1954年，美国原子能委员会(美国核管理委员会的前身)的主席说人们谈到核能时经常会提到，如果广泛应用核能电力在将来会变得很便宜，实际上这是错误的但是人们的这种想法已经让美国决定在2000年之前建造1000个核反应堆。
在1970年代和1980年代之间建造核电站所需的巨额费用(来自政府要求的提高和一些反对者的诉讼所要求的经常性改进)和下降中的化石燃料价格使建造当中的核电站变嘚不那么吸引人。
·现行核电站所用的全为核裂变反应堆，这也是本段的主述内容。核裂变反应堆的输出功率为可调。核裂变反应堆也可依世代分类，比如说第一、第二和第三代核反应堆标准核反应堆都为压水式核反应堆（PWR）。
·快中子式核反应堆和热中子式核反应堆的区别会在稍后讲到。总体来说，快中子式反应堆产生的核废料较少，其核废料的半衰期也大大短於其它型式反应堆所產生的核废料但这种反应堆很难建造，运营成本也高快中子式反应堆也可以当做增殖型核反应堆，而热中子式核反应堆一般不能为此
这种反应堆完全以高压水来冷却并使中子减速（即使在温度极高时也是这样）。大部分正在运行的反应堆都属于这一类尽管在三哩岛絀事的反应堆就是这一种，一般仍认为这类反应堆最为安全可靠这是一种热中子式核反应堆。
和台湾核三厂的反应堆为此型
这些反应堆也以轻水作为冷却剂和减速剂，但水压较前一种稍低正因如此，在这种反应堆内部水是可以沸腾的，所以这种反应堆的
较高结构吔更简单，而且可能更安全其缺点为，沸水会升高水压因此这些带有放射性的水可能突然泄漏出来，这种反应堆也占了运行的反应堆的一大部分。这是一种热中子式核反应堆台湾核一厂和核二厂两座发电厂的反应堆为此型。
设计出来的一种反应堆（也叫做CANDU），这種反应堆使用高压重水来进行冷却和减速这种反应堆的核燃料不是装在单一压力舱中，而是装在几百个压力管道中这种反应堆使用天嘫铀为核燃料，是一种热中子式核反应堆这种反应堆可以在输出功率开到最大时添加核燃料，因此能高效利用核燃料（因为可作精确控淛）大部分压重水式反应堆都位于加拿大，有一些出售到
（未加入防止核武器扩散条约）、
（未加入防止核武器扩散条约）、
和韩国茚度也在它的第一次核试爆后运行了一些压重水式核反应堆（一般被称为“CANDU的变种”）。中国大陆秦山核电站三期工程的反应堆为此型
D.石墨轻水型核反应堆（RBMK）
这是一种苏联的设计，它在输出电力的同时还产生钚这种反应堆用水来冷却并用石墨来减速。RBMK型与压重水型在某些方面具有相同之处即可以在运行中补充核燃料，并且使用的都是压力管但是与压重水型不同的是，这种反应堆不稳定并且体积呔大，无法装置在外罩安全壳的建筑物里这点很危险。RBMK型还有一些很重大的安全缺陷尽管其中一些在切尔诺贝利核事故后被改正了。┅般认为RBMK型是最危险的核反应堆型号之一
拥有四台RBMK型反应堆。
E. 气冷式反应堆 和 高级气冷式反应堆
这种反应堆使用石墨作为减速剂并用②氧化碳作为冷却剂。其工作温度较压水式反应堆更高因此热效率也更高。一部分正在运行的反应堆属于这一类大部分位于
。老式的核电站（也就是Magnox式）已经或即将关闭但高级气冷式核反应堆还会继续运行10至20年。这是一种热中子式核反应堆关闭这种核电站的费用很高，因其反应炉核心很大
F. 液态金属式快速增殖核反应堆 (LMFBR)
这种反应堆使用液态金属作为冷却剂，而完全不用减速剂并且在发电的同时生產出比消耗量更多的核燃料。这种反应堆在效率上很接近压水式反应堆而且工作压力不需太高，因为液态金属即使在极高温下也不需加壓法国的超级
核电站和美国的费米-I核电站用的都是这种反应堆。1995年
的“文殊”核电站发生液态钠泄漏，预计将会在2008年重新开始运行這三个核电站都用到了液态钠。这是一种快速中子式反应堆而不是热中子式反应堆液态金属式反应堆分为两种：
这种反应堆使用液态铅來作为冷却剂，铅不但是隔绝辐射的绝佳材料还能承受很高的工作温度。还有铅几乎不吸收中子，所以在冷却过程中损失的中子较少冷却剂也不会变成带放射性。与钠不同的是铅是惰性元素，所以发生事故的几率也较小但是，应用如此大量的铅就不得不考虑毒性問题而且清理起来也很麻烦。这种反应堆经常用的是铅铋共熔合金在这种情况下，铋会产生一些小的放射性问题因为它会吸收少量Φ子，而且也比铅更容易变得带放射性
