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核能（英語：nuclear energy，也稱原子能）是從質子和中子組成的原子核（原子的核心）釋放的一種形式的能量。核能的獲得主要有兩種途徑，即重核裂變與輕核聚變。利用核反應來獲取能量的原理是：當裂變材料（例如-235）在受人為控制的條件下發生核裂變時，核能就會以熱的形式被釋放出來，這些熱量會被用來驅動蒸汽機。蒸汽機可以直接提供動力，也可以連接發電機來產生電能。

第一個發現原子核能量巨大的人為阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein），1905年，愛因斯坦提出了質能方程E=mc2描述了物質的質量和能量之間的關系。1912年，漢斯·威廉·蓋革（Hans?Wilhelm?Geiger）和歐內斯特·馬斯登（Ernest?Marsden）證實了帶正電的原子核的存在。1932年，英國物理學家詹姆斯·查德威克（James Chadwick）發現中子。1938年，德國科學家奧托·哈恩(Otto Hahn)發現了核裂變現象。1942年，世界上第一座核反應堆建成。1945年，原子彈爆炸。1954年，第一座試驗核電站-奧布靈斯克（Obninsk）核電站建成。歷史上有兩次重大核事故，分別為1986年發生在前蘇聯的切爾諾貝利核事故和2011年發生在日本福島第一核電站事故。

核能具有能量密集、功率高、易存儲的特點，在未來的能源結構中扮演重要角色。核能應用的領域很多，除了發電在軍事上也有應用，如世界各國軍隊中的某些潛艇及航空母艦以核能為動力（主要是美國）。其它常見應用領域還有醫學治療、射線探傷、食品消毒殺菌、供汽供熱、海水淡化等。核能最重要最廣泛的用途是用于發電。產生核電的工廠被稱作核電站。

歷史沿革

自19世紀末人類開始發現核能以來，經過200余年的發展，核能、核技術的研發與應用不斷取得實質性突破，現在已經與人們的生活和工作緊密相連。

早期發展（1895年-1941年）

核能被稱作是“人造太陽”，是人類歷史上的一項偉大發現。從1895年德國物理學家威廉·倫琴（Wilhelm Conrad R?ntgen）發現了X射線到現在，人類對核能的探索已有120余年的歷史。

1895年1月5日，德國著名物理學家倫琴發現X射線，這一發現宣布了現代物理學時代的到來。

1896年，法國物理學家安東尼·貝克勒爾（Antoine Henri Becquerel）在研究鈾礦的熒光現象時發現鈾鹽礦發射著類似X射線的穿透性輻射。

1897年，英國物理學家歐內斯特·盧瑟福（Ernest Rutherford）發現，鈾射線由兩種成分組成，一種是易被吸收的射線，他稱之為α射線；另一種是穿透性強的射線，他稱之為β射線。同時他還根據實驗預言，可能存在一種穿透能力更強的射線，這就是后來發現的并由他命名的γ射線。

1898年，法國物理學家瑪麗·居里（Marie Curie）從鈾礦中發現了另一個能發射射線的新元素-釙，1902年她又發現了鐳，居里夫人建議把物質能自發發出射線的性質稱之為放射性，放射性的名稱因此產生。

1903年5月，歐內斯特·盧瑟福和弗雷德里克·索迪（Frederick Soddy）根據α射線和β射線在電場和磁場中的偏轉度，辨別出它們分別由帶正、負電的粒子構成。盧瑟福指出放射性元素的原子衰變時釋放荷電粒子而變成性質不同的新元素，列出了早期的鐳、、鈾的衰變圖譜，確認α射線的能量占放射性元素輻射能量的99%以上，為他們后來以α射線作為研究原子結構的炮彈提供了根據。

1905年9月，阿爾伯特·愛因斯坦在其論文《物體的慣性同它所含的能量有關嗎 ? 》 (Does the lnertia of a Body Depend on Its 能量Content?) 中，斷言質量與能量等價，并提出了質能方程：E=mc2。質能關系是原子核物理和粒子物理學的理論基礎，也為原子核能的獲得與利用開辟了道路。

1908年，德國物理學家蓋革按照歐內斯特·盧瑟福的要求，設計制成了一臺α粒子計數器。盧瑟福和蓋革利用這一計數器對α粒子進行了探測。

1909年，蓋革和馬斯登在實驗中發現α粒子碰在金箔上偶爾會發生極大角度的偏折。盧瑟福對這個實驗的各種參數作了詳細分析，于1911年提出了原子的原子的核式結構模型。

