พลังงานนิวเคลียร์ หมายถึง?
พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ (English: Nuclear Power or Nuclear Energy) เป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งที่ได้จากการคายความร้อนในปฏิกิริยานิวเคลียร์[1] เพื่อประโยชน์ในการสร้างความร้อนและผลิตไฟฟ้า. นิวเคลียร์ เป็นคำคุณศัพท์ของคำว่า นิวเคลียส ซึ่งเป็นแก่นกลางของอะตอมธาตุ ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคโปรตอน และนิวตรอน ซึ่งยึดกันได้ด้วยแรงของอนุภาคไพออน
พลังงานนิวเคลียร์
การอพยพโดยการบังคับให้ออกจากพื้นที่อุบัติเหตุนิวเคลียร์อาจนำไปสู่การแยกทางสังคม, ความวิตกกังวล, ความซึมเศร้า, ปัญหาสุขภาพจิตใจ, พฤติกรรมเสี่ยง, อาจถึงกับฆ่าตัวตาย. ปัญหาดังกล่าวเคยเป็นผลของภัยพิบัตินิวเคลียร์เชอร์โนบิลในปิ 1986 ในยูเครน. การศึกษาอย่างครอบคลุมในปี 2005 สรุปว่า "ผลกระทบต่อสุขภาพจิตของเชอร์โนบิลเป็นปัญหาสาธารณสุขที่ใหญ่ที่สุดที่ถูกปลดปล่อยโดยอุบัติเหตุจนถึงวันนี้"[170]. แฟรงก์ เอ็น ฟอน ฮิพเพล นักวิทยาศาสตร์ของสหรัฐ ได้แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิม่าในปี 2011 ว่า "ความกลัวของรังสีที่เป็นไอออนอาจมีผลกระทบทางจิตวิทยาในระยะยาวกับส่วนใหญ่ของประชากรในพื้นที่ปนเปื้อน"[171]. พลังงานฟิวชั่น
พลังงานฟิวชั่น (English: Fusion power) คือพลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น ปฏิกิริยาชนิดนี้เกิดจากการที่นิวเคลียสของอะตอมธาตุเบาหลอมตัวเข้าด้วยกัน และได้นิวเคลียสที่หนักกว่าเดิมและมีเสถียรภาพมากขึ้น มวลของธาตุเบาที่รวมกันจะหายไปเล็กน้อยซึ่งส่วนที่หายไปนั้นเองได้เปลี่ยนแปลงเป็นพลังงานตามสมการ E=mc2 กระบวนการนี้ได้ปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา เทคโนโลยีนิวเคลียร์
การสำรวจหาน้ำมันและก๊าซ - การทำรายงานหลุมเจาะ () ด้วยนิวเคลียร์จะถูกใช้เพื่อช่วยทำนายศักยภาพในเชิงพาณิชย์ของหลุมเจาะใหม่หรือหลุมที่มีอยู่แล้ว. เทคโนโลยีที่ใช้จะเกี่ยวข้องกับการใช้นิวตรอนหรือแหล่งกำเนิดรังสีแกมมาและตัวตรวจจับรังสีซึ่งจะหย่อนลงไปในหลุมเจาะเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติของหินที่อยู่รอบเช่นความพรุนและการพิมพ์หิน. พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ หมายถึง พลังงานไม่ว่าลักษณะใดๆก็ตาม ซึ่งเกิดจากนิวเคลียสอะตอมโดย พลังงานนิวเคลียร์
บทความหลัก: Nuclear power phase-out แร่เชื้อเพลิง
หมายถึง แร่ที่มีการแตกตัวของนิวเคลียสของธาตุซึ่งไม่เสถียร เนื่องจากมีพลังงานส่วนเกินอยู่ภายในนิวเคลียสมากจึงต้องถ่ายเทพลังงานส่วนเกินนี้
ออกมาเพื่อให้กลายเป็นอะตอมของธาตุที่เสถียร แร่นิวเคลียร์มี 2 ชนิดคือแร่กัมมันตภาพรังสี เป็นแร่ที่มีสมบัติในการปล่อยรังสีออกจากตัวเองอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยออกมาเป๋นคลื่นสั้น ได้แก่ 
ยูเรเนียม ทอเรียม ส่วนอีกชนิดหนึ่งเป็นแร่ที่ไม่ส่งกัมมันตภาพรังสีออกมาใช้ประโยชน์
ในการควบคุมการแตกตัวของนิวเคลียสของแร่กัมมันตภาพรังสี ได้แก่ เมอริลและโคลัมเนียม พลังงานยึดเหนี่ยว
ในระดับนิวเคลียส พลังงานยึดเหนี่ยวก็เท่ากับพลังงานที่ถูกใช้ปลดปล่อยให้เป็นอืสระเมื่อนิวเคลียสหนึ่งถูกสร้างขึ้นจากนิวคลีออนหรือนิวเคลียสอื่น ๆ พลังงานยึดเหนี่ยวนิวเคลียส () นี้(หมายถึงพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวคลีออนทั้งหลายให้เป็นหนึ่งนิวไคลด์) ได้มาจาก'แรงนิวเคลียส' (ปฏิสัมพันธ์ที่เหลือค้างอย่างแรง)และเป็นพลังงานที่ต้องใช้เพื่อแยกนิวเคลียสหนึ่งให้แตกออกเป็นนิวตรอนและโปรตอนอิสระในจำนวนที่เท่ากันกับที่พวกมันถูกยึดเหนี่ยวกันไว้ โดยที่นิวคลีออนเหล่านั้นจะต้องมีระยะห่างจากกันเพียงพอที่จะไม่ทำให้แรงนิวเคลียร์สามารถทำให้อนุภาคเหล่านั้นมีปฏิสัมพันธ์ต่อกันอีกต่อไป 'มวลส่วนเกิน' เป็นแนวคิดที่สัมพันธ์กันที่เปรียบเทียบเลขมวลของนิวเคลียสหนึ่งกับมวลที่วัดได้อย่างแท้จริงของมัน พลังงานนิวเคลียร์
การผลิตต่อปีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีแนวโน้มลดลงเล็กน้อยตั้งแต่ปี 2007, ลดลง 1.8% ในปี 2009 ลงมาที่ 2558 TWh หรือเพียง 13-14% ของความต้องการไฟฟ้าของโลก[89]. ปัจจัยหนึ่งในการลดลงของพลังงานนิวเคลียร์ตั้งแต่ปี 2007 คือเนื่องจากการปิดเป็นเวลานานของเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Kashiwazaki - Kariwa ในประเทศญี่ปุ่นหลังจากแผ่นดินไหวที่ นีงะตะ-Chuetsu-โอกิ.Kashiwazaki - Kariwa[89]. พลังงานนิวเคลียร์
กองทัพสหรัฐยังมีโครงการพลังงานนิวเคลียร์, เริ่มต้นในปี 1954. โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ SM-1 ที่ป้อม Belvoir รัฐเวอร์จิเนีย, เป็นเครื่องปฏิกรณ์พลังงานเครื่องแรกในสหรัฐอเมริกาเพื่อจัดหาพลังงานไฟฟ้าให้กับกริดไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ (VEPCO), ในเดือนเมษายน ปี 1957, ก่อน Shippingport. เครื่อง SL-1 เป็นเครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์เพื่อการทดลองของกองทัพสหรัฐที่สถานีทดสอบปฏิกรณ์แห่งชาติในภาคตะวันออกของไอดาโฮ. มันผ่านประสบการณ์ที่เลวร้ายเมื่อไอน้ำระเบิดและการหลอมละลายของนิวเคลียร์ในเดือนมกราคม 1961, ซึ่งฆ่าผู้ใช้งานไปสามราย[51]. ในสหภาพโซเวียตใน'สมาคมการผลิต Mayak' มีอุบัติเหตุเกิดขี้นหลายครั้ง รวมทั้งการระเบิดที่ปล่อยกากกัมมันตรังสีระดับสูงออกมา 50-100 ตัน, ได้ปนเปื้อนดินแดนขนาดใหญ่ในเทือกเขาอูราลตะวันออกและก่อให้เกิดการเสียชีวิตและได้รับบาดเจ็บจำนวนมาก. ระบอบการปกครองของสหภาพโซเวียตเก็บอุบัติเหตุครั้งนี้เป็นความลับไว้ประมาณ 30 ปี. ในที่สุด เหตุการณ์นี้ถูกจัดอยู่ในอันดับ 6 ในเจ็ดอันดับบนสเกล INES (เพียงแค่อันดับที่สามของความรุนแรงเท่านั้นเมื่อเทียบกับภัยพิบัติเชอร์โนบิลและ ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิ). พลังงานนิวเคลียร์
ทั้งปฏิกิริยาฟิชชันและฟิวชั่นปรากฏว่าเป็นโอกาศสำหรับการใช้งานสำหรับขับเคลื่อนยานที่ใช้ในอวกาศเพื่อสร้างความเร็วที่สูงกว่าในการปฏิบัติภารกิจที่มีมวลปฏิกิริยา (English: reaction mass) น้อย. สิ่งนี้เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นมากของปฏิกิริยานิวเคลียร์: มีค่ามากกว่าเป็นเลข 7 หลัก (10,000,000 เท่า) ที่มีพลังมากขึ้นกว่าปฏิกิริยาเคมีที่ให้พลังงานกับจรวดปัจจุบัน. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ข้อมูลของ IAEA ณ วันที่ 23 เมษายน ค.ศ. 2014 มีเครื่องปฏิกรณ์ทำงานอยู่ 435 เครื่อง[2]ใน 31 ประเทศทั่วโลก[3] รวมแล้วผลิตกำลังไฟฟ้าเป็น 1 ใน 6 ส่วนของพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดในโลก โดยสหรัฐอเมริกามีจำนวนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ มากที่สุด ตามมาด้วย ฝรั่งเศส เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
การแพร่กระจายนิวเคลียร์คือการแพร่กระจายของอาวุธนิวเคลียร์, วัสดุที่ฟิชชันได้, และเทคโนโลยีและข้อมูลนิวเคลียร์ที่พัฒนาให้เป็นอาวุธได้ โดยแพร่ไปยังประเทศที่ไม่ได้รับการยอมรับว่าเป็น "ประเทศอาวุธนิวเคลียร์" โดย'สนธิสัญญาในการป้องกันการเผยแพร่อาวุธนิวเคลียร์'หรือ NPT ผู้เชี่ยวชาญชั้นนำในการแพร่กระจายนิวเคลียร์เช่น Etel Solingen แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเออร์วิน แนะนำว่าการตัดสินใจของประเทศในการสร้างอาวุธนิวเคลียร์จะถูกกำหนดโดยส่วนใหญ่บนผลประโยชน์ของพันธมิตรของผู้ปกครองประเทศของพวกเขาเอง แรงนิวเคลียร์
หลักการของแรงนิวเคลียร์เริ่มก่อสร้างขึ้นในปี 1934 ไม่นานหลังจากการค้นพบนิวตรอนซึ่งเผยให้เห็นว่า นิวเคลียสอะตอมประกอบขึ้นด้วยโปรตอนกับนิวตรอน ที่ยึดเหนี่ยวกันและกันเอาไว้ด้วยแรงดึงดูด เวลานั้นเชื่อกันว่าแรงนิวเคลียร์ถูกส่งผ่านด้วยอนุภาคที่เรียกว่า มีซอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่ทำนายเอาไว้ในทฤษฎี ก่อนจะมีการค้นพบจริงในปี ค.ศ. 1947 ต่อมาในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1970 จึงมีความเข้าใจกันมากขึ้นว่า มีซอนเหล่านี้เป็นส่วนประกอบของควาร์กและกลูออน ที่ส่งผ่านระหว่างนิวคลีออนโดยที่ตัวมันประกอบขึ้นจากควาร์กและกลูออน แบบจำลองใหม่นี้ทำให้อันตรกิริยาอย่างเข้มเป็นตัวยึดเหนี่ยวนิวคลีออนเอาไว้ด้วยกัน พลังงานนิวเคลียร์
เรือทหารจำนวนมากและเรือพลเรือนบางลำ (เช่น เรือตัดน้ำแข็งบางลำ) ใช้การขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์[94]. ยานอวกาศบางลำถูกยิงขึ้นโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เต็มรูปแบบ. มีเครื่องปฏิกรณ์ 33 ชุดเป็นของสหภาพโซเวียต, RORSAT และอีกหนึ่งชุดเป็นของสหรัฐ, SNAP-10A. พลังงานนิวเคลียร์
วิกฤตการณ์น้ำมันในปี 1973 มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในประเทศฝรั่งเศสและญี่ปุ่น, ซึ่งได้พึ่งพาน้ำมันมากขึ้นในการผลิตไฟฟ้าตลอดมา (39%[54] และ 73% ตามลำดับ) จึงตัดสินใจที่จะลงทุนในพลังงานนิวเคลียร์[55]. เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
