利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發電的方式。它與火力發電極其相似。只是以核反應堆及蒸汽發生器來代替火力發電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學能。除沸水堆外（見輕水堆），其他類型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回路的水，然后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個大氣壓左右的過飽和蒸汽，經汽水分離并干燥后直接推動汽輪發電機。核能發電利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應所產生的熱，將水加熱成高溫高壓，利用產生的水蒸氣推動蒸汽輪機并帶動發電機。核反應所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多（相差約百萬倍），比較起來所以需要的燃料體積比火力電廠少相當多。核能發電所使用的的鈾235純度只約占3%－4%，其馀皆為無法產生核分裂的鈾238。

舉例而言，核電廠每年要用掉80噸的核燃料，只要2支標準貨柜就可以運載。如果換成燃煤，需要515萬噸，每天要用20噸的大卡車運705車才夠。如果使用天然氣，需要143萬噸，相當于每天燒掉20萬桶家用瓦斯。換算起來，剛好接近全臺灣692萬戶的瓦斯用量。

折疊過程

核能→水和水蒸氣的內能→發電機轉子的機械能→電能。

歷史

簡史 核能發電的歷史與動力堆的發展歷史密切相關。動力堆的發展最初是出于軍事需要。1954年，蘇聯建成世界上第一座裝機容量為 5兆瓦(電)的奧布寧斯克核電站。英、美等國也相繼建成各種類型的核電站。到1960年，有5個國家建成20座核電站，裝機容量1279兆瓦（電）。由于核濃縮技術的發展，到1966年，核能發電的成本已低于火力發電的成本。核能發電真正邁入實用階段。1978年全世界22個國家和地區正在運行的30兆瓦（電）以上的核電站反應堆已達200多座,總裝機容量已達107776兆瓦（電）。80年代因化石能源短缺日益突出，核能發電的進展更快。到1991年，全世界近30個國家和地區建成的核電機組為423
套，總容量為3.275億千瓦，其發電量占全世界總發電量的約16%。中國大陸的核電起步較晚，80年代才動工興建核電站。中國自行設計建造的30萬千瓦（電）秦山核電站在1991年底投入運行。大亞灣核電站于1987年開工，于1994年全部并網發電。

發展進程

第一代核電站。核電站的開發與建設開始于20世紀50年代。1954年前蘇聯建成發電功率為5兆瓦的實驗性核電站；1957年，美國建成發電功率為9萬千瓦的Ship Ping Port原型核電站。這些成就證明了利用核能發電的技術可行性。國際上把上述實驗性的原型核電機組成為第一代核電機組。

第二代核電站。20世紀60年代后期，在實驗性和原型核電機組基礎上，陸續建成發電功率30萬千瓦的壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核電機組，他們在進一步證明核能發電技術可行性的同時，使核電的經濟性也得以證明。目前，世界上商業運行的400多座核電機組絕大部分是在這一時期建成的，習慣上稱為第二代核電機組。

第三代核電站。20世紀90年代，為了消除三里島和切爾諾貝利核電站事故的負面影響，世紀核電業界集中力量對嚴重事故的預防和緩解進行了研究和攻關，美國和歐洲先后出臺了《先進輕水堆用戶要求文件》，即URD文件和《歐洲用戶對輕水堆核電站的要求》，即EUR文件，進一步明確了預防與緩解嚴重事故，提高安全可靠性等方面的要求。國際上通常把滿足URD文件或EUR文件的核電機組稱為第三代核電機組。對第三代核電機組要求是能在2010年前進行商用建造。

第四代核電站。2000年1月，在美國能源部的倡議下，美國、英國、瑞士、南非、日本、法國、加拿大、巴西、韓國和阿根廷共10個有意發展核能的國家，聯合組成了“第四代國際核能論壇”，與2001年7月簽署了合約，約定共同合作研究開發第四代核能技術。[1]

原理

核能發電的能量來自核反應堆中可裂變材料(核燃料)進行裂變反應所釋放的裂變能。裂變反應指鈾-235、
钚-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個中子后發生裂變并放出兩三個中子。若這些中子除去消耗，至少有一個中子能引起另一個原子核裂變，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。