原子能开发的利弊
由于科学家们的不懈努力，人类开始了对原子能的和平利用。
20世纪40年代后期，美国的威拉德·利比发明了同位素碳测年代法。这位芝加哥大学的化学家通过测定放射性碳14原子的衰变把古代遗物年代的测算提到空前精确的水平。放射性碳年代测定法诞生之后，立即在考古学、人类学、地质学领域大显身手，成绩显着。
原子能和平利用的最大成就是各国纷纷建立原子能的核电站。
早在20世纪40年代，科学家们就认识到人类长期使用的煤、石油、天然气等化学能是难以满足日益扩大的需要的。科学家们从发现核能的第一天起，就渴望着利用这新的巨大的能源。
当第二次世界大战的硝烟刚刚逝去，一些军事核大国的科学家就转向了对核能的和平利用。
1951年8月，美国阿贡实验室在津恩的领导下，在爱达荷州的阿尔科建成了世界第一座实验性快中子增值堆，它生产的高温蒸气带动发电机发出了100多千瓦的电力，这是人类第一次用核能发电。
1953年6月，美国第一艘核潜艇的陆上模式堆发电。这是一座用加压水慢化和冷却的反应堆。它的发电成功，为后来核电站的发展在技术上铺平了道路。
1950年前苏联政府通过了建立核电站的决议。1954年6月27日，在莫斯科近郊奥布宁斯克，利用石墨水冷的生产技术建成了世界上第一座向工业电网送电的核电站。
1953~1959年，英国建造的石墨气冷生产堆，每座热功率约27万千瓦，电功率6万千瓦，效率22%，组成了卡德豪尔核电站和查佩尔克罗斯核电站。
1956~1961年，前苏联在新西伯利亚建成6座石墨水冷生产堆，每座热功率60万千瓦，电功率10万千瓦，效率16.7%，组成西伯利亚核电站。
1954年，美国修改原子能法，允许私人企业拥有核反应堆，鼓励私人投资核电站。
1957年12月，美国原子能委员会建成了希平港核电站，发电效率大大提高，已与现在的核电站相差无几。
1961年7月，美国又建成商用的杨基核电站。发电成本由60.5美厘/度降为9.2美厘/度，显示了核电站的巨大潜力。
经过上述的实验阶段，各国对核电站的堆型总结了经验，把最优越的堆型进一步完善，使核电站建设进入了一个新阶段。
新阶段把实验过的十多种堆型多数淘汰了，留下了轻水堆(包括压水和沸水两种)、重水堆、气冷堆、石墨水冷堆等。
轻水堆是目前核电站的主要堆型。占目前已建和将建核电站的85%。它的优点是结构紧凑、功率密度大、基建费用低、建设周期短等。到20世纪70年代初，轻水堆中的压水堆，发电成本已从5美分/度降低到0.4美分/度，比火力发电还便宜，完全可以进入大规模的商用竞争。
沸水堆的基本物理性能是允许水在堆芯内大量沸腾，因而降低了堆内压力，可以减少压力壳设备制造的困难；同时水在堆芯内变为约285益的蒸气，可直接引入汽轮机，省去了热交换器，简化了回路。1956年美国国立阿贡实验室建立沸水堆实验核电站，经历了6代改进，其成本可与压水堆相媲美。20世纪70年代初达到了大规模商业推广的阶段。
重水堆核电站的建设，一直是加拿大领先。1962年9月，加拿大建成了世界上第一座加压重水罗尔夫顿实验核电站。电功率2.25万千瓦，热功率9.23万千瓦，以天然铀为原料，以重水为慢化剂。1971年又建成实用的匹克林核电站，经多方实验改进，到1970年末达到了技术成熟商业推广的阶段。印度、巴基斯坦、阿根廷、罗马尼亚等国已先后买进加拿大的重水堆设备和技术资料。
石墨气冷堆是英、法等国由早期军用产钚堆发展成天然铀石墨气冷堆。
英国从1955~1971年实验建立核电站11座。但是，第一座商用改进型气冷堆出现问题，即丹季尼斯13双堆核电站，预计1974年建成，结果推迟到1983年开始发电，基建投资增加4倍，损失20亿英镑，是英国核电站史上的一场灾难性损失。
美国和联邦德国的高温冷气模式堆电站，也经历了困难和曲折，遭受了经济上的损失，没有达到商业化的阶段。
天然铀石墨水冷堆是前苏联由军用堆发展而来的。继奥布宁斯克核电站之后，1964年建成了10万千瓦的别洛雅基克1号堆，实现了堆内沸腾和蒸气过热。1983年前苏联建成了世界上最大的单堆电功率150万千瓦的石墨沸水堆。
1973年前苏联在北极圈内的比利比诺核电站向附近的居民供热采暖，造福人民。
