核能的效率高嗎?
昨天看了切爾諾貝利核電站爆炸和福島核電站事故的視頻，核能好像是通過鏈式反應產生的能量轉化為熱能來加熱沸騰水 那個視頻沒有講的很清楚一些問題1.不論是什麼東西作用於加熱水的媒介 都會有能量損耗 加熱水真的就是能耗最低的途徑嗎？是否有別的轉化形式？2.可能我看視頻看得不太仔細 核能產生的輻射是電磁波和粒子向外擴散 但是核電站爆炸之後還是會有輻射 這種輻射為什麼會一直存在？難道他會一直往外擴散嗎？是什麼驅動它向外擴散？
不請自來，就當是對自己的課程知識的回顧；
水平有限，如果有不太完善的地方還請題主見諒。
開始回答問題
首先解答一下題主問題的注釋的一些小疑惑
- 什麼是鏈式裂變反應 ？ 現在人類利用核能的裝置大多數為裂變反應堆，聚變反應堆尚在研究設計階段。裂變反應堆是一種能以可控方式實現自續鏈式裂變反應的裝置[1]。
可裂變核素遭受中子的撞擊之後，會生成兩個中等質量的核素，由於碰撞前後核素的結合能不同，在這個反應過程中便會釋放出一部分能量，這部分能量就是核反應裝置利用的主要能量來源。除了能量之外還會生成一個或多個中子，這些中子與其他可裂變核素接著發生反應，產生能量，生成更多的中子，這就是鏈式反應（就是多米諾骨牌一樣）。
2.加熱水真的就是能耗最低的方式嗎？
答案是：不好說。
能耗的一種衡量單位叫做誇德（quad），1誇德=1015英熱單位（Btu）。一個英熱單位代表的數量相當於在1個大氣壓下將1磅水加熱到1華氏度所需的熱量（1 Btu=1 055 J）[2]
因為能耗主要取決與能量轉換過程中的熱效率，根據卡諾循環及其推論可以知道，在兩個給定的熱源間工作的熱機，其循環熱效率的最大限度等於卡諾循環的熱效率[3]
簡單來說就是任何能量傳遞的熱效率它都不是100%的，它存在一個最大效率它取決與它的高、低溫熱源的溫度。因此，能耗低不低，倒不是看工質，而是看溫度（當然工質的種通常會影響熱源的溫度範圍）。
那為啥用水呢？
嗯……1.多；2.便宜。這兩個優點讓水在眾多工質的選取中脫穎而出。
其實水本身也具有良好的物理特性，它具有較大的比容，它具有較好的流動性，它無毒……並且它存在一個臨界點，在高於這個臨界點時（高於這個說法其實不太準確），它的液態與氣態便沒有區別，利用這個特性在火電上通過提高壓力，製造出了超臨界、超超臨界機組，以提高裝置的熱效率。
3.為什麼核電站爆炸之後會存在輻射
答案：因為存在不穩定核素，在它變成穩定核素的過程中會釋放出輻射（題主應該指的是核素衰變過程中釋放出的輻射，而不是熱輻射吧）
輻射指的是由場源發出的電磁能量中一部分脫離場源向遠處傳播，而後不再返回場源的現象，能量以電磁波或粒子（如阿爾法粒子、貝塔粒子等）的形式向外擴散。
自然界中的一切物體，只要溫度在絕對溫度零度（-273.15攝氏度）以上，都以電磁波和粒子的形式時刻不停地向外傳送熱量，這種傳送能量的方式被稱為熱輻射。
輻射的能量從輻射源向外所有方向直線放射。物體通過輻射所放出的能量稱為輻射能。輻射按倫琴 /小時(R)計算。輻射有一個重要特點，就是它是「對等的」。不論物體（氣體）溫度高低都向外輻射，甲物體可以向乙物體輻射，同時乙也可向甲輻射。一般普遍將這個名詞用在電離輻射[4]
前面說到鏈式裂變反應會生成兩個中等質量的核素，其反應堆堆內的核素千奇百怪，各種激發態，但是大部分都不穩定，隨著時間都會退激，變成穩定核素。
核能的效率高嗎?
