俄羅斯最早的核武器研究機構是蘇聯科學院第二研究所(后來改為庫爾恰托夫原子能研究所)，它是1943年4月12日蘇聯科學院決定成立的。

　　核高科技產業是從事核燃料研究、生產、加工, 核能開發、利用, 核武器研制、生產的軍民結合型高科技產業，主要由放射性物質地質勘探、鈾礦開采、水法冶金、鈾精制加工、鈾同位素分離、核燃料元件制造、各種類型的反應堆、輻照燃料和乏燃料后處理、人工易裂變材料钚(Pu)-239的生產、放射性廢物的處理、鋰同位素分離、放射性同位素生產、核武器制造和試驗以及相應的科研、設計單位組成，主要產品有核原料、核燃料、核動力裝置、核武器(包括原子彈、氫彈和中子彈)、核電力和放射性同位素等。

　　20世紀30年代，隨著核物理科學的發展，核能的利用被提上日程。40年代初，美國為搶在德國之前制造出原子彈, 集中一大批歐美科學家和工程技術人員, 投入巨大的物力和資金，開始了核技術研究和創建核工業。1941年12月6日, 美國總統F.D.羅斯福批準了著名的原子彈研制計劃——“曼哈頓工程”;這是一個由政府控制的龐大的融科學技術、軍事和工業為一體的國防工程;它征調了全國最先進的技術設備和數千名科技人員, 投資達數十億美元。1942年12月2日，由科學家E. 費米領導的研究小組指導，開始建立世界上第一座核反應堆;后來又陸續建立了三座生產钚-239的石墨水冷反應堆和一個提取钚-239的放射化學工廠，以及氣體擴散和電磁分離鈾廠。1945年，美國研制生產出原子彈,其中一顆于當年7月16日進行了試爆, 兩顆于當年8月6日和9日分別投到了日本的廣島和長崎。第二次世界大戰后，美國的核工業進一步發展, 除繼續擴大易裂變物質的生產、大量進行核試驗、制造核武器外，也將核能利用作為船艦的動力，建設核電站;1957年美國第一座核電站運行，至今已擁有核電站上百座。前蘇聯于20世紀30年代開始從事核能研究，1943年決定研制核武器;1948年第一座生產钚-239的反應堆投入運行;1949年8月進行了首次核試驗;1952年第一座氣體擴散工廠投產;1954年6月建成世界上第一座核電站, 至今已擁有核電站幾十座。英國和法國在第二次世界大戰后開始建立核工業，分別在1952年和1960年進行了首次核試驗。

　　我國的核工業是在新中國建立后創建和發展起來的。1950年成立了中國科學院近代物理研究所，開始從事核科學技術研究工作。1954年，中國地質工作者在廣西發現了鈾礦資源;毛澤東在聽取匯報后指出，我們有豐富的礦物資源，我們國家也要發展原子能。1955年9月, 在薄一波主持下起草了《關于我國制定原子能事業計劃的一些意見》，同年12月進一步修訂成《關于一九五六年至一九六七年發展原子能事業計劃大綱(草案)》，提出了創建中國核工業的設想。1956年11月16日，國家建立了第三機械工業部，在蘇聯援助下建設核工業。1958年，中國第一座重水型實驗用反應堆和回旋加速器建成并投入運行。1960年，蘇聯政府撕毀協定，撤走專家。此后，中國自力更生, 奮發圖強, 繼續發展了核科學技術和核工業。1962年11月成立以周恩來為首的中央專門委員會，直接領導研制生產原子彈的工作。1964年10月16日，我國成功地爆炸了第一顆原子彈;1967年6月17日, 又成功地進行了第一顆氫彈爆炸試驗;1971年9月，第一艘核潛艇試航成功, 表明中國的核工業已有較快的發展，建成了比較完整的核工業體系。70年代末，隨著國家工作重點轉向經濟建設，核工業由主要為軍用服務，轉向軍民結合，以核為主, 多種經營, 主要從事核能、核技術的和平利用, 民用產品的開發。1983年6月, 開始了中國自行設計的電功率為30萬千瓦的秦山核電站的建設;1984年4月，引進技術設備開始建設大亞灣核電站。近年來，核工業繼續貫徹“軍民結合，以核為主，多種經營，搞活經濟”的方針，得到了更快的發展。