20世纪70年代，核电站进入了大发展的阶段。不但能源奇缺的法国、日本、意大利等国优先发展核电站，而且能源较多的美、英、联邦德国等也积极发展核电站，能源输出国前苏联也开始重视核电站的发展。到1979年底，已有41个国家和地区建成或正在筹建核电站，已运行的核电站228座，装机容量13105.6万千瓦；正建的核电站237座，容量22878.2万千瓦；订货和计划中的199座，容量20356.4万千瓦。
从1974年起，各国核电站的发电成本普遍比火电降低20%~50%。1978年美国仅核电一项比火电节省了30亿美元。
原子核能这头难以驯服的猛兽，在核科学家的驱使下开始为人类工作。但是，稍有不慎，它就会伤害人类。
原子能核电站建立以来，事故已屡见不鲜。1959年，美国原子能委员会设在洛杉矶郊外的原子能反应堆，由于失水造成高温，发生熔堆事故。1961年，美国爱荷达州边远地区新创办的国立反应堆实验站的3万千瓦沸水反应堆，因操作违章，将控制棒全部抽出堆外，造成反应堆超过临界值而导致燃料熔化，引起蒸气爆炸，并带出大量放射性毒物，3名工人当场死亡，经济损失巨大。
1966年，美国密歇根州费米增值反应堆发生事故，造成部分反应堆熔化。底特律市郊外的20万千瓦核电站反应堆也发生了事故。
在各种大型事故中，美国三里岛核泄漏事故和前苏联切尔诺贝利核电站爆炸最典型，影响最大。
1979年3月28日凌晨，美国宾夕法尼亚州三里岛核电站，突然爆发了雷鸣般的巨响，经勘察是发生在2号反应堆，立即紧急自动停运。这是一起反应堆熔化爆炸的严重事故。
三里岛核电站是由美国巴伯格公司建造的、容量88万千瓦的反应堆，造价7亿美元，1978年12月30日，投入商业运行，并网发电。
这种核电站是通过反应堆堆芯的核反应产生热量，使水变成蒸气，推动汽轮发电机转动而发电。
三里岛核电站的2号反应堆，堆芯装有100吨二氧化铀的核燃料。这些核燃料制成36816根燃料棒，排列成177个伞形燃料组件，构成反应堆的堆芯。
闭环系统的冷却水沿燃料棒周围循环流淌，使其冷却，在燃料棒近旁，插入69根控制棒和52根测量棒。控制棒内的镉、银、铟等毒物材料，能吸收中子，可以减慢反应速度。用控制棒插入的深浅来调节核裂变的反应速度。
为了安全，用一个14米高的压力壳包住堆芯，压力壳是用21.6厘米厚的不锈钢板制成。压力壳外，又用厚10厘米的钢筋混凝土和厚钢板建造了59米高的圆顶型安全壳大厅。这是一种双保险的安全措施。
事故的发生是由于管道堵塞造成的。1979年3月27日下午，树脂堵塞了从冷凝水精制器的软化水装置到接收槽的管道，3名工人工作了11个小时，仍未疏通。3月28日早晨，他们又到汽轮发电机房，试图疏通管道。突然，控制台发出了警报，接着是巨雷般的响声，反应堆紧急自动停堆。
由于管道堵塞，进入蒸气发生器的水量不断减少，使压力壳容器所受压力不断上升，稳压器释放阀被推开，冷却水不断地从反应堆的压力壳容器流出来，造成反应堆堆芯燃料棒周围的冷却水严重不足。堆芯反应放热越来越多，其周围剩下的冷却水变成了大量蒸气，热蒸气包围堆芯，堆芯继续增温，造成了恶性循环。
自动控制系统出现了故障，计算机屏幕上出现了一行行问号。人和机器都处于混乱之中，使事故进一步发展与扩大。
反应堆内测温热电偶所反映的温度高达2800益，远远超过了正常运行的1300益，守机人员缺乏训练，都不相信这个高温是真实的，认为温度指示失灵了，却没想到是冷却水失去了供应。
16小时之后，冷却水恢复了供应，但堆芯已发生了严重的事故。
3月29日早晨，工作人员从反应堆内460万升冷却水中取出0.1千克样品，经过化验，发现具有非常强烈的放射性。这时才确定堆芯的合金包壳已经熔化，二氧化铀燃料也已熔化，铀235已散布于冷却水中。
事故发生后，美国政府成立了专门的委员会，经过7个月的调查，向卡特总统递交了一份《美国三里岛核电站事故报告》，说明了各种情况。
由于美国政府长时间不发表正式公告，更引起了人们的普遍恐慌。美国政府主要因为2号堆的事故处理十分棘手，难以采取果断措施。据专家估计，2号堆的清理需10亿美元；2号堆的报废殃及1号堆，1号堆能否废置难以决断，清理2号堆所用时间难以预测，所以，迟迟没有发表公告。
对2号堆的清理，发生很大困难。1984年8月，宾夕法尼亚州州长迪克·桑柏尔说：2号堆的清理必须凑够充足的资金，并保证附近居民的安全；运行人员和指挥人员指挥不当必须公开检讨并取得公众谅解，否则不能同意做新的运作。