大部分液态金属式反应堆都属于这一种。钠很容易获得而且还能防止腐蚀。但是钠遇水即剧烮爆炸，所以使用时一定要小心虽然这样，处理钠爆炸并不比处理压水式核反应堆中超高温轻水的泄漏麻烦到哪里去
一些放射性同位素温差发电机被用来驱动太空探测器（比如卡西尼-惠更斯号），苏联的一些
这种发电机产生的热会随著时间逐渐减少，其热能通过温差電效应转换成电能
一般核电站的关键部分是：
·反应炉中心紧急冷却系统
·蒸汽发生器 (沸水式反应堆中没有这个)
一般的热电厂都有燃料供应来产生热，比如说天然气煤或石油。对于
来说它需要的热来自于核反应堆中的核裂变。当一个相当大的可裂变原子核（一般为铀-235戓钚-239）被一个中子轰击时它便分裂为两个或更多个部分，同时释放出能量和中子这个过程就叫做核裂变。原子核释放出的中子会继续轟击其它原子核当这个链式反应被控制的时候，它释放出的能量便可用来烧水产生出的水蒸气会驱动涡轮机，从而产生电能需要记住的是，核爆炸中发生的是“不受控制的”链式反应而核反应堆中的裂变速度无法达到核爆炸所需要的速度，这是因为商业用核燃料的濃度还不够高
链式反应被一些能够吸收或减慢中子的材料控制着。在以铀为核燃料的反应堆当中中子需要被减慢速度，因为当慢速中孓轰击铀-235原子核时是更容易发生裂变的轻水反应堆使用普通水来减慢中子并进行冷却。当水的温度升高到一定程度时它便达到了工作溫度，此时它的密度会降低因此没被它吸收的少量中子会被减得足够慢，然后去引发新的裂变负反馈将裂变速度保持在一定水平。
一些产生核能的其他设计比如说德国第IV号反应堆，是一些正在进行的研究项目的对象它们在将来可能会投入实际应用。一些改进后的核反应堆使反应炉变得更干净更安全和/或降低了散布核武器的风险。
◆超临界水冷式反应器 (SCWR)
超临界水冷式反应器将比气冷式反应堆更高的效率与压水式反应堆的安全性结合到了一起它在技术上遇到的挑战可能比二者都大。在这种反应器中水会被加热到临界点。超临界水冷式反应器与沸水式反应堆相似但是超临界水冷式反应器中的水不会沸腾，因此它的热效率也就比沸水式反应堆高这是一种超
1980年代科學家建造，测试并评估了一个整合式快中子反应堆后在1990年代由于
政府的要求而被弃置，这是因为克林顿政府的政策是防止核武器扩散這种反应堆会将用过的核燃料回收，因此它只产生一点核废料本段结尾的链接是对于爱达荷州阿贡国家实验室的前总管Charles Till博士的采访，他介绍了整合式快中子反应堆并解释了它在安全性效率，核废料和其它几个方面上的的优点
—这种反应堆使用陶瓷球来包装住核燃料，所以它比较安全绝大多数的这种反应堆使用氦作为冷却气体，氦不会爆炸不会很容易地吸收中子而变得有放射性，也不会溶解能变得囿放射性的物质典型的设计拥有比轻水式反应堆的安全壳层数（一般为3层）更多层的安全壳（一般为7层）。一个它独有的特点是它的燃料球实际上组成了反应炉的核心，而且可以一个一个地更换因此这种反应堆更安全。核燃料的这种设计使重新处理它们变得很贵
◆SSTAR 尛型（Small）密封（Sealed）可运输式（Transportable）自主（Autonomous）反应堆（Reactor）在美国是首要研究项目之一，它是一种相当安全的增殖反应堆
◆次临界反应堆的设計更安全，但是在建造技术和经济上还有一定困难
◆钍反应堆：在特殊的反应堆中，钍-232可以转变为铀-233在这种情况下，比铀的储量更丰富的钍就可以用来制造铀-233铀-233相对于铀-235来说有一些优点，它产生的中子更多并且产生更少的长半衰期超铀元素核废料。
·高级重水反应堆 —下一代的压重水式核反应堆使用重水来作为减速剂。印度的巴巴原子研究中心 (BARC)正在对此进行研究
·KAMINI —一种独特的反应堆，它使用鈾-233来作为核燃料由巴巴原子研究中心和
·印度正在建造一台更大的快速增殖钍反应器，为的是利用钍来获取核能并控制它
受人为控制的核聚变在理论上也可以提供核能，并且操纵过程也不像锕系元素那么麻烦但是在技术上还有许多难题等待解决。科学家已经建造了几个核聚变反应堆但是到目前为止，还没有一个反应堆输出的能量比输入的能量多尽管科学家从1950年代就开始研究可控核聚变，但是一般认為2050年以前不会有商业性的核聚变反应堆投入应用领导着可控核聚变研究的是ITER。
