近來，該不該增建核能電廠是一個爭議中的問題，一個問題為什麼會有爭議性，就是因為正反兩面都有道理：站在電力供應的立場看，希望要建；站在環境保護的立場看，希望不要建。如果其中的一面完全沒有道理，就沒有爭議的必要了。做為社會大眾的一份子遇到這種公說公有理婆說婆有理的問題，要決定自己該站在阿公的一邊或是阿嬤的一邊是一件很困難的事。首先，要想辦法了解他們的問題到底是怎麼一回事。這也就是我想談一下這個問題的原因。但是，對問題有了充份的了解以後，仍然會覺得正反兩邊都各有他們的道理，很難決定自己該站在那一邊。於是只好說：阿公呀！我也和你一樣，喜歡吃甜的芋頭，只是今天家裡沒有糖了，就照阿嬤的意見煮鹹的吧，下次家裡有糖時再煮甜的。這樣總比打破了鍋，甜的鹹的都吃不到要好得多。實際上，也許阿嬤也喜歡吃甜的，只是不願意把買不起糖的問題說出來使阿公傷心才堅持煮鹹芋頭的。
落在廣島和長崎的兩顆原子彈結束了第二次世界大戰，也把世界的科技帶入了原子時代。事實上，世界上所有的物質都是由各種的原子所構成的，而當時所指的原子科學的應用大致上包括：
1.放射性同位素在工業、農業、醫學以及其他各種科技上的應用。
2.核能發電。
3.核子武器。
實際上，在原子彈之前早就有科學家在利用放射性同位素了，只是在二次大戰結束之後才被炒得很熱。就像現在的資訊時代一樣，把許多新的事物都冠上“原子”兩個字。例如新發明了一種用滾動的小球作為筆尖的筆，比鋼筆還好用，在手帕上、木材的表面上都可以寫字，又不必灌墨水，真的很新奇，於是就叫它“原子筆”。美容院裡用一種新發明的塗上去會發熱的藥品為女士們燙髮，就號稱為“原子燙髮”以招徠顧客。這些，與原子科學當然並非真的有什麼直接關係。
原子科學的風也吹進了學術界。台灣省立工學院，就是成功大學的前身，的校歌裡就有「…學府建、百工全、原子時代日變遷…」的詞。清華大學在新竹復校時，最先成立的就是有關原子科學方面的研究所。請了一位鄧昌黎博士回來，便成為偶像級的人物。他的弟弟是音樂家鄧昌國，現在知道鄧昌國是誰的人似乎更多些。
在人們心目中的原子時代早被其他更時髦的“時代”所取代了，但原子科學及其應用的研究仍在進行中，就像火的時代已經過去幾萬年了，鐵器時代過去幾千年了，但燃燒的科學與技術以及鋼鐵材料的研究與發展仍然還都是重要的課題一樣。
我在前面說，世界上所有的物質都是由各種的原子所構成的。這句話中有一些語病。原子是由什麼構成的呢？我們都知道是由原子核和核外的電子所構成的，而原子核中包含質子和中子。電子、質子和中子也都是物質，它們並不是由原子所構成的，而是由它們構成了各種的原子。今天我不想討論介子、正電子、等等，以免把問題扯得更複雜。
在每一個原子中的電荷都是平衡的，因此，在原子核裡面帶正電荷的質子的數目一定會與原子核外面帶負電荷的電子的數目相等，而核外電子的數目，也就是核內質子的數目決定這種原子的化學性質，換句話說，就是決定它是那一種元素。原子核裡面的中子，因為不帶電荷，所以只對質量有貢獻，對化學性質沒有影響。例如在碳的原子核中有6個質子，外面有6個電子。在自然界中的碳的原子核中絕大部份都是有6個中子，加上6個質子共是12個，叫做碳12。原子核中有5個中子的是碳11，有7個中子的叫碳13，有8個中子的叫碳14。從碳11到碳14，因為原子核裡都有6個質子，原子序都是6，所以化學性質都一樣，都是碳。所不同的只是它們的質量數，最小的是11，最大的是14。這幾種原子序相同，質量數不同的碳，都是碳的同位素。其中碳11和碳14有放射性，叫做放射性的同位素。
在自然界中的元素共有九十多種，除了少數幾種以外每種元素都有幾種同位素。
