亲爱的小读者，科学的美丽就是：充满力量，又在迅速变化；好像离你很远，却又在你身边。为了帮助你了解科学发展的最新动态，编辑了《少年科学大讲堂》这套书。本书是其中一册，介绍了有关核能的知识。书中所引用的资料新而准确，加上精美的插图，可增强青少年朋友们的阅读兴趣。

请你读一下这本小册子吧！在阅读完成以后，你可以试着回答这样一个问题：科学能给我们带来什么呢？更强大的动力，更方便的沟通，更接近神话的世界，还是更惨重的灾难，更恐怖的损失？

核能，这一科学家认为最有威力、最有希望、最有可行性的新能源，它到底是什么？它的原理又是什么？在人类研究核能的历史中，发生了什么惊天动地的事情？核能安全吗，它是否存在隐患？除了核武器和发电，核能还有什么用途？为什么开发核聚变能这么困难……

快快翻开这本书，走进核能世界去探个究竟吧！

前言

一、惊天动地的那些事儿

 空中的恶魔

 地狱的狂吼

二、划过黑夜的闪电

 一个最伟大的科学家

 一个最美的方程

 一只最顽固的铁公鸡

三、曲径通幽的另一个世界

 细胞里的分子

 分子里的原子

 原子里的世界

 原子核的组成

四、最终的原理

 分久必合的氢

 合久必分的铀

五、迫在眉睫的核能利用

 开发核能的迫切性

 核电站的优越性

 核电站危险吗

 各种能源的危险}生比较

 核电的发展历程

 各国核电的发展情况

六、遍地开花的核技术

 神奇的核技术

 无所不能的射线

 神奇的侦探兵

 通古知今

七、核能是把双刃剑

 核战的阴云

 和平利用核能带来的隐忧

八、核聚变：人类未来的希望

 全人类的寄托——聚变

 早期的研究和困难

 一切只为了约束

 大规模的国际合作

 胜利的曙光

空中的恶魔

诸位朋友，从现在开始，我们就要走进神秘而又无比壮观的核能世界了。此行的目的，是一探核技术的来龙去脉，而更重要的，当然是从中学到不少知识，为我们终生所用。

一提到核能、核技术，恐怕大家最先想到的，还是那无比壮观的核试验。那好，就让我们先去领略一下，史上那些最为轰轰烈烈的“事”儿吧……

地球上第一颗原子弹的爆炸是在1944年，地点是美国新墨西哥州的一片被称为“死亡之路”的沙漠里。在那次试验中，爆炸威力远远超过了科学家们的预期，虽然大家都有心理准备，但也着实被吓了一跳。因为巨大的爆炸把方圆800平方米内的沙子都烧成了翠绿色的玻璃，还震碎了200千米外的玻璃窗……

而原子弹第一次投入实战是在1945年。美国的两颗原子弹，一颗叫“胖子”，一颗叫“瘦子”，正是这两颗两万吨级的原子弹，把日本的两座城市——广岛和长崎夷为了平地，死伤不计其数……

种种事例都迫使美国军方认识到，如果在自己国土内继续进行试验将会对环境造成很难恢复的破环和污染。所以，美国后来把核试验场地进行了转移。经过筛选，他们看中了太平洋上的一个群岛——马绍尔群岛。

众所周知，世界上是先有原子弹，才有氢弹的。氢弹是一种比原子弹更厉害的“超级”核武器。1949年8月，苏联试爆了自己的原子弹，这让美国深感恐慌。为了取得核优势，当时的美国总统杜鲁门于1950年1月31日下令：全力研制氢弹！

然而，有科学家提出，氢弹一旦爆炸成功，很可能会引起大气和地球上的水产生连锁反应，从而使整个地球燃烧起来，就像太阳一样成为燃烧着的星球。这等于是毁灭人类，毁灭地球。

后来，经过美国物理学家格利高里·布瑞特的严密论证，才排除了“地球变成太阳”的可能性。扫清障碍后，美国的科学家们开始紧锣密鼓地研制氢弹。进展很快。1952年11月1日，美国在马绍尔群岛的比基尼环礁上，成功地进行了代号为“麦克”的第一次氢弹试验。这枚氢弹重65吨，约有两层楼高，外形酷似一个大保温瓶。氢弹爆炸后，瞬间在海底形成了一个约2000米宽、50米深的大湖。当爆炸后形成的火球快要消失，直径约为6.5千米的火焰顶端和巨大的蘑菇云冲向天空的时候，人们发现附近的艾路基拉伯岛消失了。爆炸释放出了相当于300万吨TNT炸药爆炸时放出的能量，这大大超过了在场科学家们的预料。远在60千米外的观测人员说，他们看到了一个人造太阳。

第一枚氢弹试爆成功，让美国取得了核领域的老大地位。可这一优势没有保持多久，就被苏联打破了。1953年8月，苏联的第一枚氢弹也试爆成功了。危机感重新笼罩美国，于是，他们决定开发大威力并可用于实战的氢弹。

