石油、天然气、煤炭所提供的能量主要由氧化反应提供，在燃烧的过程中，质量是守恒的。爱因斯坦提出的E=mc2，揭示了质量可以转变为能量。早期研究发现一些重元素的原子核具有天然发射性，这些元素的原子核裂变后，质量不再守恒，消失的质量转变为巨量能源。根据这一原理，1945年，美国科学家成功爆炸了人类历史上第一颗原子弹。人类由此第一次掌握了原子能的集中释放技术。1954年苏联建成了世界上第一座核电站后，美国、英国、法国等国家也陆续建成了核电站。但是，在人们为此欢呼原子能时代到来，对未来的能源革命寄予美好憧憬之时，目前的核电站释放的核能并未彻底改变全球的一次能源结构。主要的原因在于，目前的核电站是基于“重核裂变”的原理，依靠铀、钚这样的元素周期表靠后的重元素的原子核裂变，损失的质量转变为能量，然后将这些能量转换为电能。一公斤铀235完全裂变的能量相当于燃烧2500吨标准煤！但是在宇宙的演化过程中，像铀、钚这样的重核元素却是十分稀少。从恒星演化的知识看，最初的恒星物质以氢元素为主，在重力的作用下聚集，达到足够的温度后，开启了“轻核聚变”的过程，这种核反应也称作“热核反应”。这种核反应和“重核裂变”不同，它是从最轻的氢元素的原子核开始，直到聚合成铁元素的原子核，这个核反应过程一直能够释放出能量，维持着恒星漫长的生命。热核反应的终点停止于铁核，正常情况下，恒星生产不出比铁还重的元素。但是，通过大质量恒星演化末期出现的“超新星”爆炸，期间产生的超高温度可以诞生比铁还重的重核元素，如铀、钚等（近期报道了双中子星合并过程的爆炸也是重元素之源）。由此可见，重核元素在宇宙中，至少在我们已知的太阳系中是极其稀缺的物资。目前，人类掌握了“氢弹”技术，可以实现人造“热核反应”，但是氢弹是将核能集中瞬间释放，像目前重核裂变反应堆的受控核聚变却一直没有取得临界突破。目前的热核反应实验堆，还无法实现核聚变的可持续和稳定的能源输出。因此，真正意义上的原子能时代还远没有到来。依靠自然界的太阳光能、风能、水能等可再生能源，本质上是接受利用太阳能，但是能流密度远不能满足人类的消耗。化石能源是地球漫长地质年代太阳能的积累，仍然是我们当前可以依赖的最为经济的能源基础。(www.xing528.com)
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