學人文的人在讀自然科學書籍時，感到最頭大的就是裡面有許多方程式，有的很長很大，有的裡面有一些奇奇怪怪的符號，真是使人一個頭兩個大。最近我看到一本愛因斯坦寫的介紹物理學的進展的小書。裡面居然一個方程式都沒有，真是不簡單。這是一件難度相當高的事。一個真正有學問的人，不是寫出一些讓人看不懂的東西來唬人，而是寫出一些東西來讓人看得懂。真正對科學的進步有革命性的影響的不是那些很長很大的，反而是一些短小簡單的方程式，其中一個最有名的就是牛頓的
F＝ma
另外一個就是這次我們討論的主題，愛因斯坦的
E＝mC2
其中E是能量，m是質量，C是光的速度。
在愛因斯坦的這個方程之前，有兩個自然科學上的基本定律，質量不滅和能量不滅定律。質量不滅定律說：質量是不能創造也不能消滅的。能量不滅定律說：能量是不能創造也不能消滅的。愛因斯坦的這個小方程式把這兩個最基本的定律(laws)打破了，或是說加以修正了。它說：質量和能量是可以互換的，質量可以變成能量，能量也可以變成質量，質量和能量都是可以創造也可以消滅的。人們可以設法使一些質量，就是一些物質消失，轉換成為能量。這真是一件震驚全世界的大突破。
在愛因斯坦的這個方程式中，C是光的速度。我們都知道光的速度是非常快的，在真空中每秒大約可以走三十萬公里，C的二次方當然是一個更大的數目字。因此，由這個方程式來看，我們用很小的m就可以得到很大的E。換句話說，只要使很小的一點物質消失，就可以產生很大的能量。使1公克的物質消失就可以產生相當於大約2,500萬度的電的能量。現在台灣每年大約要用掉1,600億度的電，只要想辦法讓6公斤多點的物質消失，轉變成為能量，就夠了。這當然是一件難度極高的事，也是一件不太可能做得到的事。目前，我們所謂的原子能只是使原子核裡的一小部份的質量消失，轉變而成的能量。
我們都知道，原子是由原子核裡面的質子和中子以及核外的
電子所構成的，一個中子的質量是1.00897amu，一個質子的質量是1.00758amu，一個氫原子，也就是一個質子再加上一個電子的質量是1.00813amu。amu是atomic mass unit，原子質量單位的意思。氧有好幾種同位素，有氧15，氧16，氧17，氧18和氧19，自然界中的氧幾乎全都是氧16，在氧16的原子核中有8個中子，8個質子，共有16個核子，其質量數是16。一個amu就定義為氧16原子的質量的16分之1。為什麼選擇氧16的原子來定義amu呢？這是沒有什麼道理的，就說因為它來頭大，有勢力，或是說它是大多數物理學家的好朋友也可以。有的書中就以碳12的原子為標準。
一個氧16的原子是由8個中子，8個質子和8個電子構成的，它們的質量加起來應該是：
8×1.00897amu＋8×1.00813amu＝16.13680amu
而一個氧16的原子的質量是16.00000amu，其間差了0.13680amu。換句話說就是，如果我們把8個氫原子和8個中子融合在一起，成為一個氧16的原子的話，會有0.13680amu的質量消失掉，或是有與這麼多的質量相當的能量釋放了出來。也可以說，要加入這麼多的能量才能使一個氧16的原子分裂成8個氫原子和8個中子。這些能量就是把8個氫原子和8個中子朿縛在一起或是鍵合在一起成為一個氧16原子的能量。稱之為氧16的鍵合能。
每一種原子都有其鍵合能。鍵合能越大的，表示其形成時釋放的能量越大。氧16的質量數是16，氫的質量數是1，鈾235的質量數是235，大小不一，如果要比較它們的鍵合能的大小的話，要除以質量數之後再比較才公平，這就是單位核子的鍵合能。單位核子的鍵合能與質量數有一個相當規則的關係。質量數
