊冷却池中。
• 美国一直在计划将核废料转移到一个偏远的地下垃圾场。
• 1957年，在距离莫斯科数百英里的俄罗斯乌拉尔山脉的一个垃圾场，掩埋的核废料神秘爆炸，造成数十人死亡
• 核反应堆仅持续四十到五十年

核能的未来

有些人认为核能在这里留下来，我们必须学会留下它。其他人说我们摆脱所有核武器，双方都有他们的案件，因为它们是核的优点和缺点。尽管如此，其他人有意见落在两者之间。

核能是解决消费不可再生化石燃料的范式的解决方案，并降低气候变化的威胁。