โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ต้องใช้เชื้อเพลิงแบบใด?
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์เป็นหัวใจของโรงไฟฟ้า ในส่วนกลางของมัน ความร้อนของแกนเครื่องปฏิกรณ์ถูกสร้างขึ้นโดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่มีการควบคุม ความร้อนนี้ถูกส่งผ่านไปให้น้ำหล่อเย็นขณะที่มันถูกสูบผ่านเครื่องปฏิกรณ์และนี่เองเป็นการดึงเอาพลังงานจากเครื่องปฏิกรณ์ออกมา ความร้อนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นจะถูกใช้ในการสร้างไอน้ำซึ่งจะไหลผ่านกังหันไอน้ำที่จะส่งกำลังไปที่ใบพัดของเรือหรือไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ในกรณีฉุกเฉิน วาล์วนิรภัยสามารถนำมาใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ท่อหรือเครื่องปฏิกรณ์ระเบิด วาล์วทั้งหลายได้รับการออกแบบเพื่อให้พวกมันสามารถปรับเปลี่ยนอัตราการไหลให้มีความดันเพิ่มขึ้นทีละน้อย ในกรณีของ BWR ไอน้ำถูกป้อนเข้าไปในห้องบีบอัดโดยตรงและควบแน่นอยู่ในนั้น หลายห้องในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน() มีการเชื่อมต่อกับวงจรหล่อเย็นระยะกลาง
พลังงานนิวเคลียร์
เทคโนโลยี Breeder มีการใช้ในหลายเครื่องปฏิกรณ์, แต่ค่าใช้จ่ายในการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ของเชื้อเพลิงอย่างปลอดภัยที่สูงสำหรับระดับของเทคโนโลยีในปี 2006, ต้องใช้ยูเรเนียมราคาสูงกว่า 200 USD/กก.ก่อนที่จะคุ้มทุนทางเศรษฐกิจ. อย่างไรก็ตาม เครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder ยังคงถูกเรียกหาเพราะพวกมันมีศักยภาพในการเผาไหม้ actinides ทิ้งทั้งหมดของกากนิวเคลียร์ในคลังสินค้าคงคลังในปัจจุบันในขณะที่ยังคงผลิตพลังงานและสร้างปริมาณ เพิ่มเติมของเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์อีกหลายเครื่องผ่านกระบวนการ Breeding. ในปี 2005 มีเครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder อยู่สองเครื่องที่ผลิตพลังงาน: ฟีนิกซ์ในประเทศฝรั่งเศส ซึ่งได้ปิดตัวลงตั้งแต่ปี 2009 หลังจาก 36 ปีของการเดินเครื่อง และ BN-600 เครื่องปฏิกรณ์ที่สร้างขึ้นในปี 1980 ที่เมือง Beloyarsk, รัสเซีย ซึ่งยังคงใช้งานอยู่ ณ ปี 2013. กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ของ BN-600 คือ 600 เมกะวัตต์ - รัสเซียมีแผนจะขยายการใช้ในประเทศด้วยเครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder รุ่น BN-800, กำหนดให้เริ่มใช้งานในปี 2014, และการออกแบบทางเทคนิคของเครื่องปฏิกรณ์ Breeder ที่มีขนาดใหญ่กว่า, เครื่องปฏิกรณ์ BN-1200, กำหนดให้มีการสรุปได้ในปี 2013, กับการก่อสร้างที่กำหนดไว้สำหรับปี 2015. เครื่องปฏิกรณ์ Beeder ของญี่ปุ่น, Monju, เริ่มต้นเดินเครื่องใหม่ (หลังจากปิดตัวลงในปี 1995)ในปี 2010 เป็นเวลา 3 เดือน, แต่ต้องปิดตัวลงอีกครั้งหลังจากที่มีอุปกรณ์ตกลงไปในเครื่องปฏิกรณ์ในระหว่างการตรวจสอบ, มันถูกวางแผนให้เริ่มเดินเครื่องอีกครั้งในช่วงปลายปี 2013. ทั้งจีนและอินเดียกำลังสร้างเครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder. เครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder เร็วต้นแบบอินเดีย, 500 MWe, กำหนดเริ่มเดินเครื่องในปี 2014 และมีแผนจะสร้างขึ้นอีกห้าเครื่องในปี 2020. เครื่องปฏิกรณ์เร็วเชิงทดลองของจืนเริ่มผลิตไฟฟ้าในปี 2011.
แร่เชื้อเพลิง
เป็นแร่เชื้อเพลิงที่มีสถานะเป็นของเหลว มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นสารประกอบของไฮโดรเจนและคาร์บอน จึงถูกเรียกว่าเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่พบบ่อยที่สุด
ที่มีสีน้ำตาลแกมเขียว แต่อาจพบสีอื่นบ้าง เช่น สีเหลืองเข้ม น้ำตาลเกือบดำ เมื่อนำน้ำมันดิบมากลั่นแยกจะได้น้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่นสำหรับเครื่องยนต์
ประเภทต่างๆ ให้พลังงานความร้อนและแสงสว่าง ส่วนที่เหลือจากการกลั่นน้ำมัน
และก๊าซหุงต้มแล้ว นำไปใช้เป็นวัตถุดิบของอุตสาหกรรมปิโตรเคมิคัลนำมาใช้
ประดิษฐ์ของใช้สำเร็จรูปอื่นๆอีกประมาณ 300 ชนิด เช่น สารพวกพลาสติก ไนลอน
เส้นใยสังเคราะห์ ปุ๋ย ยารักษาโรค สีผงซักฟอก เป็นต้นกากที่เหลือตกค้างซึ่งเป็นส่วน
ที่หนักที่สุดจะได้แก่ ยางมะตอยซึ่งนิยมนำมาทำผิวถนนลาดยาง
น้ำมันดิบเกิดจากการทับถมของสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ในสมัยอดีต มีหินปูน ดินเหนียว 
ทรายและอื่นๆ ตกตะกอนทับถมมาเป็นชั้นๆ ต่อมาเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงทางด้าน
ของแรงกดดันและอุณหภูมิในชั้นหิน ทำให้เกิดการแปรสภาพทางเคมีและฟิสิกส์
กลายเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนเป็นน้ำมันดิบแทรกตัวอยู่ในเนื้อของหินดินดาน 
หินทรายและหินปูนที่มีเนื้อพรุน แหล่งที่พบมาก คือ อำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่และในอ่าวไทย
เกิดเช่นเดียวกับน้ำมันและถ่านหินเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่อยู่ในสถานะของก๊าซส่วนใหญ่ประกอบไปด้วยก๊าซมีเทนก๊าซนี้นอกจากจะได้จาก
แหล่งธรรมชาติแล้วยังได้จากการกลั่นน้ำมันและอาจกลั่นหรือสกัดจากขยะหรือ
โรงกำจัดของเสียต่างๆ แต่ได้ปริมาณน้อย สามารถนำมาใช้เป็นพลังงานแทนน้ำมันดิบได้
การใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงหุงต้ม ประกอบอาหารหรือให้ความอบอุ่นหรืออื่นๆ 
ต้องใช้ความระมัดระวังถ้าเกิดการรั่วอาจติดไฟและระเบิดได้ง่าย
การเจาะหาแหล่งน้ำมันในอ่าวไทยปรากฏพบก๊าซธรรมชาติเป็นจำนวนมาก 
และสามารถนำมาใช้ได้ตั้งแต่เดือนกันยายน พ.ศ. 2524 ถึงปัจจุบัน
ก๊าซธรรมชาติเมื่อถูกอัดด้วยความดันสูงและส่งผ่านท่อจากบ่อน้ำมัน
หรือถูกทำให้เป็นของเหลวและเก็บเป็น LPG ( Liguefied Petroleum Gas ) จัดเป็นก๊าซธรรมชาติซึ่งได้จากการกลั่นแล้วบรรจุในภาชนะในสภาพ
ที่เป็นของเหลวภายใต้ความดันสูง มีองค์ประกอบที่สำคัญคือโพรเพนและบิวเทน
ซึ่งมีชื่อเรียกทางการค้าหลายชื่อ เช่น ก๊าซปิโตรเลียมเหลว ก๊าซหุงต้ม ก๊าซเหลว เป็นต้น
ใช้ในครัวเรือนและวงการอุตสาหกรรมมาก ปกติ LPGเป็นก๊าซที่ไม่มีกลิ่นฉะนั้นเพื่อความปลอดภัย
จึงเติมกลิ่นลงไปเพื่อเตือนให้ทราบในกรณีที่ก๊าซรั่ว สารที่เติมลงไป คือ Ethyl mercaptan , 
Thiophane sulphide เป็นต้น โดยเติม 680 กรัมต่อ 1,000 แกลลอนของ LPG
ภัยพิบัติเชียร์โนบีล
ในการทำงานในระยะคงที่ () ส่วนที่สำคัญ (ประมาณ 7%) ของพลังงานที่ได้จากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ไม่ได้มาจากปฏิกิริยาฟิชชัน แต่มาจากความร้อนที่เกิดจากการสลายตัว () ของผลผลิตจากฟิชชั่น () ที่สะสม ความร้อนนี้ยังคงเกิดในช่วงระยะเวลาหนึ่งหลังจากปฏิกิริยาลูกโซ่หยุดการทำงาน (เช่น หลังการปิดเครื่องปฏิกรณ์ฉุกเฉินด้วยการกดปุ่ม Scram ()) และมักจะต้องทำการระบายความร้อนที่ค้างอยู่เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายของแกนกลาง เครื่องปฏิกรณ์แบบ RBMK เช่นที่เชียร์โนบีล ใช้น้ำเป็นสารหล่อเย็น ​​เครื่องปฏิกรณ์ตัวที่ 4 ที่เชียร์โนบีลประกอบด้วยช่องเชื้อเพลิงประมาณ 1,600 ช่อง แต่ละช่องต้องการน้ำหล่อเย็นไหลผ่าน 28 ตัน (28,000 ลิตรหรือ 7,400 แกลลอน) ต่อชั่วโมง
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
น้อยกว่า 1% ของยูเรเนียมที่พบในธรรมชาติเป็นไอโซโทปของ U-235 ที่สามารถทำปฏิกิริยาฟิชชั่นได้อย่างง่ายดายและด้วยเหตุนี้การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่ต้องใช้เชื้อเพลิงที่มีสมรรถนะสูง. สมรรถนะที่สูงนี้เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของจำนวนเปอร์เซ็นต์ของ U-235 และมักจะถูกทำด้วยวิธีการของการแตกตัวของแก๊ส() หรือ การเหวี่ยงแก๊สเข้าสู่ศูนย์กลาง(). ผลที่ไดจากการเสริมสมรรถนะจะถูกส่งต่อไปเปลี่ยนให้เป็นผงยูเรเนียมไดออกไซด์, ซึ่งจะถูกกดและยิงให้อยู่ในรูปแบบเม็ด. เม็ดเหล่านี้จะถูกวางซ้อนกันเป็นหลอดๆแล้วจะถูกปิดผนึกซึ่งจะเรียกมันว่าแท่งเชื้อเพลิง(). หลายแท่งเชื้อเพลิงเหล่านี้จะถูกใช้ในแต่ละเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์.
ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่น 2G ที่ตั้งอยู่ในพื้นที่เสี่ยงภัยน้ำท่วมหรือสึนามิ ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่สำรอง 3 วัน + ได้กลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมอย่างเป็นทางการ การเปลี่ยนแปลงอีกอย่างก็คือการทำให้แข็งแรงขึ้นของสถ​​านที่ห้องพักเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสำรองด้วยประตูและ heat sinks ที่กันน้ำแน่นหนาและทนต่อแรงระเบิด คล้ายกับที่ใช้ในเรือดำน้ำนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ที่ดำเนินงานมาเก่าแก่ที่สุดในโลกชื่อ Beznau ซึ่งมีการดำเนินงานมาตั้งแต่ปี 1969 มีอาคารแข็งแรงแบบ 'Notstand' ที่ ออกแบบมาเพื่อสนับสนุนทั้งหมดของระบบอย่างเป็นอิสระเป็นเวลา 72 ชั่วโมงในกรณีที่เกิดแผ่นดินไหวหรือน้ำท่วมรุนแรง ระบบนี้ถูกสร้างขึ้นก่อนฟุกุชิมะไดอิจิ
พลังงานนิวเคลียร์
พร้อมกับแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนอื่นๆ, พลังงานนิวเคลียร์เป็นวิธีการผลิตไฟฟ้าที่มีผลผลิตคาร์บอนที่ต่ำ, จากการวิเคราะห์ในเอกสารเกี่ยวกับวงจรชีวิตของความเข้มของการปล่อยคาร์บอนโดยรวมพบว่ามันก็คล้ายกับแหล่งพลังงานทดแทนอื่นๆเมื่อมีการเปรียบเทียบของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ()ต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้น. ​​ด้วยการแปลความหมายนี้, จากจุดเริ่มต้นของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ในเชิงพาณิชย์ในปี 1970, ได้มีการป้องกันไม่ให้เกิดการปล่อยก๊าซประมาณ 64 gigatonnes ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าก๊าซเรือนกระจก (GtCO2-eq) (ก๊าซที่จะเกิดขึ้นจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิลในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนที่สร้างพลังงานไฟฟ้าขนาดเดียวกัน).
พลังงานนิวเคลียร์
ดังที่ได้ระบุไว้แล้ว, ในอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ในประเทศตะวันตกมีประวัติของการก่อสร้างล่าช้า, ค่าใช้จ่ายสูงเกินงบ, การยกเลิกการก่อสร้างโรงงาน, และปัญหาด้านความปลอดภัยนิวเคลียร์แม้จะมีเงินอุดหนุนและการสนับสนุนจากรัฐอย่างมีนัยสำคัญ. ในเดือนธันวาคม 2013, นิตยสารฟอร์บรายงานว่าในประเทศที่พัฒนาแล้ว "เครื่องปฏิกรณ์ไม่ได้เป็นแหล่งที่มีศักยภาพของพลังงานใหม่". แม้ในประเทศที่พัฒนาแล้วที่พวกเขาตัดสินใจด้านเศรษฐกิจได้ดี, มันก็ยังเป็นไปไม่ได้เพราะ "ค่าใช้จ่ายมหาศาลของนิวเคลียร์, การเมืองและเป็นที่นิยมฝ่ายค้าน และความไม่แน่นอนของกฎระเบียบ". มุมมองนี้ะสะท้อนกับคำพูดของอดีตซีอีโอของ Exelon จอห์น โรว์ ที่บอกว่าในปี 2012 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่ "ไม่ make sense แต่อย่างใดในตอนนี้"และจะไม่เป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจในอนาคตอันใกล้. จอห์น Quiggin อาจารย์เศรษฐศาสตร์ยังกล่าวว่าปัญหาหลักของทางเลือกนิวเคลียร์ก็คือว่ามันเป็นไปไม่ได้ทางเศรษฐศาสตร์. Quiggin กล่าวอีกว่าเราจำเป็นต้องมีการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและการค้าพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น. อดีตสมาชิก NRC ปีเตอร์ แบรดฟอร์ดและศาสตราจารย์เอียน โลว์ได้กล่าวเมื่อเร็ว ๆ นี้คล้ายกัน. อย่างไรก็ตาม "เชียร์ลีดเดอร์นิวเคลียร์" และ lobbyists ในประเทศตะวันตกบางคนยังคงสนับสนุนเครื่องปฏิกรณ์, มักจะด้วยการนำเสนอการออกแบบใหม่ แต่ยังไม่เคยถูกทดลองอย่างกว้างขวางเพื่อเป็นแหล่งที่มาของพลังงานใหม่ .