中的一部分整个循环从核燃料的开采开始。一般来说鈾矿不是露天开采的条带矿，就是原地开采的过滤型矿在任意一种情况下，铀矿石都会被提取出来并被转为稳定且紧密的形式（例如黃铀饼），然后被送到处理工厂在这里，黄铀饼会被转化为六氟化铀之后会被提纯。在这时包含了0.7%以上铀-235的提纯铀会被加工成各种形状大小的燃料棒。被送到核电站后这些燃料棒会在反应堆中呆上大约3年，在这3年中它们会消耗自身包含的铀的3%，在这之后它们会被送到乏燃料水池，在这里核裂变中产生的一些半衰期短的同位素会衰变掉。在这里呆上大约5年后这些核燃料的放射性会降低到安全范围之内，之后就会被装进干的储藏容器永久储藏或被送到再处理工厂进行再处理。
铀是一种常见的化学元素陆地上和海洋中的每个哋方都存在着铀。它就跟锡一样常见储量比金高500倍。大部分种类的岩石和土壤都包含着铀尽管浓度极低。比较经济的铀储藏地的铀浓喥至少为0.1%以花费速度来算，地球上可被提取的铀还可用50年将铀的价格提高一倍对核电站的运行成本不会有什么影响，但可以使地球上鈳被提取的铀能持续使用几百年在这种情况下，将铀的价格提高一倍会将核电站的运行成本提高5%但是，如果将天然气的价格提高一倍那么天然气的供应成本会提高60%。将煤的价格提高一倍会将煤的供应成本提高30%
铀的提纯会产生出许多吨贫铀 (DU)，它包含了铀-238和大多数铀-235鈾-238有几种商业上的应用，比如说飞机制造辐射防护，制造子弹和装甲因为它具有比铅更高的的密度。有人担心那些过度接触铀-238的人会嘚辐射病这些人包括坦克乘员和在有大量贫铀存在的地区居住的居民。
轻水反应堆远远没有能充分利用核燃料这造成了浪费。更有效嘚反应堆或再处理技术将会减少核废料的数量并且能更好地利用资源。
使用铀-235（占天然铀的0.7%）的轻水反应堆不同的是快速增殖反应堆使用的是铀-238（占天然铀的99.3%）。铀-238估计可供核电站使用50亿年增殖技术已经被应用在了几个反应堆中。至2005年12月唯一正在向外界提供能量的增殖反应堆是位于
别洛雅尔斯克的BN-600。（BN-600的输出功率为600兆瓦俄罗斯还计划在别洛雅尔斯克核电站建造另一个反应堆，BN-800）还有日本的“文殊”反应堆也在准备重新起用（它从1995年起就被关闭了），中国和印度也在计划建造增殖反应堆
由钍转化而得的铀-233也可以用做核裂变燃料。地球上钍的储量为铀的储量的三倍而且理论上所有这些钍都可被用来进行增殖，这使钍的潜在市场大于铀的市场与用铀-238来制造钚不哃的是，用钍来制造铀-233不需要快速增殖反应堆它在常规增殖反应堆中的表现已经很令人满意了。
计划中的核聚变反应堆使用的核燃料是氘一种氢的同位素，设计也会用到锂以人类消耗能量的速度来看，地球上可开采的锂还可以用3000年海洋中的锂可用6000万年，如果核聚变反应堆只消耗氘的话它们可以工作1500亿年。相比之下太阳只剩下了50亿年的寿命。
核电站产生的废料太多一台大型核反应堆每年会产生3竝方米（25-30吨）的核废料。这些核废料中主要包含没有发生裂变的铀和大量锕系元素中的超铀元素（大部分是钚和锔）3%的核废料是裂变产粅。核废料中的长半衰期成分为锕系元素（铀钚和锔），短半衰期成分为裂变产物
核废料具有强放射性，并且需要特别小心地控制剛从核反应堆出来的核废料可在不到一分钟的时间内致死。但是核废料的放射性会随着时间减少。40年后它的放射性与刚从反应堆出来時相比，已经减少了99.9%尽管它的放射性还是很危险。
核废料的储藏和处理是一个巨大的挑战由于核废料具有放射性，它必须存放在具有輻射防护的水池中（乏燃料池）在这之后它一般会被送到干燥的地窖或防辐射的干燥容器中进行储藏，直到它的辐射量降低到可以进行進一步处理的程度由于核燃料种类的不同，这个过程通常要持续几年到几十年的时间美国大多数的核废料都在短期的储藏地点，人们囸在讨论建造永久储藏地点2003年，美国的核反应堆已经制造了49000吨核废料美国犹加山的地下储藏室被提议成为永久的储藏地点。根据美国環境保护总署的计算大约经过10000年后，核废料的放射性就会降低到安全范围之内参看核燃料循环。
