1942年12月2日15点20分，著名物理学家艾立科•费米（1901—1954）点燃了世界上第一座原子反应堆，为人类打开了原子世界的大门。半个多世纪以来，核能一方面以它前所未有的能量为人类服务，就像阿拉丁手里的神灯；另一方面也用它不可遏制的威力制造灾难，就像潘多拉盒子里放出来的魔鬼。

自1954年世界上第一座原子能电站在前苏联建成以来，至今世界上已有商业核反应堆400座以上，美国电力需求的21％来自核电。核电站是利用可裂变物质铀-235发生连锁裂变反应释放的能量把水变成蒸汽来发电的。核电的成本比火力发电便宜，在减少二氧化碳（CO2）的排放量方面也起到了其他能源不可替代的作用，被称为是“最新式、最干净、最方便、最安全、成本最低”的电力资源。美国原子能委员会主席路易斯•施特劳斯曾夸口说：“我们的子孙后代将永远享用便宜得几乎无需计量的（核）电力。”

不冒烟的锅炉

核岛是核电站安全壳内的核反应堆及与反应堆有关的各个系统的统称。核岛的主要功能是利用核裂变能产生蒸汽。原子由原子核与核外电子组成，原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核，引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能，用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气，推动汽轮机发电。由此可知，核反应堆最基本的组成是裂变原子核+载热体。而对于火电厂，则是依靠燃料化石释放蒸汽，与核岛的裂变不同，所以对于火电厂就会看到烟囱冒着浓浓的黑烟，对于核电厂那是水塔,是水被加热成为高温高压的蒸汽做完功之后需要重新凝结成水重新加热利用,而使这些水冷却凝结的冷却剂是另外的一些水质较差的水,这些水也需要降温,就建了那么一个类似烟囱的东西,里面是很多个小格,水被用水泵加压打上水塔,靠水蒸发带走热量的原理使水降温.这个建筑的学名叫冷却水塔,这个系统叫循环冷却水系统.。

可控的核裂变

控制棒是由硼和镉等易于吸收中子的材料制成的。核反应压力容器外有一套机械装置可以 操纵控制棒。控制棒完全插入反应中心时，能够吸收大量中子，以阻止裂变链式反应的进行。如果把控制棒拔出一点，反应堆就开始运转，链式反应的速度达到一定的稳定值；如果想增加反应堆释放的能量，只需将控制棒再抽出一点，这样被吸收的中子减少，有更多的中子参与裂变反应。要停止链式反应的进行，将控制棒完全插入核反应中心吸收掉大部分中子即可。

冷却剂是用来将核裂变所释放出的能量转移到反应堆外的锅炉或涡轮机中，并将动能转变为电能。冷却剂可以是液体，也可以是气体，通过传送泵在核反应堆和锅炉之间循环传送。有时，冷却剂也可以兼做减速剂。冷却剂可以是二氧化碳、空气和氦等气体。也可以是水、重水和有机物液体。快堆中常用液态金属钠和钠钾合金作冷却剂。而火电厂的热量则是用水吸收，并利用水蒸汽作动力发电。

让中子跑慢点

慢化剂，又称中子减速剂。在一般情况下，可裂变核发射出的中子的飞行速度比其被其它可裂变核的捕获的中子速度要快，铀235裂变反应放出的中子速度过快，动能为1兆伏特的中子，速度可以达到20000千米/秒，很难打到小小的铀核。因此为了产生链式反应，就必须要将中子的飞行速度降下来，这时就会使用中子减速剂对慢化剂的要求是对中子有较高的散射截面和低的吸收截面。常用的是轻水，重水，石墨，此外，还可用碳氢化合物、铍等作慢化剂材料。铍的慢化能力比石墨好，用它作慢化剂可缩小堆芯尺寸，但铍有剧毒、价格昂贵、易产生辐照肿胀，故使用受到限制。