为什么核能原料得用放射性物质？ 第1页

首先你要区分裂变和聚变这两个东西。

裂变的话，既然是裂，就是一个原子会变成好几个原子，这才叫裂对吧。但是这个裂不是整整齐齐的裂，就像你掰东西一样，总要掉点渣。这些渣子就是所谓的放射性，可以是α，β或者γ乃至中子。这个不论你是什么元素，只要裂变了，都会出现这种现象。裂变不是衰变，裂变通常是指用高能粒子（一般是中子）轰击原子核，把原子核打碎了。所以大部分裂变材料是用的很重的元素，因为相对容易通过外界的力打碎原子核。而很重的元素由于原子核内质子和中子太多了，大多都不稳定，所以才大多都是放射性元素。（避免杠精，可能存在超重稳定岛，但是还未被证实）。而且不稳定的元素则更加容易裂变，能够进一步降低引发裂变所需要的能量。因此裂变为了能够在较低的能级就引发，才使用了很重的不太稳定的元素。

聚变是指把几个元素捏在一起。这个时候就不是一定需要用不稳定的元素，所以核聚变中氘氘聚变就是完全无放射性的。但是问题来了，原子不是橡皮泥，一捏就都捏在一起了。原子更像是积木，拼着拼着就发现多了一块，就只能扔了。这个时候，扔出来的东西很大概率是中子，这个就又造成了放射性。所以即使聚变使用的材料不具备放射性，过程中也可能会产生。

综上，不论裂变还是聚变，这个东西前面都有一个字“核”。既然是跟核相关的，放射性这种东西其实是很难避免的。

这个问题本身不严谨，很多核聚变反应的燃料都不是放射性的（例如氘-氘聚变），这也是聚变能的一大优势。

但如果把范围限定在核裂变，那么确实，大部分燃料都是具有放射性的。简单的来说，放射性代表不稳定，不稳定意味着能量高，而能量高才能用来当能源，这一点相信不难理解。

那为什么铀钚这样的核燃料，要比铁铜这样的元素更不稳定，能量更高呢？这就得涉及原子核内部的结构了。

原子核一般由带正电的质子和电中性的中子构成，统称为核子。核子之间不分你我都存在强相互吸引作，而质子-质子之间则存在库伦排斥。

顾名思义，强相互力非常强，是维持原子核稳定存在的力。所以氘-氚这样较小的原子能通过这种吸引力，聚变成一个更大更稳定的原子，并放出能量。

但强相互力的作用范围非常短，基本上只能影响紧挨着的几个核子。因此，当一开始的几个近邻位置填满后，核子数再继续增加，每个核子收到的吸引力也不会显著增长，能量不会显著降低。

相反，库伦排斥力的作用范围很远，随着质子数的增长，核内的排斥力会持续不断的增强，能量持续增大。

两种机制竞争之下，核子平均能量随核子数的增长是先降低，后升高的：

在铀这样的重元素中，质子数较多，库伦排斥力较强，原子核的能量自然就较高，倾向于裂变成更小的原子释放能量，可以用来做核燃料。

而正是由于其较高的能量，它也更容易自发解体衰变，产生放射性。

而铁铜这样的元素虽然没有放射性，但它们本身的能量也很低，没法用来当燃料提供能源。