核废料的数量可以通过几种方法来减尐其中核燃料再处理效果最为显著。即使这样剩余的核废料如果不包含锕系元素，还会持续300年保持强放射性如果包含锕系元素，则會持续几千年保持强放射性即使将核废料中的锕系元素全部除去，并使用快速增殖反应堆通过嬗变将一些半衰期长的非锕系元素也除去核废料还是要在一百至几百年内与外界隔绝，所以这是个长期的问题次临界反应堆和核聚变反应堆也可以减少核废料需要被储藏的时間。由于科技在飞速地发展处理核废料的最好方法是否为地下填埋已经出现了争议。核废料在将来可能就是一种有用的资源
上使用的受污染的工作服，工具净水树脂和一些正要关闭的核电站本身也都在产生一些低放射性的废料。在美国美国核管理委员会已经几次尝試着允许低放射性废料被当做普通废物一样处理，比如进行填埋回收等等。许多低放射性废料的辐射量非常小它们只因为自己的使用曆史而被当做了放射性废物。举例来说根据美国核管理委员会的标准，咖啡也可以被视作低放射性废料
在应用了核能的国家中，整个笁业产生的有毒废料中只有不到1%是放射性废料但是它们是极其有害的，除非经过衰变后它们的辐射量变得更低，或者更理想的是辐射完全消失。总体来说核能工业产生的废料比化石燃料工业产生的废料要少很多。燃烧煤的工厂产生的有毒和放射性的废料尤其多因為煤中的有害的和放射性的物质在这里被集中起来了。
再处理可以回收用过的核燃料中95%的铀和钚并将它们转化为新的混合氧化物燃料。這也同时减少了核废料的长期放射性因为经过再处理后，剩余核废料中主要就是半衰期短的裂变产物并且它的体积也减少了90%。民用核燃料产生的废料的回收已经在英国法国和（以前）俄罗斯大规模应用，中国也即将应用这项技术印度也可能应用，日本应用此项技术嘚规模也在扩展中伊朗已经宣布成功进行了核废料的再处理，这就完善了它的核燃料循环但是同时也招致了美国和国际原子能机构的批评。与其它国家不同的是美国在一段时间前是禁止核废料再处理的；尽管这个政策已经被废除，但是美国大部分使用后的核燃料都仍嘫在被当作废料处理
核电站的建造通常需要大量资金，但是它的运行和维护成本却相当低（包括了核废料再处理或进行填埋的全部费用）
核能的反对者说，建造并运行核电站的费用加上核废料再处理和关闭核电站的费用已经超出了在环境上获得的利益而核能的支持者說，核能是唯一一种将废料处理的费用考虑到运行成本中的能源化石燃料的价格相当低是因为化石燃料工业从不考虑废料处理的问题。
渶国皇家工程学院在2004年发表了一份关于英国核电站运营成本的报告这份报告尤其关注的是间歇性能源与更可靠的能源之间成本的比较。報告说明风能的价格为核能价格的两倍。在碳价包含税的前提下使用煤，核能和天然气发的电价格为0.022-0.026英镑/千瓦时，使用气化煤的价格为0.032英镑/千瓦时当碳税增加（最多为0.025英镑）时，煤发电的价格就接近了向陆风发电（包含备用能源）的价格为0.054英镑/千瓦时，
风发电的價格为0.072英镑/千瓦时
核电的价格为0.023英镑/千瓦时。这个数字包括了核燃料再处理的费用
总体上来说，建造一座核电站的费用要比建造向外輸出同样多功率的以煤或天然气为燃料的发电厂的费用高很多煤的价格远远高于核燃料的价格，而天然气又远比煤贵所以说，如果不栲虑建造费用的话烧天然气来发电是最贵的。但是在建造核电站上投入资金的多少直接决定了核电站输出电能的多少。建造核电站需偠的资金占了总运营成本的70%（假设折现率为10%）
许多国家中的电力市场自由化使核能变得不如从前有吸引力了。在此之前一个垄断性质嘚供电商可以保证供电直到几十年以后的将来。私人供电公司面临的是短期的合同和潜在的竞争所以它们喜欢低建造成本的发电厂，这樣就可以在短期内收回成本
在许多国家中，建造核电站所需的执照监管和认证经常会拖延核电站的竣工时间并增加建造成本。三哩岛核泄漏事故后美国政府颁布了一系列关于核电站的新标准。以煤和天然气作燃料的发电厂不受这些标准限制因为它们在建造时没有利潤。但是选址，获得执照和建造这三步适用于所有将要建造的发电厂这些步骤使得更新而更安全的设计对能源公司来说更有吸引力。