"กฎของหัวแม่มือปกติสำหรับพลังงานนิวเคลียร์ก็คือว่าประมาณสองในสามของค่าใช้จ่ายในการผลิตจะเป็นค่าใช้จ่ายคงที่ ตัวหลักเป็นค่าใช้จ่ายสำหรับดอกเบี้ยเงินกู้และการจ่ายคืนส่วนทุน ... " 
ค่าใช้จ่ายส่วนทุน () หมายถึงการสร้างและการจัดหาเงินทุนของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ มีมูลค่าเป็นเปอร์เซนต์ขนาดใหญ่ของค่ากระแสไฟฟ้า ในปี 2014 'การบริหารงานสารสนเทศด้านการพลังงานของสหรัฐ'คาดว่าโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์แห่งใหม่ที่จะออนไลน์ในปี 2019 ค่าใช้จ่ายส่วนทุนจะมีส่วนถึง 74% ของค่ากระแสไฟฟ้าที่ปรับระดับแล้ว ( ซึ่งสูงกว่าของโรงไฟฟ้​​าพลังงานฟอสซิล (63% สำหรับถ่านหิน และ 22% สำหรับก๊าซธรรมชาติ) แต่ต่ำกว่าของแหล่งเชื้อเพลิงที่ไม่ใช่ฟอสซิลอื่น ๆ บางชนิด (80% สำหรับลม และ 88% สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์) ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
นักเคลื่อนไหวทางการเมืองหลายคนได้เริ่มเรียกร้องให้มีการปลดระวางโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ในประเทศญี่ปุ่นรวมทั้ง Amory Lovins ผู้ซึ่งอ้างว่า "ญี่ปุ่นยากจนในเรื่อง"เชื้อเพลิง" แต่ร่ำรวยที่สุดในกลุ่มประเทศอุตสาหกรรมที่สำคัญทั้งหมดในด้าน"พลังงาน"หมุนเวียนที่สามารถตอบสนองความต้องการพลังงานระยะยาวทั้งหมดของญี่ปุ่นด้วยต้นทุนและความเสี่ยงที่ต่ำกว่าแผนในปัจจุบัน อุตสาหกรรมของญี่ปุ่นสามารถทำได้เร็วกว่าใคร "ถ้า"ผู้กำหนดนโยบายของญี่ปุ่นรับทราบและอนุญาตให้ทำ" เบนจามิน เค Sovacool ยืนยันว่าญี่ปุ่นน่าจะได้ใช้ประโยชน์ในรากฐานพลังงานหมุนเวียนของญี่ปุ่น ญี่ปุ่นมีทั้งหมด "324 GW ของศักยภาพที่สามารถทำได้ในรูปแบบของกังหันลมบนบกและนอกชายฝั่ง (222 GW), โรงไฟฟ้​​าพลังงานความร้อนใต้พิภพ (70 GW), กำลังการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำเพิ่มเติม (26.5 GW), พลังงานแสงอาทิตย์ (4.8 GW) และสารตกค้างทางการเกษตร (1.1 GW)" ทัศนคติจะต้องมีที่นี่เช่นกัน เพื่อจัดหาความต้องการพลังงานทั้งหมดของญี่ปุ่นด้วยลมที่ 2.5 W/m และปฏิบัติงาน / ของเวลา มันต้องการ 127.3 ล้าน คูณด้วย 7,847.8 kWh/ปี ซึ่งจะต้องมีฟาร์มลมที่ครอบคลุม 5 หมื่นล้าน/365 m หรือประมาณ 140,000 กิโลเมตร หรือประมาณ 40% ของพื้นที่ญี่ปุ่นที่ 377,944 km สวนพลังงานแสงอาทิตย์ของเยอรมนีในบาวาเรียผลิตประมาณ 5 W/m ของพื้นที่ ดังนั้นจึงต้องการพื้นที่ 70,000 กิโลเมตร เทคโนโลยีนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์เป็นประเภทหนึ่งของเทคโนโลยีนิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องกับการใช้แบบควบคุมของนิวเคลียร์ที่จะปล่อยพลังงานสำหรับการทำงานที่รวมถึงแรงขับดัน, ความร้อน, และการผลิตกระแสไฟฟ้า. พลังงานนิวเคลียร์ถูกผลิตโดยปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ถูกควบคุมซึ่งจะสร้างความร้อนที่ใช้ในการต้มน้ำ, ผลิตไอน้ำ, และขับกังหันไอน้ำ. กังหันถูกใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าและ/หรือในการทำงานทางกล. ปฏิกิริยานิวเคลียร์
ในการกระทบกันครั้งแรกซึ่งจะเริ่มปฏิกิริยา อนุภาคต้องวิ่งเข้าหากันอย่างใกล้ชิดพอเพื่อให้แรงช่วงสั้นสามารถจะส่งผลต่อกัน เนื่องจากอนุภาคนิวเคลียร์ที่พบมากที่สุดจะมีประจุเป็นบวก ซึ่งหมายความว่าพวกมันจะต้องเอาชนะแรงผลักไฟฟ้าสถิตแรงสูงก่อนที่ปฏิกิริยาจะสามารถเริ่มต้นขึ้น แม้ว่านิวเคลียสเป้าหมายเป็นส่วนหนึ่งของอะตอมที่เป็นกลาง อนุภาคอื่น ๆ จะต้องเจาะลึกไปไกลกว่าเมฆอิเล็กตรอนและเข้าไปใกล้กับนิวเคลียสซึ่งมีประจุบวก ดังนั้นอนุภาคดังกล่าวจะต้องถูกเร่งความเร็วตั้งแต่แรกให้มีพลังงานที่สูง ตัวอย่างเช่น โดย: โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นโรงไฟฟ้าชนิด Baseload คือผลิตพลังงานคงที่ โดยไม่ขึ้นกับกำลังงานที่ต้องการใช้จริง เนื่องจากต้นทุนเชื้อเพลิงมีราคาถูกเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายอื่นๆในการผลิต [1](ในขณะที่โรงไฟฟ้าที่ใช้การต้มน้ำด้วยแหล่งพลังงานอื่น สามารถลดการจ่ายไฟลงครึ่งหนึ่งได้เวลากลางคืนเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิง) กำลังไฟที่หน่วยผลิตจ่ายได้นั้นอาจมีตั้งแต่ 40 เมกะวัตต์ จนถึงเกือบ 2000 เมกะวัตต์ ในปัจจุบันหน่วยผลิตที่สร้างกันมีขอบเขตอยู่ที่ 600-1200 เมกะวัตต์ พลังงานนิวเคลียร์
อุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รวมถึงอุบัติเหตุเชอร์โนบิล (1986) ที่มีประมาณ 60 คนเสียชีวิตจากอุบัติเหตุและคาดว่าในที่สุดแล้วจะมีผู้เสียชีวิตทั้งหมดตั้งแต่ 4000 ถึง 25,000 คนจากโรคมะเร็งที่ซ่อนเร้นในภายหลัง. ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิม่าไดอิจิ (2011) ยังไม่ได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตใดๆที่เกี่ยวข้องกับการกระจายของรังสีและคาดว่าในที่สุดแล้วจะมีผู้เสียชีวิตทั้งหมดตั้งแต่ 0-1000 คน, และอุบัติเหตุที่เกาะสามไมล์ไอส์แลนด์ (1979) ไม่มีผู้เสียชีวิตจากสาเหตุการเกิดโรคมะเร็งหรืออย่างอื่นจากการติดตามการศึกษาของอุบัติเหตุครั้งนี้[50]. อุบัติเหตุที่เกิดกับเรือดำน้ำขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์รวมถึงอุบัติเหตุที่เกิดกับเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K-19 (1961)[48], อุบัติเหตุที่เกิดกับเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K-27(1968)[49], อุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K- 431(1985)[50]. การวิจัยระหว่างประเทศได้ทำอย่างต่อเนื่องในการปรับปรุงด้านความปลอดภัยเช่นโรงงานที่ปลอดภัยแบบพาสซีฟ[162] และความเป็นไปได้ในการใช้งานในอนาคตของนิวเคลียร์ฟิวชัน. พลังงานนิวเคลียร์
การผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนจากแหล่งที่มาเช่นพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์เป็นที่วิพากษ์วิจารณ์ในบางครั้งสำหรับการไม่ต่อเนื่องหรือแปรผัน[203][204]. อย่างไรก็ตาม สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศได้ข้อสรุปว่าการใช้งานของเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน (RETs), เมื่อมันเพิ่มความหลากหลายของแหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้า, จะช่วยให้เกิดความยืดหยุ่นของระบบ. อย่างไรก็ตาม รายงานยังสรุปว่า (หน้า 29): "ที่ระดับสูงของการเจาะกริดโดย RETs ผลกระทบของอุปสงค์ที่ไม่ตรงกันและอุปทานสามารถก่อให้เกิดความท้าทายสำหรับการจัดการของกริด. ลักษณะนี้อาจส่งผลกระทบต่อวิธีการ, และระดับที่, RETs จะสามารถทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลและความสามารถในการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์."[205]. พลังงานนิวเคลียร์
หน่วยงาน NRC ของสหรัฐและกระทรวงพลังงานสหรัฐได้เริ่มต้นการวิจัยในความยั่งยืนของเครื่องปฏิกรณ์ Light water ซึ่งหวังว่าจะนำไปสู่การอนุญาตให้ขยายอายุของใบอนุญาตเครื่องปฏิกรณ์ให้ได้เกิน 60 ปีโดยมีเงื่อนไขว่าการรักษาความปลอดภัยสามารถรักษาได้โดยที่ความสามารถในการปลดปล่อยสารที่ไม่ใช่ CO2โดยเครื่องปฏิกรณ์ที่เกษียนอายุ "อาจจะให้บริการที่จะท้าทายความมั่นคงด้านพลังงานของสหรัฐที่อาจมีผลในการเพิ่มขึ้นของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและนำไปสู่ความไม่สมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทานไฟฟ้า"[257]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่จะช่วยลดปริมาณของเสียระดับสูง, แต่โดยตัวมันเอง มันไม่ได้ลดกัมมันตภาพรังสีหรือลดการกำเนิดความร้อนและดังนั้นจึงย้งมีความจำเป็นในการเก็บของเสียใต้ธรณี. การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่ได้เป็นความขัดแย้งทางการเมืองมานานเพราะมันมีศักยภาพที่จะนำไปสู่การแพร่ขยายนิวเคลียร์เพื่อใช้เป็นอาวุธ, ศักยภาพที่จะเป็นอ่อนแอต่อการก่อการร้ายนิวเคลียร์, การท้าทายหลายอย่างทางการเมืองของการหาที่ตั้งสำหรับพื้นที่เก็บของเสีย (ปัญหาที่เกิดเท่าเทียมกับการกำจัดเชื้อเพลิงใช้แล้วโดยตรง) และเนื่องจากค่าใช้จ่ายที่สูงเมื่อเทียบกับการผ่านกระบวนการเชื้อเพลิงเพียงครั้งเดียว[77]. ในสหรัฐอเมริกา ฝ่ายบริหารของโอบามาก้าวถอยหลังจากแผนการของประธานาธิบดีบุชในเรื่องขนาดเชิงพาณิชย์ของการนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่และได้หวนกลับไปยังโครงการที่เน้นการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่แทน[78]. รังสีแกมมา
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ คือปฏิกิริยาที่เกิดความเปลี่ยนแปลงกับนิวเคลียสของอะตอม ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มหรือการลด โปรตอนหรือนิวตรอนในนิวเคลียสของอะตอม เช่นปฏิกิริยานี้ พลังงานนิวเคลียร์
