基本原理
核电站与火电站的核心区别只在于热源不同：
- 火电：烧煤/天然气产生热；
- 核电：核裂变产生热。
后续过程几乎相同——都是用热产生蒸汽，驱动汽轮机，带动发电机。
核裂变
原理：某些重核（如铀-235）吸收一个中子后变得不稳定，分裂成两个较轻的核，同时释放能量和2–3 个中子。
这些中子又能引发新的裂变——这就是链式反应。
能量规模：1 克铀-235 完全裂变释放的能量，约相当于 3 吨煤燃烧。
反应堆的核心部件
一、燃料组件
二氧化铀陶瓷芯块，封装在锆合金包壳管中，组成燃料棒，再捆成燃料组件。
二、慢化剂
裂变释放的是快中子，而铀-235 更容易被慢中子（热中子）引发裂变。因此需要慢化剂把中子减速。
- 轻水（普通水）：最常见的慢化剂（也是冷却剂）。压水堆、沸水堆都用它；
- 重水：中子吸收更少，可用天然铀（加拿大 CANDU 堆）；
- 石墨：用于某些堆型。
三、控制棒
用强吸收中子的材料（如硼、镉、铪）制成。
- 插入堆芯 → 吸收更多中子 → 反应减弱；
- 提出 → 反应增强。
这是功率调节和紧急停堆的手段。
四、冷却剂
带走热量。压水堆用水，快堆用液态金属（如钠），高温气冷堆用氦气。
压水堆（PWR）
最常见的堆型。
三个回路：
- 一回路：冷却剂（高压水，防止沸腾）流经堆芯，带走热量；
- 二回路：通过蒸汽发生器，一回路的热把二回路的水变成蒸汽，驱动汽轮机；
- 三回路：冷凝蒸汽的循环冷却水（来自海水、冷却塔或江河）。
为什么要多个回路：一回路的水直接接触堆芯，带有放射性。多回路设计把它与外界隔离，防止放射性物质外泄。
固有安全性
负温度系数：温度升高时，水的密度降低（慢化能力下降）或燃料的多普勒效应增强，都会使反应性下降——反应自然减弱。
这是一个负反馈机制，使反应堆具有内在的稳定性。
现代三代/四代堆强调非能动安全：利用重力、自然循环、蓄压等物理规律，在失去电源的情况下也能导出余热，不需要依赖能动设备（泵、电源）。
核废料
高放废物（乏燃料）：含有大量裂变产物，放射性强、半衰期长。
处理方式：
- 一次通过：直接深地质处置；
- 闭式循环：后处理，提取可用的铀和钚，剩余废物玻璃固化后深地质处置。
深地质处置：在稳定的地质体中埋藏数百米深处，多重屏障（玻璃固化体、金属容器、膨润土、围岩）隔离。
芬兰的昂卡洛（Onkalo）是世界首个建成的高放废物深地质处置库。
一个客观视角
核电的优势：高能量密度、稳定出力（不受天气影响）、运行期几乎零碳排放。
争议：核废料长期处置、事故风险（虽然概率极低但后果严重）、核扩散风险、建设周期长、成本高。
不同国家基于资源禀赋、能源结构和公众接受度，做出了不同的选择。
说明：本文为核能技术的知识整理。