（文章来源《院士讲科学》，该书由《知识就是力量》杂志社总策划，科学普及出版社出版）
专家：安继刚，核技术应用专家，中国工程院院士。现任清华大学核能与新能源技术研究院核技术研究所研究员、博士生导师、所长，曾任中国核学会同位素分会及核电子学与核探测器分会副主任委员。
我们都知道，在战场之外，核技术并不是一直扮演着毁灭人类和文明的角色。从20世纪50年代的核电站开始，人类一直致力于将核能用于和平目的。如今，民用核技术已经在能源、农业、工业、安检等多个领域广泛应用，核电很大程度上缓解了人类的能源危机。那么，你对核能的了解有多少呢？今天，我们就来在安继刚院士的带领下，深入学习和了解核能能源系统。
核武器是大规模杀伤性武器。随着威力更大的氢弹被发明出来，以及美苏长时间的核对峙，人们担心核大战会导致人类灭绝。但数十年过去，核大战并没有打起来；相反，越来越多的国家意识到了核能的强大威力，并致力将核能应用于和平目的。
目前世界上的核能能源系统，可以大体分成3类：生产民用电的核电站、军队和科考领域使用的船用核反应堆（用于核动力潜艇、航空母舰、巡洋舰和破冰船等）和正在研发之中的核聚变能源装置。
核能能源相对环保
核电站与船用核反应堆，都基于核裂变原理工作。核材料进行核裂变的时候，放出的力量可以很大。举例来说，如果1千克的铀-235完全裂变，其释放的能量相当于2700吨的煤。建一个百万千瓦级的核电站，一年核燃料的消耗量为20~30吨，一辆18轮大型卡车一次就可以运来；但如果是一个百万千瓦的燃煤火力电站，每年需要的煤是200万~300万吨，甚至需要为它修建铁路专线，开行专列才能运来。而且，核燃料也不像烧煤那样，释放出温室气体二氧化碳，以及二氧化硫等有害气体，因此，核燃料被认为是一种相对环保的能源选择。
1954年，世界上第一座核电站在苏联建成。中国的第一座核电站是秦山核电站，位于浙江省嘉兴市海盐县，目前已经进入第三期工程。到2012年，世界上有30个国家运行着435座核电机组，总功率3.74亿千瓦；还有167台在建或计划建设的核电机组，分布在27个国家，总功率大约1.84亿千瓦。到2012年年底，中国已经建成运行了16套（商用的）核电机组，总共发电量是1359万千瓦；在建29套，估计到2020年，全国核能发电会达到5000万~8000万千瓦。
核聚变能源有望解决人类的能源危机
另外一种核能的形式是核聚变，或者叫轻核聚变。聚变过程释放的能量比裂变更大，氢弹就是以核聚变的强大能量来进行杀伤的武器，比基于核裂变的原子弹威力更大。事实上，宇宙中所有的恒星，其能量来源都是核聚变。因此，地球上使用的太阳能，其本质是核聚变产生的能源。
现在，人类也希望能够像控制核裂变一样控制核聚变，将其变为可控的能源，但这是极为困难的。发生核聚变需要极高的温度和压力，氢弹是以原子弹为“引信”提供高温高压来触发核聚变的，但这样的做法在工业生产中显然不可能。而且，核聚变所需的高温，足以熔化任何材料，因此就目前的物理学基础来看，只能使用磁约束。
尽管困难重重，核聚变的研究仍然是目前物理学领域的热点，因为它意味着“自由能源”，或者说有望基本解决人类的能源危机。中国积极进行核聚变技术的研究，不仅参与了研发核聚变反应堆的国际合作计划，国内也在进行着独立研究。在安徽省合肥市的中科院等离子所，有世界上第一个非圆截面的全超导的托克马克装置，其性能居于世界先进水平。
