章绪论
节原子核物理反应与核能发展
一、原子核物理反应
早在世纪初，科学家提出了原子的核式模型，即原子是由原子核和核外电子所组成的。从此以后，原子的研究被分为两部分来处理：原子核是原子核物理学的主要研究对象；核外电子的运动构成了原子物理学的主要内容。原子和原子核是物质结构的两个层次，也是互相关联又不同的两个层次。
原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外被束缚的电子带负电，两者所带的电荷数相等、符号相反，因此原子本身呈电中。原子核由质子和中子构成，质子和中子统称为核子，质子和中子是核子的两种不同形态。原子核中的质子数用Z表示，它等于原子序数和电荷数，中子数用N表示，则原子核的质量数A=Z+N。原子核的基本质通常是指原子核作为整体所具有的质，它与原子核的结构及其变化有密切关系。
质子、中子和电子是所有原子的三个主要组成部分。各种原子的质量之所以不同，是因为它们含的以上三种粒子的数目不同。质子数相同的原子和原子核具有相似的化学质和物理质，差别主要在它们的质量上，它们被称为同位素，如氘和氚是氢的同位素。
原子的大小是由核外运动的电子所占的空间范围来表征的，可以设想为电子在以原子核为中心、距核远的若干轨道上运行。原子的半径约为10*cm，50万个原子排列在一起的长度相当于一根头发丝的直径。
原子核的质量远超过核外电子质量，因此原子的质量中心和原子核的质量中心接近。原子核的许多特正是通过对原子或分子现象的观察来确定的。但也有许多质仅取决于原子或原子核，如物质的许多化学质及物理质基本上只与核外电子有关，而放射现象则主要归因于原子核。
在无外界影响的前提下，原子核自发地发生蜕变的现象称为原子核的衰变。衰变有多种形式，如α衰变、β衰变、y衰变，还有自发裂变及发射中子、质子等过程。
核反应过程是原子核与原子核，或者原子核与其他粒子（如中子、Y光子等）之间的相互作用所引起的各种变化，核裂变是核反应中的一种。一般情况下，核反应是以用能量的人射粒子轰击靶核的方式出现的。入射粒子可以是质子、中子、光子、电子、各种介子，以及原子核等。当入射粒子与原子核的距离接近飞米量级时，两者之间的相互作用会引起原子核的各种变化，因而核反应是产生不稳定核的重要手段。
核反应实际上探讨的是两类问题：一是核学，它研究在能量、动量等守恒的前提下，核反应能否发生；二是核力学，它研究参加反应的各粒子间的相互作用机制而研究核反应发生的概率。对于核反应可以从各种不同的角行分类，如按入射粒子的能量、出射粒子和入射粒子的种类等。
核聚变的理论依据是：两个轻核在的条件下聚合生成一个重核，同时伴有质量亏损。根据爱因的质能方程，聚变过程将会释放出巨大的能量。聚变能燃料可取自海水中蕴藏量极高的氢的同位素——氘，每立方米海水中约含有30g氘，1g氘聚变可产生相当于8t煤燃烧产生的能量。因此，聚变能源是取之不尽、用之不竭的，是符合环保标准的清洁能源，是人类解决未来能源问题的根本途径之一。
聚变反应发生的条件是相当苛刻的，发生聚变反应的三个基本条件是劳森判据、能量得失相当判据和自持燃烧条件。由此三个基本条件可以归结出两方面的要求：首先，要求将氘、氚等离子体的温度加热到10*K以上；其次，要求等离子体的粒子密度与能量约束时间的乘积大于4x10cm?·s。