U－235裂變過程中，每消耗1個中子，能產生幾個中子，它又能使其他U－235發生裂變，同時再產生幾個中子，再有U－235裂變，這就形成了鏈式反應，如圖2－7所示。
圖2－7中子誘發U－235裂變形成鏈式反應
連續核裂變釋放出巨大的核能，若人工控製使鏈式反應在一定程度上連續進行，產生的能量加熱水蒸氣，推動發電機，這是建設核電站的基本原理；若讓裂變釋放的能量不斷積聚，最後則可以在瞬間釀成巨大的爆炸，這是製造原子彈的原理。
隨著二次世界大戰的爆發，核裂變的研究被吸引到製造原子彈的工作中去了，自1939年起，美國政府撥出巨款，設立機構，動員各方麵力量投入龐大的原子能研究。經過6年多的研究，1945年7月16日在美國新墨西哥州的沙漠中第一顆原子彈試爆成功，同年8月6日和8月9日先後在日本廣島和長畸投下原子彈，在人類曆史上寫下了令人難忘的一頁，受害的日本人民的痛苦至今猶在。原子彈的結構原理如圖2－8所示。
隻占0.7％，其餘是U－238，它不能發生連續裂變。因此這兩種核素的分離是首要問題。科學家們是利用六氟化鈾（UF6）氣體擴散速度不同進行提純，使U－235富集到93％，這是一項非常艱巨的分離工作。其次為了使原子彈在需要的時候才爆炸，一顆原子彈中有兩塊U－235，每塊質量都不太大，連續裂變時所釋放的能量不足以引起爆炸，但當兩塊鈾合在一起時，便能在瞬間發生強烈爆炸②。所以在原子彈之中還用一個普通的小炸彈作為引爆裝置，它的爆炸使兩塊鈾擠壓在一起發生爆炸。在鈾塊外麵還有中子反射體，作為減少中子外逸的保護層。一個原子彈的爆炸威力相當於10萬噸普通炸藥（三硝基甲苯，簡稱TNT）。
原子能的研究成果，不幸首先用於戰爭，危害人民。但二次大戰結束後，科技人員很快致力於原子能的和平利用，使它造福於人民。1954年前蘇聯建成世界上第一座核電站，功率為5000kW。至今世界上已有30多個國家400多座核電站在運行之中，世界能源結構中核能的比例逐漸增加。核電站的工作原理如圖2－9所示。
核電站的中心是核燃料和控製棒組成的反應堆，其關鍵設計是在核燃料中插入一定量的控製棒，它是用能吸收中子的材料製成的，如硼（B）、鎘（Cd）、鉿（Hf）等是合適的材料。利用它們吸收中子的特性控製鏈式反應進行的程度，U－235裂變時所釋放的能量可將循環水加熱至300℃，高溫水蒸氣推動發電機發電。由此可見核電是一種清潔的能源，它沒有廢氣和煤灰，建設投資雖高，但運行時就沒有運送煤炭、石油這樣繁重的運輸工作，因此還是經濟的。所以發展核電是解決當前電力缺口的一種重要選擇。但有兩個問題總是令人擔憂，一是保證安全運行，二是核廢料的處理。
國際上曾發生過兩次重大的核電事故。1979年3月28日美國賓夕法尼亞州三裏島核電站，因反應堆冷卻係統失靈，使堆心部分過熱，致使部分放射性物質逸入大氣。但事故得到及時處理，沒有引起爆炸，對人傷害不很嚴重，隻是核電站受到一定程度的破壞。1986年4月26日在前蘇聯烏克蘭基輔市北部的切爾諾貝利核電站，因人為差錯和違章操作發生猛烈爆炸，反應堆內放射性物質大量外泄，造成大麵積的環境汙染，人畜傷亡慘重。放射性傷害，輕者有白血球減少、惡心、嘔吐、脫發等症狀，重者則有出血、潰瘍、遺傳失常、癌症等。所以核技術單位都有嚴格的防護措施以保工作人員的安全。在核電站建設中必須堅定不移地執行安全第一的方針，站址要設在地質結構穩定的岩石層，能承受地震、洪水、颶風等各種自然災害的侵襲，反應堆的外殼要充分考慮各種可能產生的高壓高溫情況，操作人員必須經過嚴格培訓和考核才能上崗。國際原子能委員會還組織專家對各核電站進行評審，確保安全。總之，核能的開發，安全必須先行。我國自1982起決定要穩妥而積極發展核電，第一座自行設計的30萬千瓦核電站，建在浙江省海鹽縣秦山腳下，地質構造良好，靠山臨海。1995年7月正式通過國家驗收。第二期工程兩台60萬千瓦機組將動工，第三期工程亦在計劃中。秦山核電站的建成，使華東地區的缺電情況有所緩解。此外在廣東大亞灣引進兩台90萬千瓦的核電站正在建設之中，遼寧建新核電站也已開始籌建。預計到2000年我國將有200多萬千瓦的核電能力。