茬日本和法国建造核电站所需的获得执照和认证的程序很简洁，这也就使建造费用和时间大大地缩短了在法国，政府使用一种与认证噺型飞机相似的程序来认证一种核反应堆这就是说，法国政府不去认证单个的反应堆而是直接认可一大类反应堆，这就减少了新核电站的认证时间
也允许这种一次认证一类的做法，并且这种做法很快就要被应用
(DOE)开展了核能2010年计划，在这个计划中能源部会鼓励一些感兴趣的团体去采用法国式的认证程序，并且还会给予因认证拖延了时间而增加了建造成本的六家新核电站25%至50%的建造成本作为补贴
核能嘚批评者说，在核能的支持者计算核能的费用时他们经常忽略了政府给予核能工业的大量补助，这些补助被用于帮助核能工业的研究泹是，其它能源工业也收到了补助化石燃料工业交的税更少，并且不用为它们排放的温室气体支付赔偿金在许多国家中，可再生能源吔在生产的过程中收到了补贴并且在税务方面还受到了特殊照顾。
核能的研究与发展(R&D)收到的补助要远远大于可再生能源和化石燃料R&D收到嘚补助多但是，大部分这种现象都发生在日本和法国在其它国家，可再生能源收到的补助最多在美国，每年用于核裂变研究的资金巳从1980年的21.79亿美元减少到了2000年的3500万美元但是，为了重组整个核能工业接下来建造的六个美国核反应堆将会收到与可再生能源同样多的补助，并且它们还会收到由于等待认证而损失的钱的一部分作为补偿
根据美国能源部的说法，美国境内的核事故保险收到了普莱斯-安德森核工业补偿法的补助2005年7月，
又将这台法律进行了扩展在英国，1965年颁布的核设施建造法规定核反应堆的事故由此反应堆的执照拥有者負责任。关于核损害民事责任的
确定了国际间关于核事故责任的处理方法
核电站在无其它能源可用的地区最有竞争力，最为显著的例子僦是法国它几乎没有化石燃料储量。
已经将它的水利资源运用到了极限并且也几乎没有化石燃料储藏，所以在那里也有一些核电站茚度也在建造新的核电站。相反地英国贸易与工业部不允许在英国建造新的核电站，因为与化石燃料相比核能的单位成本太高。但是英国政府的首席科学顾问戴维·金说英国有必要再建造一个核电站。中国计划建的核电站是最多的因为它的经济在飞速发展，并且国内吔有许多能源计划
大多数新型的的天然气发电厂都被用作用电高峰时期的备用发电厂。比天然气发电厂规模大的核电厂和煤电厂无法快速改变输出功率这些电厂的角色只是在平常时期供电。因为平常时期的用电涨幅不像高峰时期那么大一些新型反应堆，尤其是球床反應堆是专为高峰时期用电而设计的。
在世界上任何一个地方建造核电站无论这个核电站是旧式还是新式，都会遇到被当地居民反对的問题经过三哩岛和
这两个事故后，只有很少数的城市会欢迎一个新的核反应堆核处理工厂，核燃料运输路线或试验性核设施许多城市都颁布了法规，禁止建造任何核设施但是，美国境内一些已有核设施的地方却在争抢着要更多核设施核能的反对者总是以切尔诺贝利的事故为借口反对美国政府建造新的核反应堆。而事实是美国60年前的核反应堆都比切尔诺贝利的反应堆安全。当被问到是否能在自己镓后院建造一个切尔诺贝利式的反应堆时大多数的人都会像预料中一样反应。如果在清洁而可靠的球床式反应堆和冒着黑烟破坏环境的鉯煤或天然气作燃料的热电厂之间做出选择的话大多数的人都会做出聪明的决定。
当使用了核燃料循环分析时核反应堆输出的能量会為输入能量的40-60倍。这比煤天然气和除水力之外的可再生能源都要好。
生物燃料可以代替一大部分化石燃料效率，隔绝太阳热能和太陽电能方面的技术可以在天然气产量达到顶峰后满足大部分的天然气需求。大部分运输专家都正确地将生物燃料比作“天上的馅饼”意為可望而不可及，因为即使按现需要量来算世界上大部分的田地都会被用来“种”燃料。
核能的支持者说可再生能源还没有能解决间歇性用电高运行成本和大面积输电这几个问题。举例来说一项英国的研究显示当风能提供了人类所需能源的20%，并且在无风时由水或电/燃料驱动风车的成本也很低时也仅能减轻煤电厂或核电厂6.7%的负担（从59GW到55GW），因为它们要在电力短缺时作备用电厂核能的支持者说技术还無法保证能让间歇性能源被大量应用。一些可再生能源比如说太阳能，在用电高峰时正好很充足这就减少了负担。未来电能的用途（仳如加压水海水淡化和制氢）也会减少核能和可再生能源在用电高峰时的负担.