กากกัมมันตรังสี
ดูเพิ่มเติม: การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่
ปลายส่วนหลังของวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ส่วนใหญ่เป็นแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้ว ประกอบด้วย ผลผลิตจากฟิชชัน () ที่ปล่อยรังสีบีตาและแกมมา และ actinides ทั้งหลายที่ปล่อยอนุภาคแอลฟา เช่นยูเรเนียม-234 เนปทูเนียม-237 พลูโตเนียม-238 และอเมอริเซียม-241 และแม้แต่ตัวปล่อยนิวตรอนบางอย่างเช่นแคลิฟอร์เนียม (Cf) ไอโซโทปเหล่านี้จะเกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์
อุบัติเหตุเกี่ยวกับการแผ่รังสีและพลังงานนิวเคลียร์รวมถึงโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่เชอร์โนบิล (1986), ที่ Fukushima Daiichi (2011) และที่เกาะทรีไมล์ (1979). นอกจากนี้ยังมีอุบัติเหตุที่เกิดในเรือดำน้ำนิวเคลียร์.. ในแง่ของการสูญเสียชีวิตต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้น, นักวิเคราะห์ได้รายงานว่าพลังงานนิวเคลียร์ได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตต่อหน่วยของพลังงานน้อยกว่าหน่วยพลังงานที่สร้างขึ้นจากแหล่งที่สำคัญของการผลิตพลังงานอื่นๆ. การผลิตพลังงานจากถ่านหิน, ปิโตรเลียม, ก๊าซธรรมชาติและไฟฟ้าพลังน้ำได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้นมีจำนวนมากกว่าอันเนื่องมาจากมลพิษทางอากาศและผลกระทบที่เกิดอุบัติเหตุ. อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจของอุบัติเหตุโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์จะสูงและการลอมละลาย () อาจต้องใช้เวลาหลายทศวรรษในการทำความสะอาด. ค่าใช้จ่ายในการเคลื่อนย้ายมนุษย์ในพึ้นที่ที่ได้รับผลกระทบและการดำรงชีวิตที่สูญเสียไปยังมีค่ามหาศาลอย่างมีนัยสำคัญ.
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์ร้อนโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับยูเรเนียมที่ถูกกลั่นและเสริมสมรรถนะ. บางเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สามารถทำงานด้วยส่วนผสมของพลูโตเนียมและยูเรเนียม (ดู MOX). กระบวนการที่แร่ยูเรเนียมถูกขุดขึ้นมา, ผ่านกระบวนการผลิต, เสริมสมรรถนะ, ถูกนำไปใช้งาน, อาจจะถูกแปรสภาพและจำหน่ายทิ้งไป, เหล่านี้เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
เซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน
เซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้า โดยอาศัยปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเคมี ตามปฏิกิริยารีดอกซ์ โดยที่ขั้วอิเล็กโทรด ของเซลล์ไฟฟ้าชนิดนี้ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตทินัม(Pt)และขั้วอิเล็กโทรไลท์ใช้โพลิเมอร์แข็ง คือ แนฟฟิออน(Nafion(R)) เป็นเยื่อเลื่อกผ่านประจุ สารตั้งต้นของเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน ใช้ กาซไฮโดรเจน และ ออกซิเจน(หรือ อากาศ) โดยกาซไฮโดรเจนจะแตกตัวบนพื้นผิวตัวเร่งปกิกิริยาที่ด้านแอโนด ให้ผลิตภัณท์คือ โปรตอน และ อิเล็กตรอน ตามปฏิกิริยาออกซิเดชั่น แต่ในเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้แนฟฟิออนเป็นเยื่อเลือกผ่านนี้ เฉพาะอิออนที่มีประจุบวกเท่านั้นจึงจะผ่านได้ ดังนั้นในที่นี้โปรตรอนจึงถูกเลือกให้เคลื่อนที่ผ่านไปยังขั้วแคโทด ส่วนอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ออกจากเซลล์ไฟฟ้าเคมีไปยังขั้วแคโทด โดยผ่านภาระทางไฟฟ้า หรือ โหลด (Load)และเป็นที่รู้กันดีว่าไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ดังนั้นเราก็จะได้แสงสว่างจากไฟฟ้าที่ผลิตได้ หากโหลดนั้นคือหลอดไฟฟ้า เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปยังขัวแคโทดถือว่าครบวงจร จากนั้นอิเล็กตรอน โปรตอน และก๊าซออกซิเจน ตามปฏิกิริยารีดักชั่น ก็จะรวมตัวกัน กลายเป็นน้ำ ดังนั้นเซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้จึงไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
คณะกรรมการนโยบายพลังงานแห่งชาติ ได้บรรจุในแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้า โดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ กำหนดให้มีโรงไฟฟ้าในปี พ.ศ. 2563-2564 รวมกำลังผลิต 4,000 เมกะวัตต์ หรือจะเท่ากับปริมาณโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 4 โรงนั้น ระยะเวลาการก่อสร้างต่อโรงอยู่ที่ประมาณ 6-7 ปี
ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
ชิ้นส่วนภายในและปลอกหุ้มถังเชื้อเพลิงหลายชิ้นทำจาก zircaloy เพราะมันโปร่งใสต่อนิวตรอน ที่อุณหภูมิปกติของการทำงานประมาณ 300 °C (572 °F) zircaloy จะเฉื่อย แต่ที่สูงกว่า 1,200 องศาเซลเซียส โลหะเซอร์โคเนียมสามารถตอบสนองแบบ exothermic กับน้ำกลายเป็นก๊าซไฮโดรเจนอิสระ ปฏิกิริยาระหว่างเซอร์โคเนียมกับน้ำหล่อเย็นสร้างความร้อนมากขึ้น เป็นการเร่งปฏิกิริยานิวเคลียร์
เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
การวิเคราะห์เศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์จะต้องคำนึงถึงผู้ที่จะรับความเสี่ยงที่ไม่แน่นอนในอนาคต ณ วันนี้ โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์มีการดำเนินงานทั้งหมดโดยรัฐเป็นเจ้าของหรือผู้ประกอบการสาธารณูปโภคผูกขาด โดยที่หลายของความเสี่ยงจะเกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง, ประสิทธิภาพในการดำเนินงาน, ราคาเชื้อเพลิง, และปัจจัยอื่น ๆ ความเสี่ยงเหล่านี้จะถูกแบกรับโดยผู้บริโภคไม่ใช่ซัพพลายเออร์ ในขณะนี้หลายประเทศได้เปิดเสรีตลาดไฟฟ้าที่ทำให้ความเสี่ยงเหล่านี้และความเสี่ยงของคู่แข่งที่ราคาถูกกว่าที่จะเกิดขึ้นก่อนที่ค่าใช้จ่ายด้านต้นทุนจะถูกใช้คืนจะตกเป็นภาระของผู้ผลิตและผู้ประกอบการโรงไฟฟ้ามากกว่าผู้บริโภคที่จะนำไปสู่​​การประเมินผลที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญของเศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ใหม่
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มี 2 ชนิด คือ
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์
ยูเรเนียม 1 ตันสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้กว่า 45 ล้านกิโลวัตต์ 4 ชั่วโมง เทียบได้กับถ่านหิน 20,000 ตัน หรือก๊าซธรรมชาติ 30 ล้านลูกบาศก์เมตร
กากกัมมันตรังสี
เมื่อมีปริมาณแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้วมากพอหรือเลิกใช้งานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แล้ว อาจจัดส่งแท่งเชื้อเพลิงไปยังโรงงานในต่างประเทศ เช่น ฝรั่งเศส อังกฤษและสหรัฐอเมริกา เพื่อสกัดแยกกากกัมมันตรังสีที่แท้จริง ออกจากธาตุยูเรเนียม – 235 และธาตุพลูโทเนียม - 239 ซึ่งจะนำกลับมาใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใหม่
เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
ทุกโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีการผลิตกากกัมมันตรังสี เพื่อจ่ายค่าจัดเก็บ, ค่าขนส่งและค่ากำจัดของเสียเหล่านี้ในสถานที่ถาวร ในสหรัฐอเมริกา จะเพิ่มค่าใช้จ่ายเป็นจำนวนเงินหนึ่งในสิบของหนึ่งเซ็นต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงในบิลค่าไฟฟ้า ในประเทศแคนาดา ประมาณร้อยละหนึ่งของค่าสาธารณูปโภคไฟฟ้าในจังหวัดที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์จะถูกโอนให้กับกองทุนการกำจัดกากนิวเคลียร์
แร่เชื้อเพลิง
เป็นแร่ธรรมชาติที่นำมาทำเป็นเชื้อเพลิงเพื่อก่อให้เกิดพลังงาน ได้แก่ ถ่านหิน ( Coal ) น้ำมันดิบ (Petroleum ) ก๊าซธรรมชาติ ( Nature gas ) และแร่นิวเคลียร์ ( Nuclear )
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบถังกรวด
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ยูเรเนียม ทอเรียม หรือพลูโตเนียม ที่เป็นสารประกอบออกไซด์หรือคาร์ไบด์ จะทำให้อยู่ในรูปเซรามิกส์ บรรจุอยู่ใน pyrolytic graphite ทรงกลมขนาดเล็ก ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นสารหน่วงนิวตรอน ทรงกลมแต่ละก้อนจะเป็นเสมือนเครื่องปฏิกรณ์ขนาดจิ๋ว ที่มีความสมบูรณ์ในตัวเอง เมื่อแยกออกมาจากเครื่องปฏิกรณ์ตัวใหญ่ เมื่อนำเชื้อเพลิงทรงกลมขนาดเล็กเหล่านี้มารวมกันมากพอ ก็จะทำให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์เกิดขึ้นต่อเนื่องถึงค่าวิกฤตได้
กากกัมมันตรังสี
นั่นคือ จะมีกากกัมมันตรังสีจากแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้วประมาณ 27 – 30 ตันต่อปี เป็นปริมาตรประมาณ 50 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งจัดเป็นกากกัมมันตรังสีสูงซึ่งมีธาตุยูเรเนียม – 235 ที่ยังใช้ไม่หมด และธาตุพลูโทเนียม – 239 ซึ่งเป็นธาตุมีค่าและสามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ในการผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้อีก
พลังงานนิวเคลียร์
ฝ่ายเสนอของพลังงานนิวเคลียร์ยืนยันว่าพลังงานนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนและเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานโดยการลดการพึ่งพาแหล่งพลังงานที่นำเข้า. ผู้เสนอยังอ้างต่อไปว่าพลังงานนิวเคลียร์แทบจะไม่ผลิตมลพิษทางอากาศทั่วไปอย่างสื้นเชิง, เช่นก๊าซเรือนกระจกและหมอกควัน, ในทางตรงกันข้ามกับทางเลือกหลักที่นำโดยเชื้อเพลิงฟอสซิล. พลังงานนิวเคลียร์สามารถผลิตพลังงานที่มีพื้นฐานจากโหลดแตกต่างจากพลังงานหมุนเวียนจำนวนมากที่มีแหล่งพลังงานที่ไม่สม่ำเสมอ, ขาดวิธีในการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่และราคาถูก. M. King Hubbert เห็นว่าน้ำมันเป็นทรัพยากรที่จะหมดไปและเสนอพลังงานนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงานทดแทน. ฝ่ายเสนออ้างต่อไปอีกว่าความเสี่ยงในการจัดเก็บขยะมีน้อยและสามารถจะลดลงไปได้อีกโดยใช้เทคโนโลยีใหม่ล่าสุดในเครื่องปฏิกรณ์รุ่นใหม่, และสถิติความปลอดภัยในการดำเนินงานในโลกตะวันตกก็ดีเลิศเมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้​​าชนิดอื่นๆที่สำคัญ .
