核能利用的主要方向是核裂变能。核能作为一种清洁能源，通过核电站将核能转化为热能，再利用热能发电。在核电站中，核能会被加热成高温高压的蒸汽，然后通过蒸汽轮机驱动发电机发电。

核能，或称原子能，是通过核反应从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc²，其中E代表能量，m代表质量，c代表光速。核能可以通过三种核反应之一释放：核裂变，即较重的原子核分裂释放能量；核聚变，即较轻的原子核聚合在一起释放能量；核衰变，即原子核自发衰变过程中释放能量。

核能的发现和应用离不开早期西方科学家的探索。我们可以追溯到19世纪末，英国物理学家汤姆逊发现电子，人类逐渐揭开了原子核的神秘面纱。核能的开发途径主要有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。

重元素的裂变技术已经得到实际应用，而轻元素的聚变技术正在积极研究之中。无论是重元素铀还是轻元素氘、氚，在海洋中都拥有巨大的储藏量。铀是目前最重要的核燃料，1千克铀可供利用的能量相当于燃烧2500吨优质煤。然而，陆地上铀的储藏量并不丰富，且分布极不均匀。只有少数国家拥有有限的铀矿，全世界较适于开采的只有100万吨左右，即使加上低品位铀矿及其副产铀化物，总量也不超过500万吨，按消耗量计算，只够开采几十年。