สถานีพลังงานนิวเคลียร์เพื่อการพานิชย์แห่งแรกของโลก, คาลเดอฮอลล์ที่ Windscale ประเทศอังกฤษถูกเปิดในปี 1956 มีกำลังการผลิตเริ่มต้นที่ 50 เมกะวัตต์ (หลังจากนั้นเป็น 200 MW)[45][46]. เครื่องกำเนิดไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์เครื่องแรกที่เปิดดำเนินงานในประเทศสหรัฐอเมริกาเป็นเครื่องปฏิกรณ์ Shippingport (Pennsylvania, ธันวาคม 1957) พลังงานนิวเคลียร์
การวิเคราะห์วงจรชีวิต (English: Life cycle analysis (LCA)) ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะแสดงพลังนิวเคลียร์เมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งพลังงานหมุนเวียน. การปล่อยมลพิษจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลมีหลายครั้งที่สูงกว่ามาก[180][182][183]. พลังงานนิวเคลียร์
ในปี 1955 "การประชุมที่เจนีวาครั้งแรก"ขององค์การสหประชาชาติ, ในเวลานั้นเป็นที่รวมของนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่ใหญ่ที่สุดในโลก, ประชุมกันเพื่อสำรวจเทคโนโลยี. ในปี 1957 EURATOM ได้รับการเปิดตัวเคียงข้างประชาคมเศรษฐกิจยุโรป (ตัวหลังขณะนี้เป็นสหภาพยุโรป). ในปีเดียวกันยังเห็นการเปิดตัวขององค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (English: International Atomic Energy Agency (IAEA)). พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานลมทั่วโลกมีการเพิ่มขึ้น 26%/ปี, และพลังงานแสงอาทิตย์ 58%/ปี, จากปี 2006-2011, เนื่องจากการแทนที่สำหรับการผลิตไฟฟ้าด้วยความร้อน[273]. พลังงานนิวเคลียร์
เช่นเดียวกับหลายโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแบบเดิมที่ผลิตไฟฟ้าโดยการควบคุมพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล, โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แปลงพลังงานที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของอะตอมผ่านทางนิวเคลียร์ฟิชชันที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์. ความร้อนถูกย้ายออกจากแกนเครื่องปฏิกรณ์โดยระบบระบายความร้อนที่ใช้ความร้อนในการสร้างไอน้ำ, ไอน้ำจะไปขับกังหันไอน้ำที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป แรงนิวเคลียร์
แรงนิวเคลียร์ () คือแรงระหว่างนิวคลีออนสองตัวหรือมากกว่านั้น เป็นเหตุของการยึดเหนี่ยวระหว่างโปรตอนกับนิวตรอนให้อยู่ด้วยกันเป็นนิวเคลียสอะตอมได้ พลังงานนิวเคลียร์ยึดเหนี่ยวที่ปลดปล่อยออกมาทำให้มวลของนิวเคลียสน้อยกว่ามวลรวมของโปรตอนและนิวตรอนรวมกัน แรงนี้เป็นแรงดูดที่มีกำลังแรงระหว่างนิวคลอนที่อยู่ห่างกันประมาณ 1 เฟมโตเมตร (fm) วัดจากจุดศูนย์กลาง แต่จะอ่อนกำลังลงอย่างรวดเร็วที่ระยะห่างมากกว่า 2.5 fm ที่ระยะใกล้กว่า 0.7 fm แรงนี้จะกลายเป็นแรงผลัก และเป็นตัวการสำหรับรูปร่างทางกายภาพของนิวเคลียส เพราะนิวคลีออนจะไม่สามารถเข้าใกล้กันมากกว่าที่แรงนี้ยอมให้เป็นไปได้ นิวเคลียสของอะตอม
พลังงานไม่สมมาตร () (หรือที่เรียกว่า พลังงานพอลลี). พลังงานนี้เกี่ยวข้องกับ หลักการการยกเว้นของพอลลี สมมติว่ามันไม่ได้เป็นพลังงานคูลอมบ์, รูปแบบที่เสถียรมากที่สุดของสสารนิวเคลียร์น่าจะมีจำนวนนิวตรอนเท่ากับจำนวนโปรตอน เนื่องจากจำนวนของนิวตรอนและโปรตอนที่ไม่เท่ากัน จึงเป็นการบ่งบอกถึงการเติมระดับพลังงานที่สูงกว่าสำหรับประเภทหนึ่งของอนุภาค ขณะที่ปล่อยให้ระดับพลังงานที่ต่ำกว่าว่างลงสำหรับประเภทอื่น ปฏิกิริยานิวเคลียร์
นิวตรอน ในทางตรงกันข้าม ไม่มีประจุไฟฟ้าที่จะทำให้เกิดแรงผลัก และสามารถที่จะเริ่มต้นปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่พลังงานต่ำมาก ในความเป็นจริง ที่พลังงานอนุภาคที่ต่ำอย่างมาก (ที่สอดคล้องกับการสมดุลความร้อนที่อุณหภูมิห้อง) ความยาวคลื่นแบบ de Broglie ของนิวตรอนจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก อาจจะเพิ่มภาคตัดขวางการดักจับของมันให้สูงขี้นอย่างมาก ที่ระดับพลังงานใกล้กับค่า resonances ของนิวเคลียสที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นนิวตรอนพลังงานต่ำ"อาจจะ"ทำให้เกิดปฏิกิริยามากกว่านิวตรอนพลังงานสูงด้วยซ้ำ พลังงานนิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นเพียงส่วนหนึ่งของวงจรชีวิตสำหรับพลังงานนิวเคลียร์. กระบวนการเริ่มต้นด้วยการทำเหมืองแร่ (ดูการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม). แร่ยูเรเนียมอยู่ใต้ดิน, เหมืองแร่อาจเป็นแบบเปิดหน้าหลุมหรือการกรองในแหล่งกำเนิด. ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม แร่ยูเรเนียมจะถูกสกัด, มักจะถูกแปลงให้เป็นรูปแบบที่มีความเสถียรและมีขนาดกะทัดรัด เช่น yellowcake จากนั้นจะถูกเคลื่อนย้ายไปยังสถานที่ทำกระบวนการ. ที่นี่ yellowcake จะถูกแปลงเป็น hexafluoride ยูเรเนียม ซึ่งจะถูกทำให้มีสมรรถนะสูงโดยใช้เทคนิคต่างๆ. ณ จุดนี้ยูเรเนียมที่มีสมรรถนะสูงจะมี U-235 ตามธรรมชาติมากกว่า 0.7% จะถูกนำมาใช้ทำแท่งเชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีองค์ประกอบและรูปทรงเรขาคณิตที่เหมาะสม. แท่งเชื้อเพลิงจะใช้งานได้ประมาณ 3 รอบการดำเนินงาน (ปกติรวม 6 ปีในขณะนี้)ภายในเครื่องปฏิกรณ์, โดยทั่วไปจนถึงประมาณ 3 % ของยูเรเนียมของพวกมันจะถูกฟิชชันไป, จากนั้นพวกมันจะถูกย้ายไปยังจุดรวมเชื้อเพลิงใช้แล้ว, ที่จุดนี้ไอโซโทปอายุสั้นที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันจะสามารถสลายตัวไป. หลังจากนั้นประมาณ 5 ปีที่ อยู่ในจุดรวมเชื้อเพลิงใช้แล้ว, เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วนี้จะถูกทำให้เย็นลงโดยวิธีกัมมันตภาพรังสีเพื่อให้อุณหภูมิลดลงพอที่จะจัดการได้ และมันจะถูกย้ายไปยังถังเก็บแห้งหรือไปแปรสภาพ (English: reprecess). เทคโนโลยีนิวเคลียร์
ตั้งแต่การระเบิดที่สองเมืองนั้น, ไม่มีอาวุธนิวเคลียร์ได้ถูกนำไปใช้อย่างก้าวร้าว. อย่างไรก็ตาม, พวกมันกระตุ้นให้เกิดการแข่งขันด้านอาวุธเพื่อพัฒนาระเบิดที่ทำลายล้างได้มากขึ้นเพื่อยับยั้งนิวเคลียร์. เพียงสี่ปีต่อมาเมื่อวันที่ 29 สิงหาคม 1949, สหภาพโซเวียตได้จุดระเบิดอาวุธฟิชชัน RDS-1 เป็นครั้งแรก. สหราชอาณาจักรทำตามเมื่อ 2 ตุลาคม 1952; ฝรั่งเศสเมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ 1960; และประเทศจีน. ประมาณครึ่งหนึ่งของผู้รอดชีวิตจากฮิโรชิมาและนางาซากิเสียชีวิต 2-5 ปีหลังจากนั้นเนื่องจากการสัมผัสรังสี. อาวุธรังสี () เป็นชนิดหนึ่งของอาวุธนิวเคลียร์ที่ออกแบบมาเพื่อแจกจ่ายวัสดุนิวเคลียร์ที่เป็นอันตรายในพื้นที่ของศัตรู. อาวุธดังกล่าวจะไม่ได้มีความสามารถในการระเบิดของฟิชชันหรือฟิวชั่น, แต่จะฆ่าคนจำนวนมากและปนเปื้อนพื้นที่ขนาดใหญ่. อาวุธรังสีไม่เคยถูกนำไปใช้. ในขณะที่มีการพิจารณาว่าไร้ประโยชน์โดยกองทัพธรรมดา, อาวุธดังกล่าวเพิ่มความกังวลเกี่ยวกับการก่อการร้ายนิวเคลียร์. พลังงานนิวเคลียร์
อ้างถึง คณะกรรมการวิทยาศาสตร์ด้านผลกระทบของการแผ่รังสีอะตอมแห่งสหประชาชาติ (English: United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR)), การดำเนินงานโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์สม่ำเสมอที่รวมถึงวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จะมีผลทำให้เรดิโอไอโซโทปถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมเป็นจำนวนถึง 0.0002 mSv (มิลลิ Sievert) ต่อปีของการเสี่ยงสาธารณะเฉลี่ยทั่วโลก[184]. (นั่นเป็นขนาดเล็กเมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงในรังสีพื้นหลังธรรมชาติซึ่งมีค่าเฉลี่ยทั่วโลกที่ 2.4 mSv/a แต่บ่อยครั้งที่แปรเปลี่ยนระหว่าง 1 mSv/a และ 13 mSv/a ขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้งของบุคคลตามที่กำหนดโดย UNSCEAR)[184]. ตามรายงานปี 2008, มรดกที่เหลืออยู่ของอุบัติเหตุโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ที่เลวร้ายที่สุด (ภัยพิบัติเชอร์โนบิล) เป็น 0.002 mSv/a ในความเสี่ยงเฉลี่ยทั่วโลก (ตัวเลขที่เป็น 0.04 mSv ต่อคนเฉลี่ยกับประชาชนทั้งหมดในซีกโลกเหนือในปีที่เกิดอุบัติเหตุในปี 1986, ถึงแม้จะสูงกว่าอย่างมากในหมู่ประชากรท้องถิ่นและคนงานกู้คืนที่ได้รับผลกระทบมากที่สุด)[184]. พลังงานนิวเคลียร์
กำลังการผลิตนิวเคลียร์ที่ติดตั้งเรียบร้อยแล้วได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในขั้นต้น, โดยเพิ่มขึ้นจากน้อยกว่า 1 กิกะวัตต์ (GW) ใน 1960 เป็น 100 GW ในปี 1970s และ 300 GW ในปลายปี 1980s. ตั้งแต่ปลายปี 1980s กำลังการผลิตทั่วโลกได้เพิ่มขึ้นช้าลงอย่างมาก, คือมีเพียง 366 GW ในปี 2005. ระหว่างราวปี 1970 และปี 1990, มากกว่า 50 GW ของกำลังการผลิตอยู่ระหว่างการก่อสร้าง (สูงสุดมากกว่า 150 GW ในช่วงปลายยุค 70s และช่วงต้นยุค 80s), ในปี 2005, ประมาณ 25 GW ของกำลังการผลิตใหม่มีการวางแผน. มากกว่าสองในสามของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ทั้งหมดที่ถูกสั่งซื้อหลังมกราคม 1970 ถูกยกเลิกในที่สุด[47]. รวมแล้ว 63 หน่วยนิวเคลียร์ถูกยกเลิกในสหรัฐอเมริการะหว่างปี 1975 และ 1980[52]. พลังงานนิวเคลียร์
