（一）核能和核能的和平利用
（1）核能
核能又称原子能，是原子核结构发生变化时放出的能量。在实用上指重元素的原子核发生裂变时和轻元素的原子核发生聚变时所放出的巨大能量，它们分别被称为裂变能和聚变能。裂变能是指重元素（铀或钍等）在中子的轰击下，原子核发生裂变反应时放出的热量。核聚变能是指轻元素（氘和氚）的原子核发生聚变反应时所放出的能量。
①裂变能。某些重核原子如铀（-235）等，在高能中子的轰击下，原子核发生裂变反应，产生质量相差不多的两种元素和几个中子，同时，释放出大量的能量。据测算，1千克铀-235全部裂变放出的能量，相当于2.7千吨的煤全部燃烧所放出的能量。在链式反应中，从一个原子核开始裂变起放出中子，到引发下一代原子核的裂变，只需1纳秒时间。在核变反应的一瞬间，在有限的空间内，集中释放了巨大的能量，必然会产生剧烈的爆炸。原子弹就是根据这种不控制的链式反应的原理制成的。
②聚变能。它是由两个或几个轻元素的原子核，如氢的同位素氘或氚的原子核，聚合成一个较重的原子核的过程中所释放出巨大的能量。据测算：每克氘聚变时所释放的能量为5.8×108千焦。氢弹的制造原理，就是利用一个小的原子弹作为引爆装置，来引发氘的核反应。
（2）核能的和平利用
1942年12月2日15点20分，著名物理学家艾立科·费米（1901—1954）点燃了世界上第一座原子反应堆，为人类打开了原子世界的大门。第二次世界大战以后，各大国很快自行研制出了原子弹，打破了美国的核垄断和核威胁，中国也于1964年10月16日成功地试爆了第一颗原子弹。随后，世界局势趋于缓和，原子能的和平利用被提上议事日程上来。1954年，原苏联建成了第一座小型的原子能发电站，1956年和1957年，英国和美国也建成了核电站。
核电站的工作原理，就是要按人们的意愿，有控制地使铀核分步反应，将释放的能量转换成电能。核电站的中心装置是由核燃料和控制棒组成的反应堆，它是一个能维持和控制核裂变反应的装置，在这里实现核能势能转换。基中关键设备是在核燃料中插入一定量的控制捧。一般控制棒是用能够吸收中子的材料制成，如硼、镉合金等，用它们具有吸收中子的特性，来控制核燃料裂变链式反应的速度。原子核反应堆分为两类：一是热中子反应堆，它是利用普通水或重水或石墨作为慢化剂和冷却剂，把快中子的速度降低为热中子再利用热中子去诱发原子核链式反应。按照使用的慢化剂不同，热中子反堆又分为轻水堆、重水堆和石墨气冷化堆三大类。二是快中子反应堆，它是直接利用核裂变时放出的高速度、高能量快中子，来引发链式反应。目前技术上较成熟的是热中子反就堆，世界上60%的核电站是压水堆型的。 世界上最大的快中子增殖堆电站是法国的"超凤凰"核电站，装机容量120万千瓦。