　　核工業在國防中具有重要的地位和作用。核武器比常規武器有更大的殺傷力和破壞力，且造成放射性污染, 對環境生態有長期的、嚴重的后果。有鑒于此,核武器成了現代某些國家軍事戰略的基礎，如美國的“遏制戰略”、“大規模報復戰略”、“威懾戰略”等，都是以強大的核力量為后盾的;世界上許多國家也都很重視核技術和核工業的發展。毛澤東曾指出:“在今天的世界上,我們要不受人家欺負,就不能沒有這個東西。”中國要打破帝國主義的核訛詐和核壟斷,維護國家的安全,自立于世界民族之林，在國防上就不能沒有完整的核工業。

　　在國民經濟發展中，核工業也具有極為重要的作用。核工業從早期為軍用服務發展起來后，陸續轉向為民用服務，如核能轉換為電能 、熱能、機械動力等。與有機燃料相比，核燃料具有異常高的熱值，成品燃料的貯存和運輸費用較少，因而在選擇核電廠址時，不受燃料開采和加工地區的地理限制，從而適于在缺乏有機燃料和水能資源的地區提供能源，也適于用作持久航行的遠洋船艦的動力。核電站在正常運行情況下釋放的有害物質比火電站少得多，有利于環境保護。在一些國家和地區，核電已經能在經濟上同火電具有同等重要的意義。由于煤炭、石油、天然氣、水資源有限，而人類對能源的需求又在不斷增長，因此, 核電已被公認為是一種重要的能源。大力發展核電已成為世界能源發展的總趨勢。此外，核工業和核技術還向國民經濟各部門提供多種放射性同位素產品、射線儀器儀表以及輻射技術，在輻射加工、食品保鮮、輻射育種、滅菌消毒、醫療診斷、跟蹤探測、分析測量等科研生產方面發揮愈來愈大的作用。

　　核科學技術的發展和核能的和平利用是20世紀人類最偉大的成就之一。經過半個多世紀的發展，核能技術已經滲透到能源、工業、農業、醫療、環保等各個領域，為提高各國人民的生活質量作出了重要貢獻。核能技術的不斷發展和進步，從利用裂變能到開發聚變能，寄托著人類對未來的期望，它將成為最終解決全球可持續發展的主要能源。

　　世界核高科技產業發展起始于20世紀30年代到40年代初，那時，核物理學的一系列重大發現和發展開辟了人類利用核能的新紀元。美國的民用核計劃起始于20世紀50年代。1953年12月8日，艾森豪威爾總統發表了“和平利用原子能”的演講，正式宣告美國核工業開始向民用方面轉移。1954年美國頒布了新的《原子能法》，以法律形式確定了核能的和平利用，此后美國開始利用軍用核技術著手建造發電用的反應堆，1957年，美國第一座核電站——希平港壓水堆核電站投入運行。此后一系列示范核電廠相繼建成，60年代后期和70年代，美國核電工業迅速發展并商業化。美國核工業的第二次軍轉民高潮起始于90年代初。1990年，美國能源部長James D.Watkins要求美國的三個主要核武器實驗室——洛斯•阿拉莫斯國家實驗室、勞倫斯•利弗莫爾國家實驗室和桑迪亞國家實驗室把工作重點從軍用轉向民用。

　　前蘇聯在研制成功核武器之后，也將核技術轉向了核電領域。1954年，蘇聯利用石墨水冷生產堆的經驗，在奧布寧斯克建成了世界上第一座核電站。此后，蘇聯就一直在開展有關大型的、具有經濟效益的核電站建設的研制開發工作，并以較快速度建設了一批核電站?？偟膩碚f，前蘇聯設計建造的核電站運行一直比較穩定，而且負荷因子很高，特別是VVER-440型壓水堆核電機組，多年來負荷因子一直位于世界前列。但是，切爾諾貝利事故暴露出了蘇聯核電站安全性上存在嚴重問題。盡管VVER型壓水堆的安全性比切爾諾貝利的大功率管式鈾石墨堆要好得多，但在核電站儀器儀表控制系統等方面，蘇聯要大大落后于西方核電先進國家。蘇聯解體后，大多數主要的核燃料循環設施和為核武器計劃生產的大量儲存的核材料都留在了俄羅斯。

　　在核電發展的同時，核科學技術在其他民用領域也得到迅速發展。但是，核科學技術的本質特征是軍民兩用。由于核科學技術的綜合性和敏感性，所有核技術一直是國際政治所關注和嚴格監管的領域。除了放射性同位素和輻射技術在工農醫中應用外，其他核科學技術應用均和國防高科技產業緊密相關。

　　一、 世界核工業發展現狀

　　目前，世界正式承認擁有核武器的國家有美國、俄羅斯、英國、法國和中國;已經進行核試驗，自己宣布進入核武器國家的有印度和巴基斯坦;國際認為具有核武器發展潛力的還有三十多個國家。

