核能與金屬
核能同金屬的關係非常密切。核反應堆裏的燃料就足放射性稀有金屬鈾。用不帶電的中子轟擊鈾原子核，鈾原子核就會分裂變成兩個質量差不多大小的新原子核，從而釋放出核能，同時產生新的中子；新產生的中子又以同樣的方式轟擊其他鈾梭，使新的鈾核分裂，這樣繼續發展下去，一變二，二變四……這種裂變反應像一條鏈子似的連續進行，可以把蘊藏在原子核裏的能量釋放出來。
另一種放射性稀有金屬釷，在吸收巾子後會變成鈾，所以也足一種潛在的核燃料。
鈾必須先做成鈾棒才能放到核反應堆裏燃燒，核燃料裂變時釋放出來的能量，通常是先傳給水，把水變成燕汽，再由蒸汽去推動渦輪發電機發電。鈾棒是不能直接同水接觸的，因為熱水會侵蝕鈾棒，鈾棒也會使水受到放射性汙染。因此，鈾棒外麵應該穿上一件“外衣”一包殼，把它同水隔開。
鈾棒的外殼可以用好幾種金屬材料（：如鋁、鎂及其合金，不鏽鋼等）來製作，其中最好的是稀有金屬鋯和鋯合金。因為銪很少吸收中子，這樣可以保證核反應堆裏的裂變鏈式反應持續進行。另外，鋯還有極強的抗腐蝕能力、足夠的機械強度、很好的加工性能，所以成了核反應堆裏最重要的結構材料之一。
原子核裂變過程中產生的中子，運動速度很快，而快中子又不容易引起新的核裂變。因此，應該用減速劑（慢化劑）來降低中子的運動速度。
稀有金屬鈹是核反應堆中效能很高的減速材料。它對快中子有很強的“製動”能力，快中子同鈹的原子核碰撞幾次，就會“筋疲力盡”，變成慢中子。慢中子被鈾原子核吸收得越多，鈾原子發生裂變反應的機會就會大大增多。
另外，原子核的裂變鏈式反應不僅需要“點火”，而且需要具備一定數量的中子才能維持燃燒。為此，由核燃料組件組成的堆芯，周圍要包上一層反射層，用來擋住那些企圖“越境”的中子，使之返回反應區。這一方麵是為了防止看不見的射線跑出來傷人，另一方麵又能減少中子的損失和縮小核反應堆的體積。鈹的氧化物比重小、硬度大、熔點高，而且能夠像鏡子反射光那樣把中子反射回去，因此鈹又是建造核反應堆堆芯“住房”的好材料。
為了控製核反應速率和保證核反應堆安全運行，必須控製中子的生成量。辦法是在核反應堆裏裝置一種棒狀的控製元件。這種控製棒是采用鎘和鎘合金，以及含硼物質製造的。稀有金屬鉿也能用來做控製棒，因為鉿具有“吞食”中子的本領，而且同鋯一樣具有抗腐蝕性強、熔點高、易於加工，以及使用壽命長等優點。另外，稀土金屬、鉺、紀及其氧化物和碳化物等，也能非常有效地吸收中子，做成控製棒，在核反應堆中可以起到補償、調節和安全控製的作用。
核反應堆運行過程中會產生大量的熱量，使溫度急劇上升。為了防止核反應堆過熱，使核燃料不致熔化，就需要用循環流動的冷卻劑來冷卻。當然，使用冷卻劑不單純是為了降低溫度，也是為了把核反應堆生產出來的熱量帶出堆外，所以冷卻劑又叫做載熱劑。通過載熱劑帶出來的熱量，可以送到有關用戶去利用，比如可以使水變成蒸汽，讓蒸汽推動渦輪發電機發電。
優良的冷卻劑或載熱劑，比熱要大，不容易吸收中子，在高溫或射線照射下不會分解。普通水、重水等液體，氦、二氧化碳等氣體，都可以用作冷卻劑。如果溫度更高，也可以用某些在高溫下呈液態的金屬作冷卻劑，比如鈉、鉀、鋰等。它們的沸點商，熱容量大，導熱性好，但是這些金屬與水反應會給工藝帶來一些複雜的問題。