在50、60之間的不大不小的原子的單位核子的鍵合能最大，質量數更小的和更大的原子的單位核子的鍵合能都比較小，如圖13-1。
再舉例來說，在一個鈾235的原子中有92個質子，92個電子和(235－92)＝143個中子。由圖13-1看，鈾235在這曲線的右端附近，其單位核子鍵合能比起曲線中間部分的那些不大不小的原子來，少了一些。因此，如果我們想辦法使鈾235的原子分裂，成為不大不小的原子，這些鍵合能的差額便會釋放出來。這就是核分裂能，也就是鈾原子彈和核能發電廠中所產生的能量。
再看圖13-1中曲線的左端，在質量數很小的原子中，單位核子的鍵合能比那些較大的原子少了很多。因此，如果我們有辦法使這些小原子合併成為較大的原子，這些鍵合能的差額也會釋放出來。這就是核融合能，也就是氫原子彈所產生的能量。
在圖13-1中所用的能量單位是百萬電子伏特，million electron volt，縮寫為Mev，就是一個電子在一個一百萬伏特的電場中時所具有的能量。用愛因斯坦的那個方程式換算的結果是，1amu的質量等於大約931Mev的能量。
由以上的討論我們知道在鈾原子彈中，原子爐或核能電廠中，並不能使全部鈾燃料的質量消失，轉化為能量，也不能使鈾原子中全部的鍵合能釋放出來，而只是使鈾原子核分裂成為碎片，也就是一些不大不小的原子核，所釋放出來的只是鍵合能的差額，同時消失了與這些鍵合能的差額相當的質量。在核融合的反應中也是一樣，所釋出的能量只是小原子核合併成為較大的原子核時鍵合能的差額，同時消失了與釋出的能量相當的質量。
前面我們談到，大原子核的分裂會釋放出許多能量。怎樣才能使那些大原子核分裂呢？很直覺地會想到，如果想讓一塊石頭分裂成兩半，用鎗彈打它就可以了，如果想讓一個大的原子核分裂成兩半，可以用什麼樣的子彈去打呢？不能用電子去打，因為電子帶負電荷，由於同性相斥的關係，很難穿過原子外圍的電子層。也不能用質子去打，因為質子帶正電荷，由於同性相斥的關係，很難接近也帶正電的原子核。因此，用不帶電荷的中子作為子彈最為理想。就像太監一樣，因為不男也不女，男人和女人都不排斥他們，是製造宮廷分裂的很好的工具。
在自然界中的一種容易吸收中子而分裂的核燃料是鈾235。鈾235在天然的鈾中約佔0.72%。鈾238在天然鈾中約佔99.27%，但很可惜的是，鈾238並不是很好的容易吸收中子而分裂的核燃料。因此，如何把含量這麼少的鈾235從天然鈾中濃縮出來，是一個核能工業中的重要課題。
圖13-2是中子打到鈾235的原子核之前(上方)，和之後(下方)的示意圖。鈾235的原子核被中子打到之後通常會分裂成兩個
碎片，同時產生兩到三個新的中子。就像一塊石頭被打成兩半時一樣，鈾235分裂所產生的碎片也是大小不一定的，通常總是有一個較大的，質量數約在145左右，另外一個較小的，質量數約在95左右。如果將分裂之前一個鈾235原子核及一個中子的總質量與分裂之後所產生的碎片和新中子的總質量比較一下，會發現有一些質量消失了。這當然是因為兩個新原子核，碎片，中的總鍵合能比原來鈾235原子核中的較多的關係。分裂的結果是釋出了與這些鍵合能的差額相當的能量，也消失了與這些能量相當的質量。這些能量就是鈾原子彈的能量，也是原子爐或核能電廠中所產生的能量。鈾235分裂時所產生的能量以什麼方式出現呢？就像圖13-2下方所顯示的，大部分是碎片，也就是兩個新原子核的動能，一部分是新誕生的中子的動能，還有一部分是分裂時所產生的輻射線，Gamma
(
)射線的能量。