　　軍用核材料(高濃鈾、钚、氚和氘化鋰)是制造核武器的關鍵材料。其生產能力及相關技術是核武器國家保持核威懾能力的重要組成部分，是國防實力的重要標志。目前，多數核武器國家的核材料庫存大大超過需要，并早已停止生產(高濃鈾、钚、鋰)，但是由于氚的半衰期僅為12.3年，即每年要自然衰變掉5.5%，因此，美、俄、法都在繼續生產氚或積極準備生產氚。

　　核電發展五十年來，從技術指標來看,一般可以分為三代，同時將目前正在進行概念設計，預計二、三十年后才能投入商業運行的核電站稱為第四代。第一代核電站主要是五、六十年代開發的原型堆和試驗堆。第二代核電站指七十年代至現在運行的大部分商業核電站基本堆型，它們大部分已實現標準化、系列化和批量建設，主要有壓水堆(PWR)、沸水堆(BWR)、重水堆(CANDU)和蘇聯設計的壓水堆(VVER)和石墨水冷堆(RBMK)。第三代核電站一般指符合美國“用戶要求文件(URD)”或“歐洲用戶要求文件EUR”的先進核電反應堆。

　　三哩島和切爾諾貝利核事故后，核電發展受到嚴重挫折。但是，由于石油、天然氣資源貯量不斷減少和環境保護日益受到世界各國關注，為了滿足不斷增長的電力需求，核能作為一種清潔能源，仍然受到重視。因此，10多年來世界各國一直沒有放松對核電技術的發展，而是在多方面探索使核電擺脫緩慢發展狀況從而為經濟發展作出新的重大貢獻的途徑。這種探索既在發展快中子堆、高溫氣冷堆、裂變聚變混合堆、聚變堆等下一代堆型方面進行，也在大力改善壓水堆、沸水堆、重水堆等現在廣泛采用的堆型方面進行。開發先進核電站就是在這種形勢下提出來的，這是消除公眾對核電安全性、經濟性、可靠性和核廢物處理處置方面的疑慮，促進核電進一步發展的關鍵一步。

　　八十年代中期開始，美國電力研究所(EPRI)在美國能源部和核管會(NRC)的支持下，經多年努力，制定了一個能被供應商、投資方、業主、核安全管理當局、用戶和公眾各方面都能接受的，提高安全性和改善經濟性的核電廠設計基礎文件，即適用于先進輕水堆核電站設計的“用戶要求文件(URD)”。隨后，歐共體國家共同制定了類似的文件：“歐洲用戶要求文件(EUR)”?，F在，人們通常把符合URD或EUR要求的核電反應堆稱作先進堆核電站或第三代核電站。

　　十多年來，世界各核電供應商都在按URD、EUR等的要求，在各自已經形成批量生產機型的基礎上，做改進創新的開發研究。到目前為止，已經開發和正在開發的第三代核電動力堆型主要有：•GE公司的ABWR先進沸水堆;•ABB-CE公司的SYSTEM 80+先進壓水堆;•西屋電氣公司的AP600先進壓水堆;•西屋電氣公司的AP1000先進壓水堆;•南非的球床模塊式高溫氣冷堆PBMR;•法德聯合設計的150萬千瓦電功率大型歐洲壓水堆EPR;•俄羅斯的VVER640(V-407型)和VVER1000(V-392型)先進壓水堆;•日本和GE公司的先進簡化沸水堆SBWR;•日本的21世紀NP-21先進壓水堆;•加拿大原子能公司(AECL)的CANDU-9重水堆;•中國設計的60萬千瓦非能動安全先進壓水堆AC-600;•俄羅斯最近提出了發展150萬千瓦的壓水堆機型，四個環路，采用非能動的余熱排出和垂直盤管式的蒸汽發生器;•韓國引進建造ABB-CE的系統80核電機組后，自主提出了大型非能動壓水堆核電站CP-1300的概念，采用了西屋公司非能動安全系統的概念和ABB-CE的雙環路設計;•印度從俄羅斯進口百萬千瓦級壓水堆核電機組的合同談判已基本完成，待我國田灣核電站建成后付之實施。其機組以我國田灣核電站為參考，要加上非能動的余熱排出系統;•俄、美、法、日聯合開發的278兆瓦(熱)、燃氣輪機直接循環、模塊式氦氣冷卻堆(GT-MHR);•阿根廷開發的25兆瓦(電)、一體化蒸汽發生器、熱電聯供、海水淡化小型反應堆(CAREM);•韓國開發的330兆瓦(熱)多用途(包括海水淡化)、一體化蒸汽發生器、一體化模塊先進堆(SMART)。這里提到的都是熱中子、鈾基燃料核能反應堆，不包括快堆、釷基燃料反應堆、聚變裂變混合堆和聚變堆等其它堆型。

