第四节　核能源

简单地介绍核能源对人文生态学也是必要的。从理论上来说，核能来源于质量的转换，就是众所周知的爱因斯坦公式

E＝mc²

这就是说：即是很小的质量m，如果速度是每秒钟30万公里的光速，就有巨大的能量E。下面从裂变与聚变讨论核能。

当一个原子核分裂成两个质量近似相等的小核时，就产生裂变能。因为原子核分裂时，必须释放原来的凝聚能，故分裂的两个小核的总质量要小于一个核时的总质量。释放的总能量除少量的中微子能量不计外，每克物质释放的裂变能为7．8×10¹⁷尔格。用中子轰击原子核时，就发生裂变；每个裂变释放大量的中子又去轰击其它的原子核，结果形成链式反应堆。

1942年恩里柯．费米尔在芝家哥大学完成第一个裂变试验。1945年以铀235裂变为基础的一个原子弹在美国新墨西哥的沙漠中爆炸，另一个投于广岛。1945年还有一个以钚239裂变为基础的原子弹投于长崎，以后又发展到用裂变能来发射裂变能的核弹头。

在地壳内部大约储藏有4ppm的铀与16ppm的钍，每个ppm等于地壳质量的百万分之一，所以地壳中铀的总质量是9．6×10¹⁹克，钍是3．8×10²⁰克．另外从地球内的花岗岩可以提出20ppm的铀与钍；1克花岗岩的裂变能为370千卡。随着科学技术的进步，这些能量是会逐渐开发出来的。

现在讨论聚变能。轻核聚变成为重核时，要减少质量，因而释放能量。太阳与星体从轻元素（特别是氢）聚变得到它们的能量。氢按三种同位素而存在；第一就是普通氢，第二是其质量为普通氢2倍的重氢，第三是其质量为普通氢3倍的超重氢。氢与重氢在温度达到3千万度时，才能聚变；超重氢则需要30千万度才能聚变，太阳中心的温度约为1．5千万度。

海水中含有重氢，整个地球海水的质量是1．2×10²⁴克，它的重氢量2×10¹⁹克，其中的聚变能约为1．2×10³⁸尔格，这个数字是相当可观的。为了生动地说明海水所含聚变能量之大，经过计算得知：每加仑海水有足够的重氢，它能提供的聚变能相当于210加仑的汽油。

核物理研究指出，两个锂核也可以聚变。天然锂在地壳中有65ppm而地壳的质量是2．4×10²⁵克，故地壳中含有1．2×10²⁰克的锂，这就相当于1．9×10³⁸尔格的能量存在地壳的锂中。地壳的厚度平均不过17公里，这些能量最后是可以选用的。

核技术指出：耗费较小的资金可以获得大量的聚变能。核爆炸的冲击波可以用来移动大量的土方；即使挖掘一条像横贯巴拿马海峡这样的大运河，也可以由核爆炸来完成；核力量可以用来开辟大沙漠，转移飓风，恢复旧油田，破裂岩层与冰层，开辟水库，改变地下水的流动，以及其它等等。

核爆炸释放的放射性对于生命及生态是有极大危害的，并且这种放射性是长期存在的。因此，和平建设利用的核爆炸一般限于地下，在万不得已的情况下，适当地用于地上。这就涉及到人文生态学的问题。