公共基础知识之核能的开发和利用

　　1、核能的来源

　　从1932 年发现中子到1939 年发现裂变，结果经历了七年之久才把巨大的裂变能从铀核中解放出来。它同已知的只有几个电子伏的化学能相比要大几百万倍，而同一般的核反应能相比也要大十倍左右。科学家们为了能很好利用它，就需要设法找到产生这种巨大能量的根源。

　　早在发现放射性和放射性核素的初期，人们从贝克勒尔和皮埃尔·居里曾经被镭射线烧伤过皮肤的现象中觉察到，各种射线的确具有很大能量。例如，铀原子核衰变能量要比碳原子化合时所释放的能量大两百万倍。而人类对各种化学能的应用早就开始了，但对放射能的实际应用却迟迟不得实现。这是由于这些放射能的释放过程非常缓慢，也就是说这些天然放射性核素哀变时的能量释放率太小，故没有开发应用的价值。即使这样，科学家们还是对放射能的来源问题很感兴趣。从唯物主义者对物质世界的认识论观点出发，各种能量都不能凭空臆造或无中生有，它只能隐藏在物质之中。

　　当时人们已知原子是组成物质的最小单位，因此很自然地认为放射能是存在于原子内部。那是在1903 年，当卢瑟福研究了α 射线的能量后曾经指出：“这些需要加以思考的事实都指向同一个结论，即潜藏在原子里面的能量必是巨大无比的”。所以至今人们仍把放射能叫做“原子能”。

　　然而，随着核科学的不断发展，在1911 年，卢瑟福又发现了原子中存在着某一核心部分，即找到了原子核。并从它的特性中知道，原子质量的绝大部分都集中在原子核上。这样，人们就认为原子核中储藏着巨大能量的说法更能反映客观实际。而放射能实际上也就是由于原子核自身发生变化时所释放出的能量。另外，原子能的提法又很容易和化学能相混混淆，所以把放射能称之为“核能”更符合实际情况。

　　但是，有些唯心论的学者曾经企图从原子核的放射性衰变现象中，作出物质似乎可以转变为能量的错误结论。他们认为，在放射性核素的衰变过程中，物质似乎消失了，而能量却无中生有了。然而，随着核科学的迅速发展，很快就驳斥了唯心论者的谬误。这就是在1905 年，由杰出的天才理论物理学家爱因斯坦发现了能量和质量关系式后才实现的。他是一个出生在德国，后来先后加入过瑞士和美国国籍的犹太人。他所提出的“狭义相对论”理论不仅能证实能量转变和守恒定律的正确性，而且完全适用于核衰变的过程。根据他对各种运动物体的观察(特别是那些作高速运动的物体)和分析的结果。发现随着物质运动速度的增大，特别是接近光速(每秒30 万公里)时，运动物质在运动方向上的长度(即由静止观察者所测得的长度)就越来越短;而其质量却越来越大。