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ก่อให้เกิดสภาพอากาศสุดขั้วเช่นคลื่นความร้อน, ระดับความชื้นในอากาศลดลงและภัยแล้งอาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในโครงสร้างพื้นฐานของพลังงานนิวเคลียร์[185]. น้ำทะเลเป็นตัวกัดกร่อน ดังนั้นการจัดหาพลังงานนิวเคลียร์มีแนวโน้มที่จะได้รับผลกระทบทางลบจากปัญหาการขาดแคลนน้ำจืด[185]. ปัญหาทั่วไปนี้อาจกลายเป็นปัญหามากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป[185]. สิ่งนี้สามารถบังคับให้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ปิดตัวลงได้อย่างที่เกิดขึ้นในฝรั่งเศสในช่วงคลื่นความร้อนปี 2003 และ 2006. อุปทานพลังงานนิวเคลียร์ได้ลดลงอย่างรุนแรงจากอัตราการไหลของแม่น้ำที่ต่ำและภัยแล้งซึ่งหมายความว่าแม่น้ำได้มาถึงจุดอุณหภูมิสูงสุดสำหรับหล่อเย็นเครื่องปฏิกรณ์[185]. ในระหว่างที่เกิดคลื่นความร้อน, เครื่องปฏิกรณ์ 17 เครื่องต้องจำกัดการส่งพลังงานออกหรือปิดตัวลง. 77% ของกระแสไฟฟ้าในฝรั่งเศสถูกผลิตโดยพลังงานนิวเคลียร์และในปี 2009 สถานการณ์ที่คล้ายกันสร้างปัญหาการขาดแคลนถึง 8GW และบังคับให้รัฐบาลฝรั่งเศสต้องนำเข้าไฟฟ้า[185]. กรณีอื่นๆได้รับรายงานจากเยอรมนีที่อุณหภูมิสูงได้ลดการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ 9 ครั้ง เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงระหว่างปี 1979 และ 2007[185]. โดยเฉพาะอย่างยิ่ง: พลังงานนิวเคลียร์
บทความหลัก: เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, เครื่องปฏิกรณ์แบบ ฺBreeder และ พลังงานนิวเคลียร์ที่มีการเสนอให้เป็นพลังงานทดแทน พลังงานการสลายตัว
พลังงานการสลายตัว (decay energy) เป็นพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี การสลายตัวของสารกัมมันตรังสีคือกระบวนการที่Radioactive decay is the process in which an unstable นิวเคลียสอะตอมที่ไม่เสถียรสูญเสียพลังงานโดยปล่อยอนุภาคอิออนและรังสี การสลายหรือสูญเสียพลังงานนี้ เป็นผลในอะตอมรูปแบบหนึ่งนิวไคลด์ต้นกำเนิดเปลี่ยนเป็นอะตอมอีกรูปแบบที่เรียกว่านิวไคลด์ลูก พลังงานนิวเคลียร์
ในปี 2011 "นักเศรษฐศาสตร์"รายงานว่าพลังงานนิวเคลียร์"ดูอันตราย, ไม่เป็นที่นิยม, มีราคาแพงและมีความเสี่ยง" และ "มันสามารถแทนที่ด้วยความค่อนข้างและสามารถถูกละเลยที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างขนาดใหญ่ในวิธีที่โลกทำงาน"[262]. พลังงานนิวเคลียร์
การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์จะต้องคำนึงถึงผู้ที่แบกรับความเสี่ยงของความไม่แน่นอนในอนาคต. ในวันนี้โรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์ที่กำลังดำเนินงานทั้งหมดได้รับการพัฒนาโดยรัฐเป็นเจ้าของหรือหน่วยงานยูทิลิตี้ผูกขาดที่รัฐกำกับดูแล[154], ในขณะที่หลายความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง, ประสิทธิผลการดำเนินงาน, ราคาเชื้อเพลิง, ความรับผิดสำหรับอุบัติเหตุและปัจจัยอื่นๆจะตกเป็นภาระของผู้บริโภคมากกว่าผู้ให้บริการ. นอกจากนี้ เนื่องจากความรับผิดที่อาจเกิดขึ้นจากการเกิดอุบัติเหตุนิวเคลียร์มีมาก, ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของความรับผิดการประกันภัยทั่วไปจะถูกจำกัด/ตัดยอดจากรัฐบาล, ซึ่งคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงานของสหรัฐได้สรุปว่าประกอบด้วยเงินอุดหนุนอย่างมีนัยสำคัญ[155]. หลายประเทศในขณะนี้ได้เปิดเสรีตลาดไฟฟ้าเพื่อที่ความเสี่ยงเหล่านี้, และความเสี่ยงของคู่แข่งที่ถูกกว่าที่เกิดขึ้นก่อนที่ค่าใช้จ่ายเงินทุนจะถูกกู้คืน, จะตกเป็นภาระของผู้สร้างและผู้ดำเนินการโรงงานแทนที่จะเป็นของผู้บริโภค, ที่นำไปสู่​​การประเมินผลที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญของเศรษฐกิจของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์แห่งใหม่[156]. พลังงานนิวเคลียร์
การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่อาจมีศักยภาพที่จะสามารถกู้คืนได้ถึง 95% ของยูเรเนียมและพลูโตเนียมที่เหลืออยู่ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว, ทำให้มันเป็นเชื้อเพลิงใหม่ผสมออกไซด์. ขบวนการนี้จะลดการผลิตกัมมันตภาพรังสีในระยะยาวภายในของเสียที่เหลือ, เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ได้นี้เป็นผลิตภัณฑ์ฟิชชันอายุสั้นขนาดใหญ่และจะลดปริมาตรของมันลงกว่า 90%. การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ของเชื้อเพลิงจากเครื่องปฏิกรณ์พลเรือนปัจจุบันจะทำอยู่ในสหราชอาณาจักร, ฝรั่งเศส และ รัสเซีย(ในอดีต), เร็วๆนี้จะมีการปรับในประเทศจีนและอาจเป็นอินเดีย, และกำลังจะถูกดำเนินการในระดับกว้างในประเทศญี่ปุ่น. การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่อย่างเต็มศักยภาพยังไม่ประสบความสำเร็จเพราะต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบ breeder, ที่ยังไม่มีใช้ในเชิงพาณิชย์. ฝรั่งเศสได้อ้างถีงการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ที่​​ประสบความสำเร็จสูงสุด แต่ในปัจจุบัน มันทำการรีไซเคิลได้เพียง 28% (โดยมวล)ของการใช้เชื้อเพลิงต่อปีเท่านั้น, 7% ภายในฝรั่งเศสและอีก 21% ในรัสเซีย[146] พลังงานนิวเคลียร์
สหรัฐอเมริกาผลิตพลังงานนิวเคลียร์มากที่สุดด้วยพลังงานนิวเคลียร์สูงถึง 19%[90] ของกระแสไฟฟ้าที่ใช้. ในขณะที่ฝรั่งเศสผลิตเป็นเปอร์เซ็นต์สูงสุดของพลังงานไฟฟ้าจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ถึง 80% ณ ปี 2006[91]. ในสหภาพยุโรปโดยรวม, พลังงานนิวเคลียร์ผลิตได้ 30% ของไฟฟ้า[92]. นโยบายพลังงานนิวเคลียร์มีความแตกต่างในระหว่างประเทศของสหภาพยุโรป และบางส่วนเช่น ออสเตรีย, เอสโตเนีย, ไอร์แลนด์ และอิตาลี ไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใช้งานอยู่. ในการเปรียบเทียบ ฝรั่งเศสมีโรงไฟฟ้าประเภทนี้จำนวนมาก, ที่มี 16 สถานีที่มีเครื่องปฏิกรมากกว่าหนึ่งเครื่องในการใช้งานในปัจจุบัน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
อีกด้านหนึ่ง, ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง, หรือทุนอื่นๆนอกจากนี้, มาตรการเพื่อลดภาวะโลกร้อนเช่นภาษีคาร์บอนหรือการซื้อขายการปลดปล่อยคาร์บอน, ยิ่งเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์. ประสิทธิภาพที่ก้าวหน้าถูกคาดหวังว่าจะประสบความสำเร็จผ่านการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงยิ่งขึ้น, เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ Generation III สัญญาว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพด้านเชื้อเพลิงมากขึ้นอย่างน้อย 17%, และมีค่าใช้จ่ายเงินทุนลดลง, ในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์ Generation IV ในอนาคตสัญญาว่าจะมีประสิทธิภาพด้านเชื้อเพลิงมากขึ้น 10,000-30,000% และไม่เกิดกากนิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
นอกเหนือจากการใช้งานเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในทางทหาร, ยังมีเหตุผลทางการเมืองที่จะติดตามการใช้งานพลังงานปรมาณูด้านพลเรือน. ประธานาธิบดีสหรัฐ ดไวต์ ไอเซนฮาว ได้กล่าวสุนทรพจน์เกี่ยวกับ'พลังงานปรมาณูเพื่อสันติ'ที่มีชื่อเสียงของเขาที่'สมัชชาใหญ่องค์การสหประชาชาติ'เมื่อวันที่ 8 ธันวาคม 1953. ศิลปะทางการทูตแบบนี้นำไปสู่​​การแพร่กระจายของเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์ให้กับสถาบันต่างๆของสหรัฐอเมริกาและทั่วโลก พลังงานนิวเคลียร์
การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี (English: Radioactive Decay) ได้ถูกนำมาใช้ในระดับที่ค่อนข้างเล็ก (ไม่กี่กิโลวัตต์) ซึ่งส่วนใหญ่ให้พลังกับภารกิจและการทดลองในอวกาศโดยใช้เครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริกเรดิโอไอโซโทป (English: radioisotope thermoelectric generator) เช่น การพัฒนาในห้องปฏิบัติการแห่งชาติไอดาโฮ. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์ต้องคำนึงถึงผู้ที่แบกความเสี่ยงของความไม่แน่นอนในอนาคต. ในวันนี้ ทั้งหมดของการดำเนินงานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้รับการพัฒนาโดยการผูกขาดที่รัฐเป็นเจ้าของหรือรัฐควบคุมยูทิลิตี้[13] ในขณะที่หลายความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง, ผลการดำเนินงาน, ราคาเชื่อเพลิง, และปัจจัยอื่นๆ ถูกแบกโดยผู้บริโภคแทนที่จะเป็นผู้ให้บริการ. ขณะนี้หลายประเทศได้เปิดเสรีตลาดไฟฟ้าโดยที่ความเสี่ยงเหล่านี้, และความเสี่ยงของคู่แข่งราคาถูกกว่าที่เกิดขึ้นก่อนที่ค่าใช้จ่ายเงินทุนจะได้รับการกู้คืน, จะตกเป็นภาระของผู้ผลิตและผู้ประกอบการโรงงานมากกว่าผู้บริโภค, ซึ่งนำไปสู่​​การประเมินผลที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญของเศรษฐกิจของพลังงานนิวเคลียร์ใหม่[14]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
