核能是当今第二大低碳电力来源,占全球电力的10%

核能是由核反应堆内受控的连锁反应产生的,最常见的是一个称为核裂变的过程。在裂变过程中,中子与铀或钚原子碰撞,导致原子分裂并以热量的形式释放额外的中子和能量。这些热量被用来将水转化为蒸汽,从而驱动涡轮机发电。在20世纪50年代,核反应堆首次被用于发电,这是根据此前专注于开发核武器的研究工作所取得的发现。此后,一系列用于发电的商业反应堆被开发出来。今天,在气候变化议程的推动下,核电越来越重要,因为它排放的温室气体最少,就单位能源的总生命周期排放量而言,与可再生能源相当。由于资金密集,核电项目严重依赖政府政策,而且在处理放射性物质方面受到严格管制。

由于这些放射性物质及其对健康的潜在危害,核能在一些地方是有争议的。在核电发展史上,发生过多次破坏性事故;其中包括1986年的苏联切尔诺贝利灾难和2011年的日本福岛灾难。从法国75%的电力依赖核能发电,到德国宣布到2022年关闭所有核电站的决定,各国对核能的部署有着截然不同的愿景。另一个重要方面是核废料的处理;乏燃料在数万年的时间里仍然处于活跃状态,而安全管理和处理这些放射性废物的长期解决方案还有待开发。尽管目前正在建造更新、更安全、更高效的反应堆设计,但公众接受度、成本、燃料资源可持续性和核废料管理都对核能的未来构成了挑战。

作为一种可能比裂变更安全、产生废物更少的反应类型,核聚变是一个正在进行的研究领域。目前已有几个实验性反应堆,但商业化的结果还远未实现。小型模块化反应堆也吸引了人们的兴趣,因为它们具有更大的灵活性,具有潜在的好处,特别是对电网容量有限的发展中国家。

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