1912年，蓋革和馬斯登用實驗證實了帶正電的原子核的存在。1913年莫塞萊用元素特征譜線與原子序數的關系證實了核外電子環的存在。

1932年，英國物理學家詹姆斯·查德威克首先用中子來解釋鈹輻射，并認為是中子從石蠟中撞擊出質子。中子的發現對認識原子核內部結構是一個轉折點，具有重大的理論意義。中子的發現也為原子能的利用開辟了廣闊的道路。人們在研究中子對鈾核的反應時，發現鈾核被中子轟擊后會分裂成兩個較輕的原子核，并放出大量能量和2-3中子，這就是通常所說的提供核能（早期稱為原子能）的鈾核裂變。因此，一般認為，人類進入原子能時代的大門是被中子敲開的。

1938年，德國科學家奧托·哈恩用中子轟擊鈾原子核，發現了核裂變現象。核裂變的發現使世界開始進入原子能時代。

曼哈頓工程與原子彈爆炸（1942年-1945年）

1942年，富蘭克林·羅斯福(Roosevelt)決定成立原子彈研究機構，地址設在紐約，代號為“曼哈頓工程”(Manhattan Project)。工程由萊斯利·格羅夫斯負責全面指揮，芝加哥大學教授康普頓負責裂變材料的制備工作，美籍意大利著名科學家費米負責制造原子反應堆，物理學家奧本海默（Oppenheimer）為原子彈總設計師。1942年12月在費米領導下，于芝加哥大學建成世界上第一座核反應堆，并于12月2日下午，首次實現人工控制的鏈式核瓜。1945年，美國人花費20多億美元研制成3枚原子彈，分別命名為“小玩意兒”“小男孩”和“胖子”。1945年8月6日和9日美國將兩顆核航彈先后投在了日本的廣島和長崎。

二戰結束至今（1945-至今）

核能在軍事上展示出巨大的威懾力后，開始向發電領域拓展。

第一代核電技術（20世紀50年代中期至60年代中期）

1954年6月27日，蘇聯在莫斯科近郊建成世界上第一座試驗核電站奧布靈斯克核電站，使核能的和平利用成為現實，也是人類和平利用原子能的成功典范。這是一座石墨礦水冷反應堆，電功率為5000千瓦。該核電站的建成，開啟了核能應用于能源、工業、航天等廣泛領域的先行示范。1957年，美國建成功建成功率為90MWe的希平港原型核電廠，容量是奧布靈斯克核電廠容量（5MWe）的16倍。國際上把前蘇聯和美國的原型核電機組稱為第一代核電機組。第一代核電技術主要特點是：多為早期原型機，使用天然鈾燃料和石墨慢化劑。設計粗糙，結構松散，發電容量不大但體積較大，且存在許多安全隱患。它的意義在于證明了核能發電的技術可行性。第一代核電站主要堆型有：美國希平港核電廠、德累斯頓核電廠、英國卡德霍爾生產發電兩用的石墨氣冷堆核電廠等。

第二代核電廠（20世紀60年代至90年代）

上世紀60年代后期，核電進入二代核電技術時期。二代核電技術使用濃縮鈾燃料，以水作為冷卻劑和慢化劑，其堆芯熔化概率和大規模釋放放射性物質概率分別為10-4和10-5量級。反應堆壽命約為40年。二代核電廠證明了核電發電技術可行性，以及其可與火電、水電競爭的經濟性。同時，二代核電技術實現了商業化、標準化，單機組的功率水平可以達到百萬千瓦級。上世紀70代，能源危機促進了核電的發展，目前世界上商業運行的四百多座核電機組絕大部分是在該時期建成。二代核電站的主要堆型有：壓水堆（PWR）、沸水堆（BWR）、重水堆（PHWR）、石墨礦氣冷堆（GCR），以及石墨水冷堆（LWGR）等。中國的秦山核電站、田灣核電廠機組采用的都是二代核電技術。

三代核電技術（20世紀90年代至今）

上世紀90年代，第三代核電機組誕生。相較二代核電技術，三代核電廠是具有更高安全和更高功率。其堆芯熔化概率和大規模放射性物質釋放概率分別為10-7和10-8量級。反應堆壽命約60年。三代核電站的主要堆型有先進沸水堆（ABWR）、非能動先進壓水堆（AP1000）、歐洲壓水堆（EPR）等。中國自主產權的“華龍一號”“國和一號”和“玲龍一號”屬于三代核電技術中的代表。當地時間2021年5月20日1時15分，“華龍一號”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇2號機組正式投入商運。

