什么是核能？核電科學

核裂變是一個原子核分裂成兩個或多個更小的原子核并釋放能量的一種核反應。

例如，當一個鈾-235原子核被一個中子撞擊時，分裂成兩個更小的原子核，如一個鋇原子核、一個氪原子核和兩個或三個中子。這些額外的中子將撞擊周圍其他鈾-235原子，這些鈾-235原子也將以倍增效應分裂并產生額外的中子，從而在瞬間產生鏈式反應。

每次反應發生時，都有熱和輻射形式的能量釋放。釋放的熱可以在核電廠被轉化為電，如同煤、天然氣和石油等化石燃料產生的熱被用于發電那樣。

在核電廠內部，核反應堆及其設備包容并控制以最常用的鈾-235作為燃料的鏈式反應，通過裂變產生熱。所產生的熱使反應堆冷卻劑（通常是水）升溫，產生蒸汽。蒸汽隨即被導入旋轉渦輪機，驅動發電機生產低碳電力。

有關不同類型核動力堆的更多詳情可在本頁查閱。

鈾是存在于世界各地巖石中的一種金屬。鈾有幾種天然存在的同位素，同位素是一種元素的不同形式，它們的質量和物理性質不同，但化學性質相同。鈾有兩種原生同位素：鈾-238和鈾-235。鈾-238在全世界鈾中占大多數，但它不能產生裂變鏈式反應，而鈾-235可通過裂變產生能量，但它在全世界鈾中占比不到1%。

為了使天然鈾更容易發生裂變，有必要通過一個稱為鈾濃縮的工藝來增加給定樣品中鈾-235的含量。鈾經過濃縮，可以在核電廠作為核燃料有效地使用三至五年，此后它仍然具有放射性，因此必須按照嚴格準則進行處置以保護人類和環境。使用過的燃料也被稱為乏燃料，還可以被回收制成其他類型的燃料，在特殊核電廠中作為新燃料使用。

什么是核燃料循環？

核電廠的運行產生放射性水平不同的廢物。根據它們的放射性水平和用途，以不同的方式對其進行管理。觀看下面的動畫，以了解有關該主題的更多詳情。

放射性廢物管理

下一代核電廠也被稱為革新型先進堆，將產生比當前的反應堆少得多的核廢物。預計到2030年，這種先進堆可能將進行建設。

核電是一種低碳能源，因為與煤、石油或天然氣發電廠不同，核電廠實際上在運行中不產生二氧化碳。核反應堆生產了全球近三分之一的無碳電力，對實現氣候變化目標至關重要。

欲了解更多關于核電與清潔能源轉型的信息，請閱讀這一版國際原子能機構《通報》。

• 原子能機構制定并推廣關于安全和可靠地利用核能以保護人類和環境的國際標準和導則。
• 原子能機構通過提供技術支持和知識管理，為世界各地現有的和新的核計劃提供支持。通過里程碑方案，原子能機構向希望制定核電計劃的國家以及正在進行核電廠退役的國家提供技術專門知識和指導。
• 原子能機構通過保障和核查活動，監督核材料和技術沒有從和平用途中被轉用。
• 原子能機構牽頭的評審工作組訪問和咨詢服務為核能生產壽期內的必要活動提供指導：從鈾礦開采到核電廠的建設、維護和退役以及核廢物管理。
• 原子能機構管理著位于哈薩克斯坦的低濃鈾儲備，該儲備可以作為最后手段供迫切需要為和平目的利用低濃鈾的國家使用。