核能已成为欧洲最大的单一低碳电力来源，预计从现在到 2045 年将保持并提高其装机容量。新的建设正在进一步规划中。

许多欧洲国家，包括无核国家或正在逐步淘汰核电的国家，都对下一代核技术充满热情。

核电站如何工作？

核电站通过将核反应堆与朗肯循环结合起来，通过核裂变过程产生电力。反应堆产生的热量将水转化为蒸汽，蒸汽带动涡轮机和发电机发电。

原子被分解以在核裂变中产生更小的原子，从而产生能量。核裂变发生在核电站反应堆内。装有铀燃料的堆芯位于反应堆的中心。

陶瓷颗粒由铀燃料制成。每个陶瓷颗粒产生的能量与 150 加仑汽油的能量大致相同。这些高能颗粒是端到端组装的。燃料组件是燃料棒的集合，其数量可达数百个。许多燃料组件被容纳在反应堆堆芯中。

核裂变在反应堆堆芯中产生的热量用于将水沸腾成蒸汽，从而转动蒸汽轮机的叶片。当涡轮叶片移动时，涡轮发电机产生能量。

核设施使用来自池塘、水道或大海的水将蒸汽冷却回发电站称为冷却塔的单独建筑物中的水中，或者它们使用来自池塘、河流系统或海洋的水。然后将冷却的水循环以产生蒸汽。

核电站内的裂变反应

当可裂变的原子核（包括钚 239 或铀 235）接收中子并且原子核分裂成几个较小的原子核时，就会发生核裂变。

即使按照放射性衰变的能量标准，裂变过程也经常产生伽马光子并释放大量能量。在裂变过程中，会产生大量能量，形成放射性物质，并释放几个中子。

这些中子会导致相邻的可裂变材料核发生裂变，释放更多的中子，这些中子可以重复该序列，从而导致链式反应，释放大量核裂变和大量能量。如果在核反应堆中进行这样的连锁反应，可以为社会提供电力。

反应堆作为核电站的中心

核电站的中心是它的反应堆。它们包含并管理通过称为裂变的物理过程产生热量的核链式反应。

核反应堆由原子分裂或称为裂变提供动力，其中一个粒子或中子射向一个原子，随后裂变产生两个较小的原子和几个更多的中子。

阅读更多：我们能否利用核能实现可持续能源目标？

释放的几个中子随后与其他原子碰撞，导致它们发生裂变并释放出更多的中子。这称为连锁反应。链式反应的原子裂变释放出大量的能量作为热量。

有两种类型的核水反应堆：

压水反应堆（PWR）

沸水反应堆（BWR）

压水反应堆

核裂变使反应堆堆芯中的水沸腾，然后通过热交换器内的管道泵送。

这些管子通过煮沸不同的水源来产生蒸汽。然后利用蒸汽通过发电机产生能量。然后在核反应堆中加热核心水，并重复该循环。

沸水反应堆

BWR 产生蒸汽，然后直接在反应堆容器内加热水。当水被泵送通过反应堆堆芯时，水被裂变加热。管道将蒸汽直接输送到涡轮机，从而发电。未使用的蒸汽冷凝回水并在加热过程中再生。

核电站安全

确保核电厂安全的新方法是美国核能研究所 (NEI) 为应对 9/11 袭击而制定的广泛损害减轻指南 (EDMG)。该政策在 2011 年福岛核灾难后向公众披露时引起了全世界的关注。

EDMG 是在设施的主要部分被爆 炸或火灾摧毁的情况下提供维护或恢复堆芯冷却、封闭和 SFP 冷却系统的建议的建议。