第四代核電技術（1996年至今）

1999年6月，美國克林頓政府的能源部提出了第四代核電技術概念，并得到中國、英國和日本等一些國家的支持。第四代核電技術是指待開發的先進核電技術，具有經濟性好，安全性高和廢物產生量少的特點，并且無需廠外應急，具有防止核擴散能力。第四代核電堆型代表有鈉冷快堆、極高溫氣冷堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、熔鹽堆和超臨界水堆等。主要堆型有泰拉能源的行波堆、中國華能的高溫氣冷堆、中核集團的快堆等。

核能來源

核燃料

核電的產生離不開核燃料，正如化石能源燃燒產生的熱能離不開化石燃料。核燃料是指含有易裂變核素，能夠在反應堆內實現自持鏈式核裂變反應的物質。核燃料可利用鈾、釷和钚這三種元素制造。目前，應用最多的是利用鈾制造的核燃料。鈾是從自然界的鈾礦中獲得的。自然界的鈾經過一系列復雜的提純、同位素分離（富集）、加工等過程才能作為燃料在反應堆中反應。

海洋核能

核能的獲得主要有兩種途徑，即重核裂變，如鈾的裂變與輕核聚變，如氘、氚、鋰等元素的聚變。重元素的裂變技術，已得到實際性的應用；輕元素聚變技術，正在研究之中。不論是重元素鈾，還是輕元素氘、氚，在海洋中都有相當巨大的儲藏量。氘和氚都是氫的同位素。它們的原子核可以在一定的條件下，互相碰撞聚合成較重的原子核-氦核，同時釋放巨大的核能。1千克氘氚混合物全部發生聚變，將釋放出8萬噸三硝基甲苯當量的能量。每1升海水中含30毫克的氘，這30毫克的氘巨變產生的能量相當于燃燒300升汽油所產生的能量，1公斤氫燃料，1萬噸優質煤燃料。

月球核能

科學家在月壤中發現了氦等放射性物質。經進一步分析鑒定，他們發現月球上存在大量的氦-3，大約5億噸。氦-3是一種可長期使用、清潔、安全和高效的核聚變燃料。按照目前地球的能源消耗規模，月球上的氦-3用于核聚變發電后能夠滿足人類約1萬年的能源需求。2020年，美國航空航天局（NASA）和美國能源部宣布計劃在月球和火星建造核電站。

常見應用領域

核能應用的領域很多，除了發電和軍事用途，其它常見的如醫學治療、射線探傷、食品消毒殺菌、供汽供熱、海水淡化等。

軍事

原子彈

原子彈，是利用爆炸性核反應釋放出的巨大能量對目標造成殺傷破壞作用的武器。1938年，德國科學家奧托·哈恩等人發現鈾裂變現象。1939年8月2日，阿爾伯特·愛因斯坦在寫給美國總統富蘭克林·羅斯福的信中指出鈾裂變可能導致新型重要能源的產生和武器的建造，由此導致了1942年美國研制原子彈的"曼哈頓"計劃和1945年7月16日在美國新墨西哥州的沙漠里進行的世界上第一顆原子彈試驗，從而使得核能成為可供利用的主要能源之一。

核動力艦船

核動力推進，目前主要用于核潛艇、核航空母艦和核破冰船。由于核能的能量密度大、只需要少量核燃料就能運行很長時間，這在軍事上有很大優越性。尤其是核裂變能的產生不需要氧氣，故核潛艇可在水下長時間航行。

工業

在工業上，除核能發電、核能供熱等，核技術的應用還涉及輻照加工、材料改性、工業無損檢測等應用領域。

核能發電

世界上一切物質均由原子構成，而原子則是由原子核及其周圍的電子所組成。核反應堆的基本燃料取自天然鈾，鈾是一種非常重的金屬。天然鈾由三個同位素組成：包括鈾-235 (含量0.71 %)、鈾-238 (含量99.28%)及微量的鈾-234。鈾原子核被中子撞擊后，會分裂成兩份，產生核裂變。核裂變過程除了把原子核分裂成兩份外，亦會釋放大量的熱能及同時放出兩個或以上中子，以撞擊更多鈾原子核，再釋放更多中子，產生鏈式裂變反應。在這裂變過程中會產生大量能量，供發電之用。裂變過程產生中子是一個復雜的過程，不同能量的中子與不同核素反應會產生不同數量的中子，熱中子與鈾-235反應產生2.418個裂變中子，與钚-239反應產生2.871個中子，它們都是易裂變核素，所以是目前在核電站應用最廣泛的核素。

核電站，利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發電。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。

