核能：从原子到电网

核能——通过裂变（重原子的分裂）或未来的聚变（轻原子的结合）释放储存在原子核中的能量——是人类文明有史以来所开发的最强大、影响最深远的技术之一。在裂变反应堆的单次链式反应中，一千克铀燃料所释放的能量相当于燃烧约三百万千克煤炭，这种极端的能量密度令最初计算出这一结果的科学家们都难以置信。

核能诞生于历史上破坏力最强的武器计划——曼哈顿计划，正是该计划制造出了1945年8月投放于广岛和长崎的原子弹。将核能从武器转变为和平能源，是20世纪50年代一代核科学家和政策制定者的核心抱负，这一愿景集中体现于1953年12月艾森豪威尔总统在联合国发表的"和平利用原子能"演讲。第一座向民用电网供电的核电站于1954年在苏联奥布宁斯克建成投运，随后英国的卡德霍尔核电站于1956年相继开业。不到二十年，核电已成为美国、法国、日本、英国和苏联的主要电力来源。

核电所许诺的"廉价到无需计量"的电力——这句臭名昭著的话被归于1954年原子能委员会的Lewis Strauss（准确程度不一）——从未成为现实。核电反而成为有史以来造价最高、最为复杂的发电技术之一，饱受公众争议，受到严苛的监管约束，并经历了数次灾难性事故（1957年的温茨凯尔事故、1979年的三里岛事故、1986年的切尔诺贝利事故、2011年的福岛第一核电站事故），这些事故深刻影响了全球公众舆论和能源政策。

然而，核电至今仍是全球重要的电力来源——2020年代约提供全球10%的电力——并正经历显著的复兴。随着能源安全方面的忧虑日益加深，以及单靠可再生能源实现电力系统脱碳的难度愈发凸显，各界开始重新审视核能的角色。先进核反应堆设计、小型模块化反应堆（SMR）以及长期以来孜孜以求的核聚变目标，均在21世纪初重新吸引了大量投资与关注。

放射性与核裂变的发现

核能的科学基础，由19世纪末至20世纪初的一系列重大发现共同奠定，这些发现揭示了原子核的存在及其内部蕴藏的巨大能量。

Wilhelm Röntgen于1895年发现了X射线，这是物质能够发出穿透性辐射的最初证据。Henri Becquerel于1896年发现了天然放射性——他发现铀化合物无需经过光照便能发出辐射，令照相底片曝光。Marie Curie和Pierre Curie对放射性（这一术语由Marie Curie首创）进行了系统研究，并于1898年发现了放射性元素钋（以Marie的祖国波兰命名）和镭。Marie Curie于1903年获得诺贝尔物理学奖（与Pierre Curie及Henri Becquerel共同获奖），并于1911年获得诺贝尔化学奖——她是迄今唯一一位在两个不同科学领域均获诺贝尔奖的人，也是第一位获得诺贝尔奖的女性。