主題:核技術/特色條目
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特色條目列表
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核聚變，是將兩個較輕的核結合而形成一個較重的核並釋放能量的一種核反應形式。在此過程中，物質沒有守恆，因為有一部分正在聚變的原子核的物質被轉化為光子（能量）。核聚變是給活躍的或「主序的」恆星提供能量的過程。
兩個較輕的核在融合過程中產生質量虧損而釋放出巨大的能量，兩個輕核在發生聚變時因它們都帶正電荷而彼此排斥，然而兩個能量足夠高的核迎面相遇，它們就能相當緊密地聚集在一起，以致核力能夠克服庫侖斥力而發生核反應，這個反應叫做核聚變。
舉個例子：兩個質量小的原子，比方說氘和氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），會發生原子核互相聚合作用，生成中子和氦-4，並伴隨着巨大的能量釋放。
原子核中蘊藏巨大的能量。根據質能方程E=mc²，原子核之淨質量變化（反應物與生成物之質量差）造成能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，稱為核裂變，如原子彈爆炸；如果是由較輕的原子核變化為較重的原子核，稱為核聚變。一般來說，這種核反應會終止於鐵，因為其原子核最為穩定。
在20世紀50年代，發展用於民用目的的受控熱核聚變開始被認真地研究，並一直持續到今天。在經過60年從以前的實驗中做出設計改進之後，兩個項目，國家點火裝置（National Ignition Facility）和國際熱核聚變實驗反應堆（ITER）達到盈虧平衡點，也就是在這個過程中產生儘可能多的能量達到需要點燃的反應的能量。
核裂變（英語：Nuclear fission），在中國大陸稱作核裂變，是指由較重的（原子序數較大的）原子，主要是指鈾或鈽，分裂成較輕的（原子序數較小的）原子的一種核反應或放射性衰變形式。核裂變是由莉澤·邁特納、奧托·哈恩及奧托·羅伯特·弗里施等科學家在1938年發現。原子彈以及核電站的能量來源都是核裂變。早期原子彈應用鈽-239為原料製成。而鈾-235裂變在核電廠最常見。
重核原子經中子撞擊後，分裂成為兩個較輕的原子，同時釋放出數個中子，並且以伽馬射線的方式釋放光子。釋放出的中子再去撞擊其它的重核原子，從而形成鏈式反應而自發分裂。原子核分裂時除放出中子還會放出熱，核電廠用以發電的能量即來源於此。因此核裂變產物的結合能需大於反應物的的結合能。
核裂變會將化學元素變成另一種化學元素，因此核裂變也是核遷變的一種。所形成的二個原子質量會有些差異，以常見的可裂變物質同位素而言，形成二個原子的質量比約為3:2。大部份的核裂變會形成二個原子，偶爾會有形成三個原子的核裂變，稱為三分裂變，大約每一千次會出現二至四次，其中形成的最小產物大小介於質子和氬原子核之間。
現代的核裂變多半是刻意產生，由中子撞擊引發的人造核反應，偶爾會有自發性的，因放射性衰變產生的核裂變，後者不需要中子的引發，特別會出現在一些質量數非常高的同位素，其產物的組成有相當的概率性甚至混沌性，和質子發射、α衰變、集群衰變等單純由量子穿隧產生的裂變不同，後面這些裂變每次都會產生相同的產物。原子彈以及核電站的能量來源都是核裂變。核燃料是指一物質當中子撞擊引發核裂變時也會釋放中子，因此可以產生鏈式反應，使核裂變持續進行。在核電站中，其能量產生速率控制在一個較小的速率，而在原子彈中能量以非常快速不受控制的方式釋放。
由於每次核分裂釋放出的中子數量大於一個，因此若對鏈式反應不加以控制，同時發生的核分裂數目將在極短時間內以幾何級數形式增長。若聚集在一起的重核原子足夠多，將會瞬間釋放大量的能量。原子彈便應用了核分裂的這種特性。製成原子彈所使用的重核含量，需要在90%以上。