一個鈾235的原子核被一個中子撞擊而分裂之後會產生2到3個新的中子。這些新的中子也會撞擊到鈾235的原子核，使它們分裂而產生更多的中子。如此下去，中子越來越多，鈾235原子核分裂的也越來越多，便會產生如圖13-3中的類似老鼠會的狀況。這就是所謂核分裂的連鎖反應或鏈反應。如果不加控制，使它一發不可收拾，就是一顆原子彈；如果控制得宜，就是一個發電用的原子爐。
社會上常出現老鼠會之類的活動，不論政府有沒有加以干預，雖然在過程之中少不得有人佔了些便宜，有人吃了些虧，但最後的結局往往是不了了之，並不會發展成為一個危及社會安定的經濟原子彈。在以鈾235為燃料，利用其原子核的分裂以產生能量的核子反應器中的情況也很類似。核反應器當然有許多不同的設計，有時叫做原子爐，有時叫做原子堆(pile)。在一個正常運作的核反應器中要能維持中子的平衡，也要能維持能量的平衡。
鈾235原子核分裂時所產生的中子有很高的動能，也就是說速度很快，因此核反應器中要有一些緩速劑把中子的速度減慢。要想把一個撞球的速度減慢的最好的方法就是讓它與大小差不多的球相撞，把動能分給別的球。把中子的速度減慢所用的方法也很類似，就是讓它們與一些小原子核相撞。因此，常用的緩速劑是水中的氫原子、重水中的重氫原子和石墨中的碳原子。高速度的中子與緩速劑的原子核相撞許多次之後，會減慢至與核反應器中的溫度相當的速度，稱為熱中子。好的緩速劑也是好的反射劑，在鈾235核燃料週邊的反射劑的原子核有與中子相撞而將其反射回到核燃料中的作用。雖然如此，由於鈾235原子核分裂而產生的中子，總會有一部份漏失到核反應器之外，也會有一部份被核反應器中一些會吸收中子的成份吸收而消失。如果核燃料的體積不夠大，漏失的中子太多，使中子誕生的速率小於消耗的速率，核分裂的連鎖反應便無法維持下去。這樣的核反應器叫做次臨界的反應器。如果核燃料的體積夠大，中子漏失的比率不高，使中子誕生的速率大於消耗的速率，鈾235原子核分裂的連鎖反應便展開了，而且中子越來越多，核分裂也越來越快。這樣的核反應器叫做超臨界的反應器，一個不加控制的超臨界的核反應器是會因為能量產生得過多而燒毀的，因此，一個正常運轉的核反
應器不能處於次臨界狀態，也不能處於超臨界狀態，而是要巧妙地控制在二者之間的臨界狀態。所用的方法就是在核燃料中插入一些吸收中子能力非常強的鎘或硼的控制棒。反應器中子太多時就把控制棒多插進去一點，中子太少時就把控制棒拔出來一點。
在一個正常運作的核反應器中為了維持中子的平衡，就要使中子誕生的速率等於消失的速率，就是所謂平衡的狀態。誕生得快消失得也快或是誕生得慢消失得也慢都可以維持在平衡的狀態，只是在中子誕生得快的情況下，由於鈾235原子核的分裂而產生能量的速率也快。一個核反應器產生能量的速率最高可以多快呢？這是一個能量平衡的問題。
前面已經提到過，在像圖13-2中的鈾235原子核分裂的反應過程中，因為有一些質量消失了，所以產生了許多能量。在核分裂的瞬間，這些能量是分裂碎片和新誕生的中子的動能以及
射線中的能量，除了少許的漏失以外都會很快地轉化為核反應器中的熱能。在一個正常運作的核反應器中除了要維持中子的平衡之外，還要維持能量的平衡，也就是說，要用一種冷卻劑不斷地把因為核分裂而產生的熱量帶走。如果冷卻劑的流通出了問題，核反應器中的溫度便會越來越高，甚至使反應器熔化掉，那就是一個三哩島或車諾比事件了。
