核弹和核反应堆都是利用核裂变反应原理。但一个是能够将一切破坏殆尽的炸弹，另一个却是可以产生电力的生产设备，两者的区别在哪里？

◎连锁反应

核裂变反应属于连锁反应。用中子撞击235U，235U原子核会发生分裂，产生放射性废弃物，释放出核裂变能量的同时，也会放出几颗中子。为了便于解释说明，我们假设会释放出2颗中子。

之后这2颗中子会继续撞击2个235U原子核，放出总计4颗中子。反应过程不断重复下去，分裂出来的原子核个数就像老鼠生子题[1]中的老鼠一样不断扩大膨胀，最终导致爆炸。这就是原子弹爆炸的原理，这种反应被称为链式反应。

链式反应之所以能扩大，是因为每次核反应放出的中子个数是2个，如果只有1个的话，核反应会继续维持下去但不会扩大。像这种不会扩大的链式反应叫作可控链式反应，核反应堆中进行的核裂变反应正是属于这一类。

图9-12　原子弹和核反应堆链式反应的不同

◎中子个数的控制

每次核反应放出的中子个数如果是1个，核裂变链式反应是可控型的，核反应堆属于此类。但如果放出1个以上的中子，反应属于扩大型的，其结果就是形成了原子弹。

所以重要的是要控制所有中子的个数，如何控制中子的个数非常简单，只需把不需要的中子吸收去除掉即可。发挥这个作用的材料叫作控制材料，控制材料使用的是能够强烈吸收中子的硼（B）、铪（Hf）、镉（Cd）等材料。

◎镉

从日本大正时期起，日本富山县神通川流域流传着一种叫作“痛痛病”的公害病，镉是造成这种公害病的罪魁祸首。

从元素周期表可以看出，镉是12族元素，从上到下分别排列着锌（Zn）、镉（Cd）、汞（Hg），由此可见这三种金属的性质类似。以前对于黄铜等合金或镀锌板等的镀层来说，锌是非常重要的金属。从矿山中开采锌时，发现锌中混合着镉，而在以前，镉这种金属没有丝毫用武之地，因此被丢弃到神通川里，成了“痛痛病”的祸首。

但现如今，镉摇身一变成了核反应堆或者半导体中不可或缺的金属。

表9-1　日本四大公害病

[1]老鼠生子题：出自日本江户时代和算家吉田光由的著作《尘劫记》。题目大意是老鼠每个月生子一次，每次生12只，均雌雄各半，小鼠下月又生小鼠，现有雌雄2只，在1月生小鼠12只，2月亲代和子代每对又生12只，此后每月，子又生孙，孙又生子，到12月时共有老鼠多少只。——译者注