核能發電應用中所使用的核燃料，鈾-235的含量通常很低，大約在3%到5%，因此不會產生核爆。但核電廠仍需要對反應堆中的中子數量加以控制，以防止功率過高造成爐心熔毀的事故。通常會在反應堆的慢化劑中添加硼，並使用控制棒吸收燃料棒中的中子以控制核分裂速度。從鎘以後的所有元素都能分裂。
核分裂時，大部分的分裂中子均是一分裂就立即釋出，稱為瞬發中子，少部分則在之後（一至數十秒）才釋出，稱為延遲中子。
碳氮氧循環（CNO cycle），有時也稱為貝斯-魏茨澤克-循環（Bethe-Weizsäcker-cycle），是恆星將氫轉換成氦的兩種過程之一，另一種過程是質子-質子鏈反應。
在質量像太陽或更小些的恆星中，質子-質子鏈反應是產生能量的主要過程，太陽只有1.7%的4氦核是經由碳氮氧循環的過程產生的，但是理論上的模型顯示更重的恆星是以碳氮氧循環為產生能量的主要來源。碳氮氧循環的過程是由卡爾·馮·魏茨澤克和漢斯·貝特在1938年和1939年各別獨立提出的。
此處，所有參與反應的"催化劑"（碳、氮、氧的核）數量都是守恆的，而在恆星演化中核的相對比例是會改變的。無論最初的結構是如何，當這個循環在平衡狀態下，12碳/13碳核的比例是3.5，而14氮成為數量最多的核。在恆星的演化中，對流會將碳氮氧循環的產物從恆星的內部帶到表面並混合，改變觀測到的恆星成分。在紅巨星，相較於主序星，能觀測到少量的12碳/13碳和12碳/14氮，這些都可以證明核聚變在恆星內部進行能量的世代交替。
秦山核電站位於中國浙江省海鹽縣秦山鎮，是中國大陸建成的第一座核電站，在經過多次擴建後，現已發展成一處大型核電基地。
秦山核電站瀕臨東海杭州灣，並且鄰近上海、杭州等特大城市。在秦山核電站所在的浙江省目前有兩座可為核電站安全穩定運行提供配套的抽水蓄能電站——天荒坪和桐柏。天荒坪抽水蓄能電站位於浙江省安吉縣，安裝6台30萬千瓦發電機組，總裝機容量180萬千瓦。桐柏抽水蓄能電站位於浙江省天台縣，安裝4台30萬千瓦發電機組，總裝機容量120萬千瓦。
在起初的規劃中，秦山核電站一期工程僅具有試驗性質，它採用了當時國際上成熟的壓水型反應堆技術，建設單台30萬千瓦發電機組，並由中國自主承擔整個電站的設計、建造、設備提供和運營管理工作。一期工程由中華人民共和國核工業部主導推進，於1983年6月1日破土動工。1991年12月15日零時15分首次實現併網發電，成為當時中國大陸投產的唯一一套核電機組。機組在測試運行了兩年之後，正式投入商業運營。年發電量17億千瓦時。
秦山二期工程依然由中國自主承擔設計、建造和運營任務，採用壓水型反應堆技術，安裝4台60萬千瓦發電機組，1、2號機組分別於2002、2004年初併網發電，3、4號機組分別於2010、2011年底併網。
秦山三期工程由中國和加拿大政府合作，採用加拿大提供的加拿大坎杜堆重水堆的重水反應堆技術，建設兩台70萬千瓦發電機組，於2003年建成。目前秦山核電站的總裝機容量為410萬千瓦，已成為中國一處大型的核電基地。
秦山一期核電站擴建工程方家山核電站，距離秦山核電站一期工程反應堆約600米。該擴建項目使用二代CPR-1000改進型壓水型反應堆核電技術（M310改進型），規劃容量為2×1080 MW。1號機組預計2014年開始運營，2號機組預計2015年開始運營。項目竣工後，秦山核電站將形成一台30萬千瓦機組和兩台100萬千瓦機組的「1＋2 」 群堆運行格局，其營運管理也將實現從原型堆到商業堆的重大跨越。
十字路口行動（英語：Operation Crossroads）是美國在1946年中期於比基尼環礁進行的核試行動。它們是在1945年7月三位一體核試以來第一次核武器試驗，和自1945年8月9日長崎原子彈爆炸的第一個核裝置爆炸。這次行動一共進行兩次核試，包括代號Able的空中核試及代號Baker的水下核試。測試目的是調查核武對水面軍艦的打擊威力。