核動力電池

美國航空航天局（NASA）的科學家們稱核電池為多任務放射性同位素熱電發生器。它的工作原理是利用半衰期較長的放射性元素穩定衰變時發出的熱量，將熱能轉化成電能為全系統供電。美國“好奇”號火星車使用的是約5公斤重的钚-238。

核能供熱

核供熱技術不僅可用于海水淡化，還可用于城市供暖、制冷，提供工業蒸汽等多方面，廣泛用于煤的氣化、煉鐵等耗熱巨大的行業。清華大學在5 MW的低溫供熱堆上已經進行過成功的試驗。

輻照加工

在輻照加工中的應用有消毒滅菌、食品保鮮等，在材料改性工業中的應用有聚合、降解、固化等，在工業無損檢測中的應用有X射線的工業CT檢測等。輻照加工是民用非動力核技術的重要應用領域，主要是指利用γ射線、電子束和X射線輻照被加工物體，使其品質或性能得以改善的過程。

材料改性

材料改性即輻射改性，在很多情況下電離輻射可以使高分子材料的物理、化學性能得到改善，從而提高了材料的應用價值，拓寬了其應用范圍。如通過輻射交聯提高聚烯烴融點、機械深度、耐油性等適用于電線電纜和熱收縮材料的應用。利用輻射接枝技術提高基材的親水性、離子交換性等。

無損檢測

作為五大常規無損檢測方法之一的射線檢測(Radiology)，在工業上應用廣泛。X射線能夠穿透可見光不能穿透的物體，而且在穿透物體的同時將和物質發生復雜的物理和化學作用，可以使原子發生電離，使某些物質發出熒光，還可以使某些物質產生光化學反應。如果工件局部區域存在缺陷，它將改變物體對射線的衰減，引起透射射線強度的變化，這樣，采用一定的檢測方法，比如利用膠片感光，來檢測透射線強度，就可以判斷工件中是否存在缺陷以及缺陷的位置、大小。射線檢測技術可以應用在質量檢測（可用于鑄造、焊接工藝缺陷檢測）、厚度測量（實時、非接觸厚度測量）、機場、車站、海關等場所對物品的檢查和彈道、爆炸、核技術、鑄造工藝等過程的動態研究。

農業

農業領域，核技術可應用于植物輻射誘變育種、農產品和食品輻射加工、昆蟲輻射不育等領域，中國農業科學院將核技術應用完全納入農業研究中。食品輻照技術以輻射加工技術為基礎，運用X射線、γ射線或高速電子束等高能射線對食品進行加工處理，達到殺蟲、殺菌、抑制生理過程、提高食品衛生質量、保持營養品質及風味、延長貨架期的目的。輻照食品比用巴斯德殺菌法消毒、熱殺菌，或者罐裝食物能更長期保持原味，更能保持其原有口感。

醫療

放療就是放射治療，指用射線消除病灶。放射治療作為治療惡性腫瘤的一個重要手段，對于許多癌癥可以產生較好效果。放射療法是用X線，γ線、β射線等放射線照射在癌組織，由于放射線的生物學作用，能最大量的殺傷癌組織，破壞癌組織，使其縮小。核磁共振成像等技術能利用放射性核素進行疾病研究和診斷。

核能發電

20世紀50～60年代，基于軍用核反應堆技術，由美國、蘇聯、加拿大、英國等國家設計、開發、建造的首批原型堆或示范電站，驗證了核能發電的技術可行性。20世紀70～90年代，對這些經驗證的機型實施了標準化、系列化、批量化建設，至今仍在商業運行的核電站，絕大部分建于該時期。20世紀90年代，核電重在增加事故預防和緩解措施。降低事故概率并提高安全標準。未來新一代先進核能系統，無論是在反應堆還是在燃料循環方面都有重大的革新和發展。發展目標是增強能源的可持續性，核電廠的經濟競爭性、安全和可靠性，以及防擴散和外部侵犯能力。

原理

原子由兩部分組成，即原子核和電子。在有關物質使用過程中使得原子核內的中子和質子出現聚合或裂變等現象，那么其相互之間的吸引力就會在一瞬間釋放出來，轉換成巨大的能量，這種能量被稱為核能。如果能夠通過可控的方式來進行有關核子的裂變反應，那么就能夠迸發出巨大的能量。在進行核電站發電的過程中，通過持續的核燃燒裂變反應，產生的巨大能量推動蒸汽汽輪、發電機進行正常的發電。這便是核電站的基本工作原理。在核電廠內部，核反應堆及其設備包容并控制以最常用的鈾-235作為燃料的鏈式反應，通過裂變產生熱。所產生的熱使反應堆冷卻劑（通常是水）升溫，產生蒸汽。蒸汽隨即被導入旋轉渦輪機，驅動發電機生產低碳電力。