การแปลงให้เป็นพลังงานไฟฟ้าเกิดขึ้นทางอ้อม เช่นเดียวกับในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนธรรมดาทั่วไป ความร้อนเกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (เครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา) ไอของน้ำ (ไอน้ำ) ถูกผลิตขึ้นโดยตรงหรือโดยอ้อม จากนั้น ไอน้ำแรงดันสูงมักจะจ่ายให้กับกังหันไอน้ำในหลายขั้นตอน กังหันไอน้ำในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของประเทศตะวันตกมักอยู่ในหมู่กังหันไอน้ำที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยสร้าง หลังจากผ่านกังหันไอน้ำ ไอน้ำมีการขยายตัวและบางส่วนก็ควบแน่น ไอน้ำที่เหลือจะควบแน่นในคอนเดนเซอร์ คอนเดนเซอร์เป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งจะเชื่อมต่อกับฝั่งด้านรองเช่นแม่น้ำหรือหอหล่อเย็น จากนั้น น้ำจะถูกสูบกลับเข้ามาในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และวงจรก็เริ่มต้นอีกครั้ง วัฏจักรของน้ำกับไอเป็นไปตามวงจรของ "Rankine cycle" พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ บางครั้งใช้แทนกันกับคำว่า พลังงานปรมาณู นอกจากนี้พลังงานนิวเคลียร์ยังครอบคลุมไปถึงพลังงานรังสีเอกซ์ด้วย (พ.ร.บ. พลังงานเพื่อสันติ ฉบับที่ 2 พ.ศ. 2508) พลังงานนิวเคลียร์ สามารถปลดปล่อยออกมาเป็นพลังงานหลายรูปแบบ เช่น พลังงานความร้อน รังสีแกมมา อนุภาคเบต้า อนุภาคอัลฟา อนุภาคนิวตรอน เป็นต้น พลังงานนิวเคลียร์
บทความหลัก: en:List of nuclear power groups พลังงานนิวเคลียร์
ในปี 2011 นักวิเคราะห์ของดอยซ์แบงค์สรุปว่า "ผลกระทบทั่วโลกของอุบัติเหตุ Fukushima คือการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในการรับรู้ของประชาชนเกี่ยวกับวิธีที่ประเทศจะจัดลำดับและให้คุณค่าแก่สุขภาพของประชาชน, ความปลอดภัย, ความมั่นคงและสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติเมื่อพิจารณาวิถีการใช้พลังงานในปัจจุบันและอนาคต". ผลก็คือ "พลังงานหมุนเวียนจะเป็นผู้ชนะในระยะยาวที่ชัดเจนในระบบพลังงานส่วนใหญ่, บทสรุปที่ได้รับการสนับสนุนโดยการสำรวจของผู้มีสิทธิออกเสียงจำนวนมากที่ดำเนินการในช่วงไม่กี่สัปดาห์ที่ผ่านมา. ในขณะเดียวกัน เราจะพิจารณาก๊าซธรรมชาติให้เป็น, อย่างน้อยที่สุด ,เชื้อเพลิงสำหรับการเปลี่ยนผ่านที่สำคัญ, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคเหล่านั้นที่มีการพิจารณาว่ามันมีความมั่นคง"[264]. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ แกนปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ตัวหน่วงความเร็วนิวตรอน (English: Neutron moderator) ตัวดูดซับนิวตรอน (English: Neutron poison หรือ Neutron Absorber) Neutron howitzer (เป็นแหล่งจ่ายนิวตรอนที่แน่นอนเพื่อเรื่มต้นปฏิกิริยาใหม่หลังจากการ shutdown) ตัวหล่อเย็น (บ่อยครั้งที่ Neutron Moderator และตัวหล่อเย็นจะเป็นตัวเดียวกัน, ปกติทั้งสองตัวเป็นน้ำบริสุทธ์) แท่งควบคุม ถ้าสอดเข้าไปจนสุดจะดูดซับนิวตรอนจนหมด อ่างปฏิกรณ์ ปั้มป้อนน้ำหม้อต้ม ตัวผลิตไอน้ำ (ไม่มีใน BWRs) กังหันไอน้ำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวควบแน่น(เครื่องที่เปลี่ยนก๊าซหรือไอน้ำให้เป็นของเหลว) หอเย็น (ไม่จำเป็นเสมอ) Radwaste System (ส่วนหนึ่งของโรงงานเพื่อจัดการกับกากรังสี) ชั้นเติมเชื้อเพลิง (English: Refueling floor) บ่อรวบรวม เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว (English: spent nuclear fuel (SNF)) ระบบรักษาความปลอดภัยนิวเคลียร์ ระบบป้องกันปฏิกรณ์ (English: Reactor Protective System (RPS)) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าฉุกเฉินเครื่องดีเซล ระบบหล่อเย็นแกนฉุกเฉิน (English: Emergency Core Cooling Systems (ECCS)) ระบบควบคุมของเหลวสำรอง (การฉีดโบรอนฉุกเฉิน, เฉพาะใน BWRs เท่านั้น) ระบบน้ำบริการหลัก (English: Essential service water system (ESWS)) อาคารคลุมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (English: Containment building) อาคารหรือสิ่งก่อสร้างชั้นนอกที่ออกแบบให้มีความแข็งแรงเป็นพิเศษเพื่อป้องกันเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จากอุบัติภัยภายนอก และเพื่อไม่ให้สารกัมมันตรังสีแพร่กระจายออกสู่สิ่งแวดล้อมกรณีเกิดอุบัติเหตุภายในอาคารหรือสิ่งกักกั้นชำรุดหรือเสียหาย[21] ห้องควบคุม สิ่งอำนวยความสะดวกการดำเนินงานฉุกเฉิน สิ่งอำนวยความสะดวกการฝึกอบรมนิวเคลียร์ (ปกติจะมีเครื่องจำลองห้องควบคุมอยู่ภายใน) พลังงานนิวเคลียร์
ชาณิกา ไชฮะกิจ จากสำนักงานพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ สมพร จองคำ กองฟิสิกส์ พปส พลังงานนิวเคลียร์
ตั้งแต่พลังงานนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์เริ่มขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1950, ปี 2008 เป็นปีแรกที่ ไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่ที่ถูกเชื่อมต่อกับกริด แม้ว่าจะมีสองเครื่องได้รับการเชื่อมต่อในปี 2009[87][88]. ปฏิกิริยานิวเคลียร์
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ในธรรมชาติจะเกิดขึ้นจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างรังสีคอสมิกและสสาร และปฏิกิริยานิวเคลียร์สามารถถูกประดิษฐ์ขึ้นเพื่อให้ได้พลังงานนิวเคลียร์ในอัตราที่ปรับได้ตามความต้องการ บางทีปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่โดดเด่นมากที่สุดจะเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ในวัสดุที่แตกตัวได้ () เพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นและปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันต่างๆขององค์ประกอบเบาที่ผลิตพลังงานให้กับดวงอาทิตย์และดวงดาวทั้งหลาย ทั้งสองประเภทในการเกิดปฏิกิริยานี้ถูกใช้ในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์ สมมูลทีเอ็นที
กิโลตันและเมกะตันของทีเอ็นที เดิมใช้วัดอัตราพลังงานที่ปลดปล่อยออกมา และใช้วัดอำนาจทำลายล้างของอาวุธนิวเคลียร์ หน่วยนี้ถูกเขียนไว้ในสนธิสัญญาควบคุมอาวุธนิวเคลียร์หลายฉบับ และระบุอำนาจทำลายล้างเมื่อเทียบกับระเบิดธรรมดาอย่างทีเอ็นที ล่าสุด สมมูลทีเอ็นทีใช้อธิบายพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาในเหตุการณ์ทำลายล้างสูงอื่น อาทิ การพุ่งชนของอุกกาบาต อย่างไรก็ตาม ทีเอ็นทีมิใช่ระเบิดตามแบบที่มีพลังงานมากที่สุด ตัวอย่างเช่น ไดนาไมต์มีความหนาแน่นของพลังงานมากกว่าทีเอ็นที 60% พลังงานนิวเคลียร์
หลังจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ Fukushima Daiichi ในปี 2011 ค่าใช้จ่ายต่างๆคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในการดำเนินงานปัจจุบันและในการก่อสร้างโรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์แห่งใหม่, เนื่องจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้วบนสถานที่ตั้งและการออกแบบที่ถูกยกระดับสำหรับภัยคุกคามขั้นพื้นฐานมากมาย[157]. พลังงานนิวเคลียร์
Environmentalists for Nuclear Energy (ระหว่างประเทศ) Nuclear Industry Association (สหราชอาณาจักร) World Nuclear Association, พันธมิตรของกลุ่มบริษัทที่เชื่อมโยงกับการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ (ระหว่างประเทศ) International Atomic Energy Agency (IAEA) Nuclear Energy Institute (สหรัฐ) American Nuclear Society (สหรัฐ) United Kingdom Atomic Energy Authority (สหราชอาณาจักร) EURATOM (ยุโรป) European Nuclear Education Network (ยุโรป) Atomic Energy of Canada Limited (คานาดา) ปฏิกิริยานิวเคลียร์
ดังนั้นพลังงานที่ปล่อยออกมาจะเท่ากับ 0.0238 × 931 MeV = 22.2 MeV ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์
ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ () เกิดขึ้นเมื่อปฏิกิริยานิวเคลียร์หนึ่งทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์อื่นต่อไปอีก นำไปสู่การเพิ่มจำนวนตนเองของปฏิกิริยาเหล่านี้อย่างต่อเนื่อง ปฏิกิริยานิวเคลียร์หนึ่ง ๆ อาจเป็นฟิชชันของไอโซโทปหนัก (เช่น ยูเรเนียม 235) หรือฟิวชั่นของไอโซโทปเบา (เช่น ดิวทีเรียมหรือทริเทียม) ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์จะปลดปล่อยพลังงานออกมามากกว่าปฏิกิริยาเคมีหลายล้านเท่า พลังงานนิวเคลียร์
บทความหลัก: en:Nuclear fuel cycle เทคโนโลยีนิวเคลียร์
อาวุธนิวเคลียร์เป็นอาวุธทำลายล้างที่รู้จักกันมากที่สุด - แม่แบบของอาวุธแห่งการทำลายล้าง. ตลอดช่วงสงครามเย็น, อำนาจของฝ่ายตรงข้ามมีคลังแสงนิวเคลียร์ขนาดใหญ่, เพียงพอที่จะฆ่าได้หลายร้อยล้านคน. รุ่นของคนที่เติบโตขึ้นมาภายใต้ร่มเงาของการทำลายล้างด้วยนิวเคลียร์, สร้างออกมาเป็นภาพในภาพยนตร์เช่น "Dr. Strangelove" และ "The Atomic Cafe". พลังงานนิวเคลียร์