核能發電廠有各種不同的設計，圖13-4是一個簡化了的流程圖。用一種冷卻劑在核反應器中循環流動以帶走所發生的熱量。因為水也是一種不錯的中子的緩速劑，所以在一些核能電廠中用高壓的水作冷卻劑。從核反應器出來的高溫的冷卻劑到一個鍋爐中把水燒成高壓的水蒸氣，自己便因此而降低了溫度後再回到核反應器中去。圖13-4右邊的部分顯示高壓的水蒸氣以渦輪機帶動發電機發電的流程。這一部分與一般的火力發電廠沒有什麼
兩樣。核能電廠與火力電廠不同的地方就是用一個核反應器取代了燒煤、燒油或是燒天然氣的鍋爐。
前面曾經提到過，在自然界中的元素有九十多種，除了少數的幾種以外，每種元素都有同位素。所謂同位素就是在原子核中質子的數目相同，也就是原子序相同，但中子的數目不同，也就是質量數不同的元素。因為原子核中質子的數目相同，使原子核外面的電子的數目也相同，所以每種元素的同位素的化學性質都相同。例如在天然鈾中鈾238的含量最多，約佔99.282%；其次是鈾235，約佔0.712%；還有很少的鈾234，約佔0.006%。不論是鈾238，鈾235或是鈾234，在原子核裡都有92個質子，在原
子核外面都有92個電子，因此它們的化學性質完全相同，也因此都叫做鈾。只是在鈾238的原子核裡有238－92＝146個中子，在鈾235的原子核裡有235－92＝143個中子，在鈾234的原子核裡有234－92＝142個中子。如果用符號表示，可以分別寫成
，
和
。
在天然的碳中，碳12的含量最多，約佔98.893%。如果用符號表示就可以寫成
。這表示在碳的原子核中有6個質子，在碳12的原子核中有12－6＝6個中子。在大氣中的二氧化碳中有少量的碳14，
。碳14是由宇宙線中的中子打到氮14，
的原子核上而產生的。在大氣中的氮氣中，絕大部分，約99.6337%，是氮14。而我們的地球是曝露在來自太空的宇宙線中的，宇宙線中有各種的粒子和射線，在高空中比較多，在地球表面上少一些，在室內或山洞中就更少些。人類世世代代都生活在有宇宙線的環境中，因為影響不大，所以大家也都注意不到它的存在，宇宙線中的中子，打到氮14的原子核中後使它釋放出一個質子，剩下的就是一個碳14的原子核。如果用符號表示，就是：
＋
＋
在這個方程式中
代表中子，表示它不帶電荷，質量數是1，
代表質子，也就是氫的原子核，它帶1個正帶荷，質量數也是1。
在天然的鋁中，全部是鋁27，
。鋁26，鋁28和鋁29都是人造的鋁。在天然的鈷中，全部都是鈷59，
。鈷58，鈷60，和鈷61都是人造的鈷。
在各種元素的同位素中，有的具有放射性，有的沒有放射性。放射性的同位素大別可以分為以下幾類：
1.放出
(alpha)粒子。所謂
粒子就是氦的原子核。是由2個質子和2個中子所構成的。當一個原子核中放出了一個
粒子之後，因為減少了2個質子，所以原子序減少了2，又因為一共減少了4個質子和中子，所以質量數減少了4，這當然是另外一種不同的元素了。這種行為也叫
蛻變。
2.放出
(beta)粒子或射線。所謂
粒子或射線就是電子的意思。一個原子核放出一個電子就相當於把一個中子轉換為質子，因為中子是不帶電荷的，可以視為被一個電子中和了的質子。因此，當一個原子核放出一個
粒子後，它的質量數沒有變而原子序數增加了1。這種行為叫
蛻變。
3.放出
(gamma)射線。所謂
射線，就像X射線一樣，是能量。當一個原子核放出了
射線後，它所含的能量減少了一些，當然變得更穩定了，而這個元素的質量數和原子序數都沒有改變。不同的放射性元素所放出的
射線的波長並不相同。一種放射性元素也可以同時放出一種以上的不同波長的
射線。
4.除了上述
，
和
射線以外，有的放射性元素會放出質子，有的會放出中子，等等。
前面談了一些放射性的同位素和所放射出來的幾種射線。我們怎樣去衡量各種放射性同位素的放射性的強度呢？一種衡量的指標就是它們的半衰期，可以用幾個例子來說明：
