什麼是核能？概念、用途、優點、缺點、實例
我們將解釋什麼是核能以及如何獲得核能，我們也會介紹核能的用途、優點、缺點，並提供一些實例。
整體而言，原子能是安全的、相當有效率的、用途廣泛的。
什麼是核能？
核能，或稱原子能，是指原子核內部或原子核之間發生的核反應所釋放的能量。這些反應可以自發性發生，也可以人為誘導發生。
核反應是指原子核和亞原子粒子的原子核結合或分裂的過程。原子核可以結合或分裂，並在過程中釋放或吸收大量的能量。原子核分裂的過程稱為核分裂，原子核結合的過程稱為核融合。
核分裂是指較重的原子核分裂成若干較輕的原子核，並可能產生自由中子、光子和核碎片。核融合是指若干電荷相近的原子核結合形成一個新的、更重的原子核。這些反應發生在某些化學元素的同位素原子核中，例如鈾（U）或氫（H）。
核反應中蘊含的巨大能量主要是因為反應粒子的部分質量直接轉化為能量。德國物理學家阿爾伯特·愛因斯坦用他的方程式解釋了這個過程：
E = mc²
在哪裡：
E：能量
m：質量
c：光速
如你所見，愛因斯坦提出的方程式將質量和能量連結起來。
核反應釋放的能量可用於核電廠發電、核醫、工業、採礦、考古以及許多其他應用。
它的主要用途是發電，利用核能加熱大量的水或產生氣體，然後利用這些氣體的熱能來驅動大型渦輪機發電。
核能的合理利用用於造福人類。它是一種非常重要的能源，但不幸的是，它也被用於軍事目的，例如製造大規模殺傷性核武器。
另見：替代能源
核能是如何獲得的？
核反應會產生極不穩定的原子作為副產物。
核能是透過特定化學元素的某些原子核發生核反應而獲得的。取得核能最重要的過程包括鈾元素（U）的鈾-235同位素（235U ）的裂變和氫元素（H）的氘-氚同位素（ 2H - 3H ）的聚變，儘管釷-232（ 232Th）、r-239（239Pu）、鉋（鉍）或鉍 239（ 239P. 210Po ）等同位素的核反應也能獲得核能。
鈾-235（235U）的裂變是放熱反應，這意味著它會釋放大量能量。釋放的能量會加熱反應發生的周圍介質，例如水。
要發生裂變，需要用速度精確可控的自由中子轟擊鈾-235同位素（儘管也可以用質子、其他原子核或伽馬射線轟擊）。這樣，自由中子就能被原子核吸收，導致原子核不穩定並發生裂變，產生更小的原子核、自由中子、其他亞原子粒子以及大量的能量。控制中子的速度至關重要，因為如果速度過高，它們可能直接與原子核碰撞或穿過原子核，而不會被吸收，也就無法發生裂變。
核分裂會產生自由中子和其他粒子。
原子核裂變產生的粒子又可以被其他鄰近的原子核吸收，這些原子核也會發生裂變，而這些裂變產生的粒子又可以被其他原子核吸收，如此往復，就產生了所謂的鍊式反應。
如前所述，可控核鍊式反應具有許多有益的應用。然而，當鍊式反應不受控制時，它會持續進行，直到沒有剩餘的裂變材料為止，而這種情況會在很短的時間內發生。這種不受控制的過程正是美國在二戰期間向日本投擲原子彈的原理。
另一方面，氘氚對（²H - ³H）的聚變是最簡單的核融合過程。要發生這種聚變，氘核和氚核必須足夠接近，使得強核力（將核子，即質子和中子結合在一起的力，它必須克服質子之間的斥力，因為它們帶相同的電荷）能夠克服靜電力，因為質子帶正電荷，因此傾向於相互排斥。為了達到這個目的，需要施加特定的壓力和減壓，以及非常特定的溫度。這種聚變過程會產生一個⁴He核、一個中子和大量的能量。
核反應會產生不穩定的原子。
核融合是恆星（例如太陽）中自發性發生的過程，但也可以透過人工方式實現。
一般來說，核反應會產生不穩定的原子，這些原子為了穩定自身，會在一定時間內向環境中釋放過剩能量。這種釋放的能量被稱為電離輻射，它具有足夠的能量使周圍物質電離，因此對所有生命形式都極其危險。
另見：化學元素
核能有哪些用途？
核能的和平利用用途眾多，不僅用於發電（這在當今工業化世界已至關重要），還用於生產可用的可再生熱能、機械能，甚至用於產生電離輻射，以消毒醫療或外科器械。此外，它也用於驅動核潛艇等交通工具。
核能的優勢
核能的優勢在於：
污染程度低：只要不發生事故，放射性廢棄物得到妥善處理，核電廠對環境的污染就比燃燒化石燃料小。
安全：只要符合安全要求，核能就可以可靠、穩定且乾淨地供應。
效率極高：與所需的原料數量相比，這類核反應釋放的能量非常巨大。
用途廣泛：輻射和其他形式的核能應用於人類知識的各個領域，例如醫學，都非常重要。
核能的缺點
核能對平民百姓乃至動物生命都構成危險。
核能的缺點包括：
風險很高：在發生事故的情況下，例如前蘇聯切爾諾貝利核反應爐發生的事故，平民甚至動物都面臨放射性污染的極高風險。
廢物：核電廠產生的放射性副產品難以處理，而且有些放射性物質的半衰期（放射性原子衰變所需的時間）非常長。
成本高昂：核電廠的建設和這項技術的使用通常都非常昂貴。
核能的特點
從廣義上講，核能威力強大、效率極高，是人類征服物理學的真正成就。然而，它也是一項風險極高的技術：目睹了廣島和長崎原子彈爆炸以及蘇聯切爾諾貝利核事故造成的災難後，我們清楚地認識到，這種技術對我們所知的地球上的生命構成了真正的威脅。
核能實例
這種能源和平利用的例子是核電廠，例如日本伊方市的核電廠，而將其用於戰爭的例子則是二戰期間1945年對日本廣島和長崎的原子彈轟炸。