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบถังกรวด
กรวดเชื้อเพลิง จะบรรจุอยู่ในถังหรือกระบอก และมีก๊าซเฉื่อย เช่น ก๊าซฮีเลียม ก๊าซไนโตรเจน ไหลเวียนผ่านช่องว่างระหว่างเม็ดเชื้อเพลิง เพื่อพาความร้อนออกไปจากแกนเครื่องปฏิกรณ์ ตามทฤษฎีแล้ว ก๊าซร้อนจะถูกส่งไปหมุนกังหันโดยตรง แต่ก๊าซเหล่านี้อาจมีกัมมันตภาพรังสีจากการทำปฏิกิริยากับนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์ ดังนั้นจึงอาจส่งผ่านความร้อนไปที่ระบบแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อให้ความร้อนกับก๊าซอีกระบบหนึ่งเพื่อให้ปราศจากรังสีซะก่อน เช่นการนำไปผลิตไอน้ำ เป็นต้น โดยก๊าซที่ออกมาจากการขับกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแล้วจะยังมีความร้อน ซึ่งความร้อนที่เหลือนี้เองอาจนำไปใช้ทำความอบอุ่นให้กับอาคารหรือโรงงงานเคมี หรือเพิ่มความร้อนให้กับเครื่องทำความร้อนได้ เป็นการใช้พลังงานอย่างเกิดประโยชน์สูงสุดแทนที่จะเสียเปล่า
เครื่องยนต์จรวด
เชื้อเพลิงของจรวดเชื้อเพลิงแข็งถูกตระเตรียมให้อยู่ในรูปของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและตัวอ๊อกซิไดซ์เรียกว่า “เกรน” และเชื้อเพลิงที่ถูกบรรจุไว้ภายในสิ่งหุ้มห่อนี้ได้กลายมาเป็นห้องเผาไหม้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จรวดเชื้อเพลิงเหลว จะใช้เครื่องปั๊มแยกส่วนกันระหว่างเชื้อเพลิงเหลวและตัวอ๊อกซิไดซ์ อันจะเป็นส่วนประกอบกันภายในห้องเผาไหม้ ที่ซึ่งพวกมันจะผสมรวมตัวกันและเกิดการเผาไหม้ เครื่องยนต์จรวดไฮบริด (Hybrid rocket engine) ใช้เชื้อเพลิงผสมกันระหว่างของแข็งและของเหลว หรือก๊าซ ทั้งจรวดของเหลวและจรวดไฮบริด ใช้"หัวจ่ายเชื้อเพลิง"เป็นตัวจ่ายเชื้อเพลิงจรวดส่งผ่านไปสู่ห้องเผาไหม้ นี่คือพลังไอพ่น อย่างง่าย ๆ ที่มักจะทำให้เกิดช่องว่างทะลุผ่านซึ่งเชื้อเพลิงจะหลีกพ้นผ่านไปได้ภายใต้ความกดดัน แต่บางครั้งก็อาจจะมีปัญหาซับซ้อนมากกว่านั้น เมื่อหัวฉีดเชื้อเพลิงตั้งแต่สองอันหรือมากกว่านั้นมักจะเกิดการพุ่งมาชนกันของเชื้อเพลิงทำให้เกิดการเผาไหม้ได้ยาก ทางแก้คือ การทำให้หัวฉีด ๆ เชื้อเพลิงให้เป็นฝอยขนาดเล็กทำให้เผาไหม้ได้ง่ายขึ้น
พลังงานนิวเคลียร์
พลังนิวเคลียร์ (Nuclear power) เป็นศัพท์คำหนึ่งที่มีความหมายสับสน เพราะโดยทั่วไปมักจะมีผู้นำไปใช้ปะปนกับคำว่า พลังงานนิวเคลียร์ โดยถือเอาว่าเป็นคำที่มีความหมายแทนกันได้ แต่ในทางวิศวกรรมนิวเคลียร์เราควรจะใช้คำว่าพลังนิวเคลียร์ เมื่อกล่าวถึงรูปแบบหรือวิธีการเปลี่ยนพลังงานจากรูปหนึ่งไปสู่อีกรูปหนึ่งเช่น โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ย่อมหมายถึง โรงงานที่ใช้เปลี่ยนรูปพลังงานนิวเคลียร์มาเป็นพลังงานไฟฟ้า หรือเรือขับเคลื่อนด้วยพลังนิวเคลียร์ ย่อมหมายถึงเรือที่ขับเคลื่อนโดยการเปลี่ยนรูปพลังงานนิวเคลียร์มาเป็นพลังงานกล เป็นต้น พลังนิวเคลียร์เป็นคำที่มาจาก Nuclear power ในภาษาอังกฤษ แต่ในภาษาอังกฤษเอง เมื่อกล่าวถึงเรื่องที่เกี่ยวกับดุลอำนาจระหว่างประเทศ (Nuclear power) กลับหมายถึง มหาอำนาจนิวเคลียร์ หรือประเทศที่มีอาวุธนิวเคลียร์สะสมไว้เพียงพอที่จะใช้เป็นเครื่องมือทางการเมืองได้ (โดยเฉพาะเมื่อใช้เป็นพหูพจน์) การเน้นให้เห็นถึงความแตกต่างระหว่างคำ พลังนิวเคลียร์ และ พลังงานนิวเคลียร์ ก็เพราะในด้านวิศวกรรม พลังควรมีความหมาย เช่นเดียวกับกำลัง ดังนั้นเมื่อกล่าวถึงพลังในเชิงปริมาณ จะต้องใช้หน่วยที่เป็นหน่วยของกำลัง เช่น "โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ ขนาด 600 เมกะวัตต์ (ไฟฟ้า) โรงนี้ใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเดือด (BWR) ขนาด 1,800 เมกะวัตต์ (ความร้อน) เป็นเครื่องกำเนิดไอน้ำแทนเตาน้ำมัน" เป็นต้น
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ชนิดของเครื่องปฏิกรณ์ เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ วงจรความเย็นและตัวหน่วงปฏิกิริยาจะใช้แตกต่างกัน
แร่เชื้อเพลิง
หมายถึง แร่ที่มีการแตกตัวของนิวเคลียสของธาตุซึ่งไม่เสถียร เนื่องจากมีพลังงานส่วนเกินอยู่ภายในนิวเคลียสมากจึงต้องถ่ายเทพลังงานส่วนเกินนี้
ออกมาเพื่อให้กลายเป็นอะตอมของธาตุที่เสถียร แร่นิวเคลียร์มี 2 ชนิดคือแร่กัมมันตภาพรังสี เป็นแร่ที่มีสมบัติในการปล่อยรังสีออกจากตัวเองอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยออกมาเป๋นคลื่นสั้น ได้แก่ 
ยูเรเนียม ทอเรียม ส่วนอีกชนิดหนึ่งเป็นแร่ที่ไม่ส่งกัมมันตภาพรังสีออกมาใช้ประโยชน์
ในการควบคุมการแตกตัวของนิวเคลียสของแร่กัมมันตภาพรังสี ได้แก่ เมอริลและโคลัมเนียม
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
สิ่งกีดขวางที่สำคัญที่สุดในการป้องกันการปลดปล่อยกัมมันตภาพรังสีในกรณีที่มีการโจมตีด้วยอากาศยานที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์คืออาคารเก็บกักและโล่ขีปนาวุธของมัน. ประธาน NRC ปัจจุบันเดล ไคลน์ ได้กล่าวว่า "โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะมีโครงสร้างที่แข็งแกร่งโดยธรรมชาติ จากการศึกษาของเราแสดงให้เห็นการป้องกันที่เพียงพอในการโจมตีสมมุติโดยเครื่องบิน. NRC ยังได้ดำเนินการหลายอย่างที่จำเป็นเพื่อให้ผู้ประกอบการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีความสามารถในการจัดการกับไฟไหม้หรือระเบิดขนาดใหญ่--ไม่ว่าสิ่งนั้นจะเกิดขึ้นจากอะไร".
เทคโนโลยีนิวเคลียร์
การออกแบบของอาวุธนิวเคลียร์มีความซับซ้อนมากขึ้นกว่าที่มันน่าจะเป็น. อาวุธดังกล่าวจะต้องมีวัสดุฟิสไซล์ใต้วิกฤต () หนึ่งสารหรือมากกว่าที่เสถียรพรัอมในการนำไปใช้, แล้วทำให้เกิดการวิกฤต (สร้าง critical mass) สำหรับการจุดระเบิด. นอกจากนี้ มันยังคงค่อนข้างยากที่จะตรวจสอบให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาลูกโซ่เช่นนั้นได้กินส่วนที่มีนัยสำคัญของเชื้อเพลิงก่อนที่อุปกรณ์จะบินออกไป. การจัดซื้อจัดจ้างของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ยังเป็นเรื่องยากมากกว่าที่มันน่าจะเป็น, เนื่องจากไม่มีสารที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจะไม่เสถียรพอที่จะทำให้กระบวนการนี้เกิดขึ้นได้.
การเก็บพลังงาน
เชื้อเพลิงสารเคมีได้กลายเป็นรูปแบบที่โดดเด่นของการจัดเก็บพลังงาน, ทั้งในการผลิตไฟฟ้าและการขนส่งพลังงาน. เชื้อเพลิงสารเคมีที่ใช้กันทั่วไปได้แก่ถ่านหินที่ผ่านขบวนการแล้ว, น้ำมัน, เชื้อเพลิงดีเซล, ก๊าซธรรมชาติ, ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG), โพรเพน, บิวเทน, เอทานอล, และไบโอดีเซล. ทั้งหมดของวัสดุเหล่านี้จะถูกแปลงได้อย่างง่ายดายให้เป็นพลังงานกลและจากนั้นทำให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยการใช้เครื่องยนต์ความร้อน (ผ่านกังหันหรือเครื่องยนต์สันดาปภายในอื่น ๆ, หรือหม้อไอน้ำหรือเครื่องยนต์สันดาปภายนอกอื่น ๆ) เพื่อใช้ในการกำเนิดไฟฟ้า. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ความร้อนเกือบเป็นของสากล, มีตั้งแต่เครื่องยนต์ขนาดเล็กที่ผลิตไฟฟ้าได้ไม่กี่กิโลวัตต์ถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดยูทิลิตี้สเกลที่มีกำลังการผลิตได้ถึง 800 เมกะวัตต์. ข้อเสียที่สำคัญสำหรับเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนก็คือการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของพวกมันอย่างมีนัยสำคัญที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนเช่นเดียวกับสารมลพิษที่สำคัญอื่น ๆ ที่ปล่อยออกมาจากแหล่งเชื้อเพลิงที่สกปรกเช่นถ่านหินและน้ำมัน.
กากกัมมันตรังสี
ดูเพิ่มเติม: การขยายการใช้งานนิวเคลียร์ () และพลูโตเนียมเกรดเครื่องปฏิกรณ์
เนื่องจากยูเรเนียมและพลูโตเนียมเป็นวัสดุที่ใช้สร้างอาวุธนิวเคลียร์ จึงมีความกังวลเรื่องการขยายการใช้งาน. ปกติ(ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว), พลูโตเนียมจะเป็นเกรดเครื่องปฏิกรณ์. นอกเหนือจากพลูโตเนียม-239, ซึ่งเหมาะสำหรับการสร้างอาวุธนิวเคลียร์เป็นอย่างมาก, ก็ประกอบด้วยปริมาณที่ไม่พึงประสงค์ของสารปนเปื้อนจำนวนมาก เช่น พลูโตเนียม-240, พลูโตเนียม-241, และพลูโตเนียม-238. ไอโซโทปเหล่านี้เป็นเรื่องยากมากอย่างยิ่งที่จะแยก, และต้องใช้วิธีการที่แพงมากในการสกัดวัสดุฟิชชั่นที่มีอยู่ (เช่นยูเรเนียมสมรรถนะสูงหรือพลูโตเนียมที่ใช้เฉพาะเครื่องปฏิกรณ์การผลิต).
ประเทศญี่ปุ่น
ใน พ.ศ. 2548 ร้อยละ 50 ของพลังงานที่ใช้ในญี่ปุ่นผลิตจากปิโตรเลียม ร้อยละ 20 จากถ่านหิน ร้อยละ 14 จากก๊าซธรรมชาติ การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากนิวเคลียร์มีปริมาณหนึ่งในสี่ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด แต่หลังจากเกิดเหตุอุบัติเหตุนิวเคลียร์ฟูกูชิมะไดอิชิ รัฐบาลญี่ปุ่นก็วางแผนที่จะเลิกใช้พลังงานนิวเคลียร์ภายในทศวรรษที่ 2570
พลังงานนิวเคลียร์
อุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รวมถึงอุบัติเหตุเชอร์โนบิล (1986) ที่มีประมาณ 60 คนเสียชีวิตจากอุบัติเหตุและคาดว่าในที่สุดแล้วจะมีผู้เสียชีวิตทั้งหมดตั้งแต่ 4000 ถึง 25,000 คนจากโรคมะเร็งที่ซ่อนเร้นในภายหลัง. ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิม่าไดอิจิ (2011) ยังไม่ได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตใดๆที่เกี่ยวข้องกับการกระจายของรังสีและคาดว่าในที่สุดแล้วจะมีผู้เสียชีวิตทั้งหมดตั้งแต่ 0-1000 คน, และอุบัติเหตุที่เกาะสามไมล์ไอส์แลนด์ (1979) ไม่มีผู้เสียชีวิตจากสาเหตุการเกิดโรคมะเร็งหรืออย่างอื่นจากการติดตามการศึกษาของอุบัติเหตุครั้งนี้. อุบัติเหตุที่เกิดกับเรือดำน้ำขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์รวมถึงอุบัติเหตุที่เกิดกับเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K-19 (1961), อุบัติเหตุที่เกิดกับเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K-27(1968), อุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K- 431(1985). การวิจัยระหว่างประเทศได้ทำอย่างต่อเนื่องในการปรับปรุงด้านความปลอดภัยเช่นโรงงานที่ปลอดภัยแบบพาสซีฟ และความเป็นไปได้ในการใช้งานในอนาคตของนิวเคลียร์ฟิวชัน.
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
มีการออกแบบใหม่จำนวนมากสำหรับการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์, รวมกันเรียกว่าเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นที่สี่(), เป็นเรื่องของการวิจัยที่ขันแข็งและอาจถูกนำมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าในทางปฏิบัติในอนาคต. หลายแบบของการออกแบบใหม่เหล่านี้เป็นความพยายามโดยเฉพาะที่จะทำให้การทำให้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สะอาดยิ่งขึ้น, ปลอดภัยยิ่งขึ้นและ/หรือลดความเสี่ยงในการแพร่กระจายของอาวุธนิวเคลียร์. โรงงานที่ปลอดภัยแบบพาสซีฟ (เช่น Economic Simplified Boiling Water Reactor (ESBWR)) พร้อมที่จะถูกสร้างขึ้น และการออกแบบอื่น ๆ ที่เชื่อว่าจะค่อนข้างปราศจากความโง่กำลังอยู่ระหว่างการค้นคว้า. เครื่องปฏิกรณ์แบบฟิวชั่น, ซึ่งอาจจะเป็นไปได้ในอนาคต, จะช่วยลดหรือขจัดความเสี่ยงจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับนิวเคลียร์ฟิชชั่น.
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
นอกจากนี้, ผู้สนับสนุนได้ชี้ไปที่การศึกษาขนาดใหญ่ที่ดำเนินการโดย'สถาบันวิจัยพลังงานไฟฟ้าแห่งสหรัฐอเมริกา'ที่ได้ทดสอบความทนทานของทั้งเครื่องปฏิกรณ์และสถานที่เก็บขยะเชื้อเพลิงและพบว่าพวกมันควรจะสามารถที่จะรองรับการโจมตีจากผู้ก่อการร้ายได้เมื่อเทียบกับการโจมตีของผู้ก่อการร้ายเมื่อวันที่ 11 กันยายนในสหรัฐอเมริกา. เชื้อเพลิงใช้แล้วปกติจะเก็บอยู่ภายใน"โซนป้องกัน"ของโรงงาน หรือในถังขนส่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์; การขโมยมันเพื่อนำไปใช้เป็น "ระเบิดสกปรก" จะเป็นเรื่องยากมาก. การสัมผัสกับรังสีที่รุนแรงเกือบจะทำให้หมดสภาพหรือฆ่าใครก็ตามที่พยายามที่จะทำเช่นนั้นอย่างรวดเร็วและแน่นอน.
เครื่องยนต์จรวด
เชื้อเพลิงขับเคลื่อนจรวดคือ มวลสารที่ได้ถูกเก็บไว้ มักจะอยู่ในรูปแบบของถังเก็บเชื้อเพลิง ก่อนที่จะถูกพ่นออกมาจากเครื่องยนต์ในรูปแบบของเปลวไอพ่นซึ่งจะทำให้เกิดแรงผลักดัน
เชื้อเพลิงขับเคลื่อนจรวดเคมีเป็นสิ่งที่ถูกใช้กันโดยทั่วไปมากที่สุด ซึ่งต้องประสบสิ่งผิดปกติธรรมดากับปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งจะสร้างแก๊สร้อนให้กับจรวดสำหรับแรงขับเคลื่อนตามที่ต้องการ
ทางเลือกหนึ่ง คือ มวลแห่งปฏิกิริยาความเฉื่อยทางเคมีสามารถสร้างให้เกิดความร้อนขึ้นได้โดยการใช้แหล่งกำเนิดกำลังพลังงานสูงโดยผ่านทางตัวแลกเปลี่ยนความร้อน และดังนั้นจึงไม่ต้องใช้งานห้องเผาไหม้แต่อย่างใด
พลังงานนิวเคลียร์
อีกทางเลือกหนึ่งของเครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder เร็วก็คือ เครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder ความร้อนที่ใช้ยูเรเนียม-233 จากทอเรียมเป็นเชื้อเพลิงฟิชชันใน thorium fuel cycle. ทอเรียมพบได้บ่อยประมาณ 3.5 เท่าของยูเรเนียมในเปลือกของโลก และมีลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน. สารนี้จะขยายฐานทรัพยากรที่สามารถทำปฏิกิริยาฟิชชันในทางปฏิบัติได้โดยรวมถึง 450%. ในโปรแกรมพลังงานนิวเคลียร์สามขั้นตอนของอินเดียจะมีการใช้เชื้อเพลิง ทอเรียมในขั้นตอนที่สาม เนื่องจากมีทรัพยากรทอเรียมสำรองอยู่มากมายแต่มียูเรเนียมน้อย.