　　2000年1日，由美國能源部發起組織阿根廷、巴西、加拿大、法國、日本、韓國、南非、英國和美國共9個國家的高級政府代表會議，討論開發第4代核電的國際合作問題。會后發表了聯合聲明，對發展核電達成了十點共識。十點共識的基本思想是：世界特別是發展中國家，為社會發展和改善全球生態環境需要發展核電;第3代核電還需改進;核電需要提高經濟性，安全性，減少廢物，能防核擴散;核電技術要同核燃料循環統一考慮。2000年5月，由美國能源部再次發起組織了近百名國內外專家研討第4代核電的發展目標，目的是研究第四代核電應具備的基本性能和特點，以便進一步研究確定第4代核電的設計概念，為第4代核電堆型的研究開發明確技術方向。通過并發表了研討會紀要文件，提出了發展設想進度。2002年，第4代核電國際論壇(GIF)對第4代核電堆型的技術方向形成共識，在2030年以前將開發6種“新型發電”反應堆與燃料循環技術。即氣冷快堆、鉛冷快堆、熔鹽堆、鈉冷快堆、超臨界水堆和極高溫堆。

　　二、世界核工業分布與結構

　　美國核武器研究機構主要是能源部下屬的3個核武器國家實驗室，即：洛斯•阿拉莫斯國家實驗室，勞倫斯•利弗莫爾國家實驗室和圣地亞國家實驗室。洛斯•阿拉莫斯國家實驗室和勞倫斯•利弗莫爾國家實驗室的主要任務是：探索先進的武器概念;設計和制造核試驗裝置和核試驗的診斷設備;研制核彈頭或核炸彈，并監測它們在進入庫存后的可靠性。圣地亞國家實驗室的主要任務是：負責核武器的非核部件諸如引信、定時器、安全和控制裝置以及降落傘的研究、發展和工程技術。洛斯•阿拉莫斯國家實驗室創建于1943年，目前隸屬于能源部國家安全核管理局(NNSA)下屬的阿爾伯克基(Albuquerque)管理局，其業務管理者是加利福尼亞大學。1958年前美國的核武器都是洛斯•阿拉莫斯國家實驗室設計的。以后又為國家設計了多種型號的核彈頭，有：“三叉戟I”型潛地導彈核彈頭W76/MK4，“民兵Ⅲ”型洲際彈道導彈核彈頭W78/MK12A，巡航導彈核彈頭W80-0和W80-1，“潘興Ⅱ”型導彈核彈頭W85和鉆地導彈核彈頭B61-11。勞倫斯•利弗莫爾國家實驗室成立于1952年9月。勞倫斯•利弗莫爾國家實驗室曾先后研制成功了“北極星”導彈核彈頭(W47和W58)、“海神”導彈核彈頭(W68)、“民兵Ⅱ”和“民兵Ⅲ”導彈核彈頭(W56和W62)、B83現代戰略炸彈、地面發射的巡航導彈核彈頭(W84)、“和平衛士”/MX導彈核彈頭(W87)等。該實驗室還研究了減少剩余放射性(RRR)核武器和核爆激勵的X射線激光器。該實驗室隸屬于NNSA下屬的舊金山管理局，其業務管理者是加利福尼亞大學。圣地亞國家實驗室，主要從事核武器非核部件的設計和研制工作。目前，圣地亞國家實驗室隸屬于NNSA下屬的阿爾伯克基管理局，其業務管理自1993年10月1日開始歸馬丁•馬里耶塔公司(Martin Marietta Corp.)，即今洛克希德•馬丁(Lockheed Martin)公司管理。圣地亞國家實驗室分成兩個部分，一部分在阿爾伯克基，另一部分在利弗莫爾。除了3大核武器實驗室外，美國主要還有5個核軍工廠(場)，即：1.內華達試驗場。美國1030次核試驗中有904次在此進行。目前是次臨界試驗的主要場所，隨時可以恢復地下核試驗。2.薩凡納河工廠。美國主要軍用钚、氚生產廠。3.潘得克斯工廠。負責裝配和拆卸核武器的工廠。4.堪薩斯城工廠。主要生產核武器中非核元部件。5.Y-12工廠。核武器零部件生產的綜合性工廠。