十字路口行動試驗是在馬紹爾群島舉行了多次核試驗的第一個，並且是第一個被公開宣佈，並事先邀請觀眾觀察，其中包括一個大型新聞團體。一個95隻靶船的艦隊被召集在比基尼環礁，和被在長崎投下的那種胖子鈈內爆式核武器爆炸擊中，每次爆炸產生了23千公噸黃色炸藥（96垓焦耳）的爆炸當量。
十字路口行動的籌辦，與美國軍事於第一次世界大戰後的發展有莫大關連。早在一戰結束後，美國陸軍航空勤務隊及其沿革組織均主張以制空權為戰爭首要打擊力量，並以此為由，要求成立獨立空軍。然而陸航主張以遠程轟炸機取代水面軍艦作海上防衛，並將海軍航空兵及其航空母艦置於空軍管轄之下時，卻因此與美國海軍產生極為嚴重的軍種摩擦。是次軍種競爭在第二次世界大戰結束再次加劇：陸航意欲證明核武及戰略轟炸將是未來戰爭的王牌武器，且只有空軍遠程轟炸機能作有效打擊；而海軍則欲阻止陸航壟斷核武投射權力，並引證水面軍艦能夠有效抵禦核爆。更有甚者，二戰後美國軍費面臨緊縮，美國總統杜魯門意欲成立美國國防部，統一三軍撥款，以裁減冗費，使陸航與海軍的矛盾延伸至軍費之爭。十字路口行動正是雙方角力以爭取美國國會以至民間支持的結果。
在美國軍事史以外，十字路口行動在世界歷史上同樣有重要影響。大眾媒體在是次核試獲邀在現場採訪，使世界公眾首次獲得核試現場的資訊及片段，而比基尼泳衣更因此而名。不過，十字路口行動同樣首次曝露了放射性污染的危害。核試後比基尼環礁自此不再適居，島上土著居民因而迫遷，部族生活陷入危機；輻射使環礁內的海水受到嚴重放射性污染，而部分靶艦更被海軍拖到他處擊沉，使多地的生態系統遭受破壞。最後參與的海軍士兵又欠缺防備輻射的意識及裝備，使多人在不知情下蒙受輻射病，淪為美國不道德人體實驗的受害者。然而上述種種禍害在當時均遭到忽視，並在核試後數十年才陸續為大眾所知。
瑪麗亞·斯克沃多夫斯卡-居里（Maria Skłodowska-Curie，1867年11月7日—1934年7月4日），通常稱為瑪麗·居里（法語：Marie Curie）或居里夫人（Madame Curie），波蘭裔法國籍女物理學家、化學家。她是放射性研究的先驅者，是首位獲得諾貝爾獎的女性，獲得兩次諾貝爾獎（獲得物理學獎及化學獎）的第一人（另一位為鮑林，獲得化學獎及和平獎）及唯一的女性，是唯一獲得二種不同科學類諾貝爾獎的人。她是巴黎大學第一位女教授。1995年，她與丈夫皮埃爾·居里一起移葬先賢祠，成為第一位憑自身價值入葬先賢祠的女性。
瑪麗·居里原名瑪麗亞·斯克沃多夫斯卡（Maria Salomea Skłodowska），生於當時俄羅斯帝國統治下的波蘭會議王國的華沙，即現在波蘭的首都。她在華沙地下飛行大學讀書，並開始接受真正的科學訓練。她在華沙生活至24歲，1891年追隨姐姐布洛尼斯拉娃至巴黎讀書。她在巴黎取得學位並在畢業後留在巴黎從事科學研究。1903年她和丈夫皮埃爾·居里及亨利·貝可勒爾共同獲得了諾貝爾物理學獎，1911年又因放射化學方面的成就獲得諾貝爾化學獎。
瑪麗·居里的成就包括開創了放射性理論，放射性的英文Radioactivity是她造的詞，她發明了分離放射性同位素的技術，以及發現兩種新元素釙（Po）和鐳（Ra）。在她的指導下，人們第一次將放射性同位素用於治療腫瘤。她在巴黎和華沙各創辦了一座居里研究所，這兩個研究所至今仍是重要的醫學研究中心。在第一次世界大戰期間，她創辦了第一批戰地放射中心。
雖然瑪麗·居里是法國公民，人身在異國，但也從未忘記她的祖國波蘭。她教女兒波蘭文，多次帶她們去波蘭。她以祖國波蘭的名字命名她所發現的第一種元素釙。
第一次世界大戰時期，瑪麗·居里利用她本人發明的流動式X光機協助外科醫生，可能因為長期暴露在過量的放射線下，導致晚年身患再生障礙性貧血，1934年病逝於法國上薩瓦省療養院。
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