1954年3月1日，一枚编号为TX-21，外号“小虾”的氢弹，在马绍尔群岛比基尼环礁爆炸了。瞬间，巨大的爆炸声响彻云霄，接着，地面开始猛烈摇晃起来，好像世界末日已经来临。氢弹设计师们一时傻眼了：这哪是原先估计的600万吨核当量的氢弹呀？因为他们发现，氢弹所在的小岛不见了，更可怕的是附近两座小岛也神奇地消失了。美国的空中观测飞机发现，原先放置氢弹的地方忽然变成了一个深80米的大湖！天上刚才还刮着北风，现在则被迅速转向，变成了东风。几秒钟内，一个无比巨大的火球腾空而起，并发出强烈的亮光，照得周围白花花一片。甚至离爆炸中心220千米远的岛上都可清楚地看到比基尼岛的亮光，时间大约持续了1分钟。

火球在逐渐升腾，越来越高，越来越大，不到1分钟，大火球就蹿到了1.5万米的上空。2分钟后。氢弹蘑菇云上升到3万米的高空。6分钟后，氢弹蘑菇云的顶端已经上升到大约4万米的高空。8分钟后，蘑菇云的直径已达100千米，这几乎是大气层与外太空的分界线。空前巨大的蘑菇云，就像一个面目狰狞的恶魔站立在地球之上，看到的人无不从心底生出深深的恐惧……

在离爆炸中心20多千米的一个岛上，绝大多数建筑被毁。40千米远的地方，混凝土掩体倒塌。400千米远的夸加林岛上，突然刮起了强风，整个岛上的建筑猛烈地摇晃。

事后，美国科学家们测算，这枚氢弹的核当量高达1500万吨，是原先估计的600万吨当量的2倍半，其威力是把广岛夷为平地的原子弹的1000多倍。这是迄今为止，整个太平洋地区威力最大的氢弹试爆。

地狱的狂吼

美国在太平洋地区试爆了当时威力最大的氢弹后。苏联感到了压力。

1961夏天。一颗前无古人、后无来者的超级氢弹，在苏联“阿尔扎马斯一16”秘密城中的绝密实验室里研制成功。接下来就是找个地方，让它轰的一声巨响，然后去体验那短暂却又恢宏无比，连魔鬼都会怕三分的力量。最后再用这种力量告诉美国还有西欧国家：这，就是苏联的力量；这，就是苏联科学家的力量！

以前，苏联的核试验大都是在新地岛。毫无疑问，这次的试爆地点也准备选在那个地方。但是，让苏联专家们犯难的是，这次恐怕不行了。因为这是一颗当量达到1亿吨的氢弹，其杀伤半径达到令人恐怖的1000千米。

新地岛位于北极圈内的荒漠中，气候严寒，多雾和大风，人烟稀少，是苏联最大的国家核试验场。自1954年7月建成以来，苏联在新地岛进行了数百次地下、地上和水中核试验。然而，距离新地岛1000千米以内就有城市和人口密集区。所以，在新地岛试验是不行的。

还有一个麻烦是，当飞行员把核弹投下，到核弹爆炸的这段时间里，飞行员是很难逃生的。虽然飞机飞得很快。

P9-13

在一个落后时代的人看来，现代科学和魔法是没什么区别的。实际上，现代科学的发展早已远远超越了哈利·波特的想象。在魔法和神话里，从来没有出现过2000万吨级的聚变核弹，无论是宙斯的闪电还是孙悟空的金箍棒，在能量上和核弹根本不是一个级别；另外，神话和魔法的空间也显得过于狭窄，当魔幻故事还在月球轨道内进行的时候，人类的探测器快要飞出太阳系了。

科学的发展常常会超出人类的想象。19世纪时，有科学家通过流体力学原理得出结论：火车速度不可能超过每小时150千米，否则车内的空气就会被抽空；20世纪初，大多数物理学家都认为人类对于物质规律的认识已经完成，没有什么更多的事情要做了；20世纪60年代的大师冯·诺依曼说，全世界有一台巨型计算机就足够了，因为我们根本没那么多东西要算……

亲爱的小读者，这就是科学的美丽：充满力量，又在迅速变化；好像离你很远，却又在你身边。为了帮助你了解科学发展的最新动态。我们编辑了《少年科学大讲堂》这套书。从作者到编辑，都努力用最浅显的语言，尽量让科学变得易读易懂。但是，这毕竟不是一套校园小说，你需要一点点耐心，才能享受到阅读和思考带来的乐趣。在阅读完成以后，你可以试着回答这样一个问题：科学能给我们带来什么呢？更强大的动力，更方便的沟通，更接近神话的世界，还是更惨重的灾难，更恐怖的损失？

这个问题没有标准答案，你可以在漫长的时间里，验证自己的回答。