核能的威力有多大？人类获取核能的方式有哪些？

核能的威力有多大？人类目前引爆过的威力最大的炸弹，是苏联制造的氢弹AN602，也被称作“沙皇炸弹”，沙皇炸弹的威力为5000万吨TNT当量，这是什么概念？仅次于当年导致恐龙灭绝的那次小行星撞击！

下面我们来了解下人类是如何发现核能，获取核能，以及利用它的方式。

什么是核能？

核能中的“核”就指的是原子核。没想到小小的原子竟然蕴含如此大的能量。

原子由三种粒子组成，分别是质子、中子、电子。其中质子和中子紧密结合在一起，形成了原子核，而电子围绕原子核旋转。把质子和中子结合在一起的力叫做强核力（或者强相互作用），这是宇宙间的一种基本作用力，并且是已知四种基本作用力（万有引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用）中最强的。

人们发现原子核在裂变和聚变时，会放出巨大的能量，这就是核能。

人类如何发现核能？

在1938年，德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀-235，结果铀-235的原子核在吸收这个中子后，开始分裂，并伴随着2~3个中子的释放，有一种比化学反应大得多的能量也释放出来，当时哈恩不敢肯定这是否是核裂变，但经过反复验证，最终确定了这就是铀核的一种裂变。

这一实验彻底打破了怀疑者的认知，开创了人类利用原子能的新纪元。

下图为奥托·哈恩（Otto Hahn）纪念币，上面展示了链式反应核裂变的过程：

为了先于德国制造出原子弹，美国制定了“曼哈顿计划”，也就是制造原子弹的计划。这是一项庞大的计划，有10万精英人才加入，历时3年花费20亿美元，终于在1945年进行了第一次核爆实验。后来也间接推动了战争的结束，让人类迎来短暂的和平。

人类怎样利用核能？

原子核除了分裂时释放能量，在结合时也会释放能量。这也对应了核能的两种获取方式，分别是重核裂变和轻核聚变。

目前人类能够利用的，是核裂变，简单地说，是通过引发链式反应得到的。用中子轰击铀-235原子核后，铀-235会分裂成两个较小的原子核，并产生2~3个中子，和β、γ射线，释放能量，新产生的中子会继续轰击其他铀-235的原子核，引发了新的裂变，如此不断进行，核能也不断释放，这就是链式反应。

人类目前还没有完全掌握核聚变，这是两个小质量原子核在高温下结合成新原子核并释放能量的过程，此过程需要极高的温度和压力，太阳就是利用核聚变给地球提供温暖，其中心温度可达1500万摄氏度。

人类要想在地球成功实现核聚变，就要提供远大于1500万摄氏度的温度，因为在地球上没办法得到像太阳内部那样大的压力。

如此一来，就需要上亿高温，而地球没有任何一种物质在这个温度下还以固态存在，因此就需要研制磁场约束的方法。

目前依照核裂变，我们建立了核电站用来获得能量；但是核聚变因为要求太高，目前只能在实验室里存在，距离真正实用还有些距离，但这值得我们探索，因为核聚变释放的能量比核裂变要更多。

以上就是关于核能的故事了，感谢阅读。