核能（又称原子能）是原子核结构发生变化时放出的能量。核能释放通常有两种方法：一是重原子分裂成两个或多个较轻原子核，释放巨大能量，称为核裂变能，比如原子弹爆炸；另外一种是两个较轻原子核聚合成一个较重的原子核，释放巨大的能量，称为核聚变能，比如氢弹爆炸。
原子核蕴藏着巨大的能量。人类要想和平利用核能，必须建造核反应堆，并使核反应能持续可控。1954年，前苏联建成了世界上第一个核裂变能发电站，开创了人类大规模利用核能发电的先河。至今，核能的和平利用已有50多年的历史。近些年，由于担心核电站运转的安全性、核废料对环境的影响和核技术扩散对世界安全的影响，核能的发展在欧洲、北美有下降趋势，但核能的发展在亚洲仍呈现强劲势头。
核裂变能是一种经济、清洁和安全的能源，与传统的火力发电相比，核裂变能发电有如下优点：
（1）核电比火电安全：随着核能技术的不断进步，其安全性大大提高。核电能的事故率远远低于火电。近年来，核电国家采取了一系列安全措施，签署了《国际核安全公约》，使核安全达到很高水平。
（2）核电比火电经济：一座100万千瓦的核电站，每年补充30吨核材料，但同功率地火电站，每年需消耗300万吨煤或200万吨石油。煤炭、石油都是不可再生的一次能源。核电虽然一次性投资大、建设周期长，但从长远看，经济效益还是优于火电。
（3）核电比火电清洁，对环境污染小：据测算，全世界的核电站同燃煤电厂相比，每年可为地球大气层减少1.5亿吨二氧化碳、190万吨氮氧化物和300万吨硫化物。核电站不排放任何有害气体和其他金属废料，放射性物质对周围居民影响也比煤电少。如核发电最发达的法国，1980年核电比是20%，1986年上升到70%，在此期间发电总量增加了40%，而排放的二氧化硫减少了56%，氮氧化物减少9%，尘埃减少36%。
铀的裂变：
核聚变是指两个轻原子核在特殊条件下，聚合成一个较重原子核，同时释放巨大能量过程，目前主要指氢的两个同位素氘和氚，生成氦原子核。应用核聚变优越性主要体现在：
（1）原料氘和氚来源广泛，在地球上储量丰富。
（2）原料成本低廉，如1kg氘的价格仅为1kg浓缩铀的1/40。
（3）不产生放射性，是一种无污染的安全能源。
（4）核聚变原料所释放出的能量比同质量的核裂变原料所释放的能量要大得多。
因此，核聚变能前景十分看好，受到许多国家关注。
核裂变能的主要原料是铀，它在地壳中储量总计达几十亿吨。铀的储量虽然很大，但分布却很分散，要找到比较集中的矿点比较困难。钚的来源比铀广泛，价格较便宜。但是，地下能源储量总是有限的，用一点会少一点，最终会枯竭。
铀矿石：
作为核聚变能原料的氢及其同位素氘和氚，情况就不同了，它们在地球上储量十分丰富，海洋中还有氘约23.4万亿吨，足够人类使用几十亿年。对于人类来说，核聚变能将是一种取之不尽、用之不竭的“长寿能源”。核聚变反应也是太阳和宇宙能量的主要来源。
核能对军事、经济、社会、政治等都有广泛而重大的影响。在军事上，核能可作为核武器，并用于航空母舰、核潜艇等的动力源；在经济上，核能可以替代化石燃料，用于发电；可以作为放射源应用于医疗；还可以为城市供热等。
（1）在军事上应用：1945年7月6日，在美国新墨西哥州阿拉莫多尔军事基地，第一颗原子弹试验取得了成功；1945年8月6日和9日，美国将一颗铀弹和一颗钚弹分别投掷在日本的广岛和长崎，造成两个城市49万人丧生，并对城市遗留了久远的辐射污染。1949年9月22日，前苏联成功引爆原子弹。相继，英国、法国拥有了自己的核武器。后来，美国、前苏联、中国分别引爆氢弹。为防止核武器扩散造成的潜在危险性，各国签订了《不扩散条约》以及《全面禁止核武器条约》。
1964年10月16日15：00时，中国首枚原子弹以塔爆方式试爆成功
1966年12月28日12：00时，首次氢弹试爆成功
从原子弹试爆到氢弹试爆，美国用了7年，苏联用了4年，英国接近5年，法国是8年多，但是中国只用了2年8个月。
1988年9月29日上午成功在中央分区核试验场罗布泊进行首度中子弹试爆。
（2）核能发电：发展核电是和平利用核能的一种主要途径。核电站的核心是反应堆，反应堆工作时放出核能主要是以热能的形式由冷却剂带出，用以产生蒸汽。由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电，发电系统与传统的汽轮发电机系统基本相同。工业核电站的功率一般达到几十万千瓦、上百万千瓦。
（3）核能其他应用： 核能供热是20世纪80年代才发展起来的一项新技术，这是一种经济、安全、清洁的热源。在能源结构上，用于低温的热源，占总热耗量的一半左右，这部分热多由燃煤直接获得，给环境造成严重污染。发展核反应堆低温供热，对缓解供应和运输紧张、净化环境、减少污染等方面都有十分重要的意义。核供热是一种前途远大的核能利用方式，不仅可用于居民冬季采暖，也可用于工业供热。特别是高温气冷堆可以提供高温热源，能用于煤的气化、炼铁等耗热巨大的行业。核能不仅可以供热，还可以用来制冷，通过低温供热堆进行的制冷试验已成功。
核能是一种具有独特优越性的动力，因为它不需要空气助燃，所以核能可作为地下、水中和太空缺乏空气环境下的特殊动力；而且核能少耗料、高能量，是一种一次装料后可以长时间供能的特殊动力，所以核能可作为火箭、宇宙飞船、人造卫星等的特殊动力。如1997年10月15日美国宇航局发射的“卡西尼”号空间探测飞船，飞往土星，行程达35亿公里，采用了核动力。
使用核能，人们最担心的是核放射性污染和核废料的处理问题。虽然核能存在放射性污染的潜藏危险和核废料的处理问题，实际上，核电站的建设和使用有一系列的安全防范措施，可使核能量释放缓慢有控制的进行。只要有良好设计、制造和严格的科学管理，核电完全是一种安全可靠的能源。特别在人口多、能源紧缺的国家和地区，核能利用受到欢迎。
但伴随着核能开发利用过程，核废物产生。核废物指的是含有放射性核素或被放射性污染的，并且今后不再被利用的物质。目前国际上通用的核废物处理方式为：“直接处理”和“后处理”。
直接处理即将核废物从反应堆卸出后经过几十年冷却，固化为整体后进行地址埋藏处置。
后处理即用化学方法对冷却一定时间的核废物进行后处理�；厥掌渲械挠撕皖性俳牒巳剂显傺�，将分离出的裂变产物等固化为稳定地高放废物固化物，进行地质埋藏处置。
分离-嬗变处理：因为目前采用的两种处理方式都不能将高放射性核废物的泄漏危害减少，经过固化和地质处理的高放核废物不能完全保证长时间的地质变化而造成高放核废物的泄漏。嬗变技术是一种可以将核废物中长寿命的放射性核元素转成短寿命的技术。嬗变的力量很神奇，有时候甚至能将放射性的元素变成非放射性的。所以利用嬗变技术处理核废物，可以减小深地质处置的负担。但它不可能完全代替深地质处置。这种处理方式关键在分离技术，因为完全分离是很难达到的，加上还要产生二次废物。所以分离-嬗变处理是一项艰巨的工程，难度较大。