反應堆根據燃料形式、冷卻劑種類、中子能量分布形式、特殊的設計需要等因素可建造成各類型結構形式的反應堆。按能普分有熱堆和快堆。按冷卻劑分有輕水堆、重水堆、氣冷堆和鈉冷堆。按用途分有研究試驗堆、生產堆和動力堆。

成本

核電產業鏈包括上游原料及設備供應、中游核電站的建設與運營，以及下游的發電及后處理。三代機組的核電站造價約為1.1-1.8萬元/千瓦，四代機組石島灣項目（20萬千瓦），計劃投資30億元，但由于建設工期的延長等原因，實際投資額近100億元，即5萬元/千瓦，雖然單位造價相較于更高，但由于只是前期示范工程，并不完全具備參考意義，后續建造成本或有所下降。

上游：原料及設備供應

上游原料包括鈾礦的勘探開采、水冶、鈾轉化與鈾濃縮等過程，最終送往核燃料加工廠制造出核燃料元件。核電設備即核電站的組成設備，在核電站固定資產投資中核電設備投資占50%左右。核電設備包括核島（NI）、常規島（CI）和輔助設備（BOP）三部分。

中游：核電站的建設與運營

核電產業的中游是核電站的建設及運營。核電站建設是包括前期策劃、初步可行性研究、可行性研究、設計、采購、設備監造、施工、安裝、調試、移交運營等一系列過程的總集成。流程包括核電站設計、土建施工與設備安裝、調試等。核電站運營是指核電站發電及日常維護管理工作。核電站的運營成本主要由折舊、維護和燃料成本構成。

下游：發電及后處理

核電產業的下游是發電和后處理市場，主要指核廢料的處理。

發展

中國

探索起步階段

第一個核電計劃是“581”工程，即1958年第一號工程，計劃在蘇聯援助下建設一座采用前蘇聯技術的石墨水冷堆核電站。由于中蘇關系破裂，“581”工程被迫停止。第二個核電計劃是“820”工程，是清華大學提出的5萬千瓦熔鹽增殖堆核電站。由于前期研發不到位，材料、技術和工藝不成熟，被迫停止。1970年2月8日，上海市開會啟動核電站籌備工作，代號 “728”工程。1972年，技術方案由最初的熔鹽堆改為壓水堆。1974年，周恩來總理主持會議原則批準了30萬千瓦壓水堆核電站方案。1982年確定廠址定在浙江海鹽縣秦山腳下。1991年并網發電，結束了中國大陸無核電的歷史。

1987年開工建設大亞灣核電站，該核電站引用法國技術，1994年上半年兩臺機組先后投入商業運行。1983年初，在回龍觀地區會議上，與會40多個單位約150位專家共同議定了《核能發展技術政策要點》，確定了百萬千瓦級壓水堆為主、走引進技術并逐步國產化的道路。1983年9月，國務院核電領導小組成立。

規劃發展階段

1988年，能源部成立。能源部統一規劃電力發展，包括核電。能源部根據電力發展規劃，確定了中國第一部核電發展規劃，并啟動了全國范圍的核電站選址工作。?先后選定遼寧徐大堡和紅沿河廠址、廣東的嶺澳和陽江廠址，浙江的三門廠址，福建的長樂和惠安廠址，山東的海陽和乳山廠址，江蘇的連云港市廠址和江西的彭澤廠址。該階段，秦山二期2×60萬千瓦壓水堆核電站于1987年正式獲批立項，1996年6月開工建設，2002年1號機組投入商業運行，2004年2號機組投入商業運行。

改進引進發展階段

中國核動力院在秦山二期60萬千瓦核電技術(CNP600)的基礎上，開發了百萬千瓦壓水堆核電技術CPR1000。CPR1000在換料周期、設計壽命、數字化儀控、專設安全系統優化等方面進行了25項改進。在CNP600、CPR1000的基礎上，中國第二代核電技術相繼運用于浙江秦山二期擴建2臺機組、廣東嶺澳二期兩臺機組、遼寧紅沿河一期4臺機組、福建福清一期2臺機組、浙江方家山2臺機組、廣東寧德2臺機組、廣東陽江兩臺機組、海南昌江兩臺機組的設計。但在堆芯設計，特別是在燃料元件設計制造技術上，CNP600、CPR1000均是法國進口機型M310的改進型。從1997年開始，中國核動力院在CPR1000“157堆芯”的基礎上，自主創新地提出“177堆芯”的概念，功率確定為100萬千瓦，機型確定為CNP1000。? ??