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ต้องการแหล่งจ่ายไฟที่มีหม้อแปลงไฟฟ้าบริการจากสถานีจ่ายด้านนอกที่แตกต่างกันสองแห่งและอยู่ภายในพื้นที่ที่เป็น switchyard ของโรงงานที่อยู่ห่างกันพอสมควรและสามารถรับกระแสไฟฟ้าจากสายส่งหลายสาย นอกจากนี้ในบางโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบกังหันสามารถให้กำลังไฟกับโหลดบ้านของโรงงานในขณะที่โรงงานต่ออยู่กับหม้อแปลงบริการของสถานีซึ่งต่อพ่วงไฟฟ้ามาจากบัสบาร์เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก่อนที่จะถึง step-up transformer (โรงงานเหล่านี้ยังมีหม้อแปลงไฟฟ้าบริการของสถานีที่รับพลังงานนอกสถานที่โดยตรงจาก switchyard) แม้จะมีความซ้ำซ้อนของแหล่งพลังงานสองแหล่ง การสูญเสียพลังงานนอกสถานที่โดยรวมยังคงเป็นไปได้ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีการติดตั้งระบบไฟฉุกเฉินเพื่อรักษาความปลอดภัยในกรณีที่มีการปิดหน่วยและการขาดหายของพลังงานนอกสถานที่ แบตเตอรี่ให้พลังงานสำรองกับเครื่องมือและระบบการควบคุมและวาล์วทั้งหลาย เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลฉุกเฉินให้ไฟ AC โดยตรงในการชาร์จแบตเตอรี่และเพื่อให้กำลังไฟกับระบบที่ต้องใช้ไฟ AC เช่นมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนปั๊ม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลฉุกเฉินไม่ได้กำลังไฟให้กับทุกระบบในโรงงาน เฉพาะระบบที่จำเป็นต้องปิดเครื่องปฏิกรณ์ลงอย่างปลอดภัย เอาความร้อนจากการสลายตัวของเครื่องปฏิกรณ์ออก ระบายความร้อนที่แกนในกรณีฉุกเฉิน, และในโรงงานบางชนิดใช้สำหรับระบายความร้อนในบ่อเชื้อเพลิงใช้แล้ว () ปั๊มผลิตกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่เช่นปั๊มจ่ายน้ำหลัก คอนเดนเสท น้ำหมุนเวียน และ (ในเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง) ปั๊มตัวหล่อเย็นของเตาปฏิกรณ์ไม่ได้รับการสำรองจากเครื่องยนต์ดีเซลในประเทศสหรัฐอเมริกาและแคนาดา, คนงานยกเว้นผู้บริหารจัดการ, บุคคลากรมืออาชีพ (เช่นวิศวกร) และเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยมีแนวโน้มที่จะเป็นสมาชิกของ'ภราดรภาพของคนงานไฟฟ้านานาชาติ'() หรือ'สหภาพคนงานยูทิลิตี้แห่งอเมริกา'()อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือหนึ่งในสหภาพของธุรกิจการค้าต่างๆและสหภาพแรงงานที่เป็นตัวแทนของช่างเครื่อง, แรงงาน, ผู้สร้างหม้อต้มน้ำ, คนงานโรงสี, คนงานเหล็ก, ฯลฯ
พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
เมื่อพิจารณาถึงทางเลือกในการผลิตกระแสไฟฟ้าซึ่งเป็นปัจจัยพื้นฐานสำหรับการประกอบอุตสาหกรรมและอื่นๆ นั้น จะเห็นว่า การผลิตไฟฟ้าจากเขื่อนจะมีต้นทุนต่ำสุดแต่เมื่อครั้งใดที่รัฐบาลมีนโยบายที่จะสร้างเขื่อนก็มักจะมีกลุ่มอนุรักษ์ธรรมชาติออกมาต่อต้าน จนโครงการหลายแห่งต้องยืดเวลาออกมา หรือไม่ก็ล้มเลิกไป ดังนั้น รัฐบาลจึงจำเป็นต้องผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้ถ่านหินหรือน้ำมัน ซึ่งมีต้นทุนการผลิตสูง และเสี่ยงต่อความไร้เสถียรภาพด้านพลังงาน เนื่องจากทั้งถ่านหินและน้ำมันจะต้องสั่งซื้อจากต่างประเทศเป็นหลัก แม้จะมีแหล่งถ่านหินอยู่จำนวนหนึ่งแต่ก็สามารถใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าตามแผนได้อีกในระยะเวลาเพียง 10 ปี เท่านั้น จึงคาดกันว่าในทศวรรษหน้าการผลิตพลังงานของประเทศต้องเผชิญทางเลือกสามทางที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ คือ นำเข้าถ่านหิน, นำเข้าเทคโนโลยีนิวเคลียร์ หรือทั้งถ่านหินและเทคโนโลยีนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ไฮบริดเป็นวิธีที่ถูกนำเสนอในการสร้างพลังงานไฟฟ้าโดยการใช้การผสมกันของกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชันและฟิชชัน. แนวคิดนี้ถอยหลังไปในปี 1950 และได้รับการสนับสนุนในเวลาสั้นๆโดย Hans Bethe ในช่วงปี 1970s, แต่ส่วนใหญ่ยังคงอยู่ไม่ได้ถูกสำรวจจนกระทั่งการฟื้นตัวของดอกเบี้ยในปี 2009, เนื่องจากความล่าช้าในการสำนึกของฟิวชั่นบริสุทธิ์. เมื่อโรงงานพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชันอย่างยั่งยืนถูกสร้างขึ้น, มันมีศักยภาพที่จะมีความสามารถในการสกัดพลังงานฟิชชันทั้งหมดที่ยังคงอยู่ในเชื้อเพลิงฟิชชันใช้แล้ว, ความสามารถในการลดปริมาณของเสียนิวเคลียร์โดยขนาด,และที่สำคัญกว่า, การขจัด actinides ทั้งหมดทีปรากฏในเชื้อเพลิงใช้แล้ว, สารที่ก่อให้เกิดความกังวลด้านความมั่นคง.
พลังงานนิวเคลียร์
ปัจจุบัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ขององค์ประกอบใน actinide series ของตารางธาตุได้ผลิตพลังงานนิวเคลียร์ส่วนใหญ่ในการให้บริการโดยตรงแก่มนุษย์, กับกระบวนการสลายตัวของ นิวเคลียร์ส่วนใหญ่ในรูปแบบของพลังงานความร้อนใต้พิภพและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โม ไอโซโทป, สำหรับการนำไปใช้เฉพาะอย่างจะใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยาที่เหลือ. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (ฟิชชัน), ไม่รวมการใช้งานในกองทัพเรือ, ให้พลังงานประมาณ 5.7% ของพลังงาน ของโลกและ 13% ของกระแสไฟฟ้าของโลกในปี 2012. ในปี 2013, หน่วยงานพลังงานปรมาณูนานาชาติ () รายงานว่ามี 437 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์กำลังใช้งานอยู่ ใน 31 ประเทศ แม้ว่าจะมีบางเครื่องปฏิกรณ์ที่ไม่ได้ทำการผลิตไฟฟ้าอีกแล้ว. นอกจากนี้ยังมีเรือประมาณ 140 ลำที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการขับเคลื่อนโดยเครื่องปฏิกรณ์ราว 180 เครื่อง.. ขณะที่ในปี 2013, การได้รับพลังงานสุทธิจากเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นที่ยั่งยืน, ไม่รวมแหล่งพลังงานฟิวชั่นตามธรรมชาติเช่นจากดวงอาทิตย์, ยังคงเป็นพื้นที่ต่อเนื่องของการวิจัยด้านฟิสิกส์และวิศวกรรมระหว่างประเทศ. กว่า 60 ปีหลังจากความพยายามครั้งแรก, การผลิตพลังงานฟิวชั่นในเชิงพาณิชย์ยังคงไม่น่าจะเกิดขึ้นก่อนปี 2050.
พลังงานนิวเคลียร์
ในประเทศที่มีพลังงานนิวเคลียร์, กากกัมมันตรังสีประกอบด้วยของเสียที่เป็นพิษน้อยกว่า 1% ของของเสียที่เป็นพิษในภาคอุตสาหกรรมโดยรวม, ซึ่งส่วนมากยังคงเป็นอันตรายเป็นเวลานาน. โดยรวมแล้ว พลังงานนิวเคลียร์ผลิตวัสดุของเสียน้อยโดยปริมาตรกว่าโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิล. โดยเฉพาะโรงไฟฟ้าที่เผาถ่านหินมีข้อสังเกตในการผลิตเถ้าที่เป็นพิษและกัมมันตภาพรังสีอย่างอ่อนจำนวนมาก เนื่องจากถ่านหินมีการสะสมทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นในโลหะและวัสดุกัมมันตรังสีอย่างอ่อน. รายงานในปี 2008 จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge สรุปได้ว่า ไฟฟ้าจากถ่านหินจริงๆแล้วจะส่งผลให้กัมมันตภาพรังสีถูกปล่อยออกมาในสภาพแวดล้อมมากกว่าการดำเนินงานของพลังงานนิวเคลียร์, และว่าค่าของยาที่มีผลกระทบต่อประชากรเทียบเท่า หรือปริมาณยาที่ให้กับประชาชนจากการแผ่รังสีจากโรงไฟฟ้าถ่านหินจะเป็น 100 เท่าของการดำเนินการของโรงงานนิวเคลียร์ในอุดมคติ. อันที่จริง เถ้าถ่านหินมีกัมมันตรังสีน้อยกว่าเชื้อเพลิงใช้แล้วมากเมื่อเทียบน้ำหนักที่เท่ากัน, แต่เถ้าถ่านหินถูกผลิตในปริมาณที่มากกว่าต่อหน่วยของ พลังงานที่สร้างขึ้น, และเถ้าเหล่านี้ถูกปล่อยออกโดยตรงในสภาพแวดล้อมเป็นเถ้าลอยในอากาศ, ในขณะที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้สิ่งป้องกันเพื่อปกป้องสิ่งแวดล้อมจากสารกัมมันตรังสี, เช่น ภาชนะเก็บถังแห้ง.
ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
ผู้ประกอบการโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ทั่วโลกเริ่มที่จะติดตั้งตัวผสมไฮโดรเจนที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติแบบไม่ตอบโต้ () ซึ่งไม่ต้องใช้ไฟฟ้าในการทำงาน PARs ทำงานเหมือนมากกับเครื่องฟอกไอเสีย () กับไอเสียของรถยนต์ โดยมันจะเปลี่ยนก๊าซที่อาจทำให้เกิดการระเบิดเช่นไฮโดรเจนให้เป็นน้ำ ถ้าอุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการติดตั้งที่ด้านบนของอาคารคลุมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟุกุชิมะหนึ่ง ในที่ซึ่งแก๊สไฮโดรเจนถูกเก็บเอาไว้ การระเบิดก็จะไม่เกิดขึ้นและการปลดปล่อยไอโซโทปกัมมันตรังสีก็จะมีน้อยมากน้อย
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ฝ่ายเสนอยืนยันว่าพลังงานนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนซึ่งช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และสามารถเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานถ้าการใช้ของมันสามารถทดแทน การพึ่งพาการนำเข้าเชื้อเพลิงได้. ฝ่ายเสนอให้แนวคิดเพิ่มเติมว่าพลังงานนิวเคลียร์แทบจะไม่ได้ผลิตมลพิษทางอากาศ, ในทางตรงกันข้ามกับทางเลือกที่ใช้งานอยู่ของเชื้อเพลิงฟอสซิลชั้นนำ. ฝ่ายเสนอยังเชื่อว่าพลังงานนิวเคลียร์เป็นแนงทางที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียวเท่านั้นเพื่อที่จะบรรลุความเป็นอิสระด้านพลังงานสำหรับประเทศตะวันตกส่วนใหญ่. พวกเขาเน้นว่ามีความเสี่ยงทั้งหลายในการจัดเก็บขยะเป็นเรื่องเล็กน้อยและสามารถลดความเสี่ยงลงต่อไปได้อีกโดยใช้เทคโนโลยีใหม่ล่าสุดในเครื่องปฏิกรณ์รุ่นใหม่และความปลอดภัยในการปฏิบัติงานในโลกตะวันตกได้รับการบันทึกว่าได้ผลเป็นเลิศเมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าชนิดอื่น ๆ ที่สำคัญ.
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ตัวหน่วงปฏิกิริยาที่ใช้กันโดยทั่วไปประกอบด้วยน้ำธรรมดา (น้ำเบา) (เป็น 74.8% ของเครื่องปฏิกรณ์ของโลก), แท่งแกรไฟท์ (20% ของเครื่องปฏิกรณ์) และน้ำหนัก () (5% ของเครื่องปฏิกรณ์) บางชนิดของเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในการทดลองจะใช้เบริลเลียม แต่ไฮโดรคาร์บอนก็ได้รับการแนะนำว่าเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ () เป็นอุปกรณ์ที่ก่อกำเนิดและควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ลูกโซ่ () อย่างยั่งยืน มันถูกนำมาใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้าและในการขับเคลื่อนเรือ ความร้อนจากนิวเคลียร์ฟิชชั่นถูกส่งไปให้กับของเหลว (น้ำหรือก๊าซ) ให้เป็นตัวทำงาน () ของเหลวความร้อนสูงจะไหลไปหมุนกังหันเพื่อหมุนใบพัดเรือหรือหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไอน้ำที่สร้างโดยนิวเคลียร์ในหลักการสามารถนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนในกระบวนการอุตสาหกรรมหรือสำหรับให้ความร้อนชุมชน () เครื่องปฏิกรณ์บางเครื่องใช้ในการผลิตไอโซโทปสำหรับการใช้งานทางการแพทย์และอุตสาหกรรมหรือผลิตพลูโตเนียมสำหรับทำอาวุธ บางเครื่องก็ใช้สำหรับงานวิจัยเท่านั้น ทุกวันนี้มีประมาณ 450 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าในประมาณ 30 ประเทศทั่วโลก
พลังงานนิวเคลียร์
อุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ตามที่เบนจามินเค Sovacool, อยู่ในตำแหน่งอันดับแรกในแง่ของค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจที่คิดเป็นร้อยละ 41 ของความเสียหายของทรัพย์สินทั้งหมดที่เป็นผลมาจากอุบัติเหตุพลังงาน. อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ที่นำเสนอในวารสารต่างประเทศ "การประเมินความเสี่ยงเชิงนิเวศน์และมนุษย์" พบว่าถ่านหิน, น้ำมัน, ก๊าซปิโตรเลียมเหลวและอุบัติเหตุน้ำมีค่าใช้จ่ายมากขึ้นกว่าการเกิดอุบัติเหตุจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์.