在天然的鋁中全部都是鋁27，
，沒有放射性，也不會蛻變。如果在鋁27的原子核中加入一個中子便成為鋁28，
，再加入一個中子便成為鋁29，
。鋁28會放出一個電子和
射線而蛻變成矽28，
；鋁29會放出一個電子和
射線而蛻
變成矽29，
。鋁28和鋁29都是放射性非常強的鋁的同位素。這是因為它們的半衰期都很短，鋁28的是2.31分鐘，鋁29的是6.6分鐘。所謂半衰期就是消耗掉總量的一半所需要的時間。拿鋁28放出
射線(電子)和
射線蛻變為矽28的反應來說，不論有多少的鋁28，消耗得剩下原來的一半需要2.31分鐘，再消耗得剩下原來的1/4也需要2.31分鐘，再消耗得剩下原來的1/8還是需要2.31分鐘的時間，…。這樣下去，經過大約10個半衰期的時間，20幾分鐘之後，放射性的鋁28就只剩下原來的千分之一了，經過1小時以後就可以說全部都消失了。換句話說，大部分的鋁28都是在4到5個半衰期，大約10分鐘之內消耗掉的，大部分的
和
射線也都是在這一小段時間內放出來的。在很短的時間內放出大量的輻射線，其強度當然很大。因此我們說，鋁28是放射性非常強的鋁同位素。但是放射性雖然很強，我們只要等1個小時，放射性就可以說全部消失了。鋁29和其他半衰期很短的放射性同位素的情況也是一樣。
在天然的碳中，98.893%是碳12，
，沒有放射性，也不會蛻變。但是碳14，
，是放射性的碳同位素，它會放出1個電子而蛻變成為氮14，
。碳14是一種放射性相當弱的碳同位素，因為它的半衰期很長，是5730年。也就是說，要經過5730年才會有原來一半的碳14蛻變成為氮14。蛻變得這麼慢，
射線(電子)放出來得當然也慢，因此我們可以說碳14的放射性相當弱，對它可以不必有太多的顧慮。
在天然的鈷中全部是鈷59，
。鈷59也是沒有放射性，不會蛻變的。但是有名的鈷60，
，是放射性的鈷同位素，它會放出1個電子和大量的
射線而蛻變成為鎳60，
。鈷60的半衰期是5.26年，還不到碳14的半衰期的千分之一，因此它的放射性可以說是相當強了，但是和前面談到的鋁28比起來又
弱得太多了。得到一塊鈷60，用了5年多之後剩下的還有一半，它的半衰期可以說不太長也不太短，應用起來相當方便。
我們對核能安全的顧慮在於輻射線外洩和放射性廢料外洩兩方面。在核能電廠中常用的燃料是鈾235，
。它的原子核被中子衝擊而分裂成為“碎片”，同時放出中子，
射線，其他的射線和大量的能量。分裂所得的碎片都是大小不一的原子核，大部分具有放射性，放出
，
，
，質子，中子等的射線。這些碎片大部分會留在固體的燃料中，但難免也會有一部分擴散到燃料之外，尤其是其中一些氣體狀態的成份。因此為了安全起見，在核能電廠中要有足夠厚的防護層使各種輻射線不致穿透而洩漏出來。在各種輻射線中，
射線與中子的穿透力比較強，應該是防護的重點，同時也應該有充份的措施以防止放射性的廢料，也就是分裂的碎片洩漏出來。
在自然的環境中，我們實際上是經常曝露在包括來自太空的宇宙射線之內的各種輻射線之中。因為劑量很小所以對健康不會有什麼顯著的影響。在核能電廠中的防護措施應該做得使在裡面工作的人員所受到的輻射劑量和在自然環境中的劑量差不多才好。
在核能電廠中的另一方面的安全問題就是要把核分裂時所產生的能量不斷地取出來，轉化為電能，這本來就是核能發電的主要目的。如果冷卻系統出了毛病，核反應器就會因為過熱而燒毀。三哩島事件和車諾比事件都是因此而發生的。
在核能電廠中，對於放射性廢料外洩，輻射線的外洩以及反應器緊急冷卻的問題應該都有妥的設計。擁核的人士說，我們有
