世界上大約有450座核反應堆。美國使用核能發電的能源最多，其次是法國、中國、俄羅斯和韓國。核能佔世界電力的11%。
核能是通過分裂原子來釋放原子核的能量而產生的。核裂變產生的熱量是一種冷卻劑，通常是水。這種裂變產生蒸汽，蒸汽使連接到發電機的渦輪旋轉，產生電能。
鈾通常用作燃料。鈾儲量豐富，在全世界都能找到。鈾被加工成U-235，它被用作核反應堆的燃料，因為它的原子很容易被分開。在核反應堆中，中子與原子碰撞，導致原子分裂。這種碰撞（核裂變）釋放更多的中子，它們與更多的原子發生反應，產生連鎖反應。
切爾諾貝核電站外殼
大多數核反應堆要麼是沸水反應器，要麼是水被加熱到沸點釋放蒸汽，要麼是加壓水反應堆，其中加壓水不會沸騰，而是將熱量引導到用於蒸汽產生的二次供水。英國使用氣體冷卻反應堆，它使用二氧化碳作為冷卻劑。其他反應堆是快中子反應堆，由液態鈉冷卻。
雖然核能不被認為是可再生能源，但它並不排放任何導致全球變暖的溫室氣體。因此，它應該被視為替代能源和解決氣候變化的方法。第二，核電站的功能比可再生能源或化石燃料的容量大得多。容量是發電廠實際生產能量的百分比。這是所有替代能源的問題。太陽不總是照耀，風也不總是吹，水也不總是流過水壩的渦輪機。
但我們老化的核電站需要更換，但新的核電站無法與天然氣和可再生能源（如風能和太陽能）進行價格競爭。
美國海軍陸戰隊空軍地面作戰中心29棕櫚，加利福尼亞州。
核能的未來包括核聚變，當兩個輕核碰撞在一起形成一個更重的核時，核聚變產生能量。核聚變安全地提供更多的能量，其有害的放射性廢物比核裂變要少得多。法國的iter和max-planck等離子體物理研究所等組織正在研究商業上可行的聚變反應堆，但迄今為止，它們還沒有成功。
一個核電站的平均容量係數為92.6%，這意味著它們在每年365天的336天內運行滿功率，並在電網外維護29天。然而，水電系統提供電力的時間為42.8%（156天），風力渦輪機的時間（137天）的37.4%和太陽能發電陣列只有26.1%的時間（95天）。
2018年公用事業規模發電機的容量係數
核電站平均需要較少的維護，並設計用於在加油之前的更長時間的工作，通常為1.5至2年。天然氣和煤炭的能力因素普遍較低，由於日常維護和加油。
可再生植物被認為是間歇性的，並且由於缺乏燃料，如風、太陽或水而受到限制。因此，這些工廠需要一個備用電源，如核能或備用存儲系統，目前在網格規模上是不可用的。
一個標準的核反應堆提供1千兆瓦的電力。基於上述容量因素，將需要兩個煤或三至四個可再生設備（每1 GW大小）以產生與一個反應器相同的電量。
核廢料處理在美國是一個政治問題，但不再是一個技術問題。超過90%的廢燃料可以回收利用，以延長數百年的核電生產。這種燃料安全地儲存在操作反應堆的不可滲透混凝土和鋼幹桶中。
許多人抱怨核能太貴。在完全核算不同能源系統的外部成本之後，核能比煤炭或天然氣便宜，但核能的成本在上升，而可再生能源成本正在下降。毫無疑問，可再生能源將成為未來一代人的選擇方法，因為存儲技術的進步和價格的降低將有助於消除一些可再生能源的擔憂。
最近在紐約和加利福尼亞的研究表明，投資可再生能源和能源儲存來代替老化的核電站比保持現有核電站的運行更經濟。儲蓄從數億美元到數十億美元不等。
由於風能和太陽能的成本急劇下降，新的、未補貼的公用事業規模的風能和太陽能發電設施的成本現在可以與現有的煤和核電站相競爭。
核倡導者聲稱需要核動力來對抗氣候變化，但這不是完全正確的。加利福尼亞的溫室氣體排放量比四年前減少了1990，比關閉核電站和制定可再生能源、能源效率和能源儲存優先權的政策減少了2020。中國在核能方面建設不遺餘力，但與核能相比，它增加了風能和太陽能的容量。到中國完成28個新核電站的時候，他們將在相同的時間內從風能和太陽能中增加更多的功率，考慮到容量因素。
核電站不能像預計的那樣遏制全球變暖。它似乎不再是解決全球變暖問題的一部分。
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