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์
ก๊าซยูเรเนียมเฮกซะฟลูออไรด์ที่ได้จะต้องทำให้เข้มข้นโดยการแยกไอโซโทปของยูเรเนียม-238 ออก เพื่อให้สัดส่วนไอโซโทปยูเรเนียม-235 เพิ่มจากร้อยละ 0.7 เป็นร้อยละ 3 - 4 อันเป็นความเข้มข้นที่เหมาะสม อันจะเป็นการแปรสภาพ UF กลับเป็น UO
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์
แท่งเชื้อเพลิงที่ใช้และนำออกจากแกนปฏิกรณ์ จะยังคงมีอุณหภูมิสูง และแผ่รังสีอยู่ตลอดเวลา จะต้องนำไปแช่ในสระน้ำเพื่อกำบังรังสีและหล่อเย็น จากนั้นแท่งเชื้อเพลิงจะถูกตัดออกเป็นท่อน นำไปใส่ในกรดไนตริกเพื่อทำละลาย เชื้อเพลิงในรูปสารละลายจะนำไปสกัดเพื่อแยกยูเรเนียมและพลูโตเนียมออกจากผลิตผลิตฟิชชันอื่น และทำให้บริสุทธิ์อีกครั้ง โดยขั้นตอนสุดท้ายจะได้สารละลายยูเรเนียมและพลูโตเนียมไนเตรด ผลิตผลฟิชชันอื่นๆ เพื่อนำไปใช้ทางการแพทย์และอุตสาหกรรมต่อไป
ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
ระบบการกรองแบบไม่ใช้ไฟฟ้าในเส้นทางการระบายอากาศของอาคารคลุมเครื่องปฏิกรณ์ หรือที่เรียกว่าระบบระบายอากาศอาคารคลุมเครื่องปฏิกรณ์แบบกรอง () สามารถจับสารกัมมันตรังสีได้อย่างปลอดภัย มันจึงช่วยให้ลดแรงดันของแกนเครื่องปฏิกรณ์ ด้วยไอน้ำและไฮโดรเจนถูกระบายออกไปโดยมีการปล่อยกัมมันตภาพรังสีน้อยที่สุด การกรองโดยใช้ระบบถังน้ำจากภายนอกเป็นระบบที่มีการจัดทำมากที่สุดในประเทศยุโรป ที่มีถังเก็บน้ำติดตั้งในตำแหน่งด้านนอกอาคารคลุมเครื่องปฏิกรณ์ ในเดือนตุลาคมปี 2013 เจ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ Kashiwazaki-Kariwa เริ่มการติดตั้งตัวกรองเปียกและระบบความปลอดภัยอื่น ๆ คาดว่าจะเสร็จสมบูรณ์ในปี 2014
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ตัวหล่อเย็นของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ - ปกติใช้น้ำ แต่บางครั้งใช้ก๊าซหรือโลหะเหลว (เช่นโซเดียมเหลว) หรือเกลือหลอมละลาย - ถูกหมุนเวียนผ่านแกนเครื่องปฏิกรณ์เพื่อดูดซับความร้อนที่จะสร้างออกมา. ความร้อนจะถูกถ่ายเทออกไปจากเครื่องปฏิกรณ์และถูกนำมาใช้ในการสร้างไอน้ำ. ระบบเครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่ใช้ระบบทำความเย็นที่แยกทางกายภาพออกจากน้ำที่จะถูกต้มให้เดือดเพื่อผลิตไอน้ำแรงดันสูงสำหรับกังหันเช่นเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง ()" แต่ในบางเครื่องปฏิกรณ์, น้ำสำหรับกังหันไอน้ำถูกต้มโดยตรงจากแกนเครื่องปฏิกรณ์, ตัวอย่างเช่นเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือด ().
พลังงานนิวเคลียร์
การผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนจากแหล่งที่มาเช่นพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์เป็นที่วิพากษ์วิจารณ์ในบางครั้งสำหรับการไม่ต่อเนื่องหรือแปรผัน. อย่างไรก็ตาม สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศได้ข้อสรุปว่าการใช้งานของเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน (RETs), เมื่อมันเพิ่มความหลากหลายของแหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้า, จะช่วยให้เกิดความยืดหยุ่นของระบบ. อย่างไรก็ตาม รายงานยังสรุปว่า (หน้า 29): "ที่ระดับสูงของการเจาะกริดโดย RETs ผลกระทบของอุปสงค์ที่ไม่ตรงกันและอุปทานสามารถก่อให้เกิดความท้าทายสำหรับการจัดการของกริด. ลักษณะนี้อาจส่งผลกระทบต่อวิธีการ, และระดับที่, RETs จะสามารถทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลและความสามารถในการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์.".
ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
ถังเชื้อเพลิงใช้แล้วที่นำมาจากเครื่องปฏิกรณ์ในตอนแรกจะถูกเก็บไว้เป็นเวลาอย่างน้อย 18 เดือนในบ่อน้ำที่อยู่ติดกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ จากนั้นพวกมันจะถูกย้ายไปที่บ่อเก็บเชื้อเพลิงกลาง พื้นที่จัดเก็บของฟุกุชิมะหนึ่งมีถังเชื้อเพลิง 6375 ถัง หลังจากมีการระบายความร้อนเพิ่มเติม เชื้อเพลิงจะถูกย้ายไปยังถังเก็บแห้งซึ่งไม่ได้แสดงให้เห็นสัญญาณของความผิดปกติ
พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
ตามแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 7 (พ.ศ. 2535 - 2539) ได้มีการระบุไว้ในแผนพัฒนาพลังงานฯว่า "…ให้มีการพิจารณาศึกษาความเหมาะสมในการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในการผลิตกระแสไฟฟ้าทั้งทางเศรษฐศาสตร์ เทคโนโลยี และความปลอดภัย…" ดังนั้น จังมีการพิจารณาที่จะนำโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาใช้ในประเทศไทย โดยพิจารณาจากความจำเป็น 2 ประการ คือ
ดังนั้น จากเหตุผลที่กล่าวมา ประกอบกับการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จำเป็นต้องใช้เวลาดำเนินการล่วงหน้าเป็นเวลานานประมาณ 12 ปี จึงจะสามารถก่อสร้างเสร็จเดินเครื่องจ่ายไฟฟ้าให้ทันความต้องการได้ ในปัจจุบันจึงได้มีการพิจารณาที่จะนำโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาใช้ภายในประเทศเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง และเพื่อให้เกิดความมั่นใจและภาคภูมิใจยิ่งขึ้นว่า หากเลือกโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาใช้ในการแก้ปัญหาด้านพลังงานของชาติจะเป็นการตัดสินใจที่ถูกต้อง จึงควรที่จะได้พิจารณาถึงปัจจัยด้านเศรษฐกิจ ความปลอดภัย และสิ่งแวดล้อมด้วย
การแบ่งแยกนิวเคลียส
องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์เหล่านั้นคาดเดาไม่ได้ (ซึ่งแตกต่างกันไปในวงกว้างของความน่าจะเป็นและลักษณะที่ค่อนข้างวุ่นวาย) พวกมันทำให้ฟิชชันแตกต่างจากกระบวนการควอนตัมอุโมงค์ที่เกิดอย่างชัดเจน เช่นการปล่อยโปรตอน การสลายแอลฟาและการสลายกลุ่ม ที่ในแต่ละครั้งให้ผลิตภัณฑ์ตัวเดียวกัน นิวเคลียร์ฟิชชันผลิตพลังงานเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าและขับการระเบิดของอาวุธนิวเคลียร์ การนำไปใช้งานทั้งสองนี้เป็นไปได้เพราะสารบางอย่างที่เรียกว่าเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ทำให้เกิดการฟิชชันเมื่อพวกมันถูกกระแทกด้วยนิวตรอนฟิชชัน และส่งผลให้มีการปลดปล่อยนิวตรอนเมื่อนิวเคลียสแตกออก นี้จะทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ยั่งยืนด้วยตนเอง และปล่อยพลังงานออกมาในอัตราที่สามารถควบคุมได้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรือในอัตราที่ไม่สามารถควบคุมได้อย่างรวดเร็วมากในอาวุธนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์
หลังจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ Fukushima Daiichi ในปี 2011 ค่าใช้จ่ายต่างๆคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในการดำเนินงานปัจจุบันและในการก่อสร้างโรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์แห่งใหม่, เนื่องจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้วบนสถานที่ตั้งและการออกแบบที่ถูกยกระดับสำหรับภัยคุกคามขั้นพื้นฐานมากมาย.
อาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์
โดยปกติปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นนั้นเป็นพลังงานสะอาดที่จะไม่ก่อให้เกิดสารกัมมันตรังสีตกค้าง แต่เนื่องจากการฟิวชั่นจะเกิดขึ้นได้นั้นก็ต้องผ่านขั้นตอนการฟิชชั่นมาเสียก่อน เนื่องด้วยเหตุนี้เองจึงทำให้ระเบิดไฮโดรเจนยังคงมีฝุ่นรังสีนิวเคลียร์ตกค้างหลังการระเบิดจึงมีความอันตรายไม่ต่างจากระเบิดปรมณูแบบเก่าเลย
พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
สำหรับประเทศไทยก็ตกอยู่ในภาวะเดียวกัน คือ การบริโภคพลังงานของประชาชนมีอัตราสูงขึ้นเรื่อยๆ อย่างไม่มีขีดจำกัด ในขณะเดียวกันทิศทางการพัฒนาประเทศกำลังมุ่งหน้าไปสู่การพัฒนาอุตสาหกรรม พลังงานถือว่าเป็นปัจจัยที่จะเกื้อหนุน ผลักดันอุตสาหกรรมและเศรษฐกิจให้ก้าวไกลไปได้ พลังงานจะต้องมีราคาถูก รวมทั้งมีใช้อย่างพอเพียง มิฉะนั้นจะทำให้การพัฒนาด้านอุตสาหกรรมต้องหยุดชะงัก และนักลงทุนต่างชาติรวมทั้งในประเทศ จะเลิกเชื่อถือรัฐบาลที่ไปเชิญชวนให้มาลงทุนแล้วไม่สร้างปัจจัยพื้นฐานไว้รองรับ จึงมาถึงคำถามที่ว่า ไทยมีพลังงานสำรองไว้ใช้ในอนาคตสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมเพียงพอหรือไม่ ในขณะที่ความต้องการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ นั้น ทางเลือกที่จำเป็นที่จะต้องกระทำ เพื่อให้เกิดความมั่นใจว่า ในอนาคตไทยจะไม่ขาดแคลนพลังงาน ก็คือ การหาแหล่งพลังงานใหม่เข้ามาสำรองแหล่งพลังงานที่กำลังจะหมดไป สำหรับแหล่งพลังงานที่มองเห็นได้เด่นชัดซึ่งจะมีบทบาทอย่างมากที่จะเข้ามาเป็นพลังงานทดแทนน้ำมันถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ คือ พลังงานนิวเคลียร์ โดยจะนำมาใช้ในรูปของ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์
สหราชอาณาจักร, แคนาดา, และรัสเซียดำเนินการในช่วงปลายปี 1940s และต้นปี 1950s. ไฟฟ้าถูกผลิตขึ้นเป็นครั้งแรกโดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เมื่อวันที่ 20 ธันวาคม 1951 ที่สถานีทดลอง EBR-I ใกล้ Arco, รัฐไอดาโฮ, ซึ่งเริ่มผลิตประมาณ 100 กิโลวัตต์. งานวิจัยยังได้ทำกันอย่างเข้มข้นอย่างมากในสหรัฐอเมริกาในการขับเคลื่อนทางทะเลด้วยนิวเคลียร์, ที่มีเครื่องปฏิกรณ์เพื่อการทดสอบที่ได้รับการพัฒนาในปี 1953 (ในที่สุด USS Nautilus, เรือดำน้ำพลังงานนิวเคลียร์ลำแรกที่จะเปิดตัวในปี 1955). ในปี 1953 ประธานาธิบดีสหรัฐอเมริกา, ไอเซนฮาว, กล่าวในสุนทรพจน์เรื่อง "ปรมาณูเพื่อสันติ" ของเขาที่องค์การสหประชาชาติ, ได้เน้นความจำเป็นในการพัฒนาการใช้ประโยชน์ "เพื่อสันติ" จากพลังงานนิวเคลียร์อย่างรวดเร็ว. ตามด้วยการแก้ไขพระราชบัญญัติพลังงานปรมาณูปี 1954 ซึ่งอนุญาตให้เปิดเผยอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์ของสหรัฐและการสนับสนุนการพัฒนาโดยภาคเอกชน. เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับขั้นตอนการเรียนรู้อย่างมีนัยสำคัญ, ที่มีหลายๆการหลอมละลายของแกนกลางขั้นต้นบางส่วนและอุบัติเหตุที่เครื่องปฏิกรณ์ตัวทดลองและสิ่งอำนวยความสะดวกการวิจัย.
เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ใหม่ () เป็นเรื่องที่ถกเถียงกัน เนื่องจากมีมุมมองที่ขัดแย้งกันในหัวข้อนี้และเกี่ยวข้องกับเงินหลายพันล้านดอลล่าร์ที่จะใช้ในการลงทุนกับทางเลือกของแหล่งพลังงาน โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์มักจะมีค่าใช้จ่ายด้านต้นทุนที่สูงในการก่อสร้างและการรื้อถอน อีกทั้งค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและค่าใช้จ่ายในอนาคตเพื่อการจัดเก็บกากนิวเคลียร์ ข้อดีในปัจจุบันของพลังงานนิวเคลียร์ก็คือมีค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงที่ต่ำและมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ต่ำ
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือบางส่วนของระบบพลังงานที่ทันสมัยและซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยออกแบบ. ระบบที่ซับซ้อนใดๆ ไม่ว่าจะถูกออกแบบและถูกสรรสร้างได้ดีสักเพียงไร ก็ไม่สามารถจะบอกได้ว่ามันจะไม่มีความล้มเหลว นักข่าวและนักประพันธ์อาวุโส สเตฟานี Cooke แย้งว่า: 
ตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเป็นเครื่องที่ซับซ้อนอย่างยิ่งที่มีหลายสิ่งที่อาจผิดพลาดได้ทุกเมื่อ เมื่อเกิดขึ้นที่เกาะทรีไมล์ในปี 1979 ความผิดพลาดอื่นๆในโลกนิวเคลียร์ก็เริ่มขึ้น ความผิดพลาดอันหนึ่งก็นำไปสู่​​ความผิดพลาดอีกอันหนึ่ง แล้วเกิดขึ้นต่อๆกันไปเรื่อยๆ จนกระทั่งแกนของตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเริ่มที่จะละลาย และแม้แต่วิศวกรนิวเคลียร์ที่ผ่านการฝึกอบรมมากที่สุดของโลกก็ไม่รู้วิธีการตอบสนอง อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นเผยให้เห็นข้อบกพร่องอย่างร้ายแรงในระบบที่ถูกสร้างขึ้นมาให้ปกป้องสุขภาพและความปลอดภัยของประชาชน 
อุบัติเหตุนิวเคลียร์เกาะทรีไมล์ในปี 1979 สร้างแรงบันดาลใจให้กับ Perrow ในหนังสือ'อุบัติเหตุปกติ' ในหนังสือเล่มนี้อุบัติเหตุนิวเคลียร์ได้เกิดขึ้น เป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันที่ไม่คาดคิดของความล้มเหลวหลายอย่างของระบบที่ซับซ้อน อุบัติเหตุครั้งนั้นเป็นตัวอย่างหนึ่งของการเกิดอุบัติเหตุตามปกติเพราะมันเป็นสิ่งที่ "ที่ไม่คาดคิด เข้าใจยาก ไม่สามารถควบคุมได้และหลีกเลี่ยงก็ไม่ได้"
Perrow สรุปว่าความล้มเหลวที่เกาะทรีไมล์เป็นผลมาจากความซับซ้อนอันยิ่งใหญ่ของระบบ เขาตระหนักว่า ระบบความเสี่ยงสูงที่ทันสมัย​​เช่นนั้นมีแนวโน้มที่จะล้มเหลวไม่ว่าพวกมันจะได้รับการจัดการดีอย่างไรก็ตาม มันหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่พวกเขาในที่สุดก็จะได้รับสิ่งที่เขาเรียก 'อุบัติเหตุปกติ' ดังนั้น เขาแนะนำว่าเราอาจจะคิดออกแบบใหม่จะดีกว่า หรือถ้าเป็นไปไม่ได้ ก็ละทิ้งเทคโนโลยีดังกล่าวไปทั้งหมด 
ปัญหาพื้นฐานที่เอื้อต่อความซับซ้อนของระบบไฟฟ้านิวเคลียร์คืออายุการใช้งานที่ยาวนานมากๆของมัน. ระยะเวลาตั้งแต่เริ่มต้นของการก่อสร้างสถานีพลังงานนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์จนถึงการกำจัดที่ปลอดภัยของกากกัมมันตรังสีครั้งสุดท้ายของมันอาจกินเวลาถึง 100-150 ปี
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่เป็นเรื่องความขัดแย้ง, และการลงทุนหลายพันล้านดอลลาร์นั่งอยู่บนทางเลือกของแหล่งพลังงาน. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มักจะมีค่าใช้จ่ายในการลงทุนสูง, แต่ค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงโดยตรงต่ำ, กับค่าใช้จ่ายของการสกัดเชื้อเพลิง, กระบวนการ, การใช้งานและค่าใช้จ่ายในการเก็บรักษาเชื้อเพลิงใช้แล้ว. ดังนั้น การเปรียบเทียบกับวิธีการผลิตไฟฟ้าอื่นๆจะขึ้นอยู่กับสมมติฐานเกี่ยวกับระยะเวลาการก่อสร้างและการจัดหาเงินลงทุนสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์. การประมาณการค่าใช้จ่ายจะต้องนำค่าใช้จ่ายในการรื้อถอนและการเก็บรักษากากนิวเคลียร์หรือค่าใช้จ่ายโรงงานรีไซเคิลเข้ามาคิดด้วยถ้าสร้างในสหรัฐอเมริกาเนื่องจาก'พระราชบัญญัติด้านราคา Anderson'. กับความคาดหวังว่าทั้งหมดของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว/"กากนิวเคลียร์"อาจมีศักยภาพในการนำกลับมาใช้ใหม่โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ในอนาคต,เครื่องปฏิกรณ์ generation IV, ที่กำลังออกแบบมาเพื่อปิดวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้อย่างสมบูรณ์.
พลังงานนิวเคลียร์
เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์แห่งใหม่เป็นเรื่องที่ถกเถียงกันเพราะมีหลายมุมมองที่แปลกแยกในหัวข้อนี้และเกี่ยวพันกับการลงทุนหลายพันล้านดอลล่าร์สำหรับทางเลือกของแหล่งพลังงาน. โรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์มักจะมีค่าใช้จ่ายเงินทุนสูงสำหรับการสร้างโรงงาน แต่ค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงที่ต่ำ. ดังนั้น เมื่อเทียบกับวิธีการผลิตไฟฟ้าอื่น ๆ จะขึ้นอยู่เป็นอย่างยิ่งกับสมมติฐานเกี่ยวกับระยะเวลาการก่อสร้างและการจัดหาเงินทุนสำหรับโรงงานนิวเคลียร์รวมทั้งค่าใช้จ่ายในอนาคตของเชื้อเพลิงฟอสซิลและพลังงานหมุนเวียนเช่นเดียวกับโซลูชั่นการจัดเก็บพลังงานสำหรับแหล่งพลังงานที่ไม่สม่ำเสมอ. ประมาณการค่าใช้จ่ายยังต้องพิจารณาถึงการรื้อถอนโรงงานและต้นทุนการเก็บรักษากากนิวเคลียร์. ในทางกลับกัน มาตรการที่จะบรรเทาภาวะโลกร้อนเช่นการเก็บภาษีคาร์บอนหรือการซื้อขายมลพิษคาร์บอนอาจให้ประโยชน์กับเศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์.
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
บทความหลัก: การอภิปรายพลังงานนิวเคลียร์ 
การอภิปรายพลังงานนิวเคลียร์เป็นเรื่องเกี่ยวกับความขัดแย้ง ซึ่งได้ล้อมรอบการใช้งานและการใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชันในการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สำหรับพลเรือน. การอภิปรายเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ขึ้นสู่จุดสูงสุดในช่วงปี 1970 และ 1980 เมื่อมัน "ถึงจุดของความเข้มข้นเป็นประวัติการณ์ในประวัติศาสตร์ของการถกเถียงทางเทคโนโลยี" ในบางประเทศ.
เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์
หมายถึง แร่ที่มีการแตกตัวของนิวเคลียสของธาตุซึ่งไม่เสถียร เนื่องจากมีพลังงานส่วนเกินอยู่ภายในนิวเคลียสมากจึงต้องถ่ายเทพลังงานส่วนเกินนี้ ออกมาเพื่อให้กลายเป็นอะตอมของธาตุที่เสถียร แร่นิวเคลียร์มี 2 ชนิดคือแร่กัมมันตภาพรังสี เป็นแร่ที่มีสมบัติในการปล่อยรังสีออกจากตัวเองอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยออกมาเป๋นคลื่นสั้น ได้แก่ ยูเรเนียม ทอเรียม ส่วนอีกชนิดหนึ่งเป็นแร่ที่ไม่ส่งกัมมันตภาพรังสีออกมาใช้ประโยชน์ ในการควบคุมการแตกตัวของนิวเคลียสของแร่กัมมันตภาพรังสี ได้แก่ เมอริลและโคลัมเนียม
เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์
ใน พ.ศ. 2548 องค์การข้อมูลข่าวสารด้านพลังงานแห่งสหรัฐอเมริกา (United States Energy Information Administration) ได้ประเมินว่าในบรรดาผลิตผลจากพลังงานในโลกนี้ ร้อยละแปดสิบหกมีต้นกำเนิดจากการเผาผลาญเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ ร้อยละหกจุดสามกำเนิดแต่พลังงานไฟฟ้าจากน้ำ (hydroelectric) และร้อยละหกจากพลังงานนิวเคลียร์ ส่วนร้อยละศูนย์จุดเก้าที่เหลือจากแหล่งพลังงานอื่น ๆ เป็นต้นว่า ความร้อนจากธรณีภาค (geothermal) พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานจากไม้ และพลังงานจากของใช้แล้ว
ถ่านหิน (Coal)﻿         ถ่านหิน เป็นหินตะกอนที่กำเนิดมาจากซากพืช ลักษณะแข็งแต่เปราะ มีสีน้ำตาลถึงดำ  มีทั้งชนิดผิวมันและผิวด้าน องค์ประกอบหลักในถ่านหินคือธาตุคาร์บอน และธาตุอื่น ๆ เช่น ไฮโดรเจน  ออกซิเจน  ไนโตรเจน  และกำมะถัน  นอกจากนี้อาจพบธาตุที่มีปริมาณน้อย เช่น ปรอท สารหนู ซีลีเนียม โครเมียม นิกเกิล ทองแดง และแคดเมียม ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญที่ก่อให้เกิดปัญหากับสุขภาพและสิ่งแวดล้อม      ﻿ ปริมาณสำรอง ประกอบด้วยปริมาณที่พิสูจน์แล้วและปริมาณที่ยังไม่ได้พิสูจน์ ปริมาณสำรองที่พิสูจน์แล้วคือปริมาณที่ค้นพบแล้ว และจะสามารถผลิตขึ้นมาใช้ให้คุ้มค่าได้ค้อนข้างแน่นอน  ปริมาณสำรองของถ่านหินที่มีอยู่ในปัจจุบันทั่วโลกจะใช้ได้อีก 250 ปี 1.1 การเกิดถ่านหิน
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ที่มีอยู่ส่วนใหญ่เป็นเครื่องปฏิกรณ์ความร้อนและมักจะใช้น้ำเป็นตัวหน่วงนิวตรอน (ตัวหน่วงหมายความว่ามันหน่วงความเร็วของนิวตรอนให้ช้าลงที่ความเร็วของความร้อน) และใช้น้ำเป็นตัวหล่อเย็น. แต่ในเครื่องปฏิกรณ์แบบ fast breeder จะใช้ตัวหล่อเย็นเป็นอย่างอื่นซึ่งจะไม่ได้หน่วงหรือทำให้นิวตรอนช้าลงมากนัก. นี่ทำให้นิวตรอนเร็วเหนือกว่า, ซึ่งสามารถถูกนำมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อเติมเต็มการจัดหาน้ำมันเชื้อเพลิงอย่างต่อเนื่อง. โดยเพียงแค่วางยูเรเนียมที่ไม่ได้เสริมสมรรถนะและราคาถูกลงไปในแกนเช่นนั้น, U-238 ที่ไม่สามารถฟิชชั้นได้ก็จะกลายเป็น Pu-239, เป็นการ"ออกลูก"() เชื้อเพลิง.
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์ BWR และ PWR เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ใช้ยูเรเนียมที่เสริมสมรรถนะที่ประมาณ 4% ของ U-235, และเครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์บางเครื่องที่มีนิวตรอนเศรษฐกิจ() สูงไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงที่เสริมสมรรถนะเลย (นั่นคือพวกมันสามารถใช้ยูเรเนียมธรรมชาติได้). จากข้อมูลสำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ, มีอย่างน้อย 100 เครื่องปฏิกรณ์วิจัยในโลกใช้เชื้อเพลิงสมรรถนะสูง (weapons-grade/ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะ 90%). ความเสี่ยงจากการขโมยน้ำมันเชื้อเพลิงนี้ (อาจใช้ในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์) ได้นำไปสู่​​แคมเปญการสนับสนุนการแปลงของประเภทของเครื่องปฏิกรณ์นี้ให้เป็นยูเรเนียมสมรรถนะต่ำ(ซึ่งเป็นภัยคุกคามน้อยกว่าการแพร่ขยาย).
เทคโนโลยีนิวเคลียร์
ถ้านิวเคลียสมากกว่าหนึ่งตัวถูกบังคับให้ชนกัน พวกมันก็สามารถทำให้เกิดนิวเคลียร์ฟิวชันได้ กระบวนการนี้อาจปล่อยหรือดูดซับพลังงาน ถ้านิวเคลียสที่เกิดจากการชนมีน้ำหนักเบากว่านิวเคลียสของเหล็ก พลังงานจะถูกปล่อยออกมาตามปกติ แต่เมื่อนิวเคลียสนั้นหนักกว่าของเหล็ก โดยทั่วไปพลังงานจะถูกดูดซับ กระบวนการของการฟิวชั่นนี้เกิดขึ้นในดวงดาว ซึ่งได้รับพลังงานของพวกมันจากไฮโดรเจนและฮีเลียม พวกมันก่อตัวขึ้นผ่าน'การสังเคราะนิวเคลียสแบบกลุ่มดาว' () และองค์ประกอบเบา (ลิเธียมจนถึงแคลเซียม) เช่นเดียวกับบางส่วนขององค์ประกอบหนัก (เกินกว่าเหล็กและนิกเกิลผ่านทาง S-process) ความอุดมสมบูรณ์ที่เหลืออยู่ขององค์ประกอบหนัก จากนิกเกิลจนถึงยูเรเนียมและไกลกว่านั้น เป็นเพราะกระบวนการการสังเคราะห์นิวเคลียสแบบซูเปอร์โนวา () หรือที่เรียกว่า R-process.
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
อีกด้านหนึ่ง, ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง, หรือทุนอื่นๆนอกจากนี้, มาตรการเพื่อลดภาวะโลกร้อนเช่นภาษีคาร์บอนหรือการซื้อขายการปลดปล่อยคาร์บอน, ยิ่งเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์. ประสิทธิภาพที่ก้าวหน้าถูกคาดหวังว่าจะประสบความสำเร็จผ่านการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงยิ่งขึ้น, เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ Generation III สัญญาว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพด้านเชื้อเพลิงมากขึ้นอย่างน้อย 17%, และมีค่าใช้จ่ายเงินทุนลดลง, ในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์ Generation IV ในอนาคตสัญญาว่าจะมีประสิทธิภาพด้านเชื้อเพลิงมากขึ้น 10,000-30,000% และไม่เกิดกากนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์
ฝ่ายค้านเชื่อว่าพลังงานนิวเคลียร์แสดงภาพของภัยคุกคามอย่างใหญ่หลวงต่อคนและสิ่งแวดล้อม. ภัยคุกคามเหล่านี้รวมถึงปัญหาของขบวนการผลิต, การขนส่งและการเก็บรักษากากนิวเคลียร์กัมมันตรังสี, ความเสี่ยงของการแพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์และการก่อการร้าย, เช่นเดียวกับความเสี่ยงต่อสุขภาพและความเสียหายด้านสิ่งแวดล้อมจากการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม. พวกเขายังยืนยันว่าตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเป็นเครื่องที่ซับซ้อนขนาดมโหฬารที่หลายสิ่งหลายอย่างสามารถทำงานผิดพลาดได้, และอุบัติเหตุนิวเคลียร์ร้ายแรงก็เคยเกิดขึ้นมาแล้ว. นักวิจารณ์ไม่เชื่อว่าความเสี่ยงทั้งหลายของการใช้นิวเคลียร์ฟิชชันเพื่อเป็นแหล่งพลังงานจะสามารถชดเชยอย่างเต็มที่โดยการพัฒนาของเทคโนโลยีใหม่. พวกเขายังคงแย้งว่าเมื่อทุกขั้นตอนของห่วงโซ่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ต้องใช้พลังงานอย่างมากถูกนำมาพิจารณา, ตั้งแต่การทำเหมืองแร่ยูเรเนียมจนถึงการรื้อถอนนิวเคลียร์, พลังงานนิวเคลียร์ไม่ได้เป็นแหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าที่ผลิตคาร์บอนต่ำและเป็นแหล่งที่ประหยัดในทางเศรษฐกิจทั้งสองอย่าง.
