核电站是利用核裂变(Nuclear Fission)或核聚变(Nuclear Fusion)反应所释放的的能量产生电能的发电厂。目前商业运转中的核能发电厂都是利用核裂变反应而发电。核电站一般分为两部分:利用原子核裂变生产蒸汽的核岛(包括反应堆装置和一回路系统)和利用蒸汽发电的常规岛(包括汽轮发电机系统),使用的燃料一般是放射性重金属:铀、钚。如果除去核反应堆,核电站和火电站除了生成蒸汽的热源不同外,差异很少。
核电站提供了世界电能的五分之一。核能与化学能的区别在于,化学能是靠化学反应中原子间的电子交换而获得能量。例如煤或石油燃烧时,每个碳或氢原子氧化过程中,只能释放出几个电子伏能量,而核能则靠原子核里的核子(中子或质子)重新分配获得能量,这种能量大得出奇。例如,每个铀原子核裂变时,就能放出2亿电子伏能量,所以1公斤铀裂变时释放出来的能量相当于2500吨标准煤。等量的聚变燃料在聚变时释放出来的能量又比裂变能大4至5倍。现在,人们已经利用核裂变能发电、供热,也正在研究受控核聚变,试图开发利用核聚变能。放射能的利用也比较普遍,例如放射电池就是利用钚-238在衰变过程中释放出来的能量来发电的。
正常运行时,核电燃料裂变产生的放射性物质都被层层包裹着出不来,那么就没有什么危险,只要不是故意去这些包容放射性物质设备工艺间内。但是,如果设备破裂,没有包裹住这些放射性,那么其危险程度就取决于跑出多少放射性物质来。目前,世界上百年来有3次核事故,导致放射性物质跑出来了,一次是美国三里岛事故,但被最后一道屏障安全壳包裹住了,对环境基本没有影响。而有两次,即上世纪80年代的前苏联切尔诺贝利核事故和最近的日本福岛核事故,都导致了大规模放射性物质释放到环境中去,导致方圆几十公里禁区,但这几次核事故当时导致人员死亡的,还不如一架大飞机死亡人多。
从风险看,核电厂出现核事故危害很大,但从设计、建造和运行都始终贯彻纵深防御原则,层层设防,最大限度地减少核安全事故发生,年发生概率远小于飞机掉落几个数量级,其风险(危害X概率)很小。