多重的保險，意外是不可能發生的；但反核的人士卻說，我們不信，因為三哩島和車諾比事件事實上是發生過了。這又回到公說公有理婆說婆有理的原點去了。大致上的情況是，在其他能源，如煤、石油、水力不缺的國家，例如美國，多不會再自找麻煩建核能電廠了。但在能源貧乏的國家中，例如日本、法國，核能則仍佔有相當的比例。
我在前面曾說過：核分裂的連鎖反應，如果不加控制，使它一發不可收拾，就是一顆原彈；如果控制得宜，就是一個發電用的原子爐，這一句話略有語病，需要補充說明一下。在原子彈中用的是非常高濃度的鈾235，而在原子爐中只要用濃縮到3－4%的鈾235就可以了，而且通常是以氧化鈾的形式使用的。因為鈾235的濃度很低，如果控制不當，只會發生三哩島或車諾比事件，不會像原子彈那樣地爆炸。
因為鈾235與鈾238的化學性質完全相同，質量數又差得很少，所以把鈾235從鈾238中濃縮提鍊出來是一件很難也很貴的操作，不是經濟力量較弱的小國做得到的事。有另外一個途徑就是利用原子爐燃料中佔96%以上的鈾238。鈾238吸收了一個中子再放出兩個電子後成為鈽239，
。鈽239和鈾235一樣是可以分裂而產生核能的，它是另外一種元素，化學性質與鈾不同，不難從原子爐中用過的廢燃料中提煉出來。因此，許多小國所施放的原子彈大概都是鈽彈，不是鈾彈。這也是為什麼核能電廠的廢燃料的再處理是一個敏感問題的緣因。
放射性的同位素有許多醫學上、農業上、工業上和分析化學
上的用途：
我們在前面提到過鈷60會放出
射線。大家都知道這是一個治療癌症的方法。
射線會殺癌細胞，也同樣地會殺好的細胞，因此，用鈾60只能照射有癌細胞的部位。
儲存洋芋時，如果發芽就不能吃了，因此，可以用
射線照射一下以防止發芽。
如果有一批種子，在播種前用
射線照射一下，其中如果有幾粒因此而產生基因突變的現象，再如果其中有少數的突變有利於品種的改良的話，它們的後代就可以加以推廣以利糧食的增產。
前面曾經提到過，在大自然中隨時隨地都有一些宇宙線中的輻射。其強度雖然不大，但偶爾也會造成各種生物基因的突變。如果這項突變對當事人不利的話，他必會是一個生存競爭中的失敗者而被洶汰掉；如果有利的話，他應該會子孫繁衍而成為一個強勢的新品種。這可能就是大自然中各種生物進化的原因。人因為不願意冒這種突變的風險所以要盡量避免輻射線的照射，懷孕的女士要避免照Ｘ光。
因為放射性的化學品很容易被各種儀器檢測出來，所以可以用作各種流體流向的追蹤劑。可以加到河流中，工廠的流程中，甚至動物的身體中。
許多不具放射性的元素，吸收了中子之後可以變成放射性，而且所放出的
射線的波長隨元素的不同而異。因此，如果我們先用原子爐裡的中子照射一個樣品，再測定它放出的
射線的波長和強度，便可以知道這個樣品中的成份和含量，這是一個很好的化學分析的方法。
在前面提到過，大氣中的氮14，
，被宙線中的中子撞擊並且釋放一個質子後成為碳14，
。而大氣中的二氧化碳中的碳14又不斷地以5730年的半衰期釋出一個電子而恢復成為氮14。如此，大氣中的碳14不斷地誕生也不斷地消失，經過很長的時間之後而達到了一個不再增加也不再減少的平衡濃度。地球表面上的動植物生活在大氣中，他們身體裡的碳中所含碳14的比例應該與在大氣中的相同。但是一旦死了之後就停止了呼吸和光合作用，也停止了與大氣中的碳的交流，於是體內的碳14只會繼續以5730年的半衰期不斷地減少而不會增加。因此，我們只要測定一下一件古物，傢俱、字畫或木乃伊，所含的碳中碳14的比例，就可以判定它的年代。這是一個常用的考古的技巧。