ปัจจุบัน เครื่องปฏิกรณ์แบบ light water มีการใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ค่อนข้างไม่มีประสิทธิภาพด้วยการทำปฏิกิริยาฟิชชันกับไอโซโทปของยูเรเนียม-235 ที่หายากมากเท่านั้น. การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่(English: Nuclear reprocessing)สามารถนำกากของเสียนี้กลับมาใช้ใหม่ได้, และการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น, เช่นเครื่องปฏิกรณ์ Generation III ที่กำลังก่อสร้างในปัจจุบันได้ประลบความสำเร็จในการเผาไหม้ทรัพยากรที่มีอยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ สูงกว่าเครื่องปฏิกรณ์ generation II รุ่นโบราณในปัจจุบัน ที่สร้างขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของเครื่องปฏิกรณ์ทั่วโลก[104]. พลังงานนิวเคลียร์
อุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ตามที่เบนจามินเค Sovacool, อยู่ในตำแหน่งอันดับแรกในแง่ของค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจที่คิดเป็นร้อยละ 41 ของความเสียหายของทรัพย์สินทั้งหมดที่เป็นผลมาจากอุบัติเหตุพลังงาน[167]. อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ที่นำเสนอในวารสารต่างประเทศ "การประเมินความเสี่ยงเชิงนิเวศน์และมนุษย์" พบว่าถ่านหิน, น้ำมัน, ก๊าซปิโตรเลียมเหลวและอุบัติเหตุน้ำมีค่าใช้จ่ายมากขึ้นกว่าการเกิดอุบัติเหตุจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์[168]. อาวุธนิวเคลียร์
อาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์สมัยใหม่ที่หนักกว่า 1,100 กิโลกรัมเล็กน้อย สามารถก่อให้เกิดแรงระเบิดเทียบเท่ากับการจุดระเบิดทีเอ็นทีมากกว่า 1.2 ล้านตัน ดังนั้น กระทั่งวัตถุนิวเคลียร์ลูกเล็กๆ ที่ขนาดไม่ใหญ่ไปกว่าระเบิดธรรมดา สามารถทำลายล้างนครทั้งนครได้ ด้วยแรงระเบิด ไฟและกัมมันตรังสี อาวุธนิวเคลียร์ถูกพิจารณาว่าเป็นอาวุธอานุภาพทำลายล้างสูง และการใช้และควบคุมอาวุธนิวเคลียร์ได้กลายเป็นจุดสนใจสำคัญของนโยบายความสัมพันธ์ระหว่างประเทศนับแต่ถือกำเนิดขึ้น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
คณะกรรมการนโยบายพลังงานแห่งชาติ ได้บรรจุในแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้า โดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ กำหนดให้มีโรงไฟฟ้าในปี พ.ศ. 2563-2564 รวมกำลังผลิต 4,000 เมกะวัตต์ หรือจะเท่ากับปริมาณโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 4 โรงนั้น ระยะเวลาการก่อสร้างต่อโรงอยู่ที่ประมาณ 6-7 ปี [98] พลังงานนิวเคลียร์
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นมีศักยภาพที่จะปลอดภัยมากกว่าและสร้างกากกัมมันตรังสีน้อยกว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชัน[280][281]. ปฏิกิริยาเหล่านี้ปรากฏว่ามีศักยภาพที่จะทำงานได้, แม้ว่าในทางเทคนิคค่อนข้างยากและยังต้องถูกสร้างขึ้นในขนาดที่สามารถถูกนำมาใช้ในโรงงานผลิตไฟฟ้าที่ทำงานได้. พลังงานฟิวชั่นได้อยู่ภายใต้การตรวจสอบในทางทฤษฎีและการทดลองตั้งแต่ปี 1950s. ดาวฤกษ์
มีรูปแบบปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นที่แตกต่างกันมากมายเกิดขึ้นในใจกลางของดาวฤกษ์ ขึ้นกับมวลและองค์ประกอบของดาวนั้น ๆ โดยปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของการสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์ มวลสุดท้ายของนิวเคลียสอะตอมที่หลอมตัวที่น้อยกว่าค่ารวมขององค์ประกอบทั้งหมด มวลที่สูญเสียไปนั้นกลายไปเป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า ตามสมการความสมมูลระหว่างมวล-พลังงาน คือ E=mc</i>²[1] ปฏิกิริยานิวเคลียร์
นี้เป็นจำนวนที่มากของพลังงานสำหรับปฏิกิริยานิวเคลียร์หนึ่ง จำนวนที่สูงมากนี้เป็นเพราะพลังงานยึดเหนี่ยวต่อ'นิวคลีออน'ของนิวเคลียสของฮีเลียม-4 ที่สูงผิดปกติ เพราะนิวเคลียสของ He-4 เป็น "วิเศษสองเท่า" (นิวเคลียสของ He-4 จะเสถียรแบบที่ไม่ปกติและถูกผูกมัดกันไว้อย่างแน่นหนาด้วยเหตุผลเดียวกันกับที่อะตอมของฮีเลียมเป็นก๊าซเฉื่อย นั่นคือ แต่ละคู่ของโปรตอนและนิวตรอนใน He-4 ครอบครองวงโคจรนิวเคลียร์เต็ม 1s ในลักษณะเดียวกับที่คู่ของอิเล็กตรอนในอะตอมของฮีเลียมครอบครองวงโคจรอิเล็กตรอนเต็ม 1s) ด้วยเหตุนี้อนุภาคแอลฟาจะปรากฏขึ้นบ่อยครั้งทางด้านขวามือของปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์
ค่าใช้จ่ายของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นในขณะที่ค่าใช้จ่ายในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมจะลดลง[211] ประมาณปี 2011, พลังงานลมไม่แพงไปกว่าก๊าซธรรมชาติ [ต้องการอ้างอิง] และกลุ่มต่อต้านนิวเคลียร์ได้ชี้ให้เห็นว่าในปี 2010 พลังงานแสงอาทิตย์มีราคาถูกกว่าพลังงานนิวเคลียร์[212][213]. ข้อมูลจาก EIA ในปี 2011 คาดว่าในปี 2016 พลังงานแสงอาทิตย์จะมีค่าใช้จ่ายในการผลิตกระแสไฟฟ้าเกือบสองเท่าของการผลิตด้วยนิวเคลียร์ (21¢/กิโลวัตต์ชั่วโมงสำหรับแสงอาทิตย์, 11.39¢/กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงสำหรับนิวเคลียร์) และจากลมค่อนข้างน้อย (9.7¢/kWh)[214]. อย่างไรก็ตาม EIA ของสหรัฐอเมริกายังได้เตือนว่าค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิงของแหล่งที่มาที่ไม่สม่ำเสมอเช่นลมและพลังงานแสงอาทิตย์จะไม่สามารถเทียบได้โดยตรงกับค่าใช้จ่ายของแหล่งที่มาที่ "dispatchable" (แหล่งที่สามารถปรับเปลี่ยนเพื่อตอบสนองกับความต้องการได้)[215]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
มักจะมีการอ้างว่าสถานีนิวเคลียร์มีความยืดหยุ่นในการส่งออกพลังงาน, หมายความว่ารูปแบบอื่นๆของพลังงานจะต้องตอบสนองความต้องการสูงสุด. ขณะที่มันเป็นจริงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่จำนวนมาก, สิ่งนี้อาจไม่เป็นจริงอีกต่อไปอย่างน้อยก็สำหรับการออกแบบที่ทันสมัยบางแบบ[86]. พลังงานนิวเคลียร์
ต่อมาในปี 1954 ลูอิส สเตราส์ ประธานของคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูสหรัฐอเมริกาในขณะนั้น (AEC สหรัฐอเมริกา, บรรพบุรุษของคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงานสหรัฐอเมริกาและกรมพลังงานสหรัฐ), พูดถึงไฟฟ้าในอนาคตว่าเป็นของ "ราคาถูกเกินกว่าที่จะคิดมิเตอร์"[42]. สเตราส์อาจจะหมายถึงไฮโดรเจนฟิวชั่น[43], ซึ่งในเวลานั้นกำลังได้รับการพัฒนาอย่างลับๆโดยเป็นส่วนหนึ่งของ'โครงการเชอร์วู้ด', แต่คำพูดของสเตราส์ได้รับการตีความว่าเป็นสัญญาอันหนึ่งของพลังงานราคาถูกมากจากนิวเคลียร์ฟิชชัน. ตัว AEC ของสหรัฐเองได้ออกคำเบิกความที่ไกลความจริงมากขึ้นเกี่ยวกับนิวเคลียร์ฟิชชันต่อสภาคองเกรสสหรัฐเพียงไม่กี่เดือนก่อนหน้านั้น, ที่คาดว่า "ค่าใช้จ่ายสามารถทำให้ลดลงไป ... [ที่] ... ประมาณว่าเท่ากับค่าใช้จ่ายของการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งเดิม .. "[44]. ความผิดหวังที่สำคัญจะพัฒนาต่อไปในภายหลังเมื่อโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ใหม่ไม่ได้ให้พลังงานที่ "ถูกเกินกว่าที่จะคิดมิเตอร์". พลังงานนิวเคลียร์
อ่านเพิ่มเติม: รายชื่อของหน่วยนิวเคลียร์ที่คาดหวังในสหรัฐอเมริกา, พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศสหรัฐอเมริกา, นโยบายพลังงานนิวเคลียร์, และบรรเทาภาวะโลกร้อน พลังงานนิวเคลียร์
ฝ่ายเสนอของพลังงานนิวเคลียร์ยืนยันว่าพลังงานนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนและเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานโดยการลดการพึ่งพาแหล่งพลังงานที่นำเข้า[14]. ผู้เสนอยังอ้างต่อไปว่าพลังงานนิวเคลียร์แทบจะไม่ผลิตมลพิษทางอากาศทั่วไปอย่างสื้นเชิง, เช่นก๊าซเรือนกระจกและหมอกควัน, ในทางตรงกันข้ามกับทางเลือกหลักที่นำโดยเชื้อเพลิงฟอสซิล[191]. พลังงานนิวเคลียร์สามารถผลิตพลังงานที่มีพื้นฐานจากโหลดแตกต่างจากพลังงานหมุนเวียนจำนวนมากที่มีแหล่งพลังงานที่ไม่สม่ำเสมอ, ขาดวิธีในการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่และราคาถูก[192]. M. King Hubbert เห็นว่าน้ำมันเป็นทรัพยากรที่จะหมดไปและเสนอพลังงานนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงานทดแทน[193]. ฝ่ายเสนออ้างต่อไปอีกว่าความเสี่ยงในการจัดเก็บขยะมีน้อยและสามารถจะลดลงไปได้อีกโดยใช้เทคโนโลยีใหม่ล่าสุดในเครื่องปฏิกรณ์รุ่นใหม่, และสถิติความปลอดภัยในการดำเนินงานในโลกตะวันตกก็ดีเลิศเมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้​​าชนิดอื่นๆที่สำคัญ [194]. เทคโนโลยีนิวเคลียร์
เป็นที่ชัดเจนแล้วว่าแหล่งของพลังงานที่สุดยอดบนพื้นดินมากที่สุดคือนิวเคลียร์โดยผ่านการฉายรังสีจากดวงอาทิตย์ที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ของดวงดาว หรือโดยการสลายกัมมันตรังสีของยูเรเนียมภายในโลกซึ่งเป็นแหล่งที่มาหลักของพลังงานความร้อนใต้พิภพ พลังงานนิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์ฟิชชันในปัจจุบันที่ดำเนินงานอยู่ทั่วโลกเป็นระบบ generation ที่สองหรือที่สาม, ที่ส่วนใหญ่ของระบบ generation ที่หนึ่งได้ถูกปลดประจำการไปนานแล้ว. การวิจัยในการผลิตเครื่องปฏิกรณ์ Generation IV เริ่มต้นอย่างเป็นทางการโดย Generation IV International Forum (GIF) ตามเป้าหมายแปดเทคโนโลยี, ที่รวมถึงการปรับปรุงความปลอดภัยนิวเคลียร์, การปรับปรุงความต้านทานการแพร่ขยาย, การลดของเสีย, การปรับปรุงการใช้ทรัพยากรทางธรรมชาติ, ความสามารถในการใช้กากนิวเคลียร์ที่มีอยู่ในการผลิตกระแสไฟฟ้า, และลดค่าใช้จ่ายในการสร้างและดำเนินการโรงงานดังกล่าว. ส่วนใหญ่ของเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญจากเครื่องปฏิกรณ์ light water ที่ดำเนินการในปัจจุบัน, และมักจะไม่คาดว่าจะมีให้ใช้สำหรับการก่อสร้างเชิงพาณิชย์ก่อนปี 2030[274]. พลังงาน
