核能的释放通常有两种形式，一种是重核的裂变，即一个重原子核（如铀、钚），分裂成两个或多个中等原子量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量；另一种是轻核的聚变，即两个轻原子核（如氢的同位素氘），聚合成为一个较重的核，从而释放出巨大的能量。理论和实践都证明，轻核聚变比重核聚变释放出的能量要大得多。

　　利用重核裂变，人们已经制造出了原子弹，若通过反应堆对其加以人工控制，就可实现原子能发电。利用轻核聚变原理，人们已经制造出比原子弹杀伤力更大的氢弹，氢弹是无控制爆炸性核聚变。要实现核聚变能的和平利用，即核聚变发电，必须对核聚变实行人工控制，使核聚变反应按照人们的需要有序地进行，这就是受控核聚变。

重核裂变能源

　　1938年，放射化学家奥托·哈恩和物理学家施特拉斯曼发现铀核裂变。1942年12月2日，世界上第一座核裂变反应堆在美国的芝加哥大学建成，人类在这里首次实现了自持链式反应，从而开始了受控的核能释放。

　　1954年，前苏联在莫斯科附近的奥布宁斯克建成了世界上第一座核电站，输出功率为5000千瓦。到60年代中期，核电站走向实用化和商品化。工业发达国家核电发电成本已与燃煤火力发电站持平甚至略低。

　　常见的压水反应堆核电站，主要包括两大部分：一部分是利用核能生产蒸汽的核岛，包括反应堆装置和回路系统；另一部分是利用蒸汽发电的常规岛，包括汽轮发电机系统。核电站用的燃料是铀，它是一种很重的金属。用铀制成的核燃料在反应堆内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转，电能就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方。 　　目前，全世界共有将近500座核电站，全年总发电量占世界总发电量的17％。世界各国中，法国的核电站发展最快，有57座核电站，总装机容量6200万千瓦，核电占总发电量的77.8%。1991年，中国自行设计、建造的第一座核电站――秦山核电站启用（图1），继之大亚湾核电站投产。世纪之交，中国正规划、兴建4座新的核电站，到2010年核电总量有望达到2000万千瓦。

图1 秦山核电站

轻核聚变能源

　　轻原子核聚变反应的研究，可以追溯到30年代对太阳的研究。1938年，物理学家证明，太阳里进行的氢核聚变成氮核的反应，使它还能光芒万丈地燃烧几十亿年。

　　受控核聚变反应的原理是：氘（氢同位素）原子核在上亿摄氏度的高温条件下发生聚变而释放出巨大能量。由于这种热核反应是人工控制的，因此可用作能源。 　　核聚变发电有许多无可比拟的优点：

能量巨大 核聚变比核裂变释放出更多的能量。例如，铀235的裂变反应，将千分之一的物质变成了能量；而氘的聚变反应，将近千分之四的物质变成了能量。
资源丰富 重核裂变使用的主要原料是铀，目前探明的储量仅够使用约1000年；而轻核聚变使用的燃料是海水中的氘，1升海水能提取30毫克氘，在聚变反应中能产生约等于300升汽油的能量，即“1升海水约等于300升汽油”，地球上海水中就有45万亿吨氘，足够人类使用百亿年。
成本低廉 1千克氘的价格只为1千克浓缩铀的1/40。
安全、无污染 核聚变不产生放射性污染物，万一发生事故，反应堆会自动冷却而停止反应，不会发生爆炸。
　　简言之，受控核聚变的燃料取之不尽、用之不竭，核聚变能将是21世纪最理想的“长寿”能源。