主题：【讨论】关于核能、核弹和核电站

核能

全世界首个大型核电站在 1956 年建于英格兰坎布里亚郡的考尔德大楼，持续提供了 47 年的电力。

核能是通过铀这种大量开采的矿石金属生成的。加拿大、澳大利亚和哈萨克斯坦占据了全球超过半数的供应量。

核反应堆的工作原理和其他的发电站很相似，不过它们并不是使用煤炭或煤气来生成热量，而是利用核裂变反应。大部分情况下，核反应产生的热量会将水转变为蒸汽，继而驱动涡轮机发电。

铀有许多不同的种类，或称同位素，而在核电站中所使用的是铀 235 这一类，因为这些的原子最容易一分为二。由于铀 235 很稀有，只占天然铀中的不足 1%，所以必须提高浓度，让燃料中有 2～3% 的含量。

在核反应堆中，铀棒排列成束，浸入一个巨大的耐压水箱中。当反映开始后时，被称为中子的高速粒子会撞击铀原子，导致它们一分为二，这一过程称为核裂变。这一过程释放出大量能量和更多的中子，于是继续将别的铀原子一分为二，引发连锁反应。这股能量将水加热，然后通过管子输送到蒸汽发生器中。

为了确保发电站不会过热，人们将使用吸收中子的材料制作的控制棒放入反应堆下面。整个反应都包裹在一层厚厚的混凝土防护层里面，避免辐射泄漏到外界环境中。

在英国，核电站提供了 19% 的电力，占总能源使用的 3.5%。所有的反应堆除了一个以外其他的都计划在 2023 年之前关闭。

一些组织反对核电站，因为它们会产生放射性废料，而如果发生事故可能会释放出放射性物质。但核电站并不会释放温室气体，而以煤炭和煤气为燃料的发电站会释放这种气体，造成全球变暖。如果没有核电站，英国的碳排量将会比现在高出 5% 至 12%。

在 1957 年，全世界首次核电站事故在坎布里亚郡西部的温士盖（Windscale）发生了。反应堆中发生火灾，导致放射线被释放出来，以至于周围农场的牛奶被禁止销售。该地区后来更名为塞拉菲尔德（Sellafield）。现代反应堆有自动关闭的设计。历史上最严重的核电站事故发生在 1986 年的切尔诺贝利，一个反应堆发生了爆炸，当场炸死几十人，更有上万人受到辐射影响。

在一月，政府重申了其在英国扩张核电站的计划，以帮助它达到减少二氧化碳排放量的苛刻目标。

核武器

核武器有两种主要类型：原子弹，其能量来源于与核反应堆类似的核聚变反应，以及氢弹，其爆炸能量来源于核聚变反应。

第一颗原子弹是在二战末期的曼哈顿计划下于美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室生产的。原子弹利用常规爆炸让铀 235 和钚 239 这两块分裂性原料相互撞击。这会造成核原料所谓的临界质量，当其中的原子在无法控制的连锁反应中分裂时，能在瞬间释放出能量。

原子弹能放出极强的冲击波和高放射性的中子和伽马辐射。在原子弹中，铀的浓度要比在燃料中更高，大约含有 85% 的铀 235。

在 1945 年 8 月 6 日，一颗名为小男孩的原子弹被投放到日本的广岛，三天后，另一颗叫胖子的在长崎爆炸了。

氢弹，或称热核炸弹，的工作原理几乎与原子弹完全相反。其大部分爆炸能量都来源于将氢原子聚合起来，形成质量更大的氦原子的过程，其释放的能量要比核裂变的原子弹大得多。它使用两种类型，或称同位素，的氢——氘和氚。氘原子和氢原子一模一样，除了其化学式的原子核中多了一个中子。氚原子多了两个中子。

氢弹内置了一颗原子弹，用于触发聚变反应。氢弹从未在战争中使用过，它要比原子弹的威力强上千倍。

首次氢弹试验发生在 Enewatak，那是太平洋上的一处环礁。它释放出了直径三英里的火球和高达近 60000 英尺的蘑菇云，在爆炸中摧毁了一座岛屿。

核废料

核工业所面临的最大问题之一就是如何处理所产生的放射性废料。其中部分依然保持着放射性，其威胁性会持续上万年。

高放射性废料是最危险的，因为它能熔穿容器，而且放射性强到在它旁边的人只需几天就有致命危险。这种废料只占英国核废料总量的 0.3%，其中大部分都是来自于用尽了的燃料棒的。放射性废料中占比例最大的部分是核燃料部件、反应堆部件和铀。

如今，高放射性废料的处理方式是将它在水中冷却数年，然后将其混入熔融态的玻璃中，接着倒入铁质容器。这些容器接着就被保存在混凝土内衬的建筑物中。

但这只是种临时方案。科学家知道他们最终将需要找出一种在上千年中安全储存核废料的方法。一些国家，例如美国和芬兰，计划将核废料储存在地底深处的掩体中。为了保证安全，科学家们必须确保这些物质决不可能泄漏出来，以至于污染水源或者升至地表。

英国已经产生了超过 100000 吨需要储存起来的高放射性的废料。大量高放射性废料已经被储存在坎布里亚郡 Drigg 的混凝土地下室中了。其他处理核废料的计划包括倒入海中和发射到宇宙中。