核能發電是指將核能轉變為電能的發電方式，核能發電的核心裝置是核反應爐，通過裂變的中子能量“燃燒”而產生熱能，將水加熱。加熱後的水蒸氣推動發電機旋轉，從而產生電力。
核能發電與火力發電非常相似，只是以核反應爐及蒸汽發生器來代替火力發電的鍋爐，以核分裂能代替礦物燃料的化學能。除沸水堆外，其他型別的動力堆都是一回路的冷卻劑通過堆心加熱，在蒸汽發生器中將熱量傳給二回路或三迴路的水，然後形成蒸汽推動汽輪發電機。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過堆心加熱變成70個大氣壓左右的飽和蒸汽，經汽水分離並乾燥後直接推動汽輪發電機。
核能發電的能量來自核反應爐中可裂變材料(核燃料)進行裂變反應所釋放的裂變能。裂變反應指鈾-235、鈽-239、鈾-233等重元素在中子作用下分裂為兩個碎片，同時放出中子和大量能量的過程。反應中，可裂變物的原子核吸收一箇中子後發生裂變並放出兩三個中子。若這些中子除 去消耗，至少有一箇中子能引起另一個原子核分裂，使裂變自持地進行，則這種反應稱為鏈式裂變反應。實現鏈式反應是核能發電的前提。
核能發電的優點是：
1、發電速度快。核反應爐可以在很短的時間內迅速產生能量。
2、環境汙染低。核能發電不產生碳排放，不會造成溫室效應。如果核廢料處理妥當，也不會產生環境汙染。
3、原材料可以運輸，而且不受時間、地點、天氣和自然環境的限制。
4、發電的核原料需求量少。一座發電功率為100萬千瓦時的核電站，其一年所需核原料僅為10——15噸;而同等功率的火力發電站，一年則需要消耗上百萬噸的煤炭。
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