核能的开发和利用是20世纪出现的最重要的高新技术之一。1942年12月2日,在美国芝加哥大学原阿隆·史塔哥(AlonzoStagg)运动场西看台下面的网球厅内,以著名意大利物理学家恩里科·费米(Enrico Fermi,1901—1954)领导的研究小组首次在“芝加哥一号”核反应堆(ChicagoPile-1,CP-1)内实现了人工自持核裂变链式反应,达到了运行临界状态,实现了受控核能释放。当时正处于第二次世界大战期间,核能主要为军用服务,配合原子弹的研制。美国、苏联、英国和法国先后建成了一批钚生产堆,随后开发了潜艇推进动力堆。在第二次世界大战末期,美国就用铀-235和钚制造了三颗原子弹,分别起名为“小男孩”“胖子”和“瘦子”,并使用其中的两颗,于1945年8月6日和9日轰炸了日本的广岛、长崎,使这两座城市在大火和疾风中化为废墟,显示了原子反应的巨大威力。原子弹爆炸是用中子轰击铀-235的原子核,使其产生裂变。原子核裂变放出的能量很大,1kg铀-235全部裂变释放的能量相当于2万t TNT炸药爆炸时放出的能量。

核武器带给人类的是沉重的阴影,以至于很多人谈核色变,有良知的科学家们都在极力反对核武器的发展和扩散。但是,核能发电给人类带来的却是绿色和光明。

从20世纪50年代开始,核能从军用向民用发展。在2004年,全世界核电发电总量2.6万亿kW·h,占当年全世界发电总量的16%,美国、英国、法国、德国、日本等发达国家核电的比例都超过了20%,其中法国已达78%。截至2006年1月,全世界30个国家和地区共有448台核电机组在运行,总装机容量约为370GW。核电厂的种类也从原始的石墨水冷反应堆发展到以普通水、重水、沸水、加压沸水为慢化剂的轻水堆、重水堆、沸水堆和先进沸水堆等；同时还有700多座用于舰船的浮动核动力堆、600多座研究用反应堆。目前来看,核能发电不仅十分安全,也比较清洁、经济。一座100万kW的火电厂,一年要烧270万～300万t煤,排放出600万t二氧化碳、约5万t二氧化硫和氮氧化物,以及30万t煤渣和数十吨有害废金属。而一座100万kW的核电厂,一年只消耗30t核燃料,而且不排放任何有害气体和其他金属废料。同时,煤炭和原油还是不可再生的宝贵化工原料,发展核电不仅可以把这些资源省下来留给子孙后代,还能有效改善人类的生存环境。