1998年6月，從加拿大引進建設了秦山三期2×70萬千萬Candu—6型重水堆核電站開工建設，2003年7月投入運行，創造了國際上33座重水堆核電站建設周期最短的紀錄。??從俄羅斯引進的兩臺AES—91壓水堆核電機組，先后于1999年和2000年澆灌第一罐混凝土，2007年先后投入商業運行。? ??

2003年，第三代核電國際招標，2006年選中西屋電氣的AP1000先進壓水堆技術，成立了負責引進消化吸收AP1000核電技術的國家核電技術公司，并啟動了山東海陽和浙江省三門自主化依托項目，分別建設2臺AP1000核電站。隨后，又批準了在臺山市引進法國EPR三代核電技術的兩臺核電站項目。?

自主研發發展階段

福島縣核電事故之后，工業界對核電安全的標準有所提高。在以往技術設計的基礎之上，中核集團開發出ACP1000，中廣核集團開發出ACPR1000+，均滿足所謂的第三代核電技術安全標準。??

2014年12月，ACP1000通過了國際原子能機構（IAEA）反應堆通用設計審查（GRSR）。專家認為，ACP1000在設計安全方面和創新設計是成熟可靠的，滿足IAEA關于先進核電技術最新設計安全要求。自2013年4月開始，中核集團和廣核集團將各自的百萬千瓦級技術進行融合，形成我國自主知識產權、自主品牌的三代核電技術“華龍一號”。“華龍一號”成熟性、安全性和經濟性滿足三代核電技術要求，設計技術、裝備制造和運行維護技術等領域的核心技術具有自主知識產權，2014年8月通過國家總體技術方案審查會。2021年1月30日，中核集團宣布，全球第一臺“華龍一號”核電機組福建福清核電5號機組已完成滿功率連續運行考核，投入商業運行。

中國將繼續積極安全有序發展核電，在確保安全的前提下，積極有序推動沿海核電項目建設，合理布局新增沿海核電項目。到2025年，核電運行裝機容量達到7000萬千瓦左右。

德國

1960年，聯邦德國修建卡爾實驗核電站，并于次年投入使用，標志著德國核電事業的開端。20世紀90年代，德國核電發展到達頂峰。統一后的德國擁有17座核電站，全國近三分之一的電力來自核電。20世紀70年代，由于擔心核能存在風險等原因，德國出現了聲勢浩大的反核運動。德國目前執政聯盟中的綠黨就誕生于反核運動。1979年美國賓夕法尼亞州三里島核電站泄漏事故和1986年切爾諾貝利核災難進一步推動了德國反核運動的壯大。2000年，德國禁止新建核電站，并將核電站的使用壽命限制在32年，開啟了逐步淘汰核電的進程。物理學家出身的德國前總理安格拉·默克爾起初支持發展核能并宣布延長德國核電站的使用年限。2011年，福島核電站受損并發生泄漏。默克爾宣布，德國將加速淘汰核能。2023年4月15日，德國最后三家核電站伊薩爾2號、內卡韋斯特海姆2號和埃姆斯蘭核電站當日午夜前停止運營，德國60余年的核電時代落幕。

法國

法國建國初期的能源供給，面臨著極大的壓力。1945年，法國總統夏爾·戴高樂成立了法國國家原子能委員會(CEA)，專門進行核能開發。該機構的領導人為讓·約里奧－居里。1956年，法國人開發了屬于自己的石墨氣冷反應堆。該反應堆采用石墨礦作為核反應的減速劑，可以使用廉價的天然鈾。然而氣冷堆效率低，石墨做減速劑，運營成本較高，CEA因此轉變技術路線，尋求更高效的核反應堆技術。1958年，在CEA和法國電力(EDF)的主導下，法國從美國西屋引進了高壓水堆的技術。1964年，法國第一座商用核電站建成，法國的主要能源向核能轉型。1973年，國際石油危機爆發，用油發電已經成為絕路。時任法國總理梅斯梅爾提出用10年時間修80座核電站，到2000年修170座核電站的想法。上世紀80年代，美蘇兩國分別發生了三里島核事故和切爾諾貝利核事故，但法國核項目并未因此停擺。2004年，核能成為法國份額最大的消耗能源，占總量39%。法國中核集團技術出口產值也在2014年達到60億元。法國多余的核電甚至可以出口到其他國家，每年帶來30億歐元的收入，借助核電開發，法國已經與德國、瑞士、意大利等國形成了“電力聯合體”。2012年5月起，弗朗索瓦·奧朗德上臺，他曾在2014年召集核政策委員會會議，要求到2025年全法核能發電總量的比例降至50%。2021年10月，法國電網運營商RTE通過模型計算對法國2050年實現碳中和目標的6種不同路徑進行了預測，結論是，對法國來說，達成2050年凈零排放目標成本最為低廉的辦法就是大力發展核電。