大跨度建築屋蓋材料新解
如果你去看看亞運村裏新奇、雄偉的北郊體育館工程，不禁使你驚奇叫絕！你知道那大跨度建築的屋蓋材料問世的前後背景嗎？
隨著工業和公共建築業的發展，大跨皮的廠房和各種工程設施不斷增加，與之相應的屋頂蓋材料的形式與材質問題被提了出來。人們的傳統作法是習慣於用鋼筋混凝土作為屋蓋材料。用鋼筋混凝土及其預製板具有強度商、剛性大、耐壓等一係列優點，這已為人們所共識。但足，用鋼筋混凝土預製板作大跨度屋頂材料，有多種缺點：一是容茁大，一般非人力所能為，施工時相應地要增設許多設備，比如大型起重設備等，由於工序繁多，施工期相應加長。二是因為這種材料重量大，就必須要選用足以能承受其重量的屋架或網架，再用巨大的柱子和固實的基礎予以承受。這樣的結構，整個建築物就勢必形成龐大而複雜的體係，既顯得笨重，又花費了大量人力物力。三是對於地震敏感區來說，鋼筋混凝土結構不能不構成一種潛在隱患。四是不保溫，防水層還需另外設置。
科技的發展和客觀的要求，促使建材家們在新型材質與結構形式上另找一條出路，這就是研製既有足夠剛度、輕而防水等綜合性能好的材料。這種材料代表了大跨度工業建築屋蓋用材的發展趨勢。
冶金部建築研究總院在消化吸收國外技術與材料的基礎上，創造性地研製成功了獨具特色的隔熱夾芯板，這種夾芯扳集保溫、防水、承重和裝飾四大功能於一體，用於大跨度鋼網架和輕型鋼結構屋麵是一種很理想的新型建材，作為當今大跨度建房頂蓋用材的一種代表性材料，當之無愧。
夾芯板於1987年研製成功後，已先後在工業和民用建築及第十一屆亞運會工程中應用。例如：在工業建築上，已用於青島第二啤酒廠、鎮江外貿倉庫的建設上，計約2萬平方米；在民用建築上，已用於北京海澱科技樓、釣魚台國賓館宴會廳等，計約2萬平方米？在亞運會體育工程上，包括石景山練習館、北郊體育館、北郊遊泳館、體育博物館、國際會議中心會議廳等建築上，計約7萬平方米以上。經過使用實踐證明，這種新材料具有很好的技術經濟效果和廣泛的推廣使用價值，性能達到了國際先進水平。夾心扳已於1989年12月下旬在北京通過冶金部組織的鑒定。
值得欣慰的是，冶金部建築研究總院為了將隔熱夾心板廣泛推廣應用於我國建築業上，還專門配套地研製成功了夾心板成型設備及401隔熱夾心板粘結劑。這種適合於我國國情的多功能夾心板成型機，其機組設備全部國產化，生產率比較高，產品多樣化。401隔熱夾心板粘結劑的主要技術性能已達到國外同類產品指標，為國內聚氨酯粘結劑增添了新品種，可代替國外進口的聚氨酯粘結劑，為國家節省了大量外彙。
我國彩色鋼板、超細玻璃纖維、泡塑料等新材料的出現，為輕型屋蓋的迅速發展提供了條件。夾芯板的外層就是由結實的高密度的塗層鋼板或裝飾木板構成，芯材就是一種低密度的聚苯乙烯泡沫塑料板，用熱固性膠將其牢固粘合，充分顯示出整體結構的材質優勢。據實測表明，100mm厚的夾芯板保溫性能相當於490mm厚的磚牆的保溫性能，節能潛力巨大。這種具有競爭力的新型材料，必將會得到越來越廣泛的應用。