核子動力
利用可控核反應來獲取能量 / 維基百科,自由的 encyclopedia
核子動力(英語:nuclear power,也稱原子能或核能)是利用可控核反應來獲取能量[1],然後產生動力、熱量和電能。該術語包括核分裂、核衰變和核融合。產生核電的工廠被稱作核電廠,將核能轉化為電能的裝置包括反應爐和汽輪發電機。核能在反應爐中被轉化為熱能,熱能將水變為蒸汽推動汽輪發電機組發電。
同等質量下,核能比化學反應中釋放的熱能要大數百萬倍,例如原子量為235的鈾元素,通過核分裂釋放的能量約為200,000,000電子伏特,而原子量為12的碳元素,通過燃燒這種化學反應釋放的能量僅為4.1電子伏特[2]。利用核反應來獲取能量的原理是:當分裂材料(例如鈾-235)在受人為控制的條件下發生核分裂時,核能就會以熱的形式被釋放出來,這些熱量會被用來驅動蒸汽機。蒸汽機可以直接提供動力,也可以連接發電機來產生電能。世界各國軍隊中的某些潛艇及航空母艦以核能為動力(主要是美國)。
2020年全球電力有10.1%由核能發電提供。[3]截至2021年7月 (2021-07)[update],全球可運行的核電反應爐443座[3],總裝機容量為394.2GWe。全球在建核電反應爐54座,總裝機容量為61.2GWe[3]。超過150艘使用核子動力推進的艦船已被建造,由超過180個核子反應爐提供動力[4][5][6]。
核子動力相關的重大事故包括三哩島事件(1979年)、車諾比核事故(1986年)、福島第一核電廠事故(2011年)和一些核子動力潛艇事故。在各種能源的事故之中,按照每個單位發電的人命損失計算,核電的安全記錄優於其他幾種主要的發電方式[7][8][9][10][11]。
國際上的核電動態方面,美國有近一半的核子反應爐的證書被延長到60年[12],並且認真考慮建造十幾個新核電廠的計劃[13]。德國決定在2022年前關閉所有核電廠,而義大利禁止核電廠[14]。繼福島之後,國際能源機構估計到2035年要減半新增加的核能發電能力[15]。