核能（原子能）
原子由帶正電荷的原子核和核外帶負電荷的電子組成。普通化學反應的熱效應來源於外層電子重排時鍵能的變化，而原子核及內層電子並沒有變化。另外還有一類反應的熱效應卻來源於原子核的變化，這類反應叫核反應。核反應可分為核衰變、核裂變和核聚變三大類。1g鐳（Ra）在衰變過程中釋放的能量是1g鐳和足量氯氣（Cl2）起
是6×10-1kJ。而1g煤完全燃燒時釋放的能量僅為30kJ。核反應過程中由於原子核的變化，而伴隨著巨大的能量變化，所以核能也叫原子能。認識核反應和研究核能的利用就成為處理能源問題時必須考慮的一個方麵。
一、核衰變
在1896年法國科學家BecquerelH發現了鈾鹽的天然放射性現象，他的同事Marie和PierreCurie夫婦在1898年鈾礦中發現了新的放射性元素釙（Po）和鐳（Ra），開創了天然放射性和放射化學研究的新領域。他們3人共同獲得1903年的諾貝爾物理學獎。
U，Po，Ra等這類原子核不穩定，能自發地放出輻射，而變成另一種原子核，這種過程叫核衰變。天然放射性元素鈾所放出的輻射，在電磁場作用下可以分為三個部分：α輻射、β輻射和γ輻射，如圖2－6所示。
在電場中偏向負極的是帶正電的α粒子流，α粒子與氦原子核相同，質
寫作：
在電場中偏向正極的是帶負電的β粒子流，它的性質和電子完全相同，
是：
在電場中不偏不移的是中性的γ輻射，它是一束短波光子流，波長在0.1～0.0005nm之間。所有的衰變過程都伴有γ輻射，因為衰變產物一般是處於不穩定的激發狀態，當恢複到穩定狀態時就放出光子，γ輻射沒有改變原子核的質量數和電荷數，所以在書寫核反應式時，常將其忽略，如上述兩個核衰變中都伴有γ輻射。
經過仔細研究得知自然界存在三個天然放射係，即鈾係、釷係和錒係。每個係列各有多代母子體連續衰變的關係，最後都生成穩定的82號元素鉛（Pb），中間產物有原子序數介於82～92之間的各種衰變產生的子體。α輻射使質量數減少4，而β輻射對質量數沒有影響，所以這些衰變子體間質量數的差都是4。
在研究天然放射現象的過程中，人們又發現了人工放射性。1934年，IreneCurie（Marie和Pierre的女兒）和她的丈夫FrederieJoliot用
得的，這是第1個人工放射性核素，它衰變時放出的正電子流，在天然放射性中沒有見到過。從此開創了人工放射性時代。科學家們用各種高能粒子轟擊靶核，引發核反應，製造新核素和新元素。常用的轟
等，這些粒子在加速器中獲得足夠能量克服與靶核間的庫侖斥力發生核反應，產生新的核素。60年來人工合成的核素已有2000多種，在1992至1993年
人工核反應最為重要的用途是製造新元素，原子序數大於92號鈾的元素，統稱超鈾元素。自93號鎿Np至111號元素都是人工在加速器裏合成的，它們的壽命核都很短促（在毫秒間即可衰減一半），產量也極其微少。例如1995年在德國重離子加速器研究中心的科學家們合成的110號和111號元素各得到了3個原子。在這個領域工作的科學家們有一整套研究超微量元素的物理和化學性質的巧妙方法，證實這些新元素的發現。
在研究人工核反應的過程中又發現了核裂變現象。
二、核裂變、原子彈、核電站
1938年HahnO和StrassmanF研究中子轟擊U－235的產物時，想發現新元素的願望雖未實現，但卻發現了另一類核反應－
素，同時又產生幾個中子，還釋放大量的能量。裂變產物的組成很複雜，它們的原子序數在30（鋅Zn）至65（鋱Tb）範圍內分布。現在已知的有36種元素的200多種核素，如U－235裂變時可產生鋇（Ba）和氪（Kr）或氙（Xe）和鍶（Sr）或銻（Sb）和铌（Nb）等。