核能發電

核能發電利用鈾-235 的受控核分裂連鎖反應產生熱能，再轉換為電能，其能量來源是愛因斯坦的質能互換 E = mc²。

背景知識

理解此概念前需要先掌握：

• 核分裂與核融合 — 核能發電的物理基礎
• 質能互換公式 — 解釋核能的巨大能量

詳細說明

原理

• 用中子轟擊鈾-235 原子核，使其分裂為較小的原子核
• 分裂過程釋放巨大能量和更多中子
• 釋放的中子繼續轟擊其他鈾核，形成連鎖反應
• 用控制棒吸收多餘中子，使連鎖反應穩定進行（受控）
• 費米建造的第一座核反應爐就是實現受控連鎖反應的里程碑

能量規模

根據愛因斯坦的質能互換公式 E = mc²，極小的質量損失就能產生巨大的能量。1 公斤鈾-235 完全分裂所釋放的能量，相當於燃燒約 2500 噸煤。

常見錯誤

此段為 LLM 增強內容，教材原文未提及。

1. 錯誤認知：核電廠可能像原子彈一樣爆炸
   • 正確理解：核電廠使用低濃度鈾（3-5%），原子彈使用高濃度鈾（>90%），物理上不可能產生核爆
2. 易混淆概念：核能發電沒有廢棄物
   • 區別：核電廠產生高放射性的核廢料，需要安全處置

相關概念

• 核分裂與核融合 — 核能發電的物理基礎
• 質能互換公式 — E = mc²
• 核能發電應用 — 核電的具體應用

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