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核動力英語:nuclear power,也稱原子能或核能)是利用可控核反應來獲取能量,然後產生動力、熱量電能。該術語包括核裂變,核衰變和核聚變。產生核電的工廠被稱作核電站,將核能轉化為電能的裝置包括反應堆和汽輪發電機。核能在反應堆中被轉化為熱能,熱能將水變為蒸汽推動汽輪發電機組發電。

歷史

第一個成功的核裂變實驗裝置在1938年的柏林被德國科學家奧托·哈恩、莉澤·邁特納和弗瑞茲·斯特拉斯曼製成。

在第二次世界大戰中,一些國家致力於研究核能的利用,它們首先研究的是核反應堆。1942年12月2日,恩里科·費米在芝加哥大學建成了第一個完全自主的鏈式核反應堆,在他的研究基礎上建立的反應堆被用來製造轟炸了長崎的原子彈「胖子」中的鈈。在這個時候,一些國家也在研究核能,它們的研究重點是核武器,但同時也進行民用核能的研究。

1951年12月20日人類首次用核反應堆產生出了電能,這個核反應堆位於愛達荷州Arco的EBR-I試驗增殖反應堆,它最初向外輸出的功率為100kW。

1952年,帕雷委員會(「總統的材料政策委員會」的簡稱)向當時的美國總統哈利·S·杜魯門提交了一份報告,這份報告認為核能的前景「相當悲觀」,它建議應該讓科學家們研究太陽能

1953年12月,美國總統德懷特·艾森豪威爾發表的名為「和平需要原子」的演說,這使美國政府開始資助一系列國際間的核能研究。

1954年建造完成的鸚鵡螺號核動力潛艇是世界上第一艘核動力船[1]

原理

利用核反應來獲取能量的原理是:當裂變材料(例如鈾-235)在受人為控制的條件下發生核裂變時,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)。

現狀

根據國際能源署的資料,2007年全球電力有13.8%由核能提供。截至2014年9月,全世界共有437個核電機組處於運行狀態,總裝機容量為374.5吉瓦[2],雖然不是所有的核反應堆都正在發電。超過150艘使用核動力推進的艦船已被建造,由超過180個核反應堆提供動力。

2012年,根據國際原子能機構,全世界有15個國家正在建造共有68個民用核電反應堆,其中,中國已有25座核電站正在建造,並且計劃建造更多的。美國有近一半的核反應堆的證書被延長到60年,並且認真考慮建造十幾個新核電站的計劃。德國決定在2022年前關閉所有核電站,而意大利禁止核電站。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。

事故

核動力相關的重大事故包括三哩島核泄漏事故(1979年)、切爾諾貝利核事故(1986年)、福島第一核電站事故(2011年)和一些核動力潛艇事故。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。

視頻

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參考文獻