核能發電應用

核能發電利用鈾-235 的受控核分裂連鎖反應加熱水產生蒸汽推動渦輪發電。

原理

核能發電的原理是受控的核分裂連鎖反應。用中子轟擊鈾-235 使其分裂,釋放能量和更多中子,中子繼續觸發更多分裂。用控制棒調節中子數量使反應穩定。能量來源是愛因斯坦質能互換公式 E = mc²。

發展歷史

1942 年:費米建造第一座核反應爐 1954 年:蘇聯建成第一座核電廠 1978 年:台灣核一廠開始運轉 至今:全球約有 440 座核電機組運行中

日常應用

  • 基載電力:核電廠可穩定供電,不受天氣影響(不像太陽能、風電)
  • 低碳排放:運行中幾乎不排放溫室氣體
  • 能量密度高:1 kg 鈾 ≈ 2500 噸煤的能量

挑戰

  • 核廢料處置
  • 安全疑慮(車諾比、福島事故)
  • 高建造成本和長工期

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