2022年2月，法國總統埃馬紐埃爾·馬克龍宣布重啟核電計劃，計劃到2050年新建6座第三代壓水反應堆（EPR2），并對再建8座核反應堆進行可行性研究，這是2002年以來法國首次在境內規劃新建核電。此外，法國還將在運的56座核反應堆中32座的運行壽命從40年提高至50年。截至2023年，法國有56個可運行的核反應堆，分布在沿海及內陸，核電發電量占70%左右。

美國

1957年，世界第一座商用核電站-美國希平港（Shipping port)核電站并網發電。1957年至1963年，沸水原型堆Vallecitos運行。1960年，美國西屋電氣公司設計了第一個完全商業化的壓水堆-揚基·羅(Yankee Rowe)，這是一個容量為250 MWe的機組，于1992年運行。1974年，美國成立核管理委員會(NRC)，負責核工業的管理，尤其是反應堆、燃料循環設施、材料和廢物(以及核材料的其他民用)。1979年三里島事故后成立了核電運行研究所(INPO)，以建立性能標準，定期對單個電廠進行測量。到1990年，已有100多個商業動力反應堆投入使用。1992年，美國《能源政策法案》通過。從操作上看，從20世紀70年代起，美國核工業極大地提高了其安全性和操作性能，到本世紀初已身于世界領先行列。經過70余年的發展，美國形成了完整的核工業體系和強大的核科學與技術研發能力。三里島核事故后，美國大量鈾礦關閉，核電建造能力明顯下降。近年來，美國重新恢復對核能發展的重視，推動核能綜合利用加快發展。截至2023年，美國有92個可運行的反應堆，總裝機容量9471.8萬千瓦，核電發電量占比約為20%。

事故

1990年，由原子能機構和經濟合作與發展組織核能機構（經合組織/核能機構）開發出一份國際核事件分級表即《國際核和放射事件分級表》。該分級表是一個用來向公眾通報核和放射性事件的安全意義的工具。事件分為七級，分級為對數分級也就是說，分級每增加一級，事件的嚴重性約增加十倍。對事件的考慮著眼于以下幾個方面：對人和環境的影響、對放射性屏障和控制的影響、對縱深防御的影響。在輻射或核安全方面無安全意義的事件不在分級表上分級。

最初，分級表用于對核電站事件進行分類，隨后進行了擴展和調整，使之能夠適用于與民用核工業相關的所有裝置。后來，又進行了進一步的擴展和調整，以滿足不斷增加的對通報與放射性物質和輻射源使用、貯存和運輸有關的所有事件之嚴重性的需求。

切爾諾貝利核事故

1986年4月26日，蘇聯切爾諾貝利核電站4號機組突然爆炸，大量強放射性物質泄漏，釀成人類和平利用核能史上最嚴重的事故之一。切爾諾貝利核電站位于蘇聯烏克蘭境內北部的普里皮亞季（Pripyat）市附近、距基輔以北130公里處，靠近與白俄羅斯的邊界地帶。該次事故直接導致30多人死亡，參與消防和清理行動的60萬人受到了高劑量的核輻射，840萬人受到輻射影響、15.5萬平方公里的土地受到污染、40萬人被迫離開故土。切爾諾貝利核事故被歸類為國際核和放射事件分級表的7級事故，即重大事故。

福島第一核電站事故

2011年3月11日，日本東部（東北）發生9.0級地震并引發海嘯。海嘯襲擊了福島第一核電站，造成核電站1至3號機組堆芯熔毀。該事故最終被歸類為國際核和放射事件分級表的7級事故，即重大事故。據日本國際核退役研究所推測，在核事故中熔化的燃料棒和壓力容器內的其他物質混合起來的核殘渣，總重達880噸。截至2022年10月，福島第一核電站事故發生后的11年，日本仍有3萬多名受災民眾流離失所。聯合國人權專今天敦促日本政府無條件向這些流離失所者以及在災后重建地區提供基于人權和需求的支持。聯合國境內流離失所者人權特別報告員塞西莉亞?希門尼斯-達瑪麗 (Cecilia Jiménez-Damary) 在一份聲明中表示：“許多流離失所者因為害怕輻射，或擔心無法獲取教育、醫療和就業等基本服務，無法或不愿返回原籍地。”?截至2023年2月底，日本因這場地震共死亡15900人、失蹤2523人。