ในทำนองเดียวกัน พลังงานทั้งหมดจะปรากฏเป็นจำนวนสัดส่วนของมวล ตัวอย่างเช่นการเพิ่ม 25 กิโลวัตต์-ชั่วโมง (90 megajoules) ของรูปแบบใด ๆ ของพลังงานให้กับวัตถุหนึ่งจะเพิ่มมวลของวัตถุนั้นอีก 1 ไมโครกรัม หากคุณมีเครื่องชั่งมวลที่ไวพอ การเพิ่มขึ้นของมวลนี้สามารถวัดได้ ดวงอาทิตย์ของเรา (หรือระเบิดนิวเคลียร์) จะแปลงพลังงานศักย์นิวเคลียร์ไปเป็นรูปแบบอื่นของ พลังงาน มวลรวมของมันไม่ได้ลดลง เพราะมันยังคงมีพลังงานทั้งหมดเหมือนเดิม เพียงแต่อยู่ในรูปแบบอื่น แต่มวลของมันลดลงจริงเมื่อพลังงานหนีออกไปยังสภาพแวดล้อม ส่วนใหญ่เป็นพลังงานที่แผ่รังสี โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
สำหรับการอภิปรายที่ถกเถียงกันเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพจากการปล่อยเป็นกิจวัตรตามปกติให้ดูบทความเรื่อง en:Nuclear power debate#Health effects on population near nuclear power plants and workers และ en:Environmental impact of nuclear power#Risk of cancer พลังงานนิวเคลียร์
ดังที่ได้ระบุไว้แล้ว, ในอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ในประเทศตะวันตกมีประวัติของการก่อสร้างล่าช้า, ค่าใช้จ่ายสูงเกินงบ, การยกเลิกการก่อสร้างโรงงาน, และปัญหาด้านความปลอดภัยนิวเคลียร์แม้จะมีเงินอุดหนุนและการสนับสนุนจากรัฐอย่างมีนัยสำคัญ[240][241][242][243]. ในเดือนธันวาคม 2013, นิตยสารฟอร์บรายงานว่าในประเทศที่พัฒนาแล้ว "เครื่องปฏิกรณ์ไม่ได้เป็นแหล่งที่มีศักยภาพของพลังงานใหม่"[244]. แม้ในประเทศที่พัฒนาแล้วที่พวกเขาตัดสินใจด้านเศรษฐกิจได้ดี, มันก็ยังเป็นไปไม่ได้เพราะ "ค่าใช้จ่ายมหาศาลของนิวเคลียร์, การเมืองและเป็นที่นิยมฝ่ายค้าน และความไม่แน่นอนของกฎระเบียบ"[244]. มุมมองนี้ะสะท้อนกับคำพูดของอดีตซีอีโอของ Exelon จอห์น โรว์ ที่บอกว่าในปี 2012 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่ "ไม่ make sense แต่อย่างใดในตอนนี้"และจะไม่เป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจในอนาคตอันใกล้[244]. จอห์น Quiggin อาจารย์เศรษฐศาสตร์ยังกล่าวว่าปัญหาหลักของทางเลือกนิวเคลียร์ก็คือว่ามันเป็นไปไม่ได้ทางเศรษฐศาสตร์. Quiggin กล่าวอีกว่าเราจำเป็นต้องมีการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและการค้าพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น[152]. อดีตสมาชิก NRC ปีเตอร์ แบรดฟอร์ดและศาสตราจารย์เอียน โลว์ได้กล่าวเมื่อเร็ว ๆ นี้คล้ายกัน[245][246]. อย่างไรก็ตาม "เชียร์ลีดเดอร์นิวเคลียร์" และ lobbyists ในประเทศตะวันตกบางคนยังคงสนับสนุนเครื่องปฏิกรณ์, มักจะด้วยการนำเสนอการออกแบบใหม่ แต่ยังไม่เคยถูกทดลองอย่างกว้างขวางเพื่อเป็นแหล่งที่มาของพลังงานใหม่ [244][245][247][248][249][250][251]. พลังงานนิวเคลียร์
ค่าใช้จ่ายที่สูงอย่างไม่คาดคิดในโครงการอาวุธนิวเคลียร์สหรัฐอเมริกา, อีกทั้งการแข่งขันกับสหภาพโซเวียตและความปรารถนาที่จะกระจายการปกครองระบอบประชาธิปไตยทั่วโลก, ได้สร้าง "... ความกดดันให้กับเจ้าหน้าที่ของรัฐบาลกลางในการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์พลเรือนที่จะช่วยแสดงให้เห็นความจำเป็นที่ต้องใช้ค่าใช้จ่ายที่สูงมากของรัฐบาล"[33]. ในปี 1945, หนังสือพ็อกเก็ตบุ๊กชื่อ ยุคปรมาณู (English: The Atomic Age) ประกาศอำนาจของอะตอมที่ไม่ได้เปิดออกให้ใช้ในชีวิตประจำวันและวาดภาพอนาคตที่เชื้อเพลิงฟอสซิลจะไม่ได้ถูกนำมาใช้. นักเขียนวิทยาศาสตร์ท่านหนึ่ง, เดวิด Dietz, เขียนว่าแทนที่จะเติมถังน้ำมันรถยนต์ของคุณสองหรือสามครั้งต่อสัปดาห์, คุณจะเดินทางทั้งปีด้วยเม็ดของพลังงานปรมาณูขนาดเท่ายาเม็ดวิตามิน. เกลน Seaborg, ประธานคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูเขียนว่า "จะมีกระสวยระหว่างโลกกับดวงจันทร์ขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์, หัวใจเทียมขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์, สระว่ายน้ำให้ความร้อนด้วยพลูโตเนียมสำหรับนักดำน้ำสกูบา, และอื่นๆอีกมากมาย" การคาดการณ์ที่ดีเกินไปเหล่านี้ยังไม่ได้รับการเติมเต็ม[34]. เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์
หมายถึง แร่ที่มีการแตกตัวของนิวเคลียสของธาตุซึ่งไม่เสถียร เนื่องจากมีพลังงานส่วนเกินอยู่ภายในนิวเคลียสมากจึงต้องถ่ายเทพลังงานส่วนเกินนี้ ออกมาเพื่อให้กลายเป็นอะตอมของธาตุที่เสถียร แร่นิวเคลียร์มี 2 ชนิดคือแร่กัมมันตภาพรังสี เป็นแร่ที่มีสมบัติในการปล่อยรังสีออกจากตัวเองอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยออกมาเป๋นคลื่นสั้น ได้แก่ ยูเรเนียม ทอเรียม ส่วนอีกชนิดหนึ่งเป็นแร่ที่ไม่ส่งกัมมันตภาพรังสีออกมาใช้ประโยชน์ ในการควบคุมการแตกตัวของนิวเคลียสของแร่กัมมันตภาพรังสี ได้แก่ เมอริลและโคลัมเนียม พลังงานนิวเคลียร์
ในฝรั่งเศส, ระหว่างปี 1975 ถึง 1977, ประชาชนราว 175,000 คนออกมาประท้วงต่อต้านพลังงานนิวเคลียร์ในการเดินขบวนสิบครั้ง[64]. ในเยอรมนีตะวันตก, ระหว่างเดือนกุมภาพันธ์ปี 1975 ถึงเดือนเมษายน 1979, ประชาชนราว 280,000 คนเข้าร่วมในการเดินขบวนเจ็ดครั้งที่สถานที่ติดตั้งนิวเคลียร์. ยังมีความพยายามที่จะเข้ายึดในสถานีหลายครั้งอีกด้วย. ในผลพวงของอุบัติเหตุที่เกาะทรีไมล์ในปี 1979, ประชาชนราว 120,000 คนเข้าร่วมการเดินขบวนต่อต้านพลังงานนิวเคลียร์ในกรุงบอนน์[64]. ในเดือนพฤษภาคมปี 1979 ประชาชนราว 70,000 คนรวมทั้งผู้ว่าราชการจังหวัดแคลิฟอร์เนียในขณะนั้น, เจอร์รี่ บราวน์, เข้าร่วมการเดินขบวนและการชุมนุมต่อต้านพลังงานนิวเคลียร์ในกรุงวอชิงตันดีซี[65]. กลุ่มพลังต่อต้านนิวเคลียร์เกิดขึ้นในทุกประเทศที่ได้มีโครงการไฟฟ้านิวเคลียร์. บางส่วนขององค์กรต่อต้านพลังงานนิวเคลียร์เหล่านี้จะถูกรายงานว่ามีการพัฒนาความเชี่ยวชาญอย่างมากในประเด็นการใช้พลังงานและการใช้พลังงานนิวเคลียร์[66]. พลังงานนิวเคลียร์
โครงการเมกะตันเป็นเมกะวัตต์ได้รับการยกย่องว่าเป็นความสำเร็จครั้งใหญ่โดยการสนับสนุนอาวุธต่อต้านนิวเคลียร์เพราะมันได้เป็นแรงผลักดันยิ่งใหญ่ที่อยู่เบื้องหลังการลดลงอย่างรวดเร็วในปริมาณของอาวุธนิวเคลียร์ทั่วโลกตั้งแต่สงครามเย็นสิ้นสุด[173]. อย่างไรก็ตามโดยไม่ต้องเพิ่มเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และความต้องการมากขึ้นสำหรับเชื้อเพลิงฟิชชัน, ค่าใช้จ่ายในการรื้อถอนและการกลั่นให้ต่ำลงได้ชักนำให้รัสเซียต่อต้านการต่อเนื่องการลดอาวุธของพวกเขา พลังงานนิวเคลียร์
อุบัติเหตุเกี่ยวกับการแผ่รังสีและพลังงานนิวเคลียร์รวมถึงโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่เชอร์โนบิล (1986), ที่ Fukushima Daiichi (2011) และที่เกาะทรีไมล์ (1979).[50] นอกจากนี้ยังมีอุบัติเหตุที่เกิดในเรือดำน้ำนิวเคลียร์.[50][48][49]. ในแง่ของการสูญเสียชีวิตต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้น, นักวิเคราะห์ได้รายงานว่าพลังงานนิวเคลียร์ได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตต่อหน่วยของพลังงานน้อยกว่าหน่วยพลังงานที่สร้างขึ้นจากแหล่งที่สำคัญของการผลิตพลังงานอื่นๆ. การผลิตพลังงานจากถ่านหิน, ปิโตรเลียม, ก๊าซธรรมชาติและไฟฟ้าพลังน้ำได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้นมีจำนวนมากกว่าอันเนื่องมาจากมลพิษทางอากาศและผลกระทบที่เกิดอุบัติเหตุ.[75][76][77][78][79] อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจของอุบัติเหตุโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์จะสูงและการลอมละลาย (English: meltdowns) อาจต้องใช้เวลาหลายทศวรรษในการทำความสะอาด. ค่าใช้จ่ายในการเคลื่อนย้ายมนุษย์ในพึ้นที่ที่ได้รับผลกระทบและการดำรงชีวิตที่สูญเสียไปยังมีค่ามหาศาลอย่างมีนัยสำคัญ.[80][81] พลังงานนิวเคลียร์
IPCC ได้กล่าวว่าหากรัฐบาลทั้งหลายให้การสนับสนุนและเทคโนโลยีของพลังงานหมุนเวียนเต็มรูปแบบถูกนำมาใช้, พลังงานหมุนเวียนสามารถให้พลังงานของโลกได้เกือบ 80% ภายในสี่สิบปี[210]. ราเชนท Pachauri ประธาน IPCC กล่าวว่าการลงทุนในพลังงานหมุนเวียนที่จำเป็นจะเสียค่าใช้จ่ายเพียงประมาณ 1% ของจีดีพีทั่วโลกเป็นประจำทุกปี. วิธีการนี้อาจควบคุมระดับก๊าซเรือนกระจกให้อยู่ในระดับน้อยกว่า 450 ส่วนต่อล้านซึ่งเป็นระดับที่ปลอดภัยเกินกว่าที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะกลายเป็นภัยพิบัติและเปลี่ยนแปลงกลับไม่ได้[210]. การแบ่งแยกนิวเคลียส