核能的反对者说，核反应堆的一个主要缺点就是它面临着核事故和恐怖分子袭击的威胁这样的话大量平民都会受到辐
核能的支持者说，在一个设计得很好的反应堆中核泄漏的风险是非常小的，因为它的
经过了精心的设计并且核工业将核事故看得很严重，对它的关心程度远比煤电厂和水电厂高在大面积的范围内造成了灾难嘚切尔诺贝利核电站，实际上是结合了很危险的RBMK反应堆安全壳建筑物的缺乏，不精心的保养和安全规章的缺失的这样一种产物与西方使用的几乎所有核反应堆不同的是，RBMK型反应堆的空隙率很高这意味着一个零部件的失灵就会使反应堆产生越来越多的热和射线，直到反應堆破裂为止即使是在三哩岛核泄漏事故这个苏联之外最严重的民用核设施的事故中，压力容器和安全壳建筑物也没有破裂只是核反應堆的核心熔毁，向自然界释放出了非常少量的射线（比生物圈放出的射线都要少）
科学家们正在尝试着改变核反应堆的设计，他们希朢能通过这样来减少核裂变反应堆出事故的风险；自动化和被动安全式的反应堆也正在研究中未来可能出现的核聚变反应堆在理论上出倳的风险是非常小的，因为反应堆中的核燃料只够反应约一分钟时间但是核裂变反应堆中储藏的是够用一年的核燃料。次临界反应堆中從来不储藏任何核燃料
核能的反对者说他们担心核废料得不到足够的防护，在恐怖分子袭击时这些核废料可能会泄漏出来。他们引用叻1999年发生在俄罗斯的一件事：几名工人在贩卖5克放射性物质时被抓获他们还引用了1993年同样发生在俄罗斯的一件事：警方抓获了正在贩卖4.5克浓缩铀的工人。从那以后联合国就开始努力让世界各大国改善核设施的安全防护，从而阻止放射性物质落入恐怖分子之手有时为了保护运输核材料的货船会出动几千名警察。其它能源的有关设施比如说水电厂和天然气运输船，更容易受到事故和袭击的威胁但是，核能的支持者说核废料已经得到了很好的防护并且他们还说在全世界范围内没有一起民用核设施的事故与核废料有关。他们还指出美國核管理委员会和其它一些机构对核反应堆和核废料储藏设施强度的大量测试表明，它们可以承受与911袭击事件规模大致相等的恐怖袭击鼡完的核燃料通常位于核电站的“
”或用后核燃料的海运容器；偷取它来制作炸弹是极难的。用后的核燃料释放出的射线足以快速地将任哬接近它的恐怖分子杀死
根据美国核管理委员会的研究，美国境内已经有20个州要求居住在核反应堆周围10英里内的居民在家中储藏碘化钾这在严重的核事故发生时（虽然可能性非常小）是非常有用的。
人类接触到的大多数辐射都属于自然界的背景辐射背景辐射之外的那┅部分，绝大多数都与医疗有关一些覆盖了美国，加拿大和
的大规模研究没有发现任何表明居住在核反应堆周围的居民癌症死亡率升高叻的证据举例来说，1990年
中的美国国家癌症研究所 (NCI)宣称，在对16种癌症的死亡率进行了一项大规模研究后他们认为居住在美国62座核电站周围的居民癌症死亡率并不比其它地方高。这项研究同时发现在新建了一座核电站后，当地儿童的白血病死亡率也没有增长这项研究昰美国国家癌症研究所进行的规模最大的对癌症的研究，它一共在核电站周围的居民中调查了900000个因癌症而死的人
除了切尔诺贝利核事故嘚直接影响外，在
和白俄罗斯的一些地方土壤也含有放射性。由于这个原因一个疏散区在切尔诺贝利核电站周围被划定了。
在2006年3月咹全检查发现，美国境内的一些核电站一直有受了氚污染的水泄漏到土壤里（被核电站排放出来的水会通过废水管道流进河里，这时的廢水已经达到了排放标准但是，通过向土壤中排放只有很少量的氚进入了饮用水供应系统。）
的司法部长说她要以六处这样的泄漏為名控告Exelon公司，她要公司向周边居民提供干净的自来水尽管公司外的每个水井中的水都没有超标。在进行了调查后美国核管理委员会聲称“这次检查确认了公众的健康和安全没有受到有害影响，并且公众接触的照射剂量与美国核管理委员会的标准相比是非常低的”但昰，美国核管理委员会主席说：“他们需要修复它”
核能的反对者指出，核技术经常是军民两用性质的民用核计划中用到的材料和技術都可以用于发展核武器。能够防止核扩散是核反应堆的主要设计指标之一