說實話，不高。
通過上面的分析就能看出來，能量轉化過程越少，高低溫熱源的溫差越大，效率越高，但是核電機組較火電機組而言，這兩點都做不了很好。力發電機組能源利用效率高，常規的燃煤發電的熱效率達到了43%以上，燃氣機組由於採用了聯合循環系統,其熱效率水平更高,達到了53%以上。而核電機組的熱效率大概在30%左右。
1.能量轉化過程
核電站整個能量變化過程大概如下。
慢化劑和冷卻劑—水，從堆芯底部進入堆芯，經過堆芯加熱變成高溫水，從壓力容器上部離開反應堆堆芯，進入蒸汽發生器。冷卻劑從蒸汽發生器的管內流過後，經過冷卻劑迴路循環泵又回到反應堆堆芯。由壓力容器、蒸汽發生器、主泵、穩壓器以及有關閥門構成的系統稱為一迴路。
蒸汽發生器內有很多傳熱管，一迴路和二迴路通過蒸汽發生器傳遞熱量，傳熱管外為二迴路的水，一迴路水在蒸汽發生器傳熱管內流動時，將攜帶的熱量傳輸給二迴路內流動的水，從而時二迴路的水變成高溫蒸汽。
從蒸汽發生器產生的高溫蒸汽，流過汽輪機，帶動發電機組發電。餘下的大部分不能利用的能量交給冷凝器，排放到最終熱阱—江、河、湖、大海或者大氣。[1]
從中可以看出能量變化的過程大概是：裂變能——&>一迴路水的熱能——&>二迴路水的熱能——&>發電機組的機械能——&>電能。這個過程是比火電機組要複雜的，因此能量損失也比較大。
2.高、低溫熱源溫度
由於核能的利用存在潛在的放射性危害，因此在覈能的利用過程中存在放射性防護的要求，核能利用裝置應該能夠保證在基準工況下避免出現放射性物質的泄漏，以及在超設計基準事故下，仍具有包容放射性物質的能力。因此核能利用裝置的設計與製造過程中要兼顧經濟性與安全性。
為了確保裝置在運行過程中不發生事故，反應堆內的壓力的上限便取決於材料所能承受的壓力（由於反射性防護的要求，對材料的使用要考慮它的屏蔽能力），壓力的上限也就決定了高溫熱源溫度的上限。溫度的下限一般就取決於當地的環境溫度。
因此在上述兩種條件下，核能的效率其實不是很高的。
參考文獻
[1]曹欣榮.核反應堆物理基礎[M].北京:原子能出版社,2010:1.
[2]能耗_百度百科
[3]華自強.工程熱力學[M].北京:高等教育出版社,2009:93.
[4]輻射（物理名詞）_百度百科
[5]寧賓士.原子核物理基礎[M].北京:高等教育出版社,2003:452.
質量換能量，高。
水的比熱容是地球上最高的因而能攜帶大量熱量 然後這些水會變成蒸汽驅動蒸汽輪機 而蒸汽輪機又是大型機械中功率最高的 注意是功率不是效率 目前最強的蒸汽輪機機組效率才60% 但是效率不能決定一切功率不夠也帶不動 其他的方式也有就是功率不夠 比如利用鈈緩慢衰變產生的熱量驅動溫差片 溫差片是一系列二極體和風扇構成的 本質是利用電子傳遞熱量 而反過來也能用熱量產生電流只要溫差片兩面有溫差就有電流 而這也是火星車上應用的核電池的原理 而核反應堆採用的是更為爆烈的鈾核裂變 鈾本身在丰度不高的情況下也會發生裂變 如果把一大堆提純的金屬鈾堆放在一起不做任何操作這堆金屬就會變熱 至於核電站失控了為什麼也會有輻射嘛 因為核反應過程中生成了一些少量就能散發大量輻射的物質 比如碘131啥的
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