电力是现代生产、生活的基础，发电有多种方式，如水力发电、火力发电、抽水蓄能发电、潮汐发电、太阳能发电等，其中核能发电提供了全世界约20% 的电力，避免了大约 25 亿吨 CO 2的排放。
因此为可持续电力供应做出了重大贡献。
核能发电的主要原理是什么，人们如何利用核能发电的呢？一、核能是如何产生的世界上的每一种物质都处于不稳定状态，有时会通过分裂或合成，变成另外一种物质。
物质无论是分裂或合成，都会产生能量，这种能量称核能，也称原子能。
其主要原理是爱因斯坦的质能方程E=m*c^2。
当原子核发生裂变或者聚变时，有一部分质量转化为能量释放出来，而且只要微量的质量就可以转化成巨大的能量。
(1)裂变：将一个质量较大的原子核，分裂成两个质量较小的原子核。
原子弹就是利用了裂变的原理。
(2)聚变：两个轻原子核结合形成一个更重、更稳定的原子核，如两个氢原子合为一个氦原子。
太阳就是通过聚变而产生能量。
二、如何利用核能发电爱因斯坦曾说：“Nuclear power is a hell of a way to boil water.”。
核能发电的主要原理，是通过裂变的核链式反应，产生大量热量。
这些热量被用来产生蒸汽，使涡轮机旋转以产生电能。
三、核电厂的构成如图所示，核电厂由密封腔（安全壳）、反应堆、蒸汽轮机、冷凝器等构成。
其中，反应堆由反应核、铀管、控制棒等构成。
密封腔的安全壳结构在至少要有3英尺厚的混凝土。
核电厂构成核电厂构成（1）核反应堆核反应堆用于产生热量，是核电站的心脏。
其主要功能是容纳和控制核裂变。
核电站使用的燃料是放射性元素铀的同位素，U-235裂变将核分裂成两块，释放中子用于链式反应，核裂变链式反应以热的形式释放能量。
（2）燃料棒反应堆使用铀作为核燃料。
铀混合物粉末烧结成的二氧化铀陶瓷芯块，然后堆叠成密封的金属管，称为燃料棒。
通常，几百个燃料棒集成在一起形成燃料组件。
根据需要的电量，反应堆堆芯通常由几百个组件组成。
燃料棒在反应堆容器内，当燃料棒浸入水中时，水既充当冷却剂又充当减速剂。
减速剂有助于减缓裂变产生的中子，以维持链式反应。
当控制棒插入反应堆堆芯时，可以吸收路子，降低反应速度；如将其取出，可以提高反应速度。
裂变产生的热量将水变成蒸汽，蒸汽带动涡轮机产生电力。
福岛核电事件，是由于地震发生后，反应堆控制棒无法落入堆芯而产生了大量热量，但用于抽冷却水的泵，又由于海啸停电而失去作用，反应堆失去控制而使堆芯熔化。
福岛核电事故，靠外部喷水降温(3)热交换器热交换器利用核反应堆产生的热量将水转化为蒸汽。
这些蒸汽被送入汽轮机并在冷凝器中冷凝。
（4）冷凝器用不完的蒸汽，将进入冷凝器，蒸汽在冷凝器中冷却返回液态。
由于需要大量的冷水，这也是核电厂通常建设在海边的原因。
（5）蒸汽轮机和发电机汽轮机由蒸汽失去旋转而运行发电机或交流发电机，该发电机组与蒸汽轮机相连，从而产生电能。
四、核电控制系统为了使核电系统能够正常运行，通常需要控制堆芯的功率以及压力、流量、温度和热传输系统参数。
核电站控制包括反应堆控制系统、安全保护系统（反应堆停堆系统、工程安全设施运行系统），以及汽轮发电机系统和辅助系统。
反应堆控制系统用于功率控制、冷却剂（减速剂）及温度/压力控制、减速剂量（反应堆水位）控制。
控制反应堆功率的基本操纵变量是反应性。
反应性随控制棒的插拔而变化，也随冷却剂温度（密度）、燃料温度和空隙体积而变化。
功率控制通过调整控制棒位置和反应堆的再循环流量来实现的。
此外，电力输出控制时，可根据电力系统负荷需求，先调节反应堆输出，再调节汽轮发电机输出。
核电控制系统五、核能发电的优缺点1.优点（1）高效，其效率可达91%。
（2）节省燃料，用少量燃料就可以产生高能量，比火力发电节省煤。
（3）低温室气体排放，因此不会导致全球变暖或酸雨，在碳中和、碳达峰的背景下，更有优势。
（4）低污染（5）不像水力发电那样，受气候影响。
（6）价格便宜。
比水电以外的其他能源更便宜（7）热能可以供暖，如北方供暖系统，不用再建锅炉，可以直接利用核电产生的余热。
2.缺点（1）危险废物的储存和处置。
比如，核电站的放射性废物钚-239半衰期长达2.41万年！（3）恐怖分子如果袭击核电站，后果不堪设想。
（4）高启动成本和关闭费用，每年需要花一定的时间来进行安全检修。
（5）一但出事，将导致核泄露、熔化的危险。
如果管理不善或者发生故障，将产生突发灾难。
如美国的三里岛（Three Mile Island）核电站、前苏联的切尔诺贝利核电站，日本的福岛核电站，都是典型的例子。