危害

切爾諾貝利核事故發生后，事故發生地點方圓30公里的地區被劃定為“隔離區”，基本已經成為荒無人煙的廢棄地區，而數萬人在隨后的幾年中面臨罹患癌癥、白血病甚至死亡的威脅，其中甲狀腺癌是切爾諾貝利事故后的一個主要問題。據聯合國原子輻射影響科學委員會的一項報告顯示，在1991年至2015年期間，在白俄羅斯、烏克蘭全境以及俄羅斯四個受污染最嚴重的州，約有2萬例甲狀腺癌病例。這些人在1986年切爾諾貝利事件發生時年齡在18歲以下，其中四分之一的病例可能由于輻射照射導致，約為5000人。

2015年，日本岡山大學教授津田敏秀等人在國際醫學雜志《國際流行病學傳染病學雜志》上發表論文指出，受福島核事故泄漏大量放射性物質影響，福島縣內兒童甲狀腺癌罹患率是日本全國平均水平的20倍到50倍。此外，美國伍茲霍爾海洋研究所專家肯·比塞勒說，福島核事故對海洋的影響是空前的，因為泄漏的80％都進入了海洋。據悉，通過海洋放射性物質模擬動態圖顯示，隨著洋流運動，放射性已經到達美國西海岸。而美國《國家科學院學報》2015年刊登加拿大貝德福德海洋學研究所科研人員的報告說，在北美太平洋一側沿海檢測出了來自福島核事故的放射性物質。

防護

對于核電站產生的放射性廢物，根據其類型和特性，選擇合適的處置方式，采用自然屏障與工程屏障相結合的多重屏障措施來處置。工程屏障包括廢物包裝容器、混凝土回填等，自然屏障包括處置設施所在的巖石層、土壤等。廢物處置安全隔離期的要求與廢物的特性和處置方式密切相關。

對于采取近地表處置方式的低中放固體廢物，以工程屏障為主。這些低中水平放射性廢物經過固化處理，并封裝在堅固的包裝容器后，被運輸到低中水平放射性廢物處置場中，放置于底部經過處理具有承重、防滲、集水、吸附放射性核素等功能的混凝土處置單元中。處置單位頂部覆蓋幾米厚的覆蓋層并種上植被，以防止深根植物、嚙齒動物、穴居動物的闖入和人的挖掘活動。即使廢物桶發生破損或老化，多數放射性核素也只是被吸附在周圍的土壤中，從而確保300-500年的安全隔離。

對于核電站乏燃料后處理產生的高放廢物，由于所含的大量放射性核素壽命極長，需要確保上萬年的安全隔離，工程屏障失去作用，最終依賴天然屏障的隔離作用。一般在1千米左右的深部穩定巖層中處置，避免廢物受到外界環境條件變化的影響，防止人員意外闖入，并在廢物中的放射性核素從廢物桶中釋放后有效阻滯其遷移到環境中，以達到安全隔離目的。

重大事件

2023年8月24日，福島縣第一核電站啟動核污染水排海。經由1公里的海底隧道，核污染水流向太平洋。此后的數十年間，核污染水將持續排入大海，影響整個太平洋乃至全球海域。截至2023年9月11日，日本福島第一核電站核污染水首輪排海作業結束，總計向太平洋排出7788噸核污水。根據東京電力公司的計劃，接下來將進行設備檢查，最早將于9月底開始第二輪排海，今年將分4次排放3.12萬噸核污水。無論是國際原子能機構（IAEA）還是日本環境省發布的檢測結果僅涉及放射性核素氚，東電發布的海水抽樣報告也只包含氚、銫-134、銫-134。實際上，核污染水中除了氚之外，還有-90、鍶-89、鈷60、碘-129等60多種核素，目前為止仍然沒有詳細數據來證實這些核素對海洋生物的影響究竟有多大。核污染水入海后，2023年9月8日，150名漁業從業者向福島縣地方法院提起集體訴訟，包括福島、巖手、茨城縣、東京等地的漁民，他們控訴日本政府和東京電力公司的核污水排海行為侵犯了漁民的捕魚權，還威脅公民和平生活的權利，要求立即停止。韓國、菲律賓及天平洋島國等多次對福島核污染水入海計劃表示反對。日本向太平洋排放放射性廢物計劃不僅是核安全問題，更事關海洋環境、漁業、民眾健康以及子孫后代利益。第二輪核污染水排放預計于9月底至10月上旬啟動。