核能的效率高吗?
昨天看了切尔诺贝利核电站爆炸和福岛核电站事故的视频，核能好像是通过链式反应产生的能量转化为热能来加热沸腾水 那个视频没有讲的很清楚一些问题1.不论是什么东西作用于加热水的媒介 都会有能量损耗 加热水真的就是能耗最低的途径吗？是否有别的转化形式？2.可能我看视频看得不太仔细 核能产生的辐射是电磁波和粒子向外扩散 但是核电站爆炸之后还是会有辐射 这种辐射为什么会一直存在？难道他会一直往外扩散吗？是什么驱动它向外扩散？
不请自来，就当是对自己的课程知识的回顾；
水平有限，如果有不太完善的地方还请题主见谅。
开始回答问题
首先解答一下题主问题的注释的一些小疑惑
- 什么是链式裂变反应 ？ 现在人类利用核能的装置大多数为裂变反应堆，聚变反应堆尚在研究设计阶段。裂变反应堆是一种能以可控方式实现自续链式裂变反应的装置[1]。
可裂变核素遭受中子的撞击之后，会生成两个中等质量的核素，由于碰撞前后核素的结合能不同，在这个反应过程中便会释放出一部分能量，这部分能量就是核反应装置利用的主要能量来源。除了能量之外还会生成一个或多个中子，这些中子与其他可裂变核素接著发生反应，产生能量，生成更多的中子，这就是链式反应（就是多米诺骨牌一样）。
2.加热水真的就是能耗最低的方式吗？
答案是：不好说。
能耗的一种衡量单位叫做夸德（quad），1夸德=1015英热单位（Btu）。一个英热单位代表的数量相当于在1个大气压下将1磅水加热到1华氏度所需的热量（1 Btu=1 055 J）[2]
因为能耗主要取决与能量转换过程中的热效率，根据卡诺循环及其推论可以知道，在两个给定的热源间工作的热机，其循环热效率的最大限度等于卡诺循环的热效率[3]
简单来说就是任何能量传递的热效率它都不是100%的，它存在一个最大效率它取决与它的高、低温热源的温度。因此，能耗低不低，倒不是看工质，而是看温度（当然工质的种通常会影响热源的温度范围）。
那为啥用水呢？
嗯……1.多；2.便宜。这两个优点让水在众多工质的选取中脱颖而出。
其实水本身也具有良好的物理特性，它具有较大的比容，它具有较好的流动性，它无毒……并且它存在一个临界点，在高于这个临界点时（高于这个说法其实不太准确），它的液态与气态便没有区别，利用这个特性在火电上通过提高压力，制造出了超临界、超超临界机组，以提高装置的热效率。
3.为什么核电站爆炸之后会存在辐射
答案：因为存在不稳定核素，在它变成稳定核素的过程中会释放出辐射（题主应该指的是核素衰变过程中释放出的辐射，而不是热辐射吧）
辐射指的是由场源发出的电磁能量中一部分脱离场源向远处传播，而后不再返回场源的现象，能量以电磁波或粒子（如阿尔法粒子、贝塔粒子等）的形式向外扩散。
自然界中的一切物体，只要温度在绝对温度零度（-273.15摄氏度）以上，都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式被称为热辐射。
辐射的能量从辐射源向外所有方向直线放射。物体通过辐射所放出的能量称为辐射能。辐射按伦琴 /小时(R)计算。辐射有一个重要特点，就是它是「对等的」。不论物体（气体）温度高低都向外辐射，甲物体可以向乙物体辐射，同时乙也可向甲辐射。一般普遍将这个名词用在电离辐射[4]
前面说到链式裂变反应会生成两个中等质量的核素，其反应堆堆内的核素千奇百怪，各种激发态，但是大部分都不稳定，随著时间都会退激，变成稳定核素。
核能的效率高吗?
说实话，不高。
通过上面的分析就能看出来，能量转化过程越少，高低温热源的温差越大，效率越高，但是核电机组较火电机组而言，这两点都做不了很好。力发电机组能源利用效率高，常规的燃煤发电的热效率达到了43%以上，燃气机组由于采用了联合循环系统,其热效率水平更高,达到了53%以上。而核电机组的热效率大概在30%左右。
1.能量转化过程
核电站整个能量变化过程大概如下。
慢化剂和冷却剂—水，从堆芯底部进入堆芯，经过堆芯加热变成高温水，从压力容器上部离开反应堆堆芯，进入蒸汽发生器。冷却剂从蒸汽发生器的管内流过后，经过冷却剂回路循环泵又回到反应堆堆芯。由压力容器、蒸汽发生器、主泵、稳压器以及有关阀门构成的系统称为一回路。
蒸汽发生器内有很多传热管，一回路和二回路通过蒸汽发生器传递热量，传热管外为二回路的水，一回路水在蒸汽发生器传热管内流动时，将携带的热量传输给二回路内流动的水，从而时二回路的水变成高温蒸汽。
从蒸汽发生器产生的高温蒸汽，流过汽轮机，带动发电机组发电。余下的大部分不能利用的能量交给冷凝器，排放到最终热阱—江、河、湖、大海或者大气。[1]
从中可以看出能量变化的过程大概是：裂变能——&>一回路水的热能——&>二回路水的热能——&>发电机组的机械能——&>电能。这个过程是比火电机组要复杂的，因此能量损失也比较大。
2.高、低温热源温度
由于核能的利用存在潜在的放射性危害，因此在核能的利用过程中存在放射性防护的要求，核能利用装置应该能够保证在基准工况下避免出现放射性物质的泄漏，以及在超设计基准事故下，仍具有包容放射性物质的能力。因此核能利用装置的设计与制造过程中要兼顾经济性与安全性。
为了确保装置在运行过程中不发生事故，反应堆内的压力的上限便取决于材料所能承受的压力（由于反射性防护的要求，对材料的使用要考虑它的屏蔽能力），压力的上限也就决定了高温热源温度的上限。温度的下限一般就取决于当地的环境温度。
因此在上述两种条件下，核能的效率其实不是很高的。
参考文献
[1]曹欣荣.核反应堆物理基础[M].北京:原子能出版社,2010:1.
[2]能耗_百度百科
[3]华自强.工程热力学[M].北京:高等教育出版社,2009:93.
[4]辐射（物理名词）_百度百科
[5]宁宾士.原子核物理基础[M].北京:高等教育出版社,2003:452.
质量换能量，高。
水的比热容是地球上最高的因而能携带大量热量 然后这些水会变成蒸汽驱动蒸汽轮机 而蒸汽轮机又是大型机械中功率最高的 注意是功率不是效率 目前最强的蒸汽轮机机组效率才60% 但是效率不能决定一切功率不够也带不动 其他的方式也有就是功率不够 比如利用钚缓慢衰变产生的热量驱动温差片 温差片是一系列二极体和风扇构成的 本质是利用电子传递热量 而反过来也能用热量产生电流只要温差片两面有温差就有电流 而这也是火星车上应用的核电池的原理 而核反应堆采用的是更为爆烈的铀核裂变 铀本身在丰度不高的情况下也会发生裂变 如果把一大堆提纯的金属铀堆放在一起不做任何操作这堆金属就会变热 至于核电站失控了为什么也会有辐射嘛 因为核反应过程中生成了一些少量就能散发大量辐射的物质 比如碘131啥的
推荐阅读：