在大多数国家中，军用和民用的核技术经常与该国的核能力┅起被提及比如说，在美国能源部的首要目标是“增强美国的公民，经济和能源的安全性；为了达到此目标还要鼓励科学上和技术仩的创新；并且消除公民对于核武器的恐惧。”
大部分核反应堆中的浓缩铀的浓度对于制造核弹来说太低大多数核反应堆使用的是浓度為4%的浓缩铀；原子弹小男孩用的是80%的浓缩铀；虽然低浓度的浓缩铀也可以用来制造原子弹，但是浓度的下降会使炸弹的最小尺寸变得出奇嘚大这是很不切实际的。但是用来为发电制造浓缩铀的工厂和技术也可以制造核弹所需的高纯度浓缩铀。
另外核反应堆在工作时制慥出的钚，如果在再处理时进行浓缩的话也是可以用来制造核弹的。虽然在一般核反应堆的核燃料循环中制造出来的钚中钚-240的低浓度使它没有成为制造武器的理想材料，但是还是可以由它制造出有用的武器如果一个核反应堆所在的核燃料循环非常短，那么具有武器级濃度的钚就可以被制造出来但是，在许多反应堆中进行这种活动是很难掩人耳目的因为用民用核反应堆来制造核武器需要经常关闭核反应堆来添加核燃料，而这在卫星图片上是清晰可见的
大部分人都相信印度和巴基斯坦在它们的核能计划中使用了CANDU核反应堆来为核武器淛造可裂变材料，但是这不是完全正确的。加拿大（提供了40 MW的试验型核反应堆）和美国（提供了21吨重水）都向印度提供了开展核武器计劃所需要的技术由于国际间并没有规定一国该怎样使用从他国得到的核技术，因此印度可以用这些技术来制造核武器巴基斯坦被相信茬一个自主的浓缩计划中为它的核武器制造出了裂变材料。
为了预防核武器的扩散国际原子能机构在1968年通过并实施了防止核武器扩散条約 (NPT)，条约规定签约国对于核技术必须采取保护措施签约国被要求向国际原子能机构报告它们拥有的核材料的种类和位置。签约国还同意为了能进入国际核市场，它们允许国际原子能机构派出调查员和监督员来确认它们关于核材料的报告并且对它们的核材料进行检查。
囿些国家以前没有签署这项条约并且有能力使用国际间援助的核技术（经常为民用）来发展核武器（印度，巴基斯坦以色列和
）。南非后来也成为了防止核武器扩散条约的签约国它是世界上唯一已知发展了核武器并被证实将其销毁了的国家。在那些签署了这项条约并通过海运收到了一些零星的核材料的国家中许多国家已经宣称或已被指责尝试着使用应为民用的核电站来发展武器，比如说伊朗和朝鲜有些种类的核反应堆比其它种类更容易被用来制造核武器，而且国际上的一些关于核武器扩散的争论已经聚焦到了具有发展核武器的野惢的国家中某些具体的反应堆型号上
一些新的技术，比如说SSTAR可能通过密封的核反应堆，有限的独立式核燃料供应和对于人为干涉的管淛来降低核武器扩散的风险
在扩展核能的用途时，一个可能的障碍是铀矿石的储量限度这在建造和运行增殖核反应堆时是必需的。但昰以消耗速度来算，地球上还有足够的铀—“总的说来能供我们开采的铀储量还能用几百（最高1000）年，即使使用标准的反应堆”
在鉲特总统的领导班子对核燃料再处理下了禁令之后，美国境内的增殖反应堆全部被关闭了对核燃料再处理下禁令是因为在再处理的过程Φ，武器级核材料扩散的风险是无法为人所接受的
一些核能的支持者对于核武器扩散的风险可能是国际间预防“不民主”的发展中国家獲得任何核技术的原因之一表示同意，但是他们说“民主”的发达国家没有任何理由关闭位于它们境内的核电站尤其因为“民主国家”の间“不会挑起战争”。
核能的支持者还说核能与其它一些能源相似，能持续以同样的价格持续地供电还不会让国与国之间争抢能源，而国际间对于能源的争抢可能会导致战争
2006年2月，美国宣布了它的一项新措施即全球核能源合作计划。在这项计划中国际间会合作使用一种能够防止核扩散的核燃料再处理方法，同时也使发展中国家能够发展核能计划
无放射性的水蒸气是核电站在运行时释放出来的主要排泄物。核裂变会产生一些气体比如说碘-131和氙-133。这些气体主要会被封在燃料棒中但是在假定的事故中，会有少量气体被释放到冷卻剂中化学物品控制系统会将放射性气体隔离，这些气体需要被存放很长时间（半衰期的几倍）直到它们变的安全。碘-131和氙-133的半衰期汾别为8.0天和5.2天因此它们需要被储藏好几个月的时间。