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เป็นเชื้อเพลิงทางเลือกชนิดหนึ่งที่ประเทศไทยโดยการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย เลือกใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า เพื่อให้เพียงพอต่อความต้องการใช้ไฟฟ้าปริมาณมากของคนไทย โดยเชื้อเพลิงนิวเคลียร์นี้ผลิตจากแร่ยูเรเนียม ที่ผ่านกระบวนการสกัด แปลงสภาพ และทำให้เข้มข้น (Enriched) ก่อนที่จะทำเป็นเม็ดแล้วนำไปบรรจุในท่อ ซึ่งจะนำไปรวมเป็นมัดเชื้อเพลิงบรรจุในแกนปฏิกรณ์เพื่อใช้งาน
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
หนึ่งกิโลกรัมของยูเรเนียม-235 (U-235) ที่แปลงผ่านกระบวนการนิวเคลียร์จะปล่อยพลังงานประมาณสามล้านเท่ามากกว่าหนึ่งกิโลกรัมของถ่านหินที่ถูกเผาแบบดั้งเดิม (7.2 × 10 จูลต่อกิโลกรัมของยูเรเนียม-235 เมื่อเทียบกับ 2.4 × 10 จูลต่อกิโลกรัมของถ่านหิน)
วัสดุฟิสไซล์
โดยทั่วไป, ไอโซโทป actinide ส่วนใหญ่ที่มี หมายเลขนิวตรอน เป็นเลขคี่จะเป็นฟิสไซล์. เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ส่วนใหญ่จะมี หมายเลขมวลอะตอม เป็นเลขคี่ ("A" = "Z" + "N" = จำนวนรวมของ นิวคลีออน), และ หมายเลขอะตอม เป็นเลขคู่ "Z". นี่ก็หมายถึงจำนวนนิวตรอนเป็นจำนวนคี่. ไอโซโทปที่มีจำนวนนิวตรอนเป็นจำนวนคี่จะได้รับพลังงานเพิ่มเป็นพิเศษอีก 1-2 MeV จากการดูดซับหนึ่งนิวตรอนที่เกิน, จากผลกระทบการจับคู่ซึ่งชอบพอจำนวนคู่ของทั้งนิวตรอนและโปรตอน. พลังงานนี้ก็เพียงพอที่จะจ่ายพลังงานที่จำเป็นพิเศษสำหรับฟิชชันโดยนิวตรอนที่ช้ากว่า, ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำไอโซโทปที่ fissionable ให้เป็น fissile ได้ด้วย.
พลังงานนิวเคลียร์
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ก่อให้เกิดสภาพอากาศสุดขั้วเช่นคลื่นความร้อน, ระดับความชื้นในอากาศลดลงและภัยแล้งอาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในโครงสร้างพื้นฐานของพลังงานนิวเคลียร์. น้ำทะเลเป็นตัวกัดกร่อน ดังนั้นการจัดหาพลังงานนิวเคลียร์มีแนวโน้มที่จะได้รับผลกระทบทางลบจากปัญหาการขาดแคลนน้ำจืด. ปัญหาทั่วไปนี้อาจกลายเป็นปัญหามากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป. สิ่งนี้สามารถบังคับให้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ปิดตัวลงได้อย่างที่เกิดขึ้นในฝรั่งเศสในช่วงคลื่นความร้อนปี 2003 และ 2006. อุปทานพลังงานนิวเคลียร์ได้ลดลงอย่างรุนแรงจากอัตราการไหลของแม่น้ำที่ต่ำและภัยแล้งซึ่งหมายความว่าแม่น้ำได้มาถึงจุดอุณหภูมิสูงสุดสำหรับหล่อเย็นเครื่องปฏิกรณ์. ในระหว่างที่เกิดคลื่นความร้อน, เครื่องปฏิกรณ์ 17 เครื่องต้องจำกัดการส่งพลังงานออกหรือปิดตัวลง. 77% ของกระแสไฟฟ้าในฝรั่งเศสถูกผลิตโดยพลังงานนิวเคลียร์และในปี 2009 สถานการณ์ที่คล้ายกันสร้างปัญหาการขาดแคลนถึง 8GW และบังคับให้รัฐบาลฝรั่งเศสต้องนำเข้าไฟฟ้า. กรณีอื่นๆได้รับรายงานจากเยอรมนีที่อุณหภูมิสูงได้ลดการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ 9 ครั้ง เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงระหว่างปี 1979 และ 2007. โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:
พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ บางครั้งใช้แทนกันกับคำว่า พลังงานปรมาณู นอกจากนี้พลังงานนิวเคลียร์ยังครอบคลุมไปถึงพลังงานรังสีเอกซ์ด้วย (พ.ร.บ. พลังงานเพื่อสันติ ฉบับที่ 2 พ.ศ. 2508) พลังงานนิวเคลียร์ สามารถปลดปล่อยออกมาเป็นพลังงานหลายรูปแบบ เช่น พลังงานความร้อน รังสีแกมมา อนุภาคเบต้า อนุภาคอัลฟา อนุภาคนิวตรอน เป็นต้น
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นครั้งแรกในวันที่ 3 กันยายน 1948 ด้วย'เครื่องปฏิกรณ์แกรไฟท์ X-10' ใน Oak Ridge รัฐเทนเนสซี ประเทศสหรัฐอเมริกาและเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เครื่องแรกที่จะให้กำลังไฟกับหลอดไฟดวงหนึ่ง. การทดลองครั้งที่สองมีขนาดใหญ่กว่าเกิดขึ้นในวันที่ 20 ธันวาคม 1951 ที่สถานีทดลอง EBR-I ใกล้ Arco, รัฐไอดาโฮสหรัฐอเมริกา และเมื่อวันที่ 27 มิถุนายน 1954 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของโลกที่ผลิตไฟฟ้าสำหรับกริด (ไฟฟ้า) เริ่มดำเนินการที่เมือง Obninsk สหภาพโซเวียต. สถานีไฟฟ้าเต็มรูปแบบแห่งแรกของโลกคือที่คาลเดอฮอลล์ในอังกฤษเปิดเมื่อวันที่ 17 ตุลาคม 1956.
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ใน'การขับเคลื่อนนิวเคลียร์ทางทะเล' (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เรือดำน้ำนิวเคลียร์) มักจะไม่สามารถทำงานที่กำลังไฟต่อเนื่องตลอดเวลาในลักษณะเดียวกับเครื่องปฏิกรณ์พลังงานบนบกที่ทำงานได้ตามปกติและนอกจากนี้มักจะต้องมีอายุของแกนที่ยาวมากโดยไม่ต้องเติมเชื้อเพลิง. ด้วยเหตุผลนี้ การออกแบบจำนวนมากจะใช้ยูเรเนียมสมรรถนะสูง แต่รวม neutron poison ที่ใหม้ไฟได้ลงในแท่งเ​​ชื้อเพลิงโดยตรง. วิธีการนี้จะช่วยให้เครื่องปฏิกรณ์สามารถถูกสร้างด้วยส่วนเกินของวัสดุที่ฟิชชั่นได้, ซึ่งอย่างไรก็ดีถูกทำให้ค่อนข้างปลอดภัยมากขึ้นในช่วงต้นของวงจรการเผาเชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์ด้วยการปรากฏตัวของวัสดุที่ดูดกลืนนิวตรอน, ที่หลังจากนั้นมีการแทนที่ด้วย neutron poison อายุยาวที่ผลิตขึ้นตามธรรมชาติ (อายุยาวนานกว่าซีนอน-135 มาก) ซึ่งค่อยๆสะสมตลอดช่วงอายุการใช้งานโหลดเชื้อเพลิง
พลังงานนิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นเพียงส่วนหนึ่งของวงจรชีวิตสำหรับพลังงานนิวเคลียร์. กระบวนการเริ่มต้นด้วยการทำเหมืองแร่ (ดูการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม). แร่ยูเรเนียมอยู่ใต้ดิน, เหมืองแร่อาจเป็นแบบเปิดหน้าหลุมหรือการกรองในแหล่งกำเนิด. ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม แร่ยูเรเนียมจะถูกสกัด, มักจะถูกแปลงให้เป็นรูปแบบที่มีความเสถียรและมีขนาดกะทัดรัด เช่น yellowcake จากนั้นจะถูกเคลื่อนย้ายไปยังสถานที่ทำกระบวนการ. ที่นี่ yellowcake จะถูกแปลงเป็น hexafluoride ยูเรเนียม ซึ่งจะถูกทำให้มีสมรรถนะสูงโดยใช้เทคนิคต่างๆ. ณ จุดนี้ยูเรเนียมที่มีสมรรถนะสูงจะมี U-235 ตามธรรมชาติมากกว่า 0.7% จะถูกนำมาใช้ทำแท่งเชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีองค์ประกอบและรูปทรงเรขาคณิตที่เหมาะสม. แท่งเชื้อเพลิงจะใช้งานได้ประมาณ 3 รอบการดำเนินงาน (ปกติรวม 6 ปีในขณะนี้)ภายในเครื่องปฏิกรณ์, โดยทั่วไปจนถึงประมาณ 3 % ของยูเรเนียมของพวกมันจะถูกฟิชชันไป, จากนั้นพวกมันจะถูกย้ายไปยังจุดรวมเชื้อเพลิงใช้แล้ว, ที่จุดนี้ไอโซโทปอายุสั้นที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันจะสามารถสลายตัวไป. หลังจากนั้นประมาณ 5 ปีที่ อยู่ในจุดรวมเชื้อเพลิงใช้แล้ว, เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วนี้จะถูกทำให้เย็นลงโดยวิธีกัมมันตภาพรังสีเพื่อให้อุณหภูมิลดลงพอที่จะจัดการได้ และมันจะถูกย้ายไปยังถังเก็บแห้งหรือไปแปรสภาพ ().
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ปริมาณของพลังงานในอ่างเก็บเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จะถูกแสดงบ่อยครั้งในแง่ของ "วันเต็มกำลัง" () ซึ่งเป็นจำนวนของระยะเวลา 24 ชั่วโมง (วัน) ที่เครื่องปฏิกรณ์ตัวหนึ่งได้ถูกกำหนดตารางเวลาไว้สำหรับการดำเนินงานที่จะสามารถส่งออกพลังงานได้เต็มกำลังในการสร้างพลังงานความร้อน. จำนวนวันเต็มกำลังในรอบการดำเนินงานของเครื่องปฏิกรณ์ (ระหว่างเวลาเติมน้ำมันครั้งหนึ่งจนถึงเติมน้ำมันครั้งต่อไป) จะเกี่ยวข้องกับปริมาณของยูเรเนียม-235 (U-235) ที่ฟิชชั่นได้ที่เก็บอยู่ในแท่งเชื้อเพลิงที่จุดเริ่มต้นของวงจร. เปอร์เซ็นต์ที่สูงขึ้นของ U-235 ในแกนที่จุดเริ่มต้นของวงจรจะยอมให้เครื่องปฏิกรณ์ทำงานได้นานวันเต็มกำลังมากขึ้น.
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
เครื่องปฏิกรณ์หน่วยที่ 1 2 และ 6 ผลิตโดยเจเนอรัลอิเล็กทริก หน่วยที่ 3 และ 5 ผลิตโดยโตชิบา และหน่วยที่ 4 ผลิตโดยฮิตาชิ เครื่องปฏิกรณ์ทั้งหกหน่วยออกแบบโดย General Electric เครื่องปฏิกรณ์ของ General Electric ออกแบบสถาปัตยกรรมโดย Ebasco และการก่อสร้างทั้งหมดดำเนินการโดย Kajima. ตั้งแต่เดือนกันยายน พ.ศ. 2553 เครื่องปฏิกรณ์หน่วยที่สามได้เปลี่ยนมาใช้เชื้อเพลิง mixed-oxide (MOX) แทนที่ low enriched uranium (LEU) ที่เคยใช้อยู่เดิมในเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมดในโรงไฟฟ้าแห่งนี้ เครื่องปฏิกรณ์หน่วยที่ 1–5 เป็นแบบ Mark I type (light bulb torus) containment structures ส่วนหน่วยที่ 6 เป็นแบบ Mark II type (over/under) containment structure
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นอุปกรณ์ที่จะเริ่มต้นและควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ยั่งยืน การใช้งานที่พบมากที่สุดของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าและการขับเคลื่อนเรือ
พลังงานนิวเคลียร์
เช่นเดียวกับหลายโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแบบเดิมที่ผลิตไฟฟ้าโดยการควบคุมพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล, โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แปลงพลังงานที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของอะตอมผ่านทางนิวเคลียร์ฟิชชันที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์. ความร้อนถูกย้ายออกจากแกนเครื่องปฏิกรณ์โดยระบบระบายความร้อนที่ใช้ความร้อนในการสร้างไอน้ำ, ไอน้ำจะไปขับกังหันไอน้ำที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป
พลังงานนิวเคลียร์
เมื่อวันที่ 27 มิถุนายน 1954 โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ Obninsk ของสหภาพโซเวียตเป็นโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าแห่งแรกของโลกสำหรับกริด (ไฟฟ้า), และผลิตพลังงานไฟฟ้าประมาณ 5 เมกะวัตต์.
เครื่องยนต์จรวด
จรวดเชื้อเพลิงเดี่ยว (Monopropellant rockets) เป็นจรวดที่ใช้เพียงหนึ่งเชื้อเพลิง, สลายตัวไปด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) เชื้อเพลิงเดี่ยวที่พบมากที่สุดคือไฮดราซีน (hydrazine) และไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ (hydrogen peroxide)
การแผ่รังสีจากนิวตรอน
เพื่อให้บรรลุปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิวชั่นที่มีประสิทธิภาพ นิวตรอนที่ถูกผลิตในระหว่างฟิชชันจะต้องถูกจับยึดโดยนิวเคลียสที่ทำฟิชชันได้ จากนั้นก็ทำการแยกนิวเคลียสออก แล้วก็ปลดปล่อยนิวตรอนมากขึ้นไปอีก ในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์แบบฟิชชันส่วนมาก เชื้อเพลิงนิวเคลียร์จะไม่ถูกกลั่นให้ดีพอที่จะสามารถที่จะดูดซับนิวตรอนเร็วที่จะยืดยาวปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชันให้ดำเนินการต่อไป และเนื่องจากมีการลดลงของ ภาคตัดขวาง ของนิวตรอนพลังงานสูง ดังนั้น ตัวหน่วงนิวตรอน จะต้องถูกนำมาใช้เพื่อชะลอความเร็วของนิวตรอนเร็วลงไปที่ความเร็วของนิวตรอนความร้อนเพื่อที่จะเปิดให้มีการดูดซึมที่เพียงพอ ตัวหน่วงนิวตรอนที่พบบ่อยได้แก่ แกรไฟท์, น้ำเบา (น้ำทั่วไป), และน้ำหนัก เครื่องปฏิกรณ์ไม่กี่ตัว (เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบนิวตรอนเร็ว) และ อาวุธนิวเคลียร์ ทั้งหมดจะต้องพึ่งพานิวตรอนเร็ว ซึ่งจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในการออกแบบและในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้ องค์ประกอบของสาร เบริลเลียม จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งเนื่องจากความสามารถของมันในการทำหน้าที่เป็นตัวเบี่ยงเบนนิวตรอนหรือเลนส์ มันยอมให้มีการใช้วัสดุฟิสไซล์ในปริมาณที่น้อยกว่าและเป็นเบื้องต้นของการพัฒนาทางเทคนิคที่นำไปสู่​​การสร้าง ระเบิดนิวตรอน
พื้นที่เก็บกากนิวเคลียร์ลึกใต้ดิน
ดูเพิ่มเติม: การจัดการกากกัมมันตรังสีระดับสูง
กากกัมมันตรังสีอายุยาวส่วนมาก, รวมทั้งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว, ต้องได้รับการเก็บกักและแยกออกต่างหากจากมนุษย์และสิ่งแวดล้อมเป็นเวลานานมาก. การกำจัดของเสียเหล่านี้ในสิ่งอำนวยความสะดวกทางวิศวกรรม, หรือพื้นที่เก็บ, ที่อยู่ลึกลงไปใต้ดินในการก่อตัวทางธรณีวิทยาที่เหมาะสมถูกมองว่าเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่อ้างอิง. คณะกรรมการนานาชาติว่าด้วยวัสดุฟิชชั่นได้กล่าวว่า: 
เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่าเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วและการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ระดับสูงและของเสียพลูโตเนียมต้องมีที่จัดเก็บที่มีการออกแบบที่ดีสำหรับรอบระยะเวลาตั้งแต่หลายหมื่นปีจนถึงหนึ่งล้านปี, เพื่อลดการปล่อยกัมมันตภาพรังสีที่ถูกเก็บกักไว้ออกสู่สภาพแวดล้อม. การป้องกันยังต้องมีเพื่อให้แน่ใจว่าทั้งพลูโตเนียมหรือยูเรเนียมสมรรถนะสูงจะไม่หันเหความสนใจไปกับการใช้เป็นอาวุธ. มีข้อตกลงทั่วไปว่าการจัดวางเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วในพื้นที่เก็บที่อยู่ใต้พื้นผิวโลกหลายร้อยเมตรจะปลอดภัยกว่าที่จัดเก็บที่ไม่แน่นอนของเชื้อเพลิงใช้แล้วบนพื้นผิว.