14万三里岛居民盲目搬迁，他们在核辐射威胁下惊魂未定，想取得他们的谅解是十分困难的。另一派专家则认为核电站是安全的，核燃料虽已达到高温，几乎造成熔堆，但反应堆的第一层压力壳并未破坏，继续探查事故的实际情况是理所当然的。
1983年秋天，爱达荷州国立工程实验室的研究人员，用遥控设备从三里岛核电站2号堆堆芯取出一部分直径1毫米的燃料碎片，分析了7个试样，测得事故发生时堆芯约为2800益，这个温度可以使一切合金熔化成流水。据此推测堆芯的燃料破坏非常之大。
分析验证工作，又通过闭路电视遥摄图像对燃料状况进行研究，可以确认损坏的堆芯可分为3层。第一层是堆顶上的爆炸碎片，像细碎的沙砾，可以用管子吸出来；碎片的下面是第二层，是熔融的核燃料，已经冷却为一块，拆除它们是很困难的，必须有特殊的工具；第三层在堆芯下层，是燃料棒沉重的残留部分，也已熔结为一体，即使不做彻底的清理，也使工作人员望而生畏。
由于面临巨大困难，巴伯格公司已无力处理这场事故。国家从科研总结经验的角度正好利用事故现场做研究考察。为此，美国能源部决定拨款两亿美元，对三里岛核电站燃料损坏和堆芯清理技术做进一步开发研究，将出现严重事故的2号反应堆变成了安全研究的实验室。科学家与工程师们利用2号堆，对过去计算机完成的设计项目和其他研究成果进行校验核对，得到了一大批可信的数据与公式，为以后核电站的设计与改进提供了理论数据。
前苏联乌克兰的切尔诺贝利核电站的爆炸事故，发生在1986年4月26日早晨1时23分。随着一声冲天巨响，4号反应堆和厂房被掀上了天空，核燃料引起了熊熊大火，造成了核电站历史上天字第一号大事故。
据事后统计：30人死亡，24人严重残废，237人伤势严重，烧伤面积高达90%，许多人得了放射性伤害综合征，大约有300人住进了医院。
前苏联当时的直接经济损失为20多亿卢布。4号机组的爆炸，使100%的惰性气体放射性同位素泄漏厂外，其余放射性同位素泄漏量高达500万居里，事故后第五天测量放射性同位素的泄漏速率为每天20亿居里，第九天后为每天8000万居里。这样高的放射性核裂变产物泄漏，其恶果是难以想象的。通常，人体只要接受10居里的酌射线照射，就能患放射性伤害综合征。
大量放射性物质随风飘散到瑞典、芬兰、丹麦、挪威等欧洲国家，引起各国人民极大的恐惧，国际舆论反响极其强烈。
前苏联切尔诺贝利核电站4号机组的运行功率为100万千瓦，理论设计功率为320万千瓦。这种反应堆是石墨减压管型，它用轻水循环冷却，在垂直的压力管的上部汽化产生蒸气，蒸气带动两台50万千瓦汽轮发电机发电。
反应堆有211根吸收棒，用来控制反应速度和紧急防护，也就是用来调节发电功率和保障反应堆安全运行的。在正常运行时，反应堆发电功率必须维持在70万千瓦以上，低于这个功率下操作是规程所不允许的。反应堆是通过把所有吸收棒插入反应堆来保证安全运行的。
操作规程规定为确保发电功率和保证紧急防护，在反应堆的堆芯中，至少要有30根吸收棒处于有效的插入状态。
4号反应堆的爆炸事故，正是由于违背了上述操作规程所造成的。科学的规律是不能违背的，谁违背它就会受到无情的惩罚。
4号反应堆的事故在试验过程中发生。为了检验核电站4号机组汽轮发电机在停电时短时间内应急供电的能力，实验人员按计划施行停堆。由于冷却剂流速加大，核反应减慢，4号反应堆以20万千瓦的功率运行，这是违反操作规定的。
为了实验4号反应堆汽轮机的应急供电能力，操作人员故意将绝大多数控制棒与安全棒从反应堆的堆芯中抽出，这也违背了操作规程。更有甚者，竟然关闭了一些重要的安全系统。
反应堆的链式反应不断加大，堆芯的蒸气越来越多，带动汽轮发电机的功率越来越高，操作人员感到问题十分严重，企图用手工操作系统把控制棒和安全棒插入堆芯，但是，已经来不及了。
反应堆超高速增长的功率失控，仅仅在4秒钟内，就达到正常功率的100倍。此时燃料反应释放出高温能量，瞬间就把燃料棒灼烧成粉尘和碎片，这些炽热的燃料微粒及受热膨胀的燃料蒸气引发了巨大的爆炸。
爆炸释放出的巨大能量，把1000吨重的反应堆盖板冲翻，造成顶盖两侧通道钢管断裂。冷却管断裂使反应堆内热膨胀更加失控，引起第二次爆炸。4号反应堆和厂房全被炸毁，燃烧的碎片、核燃料和石墨的红焰喷向整个厂区，保卫外壳被炸坏，放射性物质四处喷射，在4号机组大厅、3号机组房顶、电机房上都燃起了熊熊大火。
爆炸发生后，火光冲天。切尔诺贝利核电站消防队、附近小城瑞比阿特的消防队都迅速赶来救火，经过3个半小时的搏斗才扑灭了大火。
