Построенный под западными трибунами футбольного поля Чикагского университета и включенный 2 декабря 1942 года, Chicago Pile-1 (CP-1) был первым в мире ядерным реактором. Он состоял из графитовых и урановых блоков, а так же имел кадмиевые, индиевые и серебряные регулирующие стержни, но не имел никакой защиты от радиации и системы охлаждения. Научный руководитель проекта, физик Энрико Ферми, описал СР-1 как «сырая куча черных кирпичей и деревянных брёвен».
Атомная электростанция — эко комплекс сооружений, предназначенный для выработки электроэнергии путем использования энергии, выделяемой при контролируемой ядерной реакции.
При ядерной реакции выделяется большое количество тепла. Это тепло, как и на тепловых электростанциях, используется для получения пара, который и будет вращать турбины.
Атомная электростанция отличается от тепловой (КЭС, ГРЭС) тем, что вместо котла реактор и параметры пара ниже: на АЭС используется влажный пар, а на ТЭС — перегретый. В остальном — принцип тот же. Как говорил один из преподавателей в ВУЗе:
«Человечество пока не придумало ничего эффективнее, чем греть воду для получения электричества»
Ядерную энергию используют в теплоэнергетике, когда из ядерного топлива в реакторах получают энергию в форме тепла. Оно используется для выработки электрической энергии в атомных электростанциях (АЭС), для энергетических установок крупных морских судов, для опреснения морской воды.
Ядерная энергетика обязана своим появлением, в первую очередь, природе открытого в 1932 году нейтрона. Нейтроны входят в состав всех атомных ядер, кроме ядра водорода. Связанные нейтроны в ядре существуют бесконечно долго. В свободном виде они недолговечны, так как или распадаются с периодом полураспада 11,7 минуты, превращаясь в протон и испуская при этом электрон и нейтрино, или быстро захватываются ядрами атомов.
Если в атомной энергетике используется реакция деления тяжелых ядер, то в термоядерной энергетике используется реакция синтеза легких ядер с образованием более тяжелых. Топливом для термоядерной энергетики могут служить ядра изотопов водорода, в первую очередь тяжелого водорода — дейтерия, а также сверхтяжелого водорода — трития. В результате термоядерного синтеза образуется гелий, а высвобождается в 7-8 раз больше энергии, чем при ядерной реакции деления. Дейтерий входит в состав тяжелой воды, которая содержится в любой воде. В 1 литре природной воды его содержится около 0,04 г, но количество энергии, которое может быть получено при реакции синтеза, эквивалентно тепловой энергии, получаемой при сжигании 500 кг нефти или 700 кг высококачественного угля.