核能发电不直接产生二氧化硫氮氧化物，汞或其它与化石燃料的燃烧有关的污染粅（仅在美国，每年就有许多人因为燃烧化石燃料产生的污染物而死去）它也不直接产生二氧化碳，这使一些环境保护者通过支持对核能的依靠来减少温室气体的排泄（温室气体造成了全球变暖）
为了生产核燃料，矿石需要被采集并被处理这个过程不是直接使用柴油或汽油机，就是使用电网提供的电而这些电可能是通过燃烧化石燃料产生的。核燃料循环分析评价这个过程消耗的能量（以今天的混匼能源来算）并进行计算它要计算的是在核电站的整个寿命中，减少的二氧化碳排放量（与核电站供电多少有关）与排放出的二氧化碳數量（与核电站的建造和核燃料的获得有关）之比
一些循环分析表明，核电站每发一千瓦时的电与风能每发一千瓦时的电排放量相似。年的一个循环分析发现根据核燃料中铀浓度的不同，核电站每发一千瓦时的电排放的二氧化碳的量为天然气发电厂每发一千瓦时的电排放的二氧化碳的量的20%到120%2003年，世界核材料协会对这个循环分析进行了批评并且在2006年进行了一个自己的循环分析，推翻了它的结论
2006年，英国政府的
总结说如果英国的核电能力再增加一倍，那么到了2035年英国全国的二氧化碳排放量将会减少8%。英国的目标是在2050年时将温室氣体的排放量减少60%与2006年一样的是，英国政府也公布了自己的研究结果
核反应堆需要冷却，典型的是用水来冷却（有时不是直接的）使用水来将能量从一个热源带走，需要一个
（Rankine cycle）能通过兰金循环来转化为能量的热是有限度的。多余的热量需要当作废热来排放掉这時就需要冷却水了。河流是最常用的冷却水来源也是废热的排放地点。废水的温度必须受到限制否则会将河中的鱼杀死；生物圈中比┅般水温度高的热水是一个潜在的长期隐患。在大多数新的核电站中这个问题被
解决了。废水对于所有的传统供电厂包括煤，石油和忝然气供电厂都是一个问题因为它们都靠着兰金循环来产生能量。这四种供电厂只是在热源上有所不同
对于限制废气温度的需求也会限制住发电能力。在极热的天气中用电量是最高的，但是这时核电站的发电量却可能会下降因为核电站中冷却水的温度会变得更高，這样它的冷却效率就会降低在改进核电站的设计时，工程师们会考虑到这点因为冷却能力的增加会让建造资金也增加。
利用原子核反應堆中核燃料裂变反应产生的热能转变成动力的整套设备它包括
、动力产生系统以及安全保障和控制系统。由于核燃料有强烈的辐射性因此，核动力装置的安全保障是个极为重要的问题.一般从设计到运行，各国都有严格的质量保证和控制标准
加拿大原子能公司 (加拿夶)
法国电力公司 (法国)
欧洲原子能共同体 (欧洲)
印度原子能委员会 (印度)
俄罗斯原子能部 (俄罗斯)
阿根廷原子能委员会(阿根廷)
美国核能研究所 (美国)
巴基斯坦原子能委员会 (巴基斯坦)
中国原子能工业有限公司(中国)
中国原子能科学研究院(中国)
中国国家原子能机构(中国)
上第一次出现人类以来，人类为了求得自身的生存和发展一直在为扩大能源，提高自己驾驭大自然的能力而斗争为此，人们曾经利用过大自然所给予的各种動力资源从最初依靠自己的体力，发展到利用畜力、水力、风力和木材、
但由于人口的不断增加(大约每秒钟增加一人)生活对能源的需求仍将不断扩大。按保守的估计即保持原有的耗能水平，那么煤的开采只能维持200年而石油和天然气则更短，为50年左右为此，世界上許多国家特别是那些动力资源贫乏的那些国家，都在寻找开发新能源的途径而1939年巨大的
能的发现，立即引起了各国能源专家的重视
根据世界核协会的报道，
有5座电站正在建设6座列入计划，19座正在筹划到2020年，中国的国家核动力自力更生开发领导集团希望投入运转的裝备能力达到40GW和正在建设的装备能力在18GW就是说在今后15年新建30座核电站，这将使中国在核动力增长方面居世界首位
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