ปริมาณของ'พลังงานอิสระ'ที่มีอยู่ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์มีเป็นล้านเท่าของปริมาณพลังงานอิสระที่มีอยู่ในมวลที่คล้ายกันของเชื้อเพลิงสารเคมีเช่นน้ำมันก๊าซโซลีน ทำให้นิวเคลียร์ฟิชชนเป็นแหล่งพลังงานที่มีความหนาแน่นสูง อย่างไรก็ตามผลิตภัณฑ์ที่ได้จากนิวเคลียร์ฟิชชันโดยค่าเฉลี่ยจะมีกัมมันตรังสีมากกว่าธาตุหนักทั้งหลายที่ถูกฟิชชันตามปกติเพื่อทำให้เป็นเชื้อเพลิง และยังคงอยู่อย่างนั้นเป็นเวลานานมากอย่างมีนัยสำคัญซึ่งทำให้เกิดปัญหากากนิวเคลียร์เพิ่มขึ้น ความกังวลทั้งหลายเกี่ยวกับการสะสมของกากนิวเคลียร์และเกี่ยวกับศักยภาพในการทำลายล้างของอาวุธนิวเคลียร์อาจถ่วงดุลกับคุณภาพที่พึงประสงค์ของนิวเคลียร์ฟิชชันว่าเป็นแหล่งพลังงานแหล่งหนึ่ง และเพิ่มการอภิปรายทางการเมืองอย่างต่อเนื่องด้านพลังงานนิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์
การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ไม่ได้รับอนุญาตให้ดำเนินการในสหรัฐอเมริกา[147]. รัฐบาลของโอบามาไม่อนุญาตให้ทำการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ของกากนิวเคลียร์โดยอ้างความกังวลในการขยายการใช้นิวเคลียร์[148]. ในสหรัฐอเมริกา เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วในขณะนี้ทั้งหมดถือว่าเป็นของเสีย[149]. พลังงานนิวเคลียร์
ในปีพุทธศักราช 2496 ประธานาธิบดีแห่งสหรัฐอเมริกา ได้ประกาศริเริ่มดำเนินโครงการ "ปรมาณูเพื่อสันติ" ขึ้น และในอีกสองปีต่อมา สหประชาชาติได้จัดให้มีการประชุมขึ้นที่กรุงเจนีวา มีนักวิทยาศาสตร์กว่า 4,000 คน จาก 73 ชาติ ได้เข้าร่วมประชุมและพิจารณาถึงการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ในทางสันติ เพื่อแสดงให้ชาวโลกทราบว่า พลังงานนิวเคลียร์ที่ใครๆ เห็นว่าเป็นมหันตภัยร้ายแรงสำหรับมนุษย์นั้น อยู่ในวิสัยที่อาจจะควบคุม และนำมาใช้เป็นประโยชน์ได้เช่นกัน และโครงการนี้ได้กระตุ้นให้ประเทศต่าง ๆ ทั่วโลกก่อตั้งสถาบันวิจัยและพัฒนาด้านพลังงานนิวเคลียร์ขึ้นในประเทศของตน เพื่อนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในทางสันติ และช่วยการพัฒนาประเทศในด้านต่าง ๆ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นอุปกรณ์ที่จะเริ่มต้นและควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ยั่งยืน การใช้งานที่พบมากที่สุดของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าและการขับเคลื่อนเรือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์
ในขณะที่ปฏิกิริยานิวเคลียร์สามารถเกิดขึ้นได้หลายวิธี มีหลายชนิดที่พบบ่อย หรือโดดเด่นไปเลย ตัวอย่างได้แก่ :การยิงด้วยพลังงานปานกลางจะถ่ายเทพลังงานหรือได้รับนิวคลีออนหรือสูญเสียนิวคลีออนให้กับนิวเคลียสในการกระทบกันอย่างรวดเร็วเพียงครั้งเดียว (10 วินาที) การถ่ายเทพลังงานและโมเมนตัมมีขนาดค่อนข้างเล็ก แต่ก็เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการทดลองฟิสิกส์นิวเคลียร์ เพราะกลไกการเกิดปฏิกิริยามักจะง่ายพอที่จะคำนวณด้วยความถูกต้องเพียงพอที่จะตรวจสอบโครงสร้างของนิวเคลียสเป้าหมาย อาวุธนิวเคลียร์
อาวุธนิวเคลียร์ เป็นวัตถุระเบิดซึ่งมีอำนาจทำลายล้างมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ ไม่ว่าจะเป็นปฏิกิริยาฟิชชัน(atomic bomb)อย่างเดียว หรือ ฟิชชันและฟิวชัน(hydrogen bomb)รวมกัน ปฏิกิริยาทั้งสองปลดปล่อยพลังงานปริมาณมหาศาลจากสสารปริมาณค่อนข้างน้อย การทดสอบระเบิดฟิชชัน ("อะตอม") ลูกแรกปลดปล่อยพลังงานออกมาเทียบเท่ากับทีเอ็นทีประมาณ 20,000 ตัน การทดสอบระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ ("ระเบิดไฮโดรเจน") ลูกแรก ปลดปล่อยพลังงานออกมาเท่ากับทีเอ็นทีประมาณ 10,000,000 ตัน การแบ่งแยกนิวเคลียส
โดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุขนาดใหญ่แยกตัวเป็นนิวเคลียสของธาตุที่มีขนาดเล็กลง เรียกว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ซึ่งค่อนข้างจะคุ้นหูสำหรับคนไทยเนื่องจากมีการกล่าวถึงอยู่บ่อยครั้ง ในปัจจุบันมีการนำเอาพลังงานนิวเคลียร์จากปฏิกิริยาฟิชชันมาใช้อย่างแพร่หลายในหลายประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกา ประเทศอังกฤษ และประเทศฝรั่งเศส เป็นต้น แต่การนำเอาปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันมาใช้นั้นมีความเสี่ยงในเรื่องผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมสูงมาก ซึ่งเห็นได้จากอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นที่โรงงานไฟฟ้าเชอโนเบิล ที่สหภาพโซเวียต ซึ่งก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมากมายและยังคงเป็นเรื่องเศร้าใจและน่ากลัวจนถึงทุกวันนี้ พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการรื้อถอนจะมีมากถึง 50% มากกว่าพลังงานที่จำเป็นสำหรับการก่อสร้างมันขึ้นมา. ในกรณีส่วนใหญ่ ขั้นตอนการรื้อถอนมีค่าใช้จ่ายระหว่าง 300 ล้านดอลลาร์สหรัฐไปจนถึง 5.6 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ. การรื้อถอนที่สถานที่ติดตั้งนิวเคลียร์ที่เคยประสบอุบัติเหตุร้ายแรงมีราคาแพงที่สุดและใช้เวลานานที่สุด. ในสหรัฐอเมริกามี 13 เครื่องปฏิกรณ์ที่มีการปิดตัวลงอย่างถาวรและอยู่ในบางขั้นตอนของการรื้อถอน, และไม่มีเครื่องไหนเลยที่เสร็จสิ้นกระบวนเรียบร้อยแล้ว[186]. เทคโนโลยีนิวเคลียร์
อุบัติเหตุนิวเคลียร์กับพลเรือนและอุบัติเหตุรังสีส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์. ที่พบมากที่สุดคือการรั่วไหลของนิวเคลียร์ที่ทำให้คนงานสัมผัสกับวัสดุที่เป็นอันตราย. การหลอมละลายนิวเคลียร์ () หมายถึงอันตรายที่รุนแรงมากขึ้นของการปล่อยวัสดุนิวเคลียร์ในสภาพแวดล้อมโดยรอบ. การ meltdowns ที่สำคัญที่สุดเกิดขึ้นที่เกาะทรีไมล์ในรัฐเพนซิลวาเนียและเชอร์โนบิลในยูเครนของโซเวียต. แผ่นดินไหวและสึนามิเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2011 ทำให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อสามเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และบ่อเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิในประเทศญี่ปุ่น. เครื่องปฏิกรณ์ทางทหารที่ประสบการเกิดอุบัติเหตุที่คล้ายกันคือที่ Windscale ในสหราชอาณาจักรและ SL-1 ในประเทศสหรัฐอเมริกา. พลังงานนิวเคลียร์
บทความหลัก: โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์
ในเดือนเมษายน 2012 มี 31 ประเทศที่มีโรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์พลเรือน[178]. ในปี 2013, มาร์ค Diesendorf กล่าวว่ารัฐบาลของฝรั่งเศส, อินเดีย, เกาหลี, ปากีสถาน, สหราชอาณาจักรและแอฟริกาใต้มีการใช้พลังงานนิวเคลียร์และ/หรือเครื่องปฏิกรณ์เพื่องานวิจัยเพื่อช่วยในการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์หรือเพื่อมีส่วนร่วมในการจัดหาระเบิดนิวเคลียร์จากเครื่องปฏิกรณ์ทางทหาร[179]. พลังงานนิวเคลียร์
อีกด้านหนึ่ง ปัจจัยหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อการสนับสนุนเครื่องปฏิกรณ์พลังงานจะเนื่องจากการร้องขอที่เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้มีในการลดคลังอาวุธนิวเคลียร์ผ่านโครงการเมกะตันเป็นเมกะวัตต์, โครงการหนึ่งที่สามารถลดการใช้ยูเรเนียมที่ได้รับการเสริมสมรรถนะอย่างสูงถึง 425 เมตริกตัน, ซึ่งเท่ากับ 17,000 หัวรบขีปนาวุธนิวเคลียร์, โดยการแปลงมันให้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เชิงพาณิชย์, และมันก็เป็นความสำเร็จมากที่สุดของโครงการเดียวที่ไม่ขยายตัวจนถึงวันนี้[173]. พลังงานนิวเคลียร์
ของเสียที่สำคัญที่สุดจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์คือเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว. มันประกอบด้วยยูเรเนียมที่ไม่แปรเปลี่ยนเป็นหลัก เช่นเดียวกับปริมาณที่มีนัยสำคัญของ actinides ที่เป็น transuranic (ส่วนใหญ่เป็นพลูโตเนียมและคูเรียม). นอกจากนี้, ประมาณ 3% ของมันเป็นผลิตภัณฑ์ฟิชชันจากปฏิกิริยานิวเคลียร์. พวก actinides (ยูเรเนียม, พลูโตเนียม และ คูเรียม) มีความรับผิดชอบสำหรับกลุ่มของกัมมันตภาพรังสีในระยะยาว, ในขณะที่ ผลิตภัณฑ์ฟิชชันมีความรับผิดชอบในกลุ่มของกัมมันตภาพรังสีระยะสั้น[115]. พลังงานนิวเคลียร์
มีการอภิปรายอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์[11][12][13]. ฝ่ายเสนอ เช่น สมาคมนิวเคลียร์โลก (English: World Nuclear Association), IAEA และ นักสิ่งแวดล้อมพลังงานนิวเคลียร์ ยืนยันว่า พลังงานนิวเคลียร์มีความปลอดภัย, เป็นแหล่งพลังงานยั่งยืนที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน[14]. ฝ่ายค้าน เช่น กลุ่มกรีนพีซสากล และ หน่วยบริการข้อมูลทรัพยากรและนิวเคลียร์ (English: Nuclear Information and Resource Service (NIRS)), ยืนยันว่า พลังงานนิวเคลียร์สร้างภัยคุกคามจำนวนมากต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม[15][16][17].