องค์ประกอบทั่วไปของพื้นที่เก็บรวมถึงกากกัมมันตรังสี, ภาชนะที่เก็บของเสีย, อุปสรรคด้านวิศวกรรมอื่นๆหรือที่ปิดผนึกรอบภาชนะ, อุโมงค์ที่อยู่อาศัยของภาชนะบรรจุ, และการชดเชยทางธรณีวิทยาของพื้นที่โดยรอบ.
ระบบการจ่ายไฟฟ้าแก่ทางรถไฟ
แหล่งพลังงานที่ไม่เหมาะสมสำหรับการผลิตไฟฟ้าเคลื่อนที่เช่นพลังงานนิวเคลียร์, แต่โรงไฟฟ้าพลังน้ำ, หรือพลังงานลมสามารถนำมาใช้ได้ ตามที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางทั่วโลกของปริมาณพลังงานสำรอง สำรองของเชื้อเพลิงเหลวมีน้อยกว่าก๊าซและถ่านหินมาก (ที่ 42, 167 และ 416 ปีตามลำดับ) ประเทศส่วนใหญ่ที่มีเครือข่ายรถไฟขนาดใหญ่ที่ไม่ได้มีน้ำมันสำรองอย่างมีนัยสำคัญแต่ผู้ที่มี, เช่นประเทศสหรัฐอเมริกาและสหราชอาณาจักร ได้ใช้น้ำมันสำรองของตนออกไปมากและได้รับความเดือดร้อนการส่งออกน้ำมันที่ลดลงมานานหลายทศวรรษ ดังนั้นนอกจากนี้ยังมีแรงจูงใจทางเศรษฐกิจที่แข็งแกร่งเพื่อทดแทนเชื้อเพลิงอื่น ๆ แทนน้ำมัน รถไฟกระแสไฟฟ้ามักจะถือว่าเป็นเส้นทางสำคัญที่มีต่อการปฏิรูปรูปแบบการบริโภค.
เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
ในปี 2011 เบนจามินเค Sovacool กล่าวว่าแม้บนสมมติฐานในแง่ดีของความพร้อมใช้ของเชื้อเพลิงสำรองทั่วโลก ยูเรเนียมจะสนับสนุนการเจริญเติบโตในการใช้พลังงานนิวเคลียร์ได้เพียง 2% และจะมีให้ใช้ได้เพียง 70 ปีเท่านั้น เขากล่าวว่าราคายูเรเนียม เหมือนอย่างของน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ มีความผันผวนสูง:
"นี่หมายความว่าราคายูเรเนียมที่ไม่แน่นอนอาจมีผลกระทบแบบหลุมฝังศพกับค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานโรงไฟฟ้า การเคลื่อนไหวของราคาดังกล่าวเป็นเรื่องยากที่จะคาดการณ์เมื่อบางประเทศเหล่านี้รับผิดชอบมากกว่า 30% ของการผลิตยูเรเนียมของโลก ได้แก่คาซัคสถาน, นามิเบีย, ไนเจอร์, และอุซเบกิสถาน มีความไม่แน่นอนทางการเมือง"
โรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิล
ในโรงไฟฟ้​​าพลังงานฟอสซิล พลังงานเคมีที่เก็บไว้ในเชื้อเพลิงฟอสซิลเช่นถ่านหิน น้ำมันเตา ก๊าซธรรมชาติ หรือหินน้ำมันและออกซิเจนในอากาศจะถูกแปลงอย่างต่อเนื่องให้เป็นพลังงานความร้อนจากนั้นก็เป็นพลังงานกลและพลังงานไฟฟ้าในที่สุด แต่ละโรงไฟฟ้​​าพลังงานฟอสซิลมีระบบที่ซับซ้อนและได้รับการออกแบบตามคำสั่ง ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างณ ปี 2004 อยู่ที่ US$ 1,300 ต่อกิโลวัตต์ หรือ $ 650 ล้าน สำหรับขนาด 500 MWe การสร้างหลายหน่วยผลิตไฟฟ้าในโรงงานเดียวกันจะเป็นการใช้ที่ดิน, ทรัพยากรธรรมชาติและแรงงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ส่วนใหญ่ของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนในโลกจะใช้เชื้อเพลิงจากฟอสซิลมากกว่าความร้อนจากนิวเคลียร์, ความร้อนใต้พิภพ, ชีวมวล, หรือจากแสงอาทิตย์
พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
ในด้านความปลอดภัย มีข้อมูลยืนยันจากการประชุมทางวิชาการที่ประเทศฟินแลนด์ เมื่อเดือนพฤษภาคม พุทธศักราช 2535 พบว่า การใช้เชื้อเพลิงทุกแบบมีอัตราการเสี่ยงสูงที่สุด
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สามารถล้มเหลวได้ในหลายวิธี ความไม่แน่นอนของวัสดุนิวเคลียร์อาจสร้างพฤติกรรมที่ไม่คาดคิด มันอาจส่งผลให้พลังงานกระจัดกระจายออกนอกลู่นอกทางไม่สามารถควบคุมได้ ปกติ ระบบหล่อเย็นในเตาปฏิกรณ์ถุกออกแบบเพื่อให้สามารถที่จะจัดการกับความร้อนส่วนเกินนี้ อย่างไรก็ตาม เตาปฏิกรณ์ยังอาจประสบอุบัติเหตุจากการสูญเสียของน้ำหล่อเย็น ทำให้เชื้อเพลิงละลายหรือทำให้ถังบรรจุเชื้อเพลิงร้อนมากเกินไปจนละลาย เหตุการณ์นี้เรียกว่านิวเคลียร์หลอมละลาย().
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ฝ่ายค้านกล่าวว่าพลังงานนิวเคลียร์ส่อเค้าที่จะสร้างภัยคุกคามจำนวนมากกับมนุษย์และสิ่งแวดล้อม. ภัยคุกคามเหล่านี้รวมถึงความเสี่ยงต่อสุขภาพและความเสียหายด้านสิ่งแวดล้อมจากการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม, กระบวนการผลิตและการขนส่ง, ความเสี่ยงของการแพร่ขยายการใช้งานเพื่อใช้เป็นอาวุธนิวเคลียร์หรือการก่อวินาศกรรม, และปัญหาที่ยังแก้ไขไม่ได้ของกากนิวเคลียร์กัมมันตรังสี. พวกเขายังยืนยันว่าตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเป็นเครื่องที่มีความซับซ้อนอย่างมากที่หลายสิ่งหลายอย่างสามารถทำงานผิดได้และได้ทำผิดจริงๆ, มีได้เกิดอุบัติเหตุนิวเคลียร์ร้ายแรงขึ้นแล้วหลายครั้ง. นักวิจารณ์ไม่เชื่อว่าความเสี่ยงเหล่านี้สามารถลดลงได้ด้วยเทคโนโลยีใหม่. พวกเขาแย้งว่าเมื่อพิจารณาถึงทุกขั้นตอนที่ใช้พลังงานอย่างเข้มข้นของห่วงโซ่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์แล้ว,ตั้งแต่การทำเหมืองแร่ยูเรเนียมจนถึงการรื้อถอนนิวเคลียร์, พลังงานนิวเคลียร์ไม่ได้เป็นแหล่งผลิตกระแสไฟฟ้าที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ.
เทคโนโลยีนิวเคลียร์
ปัจจุบันพลังงานนิวเคลียร์มีประมาณ 15.7% ของการผลิตไฟฟ้าของโลก (ในปี 2004) และถูกใช้ในการขับเคลื่อนเรือบรรทุกเครื่องบิน, เรือตัดน้ำแข็งและเรือดำน้ำ (นับถึงปัจจุบันเศรษฐศาสตร์และความกลัวในบางท่าเรือมีการหลีกเลี่ยงการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในเรือขนส่ง). ทุกโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้ปฏิกิริยาฟิชชัน. ยังไม่มีปฏิกิริยาฟิวชั่นที่มนุษย์สร้างขึ้นในการผลิตกระแสไฟฟ้า.
เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
โดยทั่วไปโรงไฟฟ้​​าถ่านหินและโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์มีชนิดเดียวกันของค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน (การดำเนินงานและการบำรุงรักษาบวกค่าเชื้อเพลิง) อย่างไรก็ตาม นิวเคลียร์มีค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงที่ต่ำกว่า แต่มีค่าใช้จ่ายด้านการดำเนินงานและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่สูงกว่า
ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
นักเคลื่อนไหวทางการเมืองหลายคนได้เริ่มเรียกร้องให้มีการปลดระวางโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ในประเทศญี่ปุ่นรวมทั้ง Amory Lovins ผู้ซึ่งอ้างว่า "ญี่ปุ่นยากจนในเรื่อง"เชื้อเพลิง" แต่ร่ำรวยที่สุดในกลุ่มประเทศอุตสาหกรรมที่สำคัญทั้งหมดในด้าน"พลังงาน"หมุนเวียนที่สามารถตอบสนองความต้องการพลังงานระยะยาวทั้งหมดของญี่ปุ่นด้วยต้นทุนและความเสี่ยงที่ต่ำกว่าแผนในปัจจุบัน อุตสาหกรรมของญี่ปุ่นสามารถทำได้เร็วกว่าใคร "ถ้า"ผู้กำหนดนโยบายของญี่ปุ่นรับทราบและอนุญาตให้ทำ" เบนจามิน เค Sovacool ยืนยันว่าญี่ปุ่นน่าจะได้ใช้ประโยชน์ในรากฐานพลังงานหมุนเวียนของญี่ปุ่น ญี่ปุ่นมีทั้งหมด "324 GW ของศักยภาพที่สามารถทำได้ในรูปแบบของกังหันลมบนบกและนอกชายฝั่ง (222 GW), โรงไฟฟ้​​าพลังงานความร้อนใต้พิภพ (70 GW), กำลังการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำเพิ่มเติม (26.5 GW), พลังงานแสงอาทิตย์ (4.8 GW) และสารตกค้างทางการเกษตร (1.1 GW)" ทัศนคติจะต้องมีที่นี่เช่นกัน เพื่อจัดหาความต้องการพลังงานทั้งหมดของญี่ปุ่นด้วยลมที่ 2.5 W/m และปฏิบัติงาน / ของเวลา มันต้องการ 127.3 ล้าน คูณด้วย 7,847.8 kWh/ปี ซึ่งจะต้องมีฟาร์มลมที่ครอบคลุม 5 หมื่นล้าน/365 m หรือประมาณ 140,000 กิโลเมตร หรือประมาณ 40% ของพื้นที่ญี่ปุ่นที่ 377,944 km สวนพลังงานแสงอาทิตย์ของเยอรมนีในบาวาเรียผลิตประมาณ 5 W/m ของพื้นที่ ดังนั้นจึงต้องการพื้นที่ 70,000 กิโลเมตร
พลังงานนิวเคลียร์
หลังจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ Fukushima ที่ญี่ปุ่นในปี 2011 เจ้าหน้าที่ปิด 54 โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ของประเทศ แต่ก็มีการคาดการณ์ว่าหากญี่ปุ่นไม่เคยนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้, อุบัติเหตุและมลพิษจากโรงไฟฟ้าถ่านหินหรือก๊าซอาจจะทำให้เกิดการเสียชีวิตมากกว่านี้. เมื่อปี 2013 โรงไฟฟ้าที่ Fukushima ยังคงมีกัมมันตรังสีที่สูง, ประมาณ 160,000 คนที่ถูกอพยพยังคงอาศัยอยู่ในที่อยู่อาศัยชั่วคราว, และที่ดินบางส่วนจะไม่สามารถทำฟาร์มได้นานหลายศตวรรษ. การทำความสะอาดอาจต้องใช้เวลาถึง 40 ปีหรือมากกว่านั้นและต้องใช้ค่าใช้จ่ายนับพันล้านดอลลาร์.
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์
หลังจากที่เริ่มใช้งานแล้ว มัดเชื้อเพลิงจะถูกสับเปลี่ยนตำแหน่งกับมัดอื่นๆ ในแต่ละปี โดยจะนำมัดที่อยู่ใจกลางแกนปฏิกรณ์ออกและนำมัดที่อยู่วงนอกเข้ามาแทน ในที่สุดมักที่ใช้มาแล้วประมาณ 3 - 4 ปี ก็จะเปลี่ยนออกไปเพื่อนำมัดเชื้อเพลิงใหม่มาแทน ในการจัดการเชื้อเพลิงนี้จะใช้คณิตศาสตร์ชั้นสูงมาช่วยในการคำนวณเพื่อช่วยยึดอายุเชื้อเพลิง ซึ่งไม่สามารถทำได้กับเชื้อเพลิงชนิดอื่น
กากกัมมันตรังสี
ของเสียระดับสูง() เกิดขึ้นจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์. มันประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ฟิชชั่นและองค์ประกอบ transuranic ที่ถูกสร้างขึ้นในแกนเครื่องปฏิกรณ์. มันมีกัมมันตรังสีสูงและมักจะร้อน, HLW มีปริมาณกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ของกัมมันตภาพรังสีทั้งหมดที่ถูกผลิตขึ้นในขั้นตอนของการผลิตไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์. ปริมาณของ HLW ทั่วโลกในขณะนี้เพิ่มขึ้นประมาณ 12,000 ตันทุกๆปี, ซึ่งเทียบเท่ากับรถโดยสารสองชั้นประมาณ 100 คันหรือโครงสร้างสองชั้นขนาดเท่าหนึ่งสนามบาสเกตบอล. โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ขนาด 1000 เมกะวัตต์จะผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว(ยังไม่ได้นำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่)ประมาณ 27 ตันทุกปี.