結尾有第十單元課後習題答案（圖片）
Nuclear Energy
核能
核能怎樣運作
本質上來說，核能是非常複雜的將水燒沸的方式。核電站利用原子核內的能量發電。
核燃料中含有一種元素，一般為鈾，它通常有較大的原子核。原子核由稱為質子和中子的粒子構成，當原子中的原子核遭到以合適速度移動的中子撞擊，核電站就發出電來。
最常見的反應是原子核分裂，通常稱為核裂變，釋放出更多的中子。這些中子撞擊其他的原子核並使它們分裂。平衡狀態下，一個核裂變引起另一個核裂變，此時，反應堆經歷鏈式反應，可持續幾個月甚至幾年。
當分裂的原子釋放出中子時，也放出碎片。它們的能量以熱量形式被轉移到核堆芯四周的水裡。碎片也可以釋放亞原子粒子或伽馬射線，產生熱量。
根據電站的設計，水或者在反應槽裡面燒沸，或者將熱量轉移到單獨的水環道將水煮沸。蒸汽轉動渦輪，使發電機轉動，產生電能。
有時候，原子核並不裂變，而是吸收撞向其的中子，這個反應使鈾變成一個不同的元素，叫做鈽-239(Pu-239)。所有的反應堆中，這種反應都在某個時段發生。但是在我們知道的增殖反應堆中，撞擊強度大的中子更容易被吸收。這一過程中，消耗了的鈾燃料可以回收，生成Pu-239，可以作為新燃料使用。但是安全問題和汙物處理問題限制了它們的使用——在布法羅城附近用了六年的燃料回收廠產生的廢料，花了納稅人十億的錢來清除。
一個產業的發現和誕生
研究人員在20世紀30年代後期發現（裂變的原子）核裂變的可能性。第一次可控的鏈式反應1942年作為曼哈頓計劃一部分首次出現。曼哈頓計劃是戰時美國製造原子彈的計劃。這個計劃要建設幾個反應堆，但是對於它們來說，能量是產生出來的廢物；鈽炸彈燃料是真正的目的。1945年7月16日，在新墨西哥州三一核試驗場，這個計劃的科學家證明了以指數方式增殖的鏈式反應——這是第一次原子彈爆炸。
一般認為，第一個商用反應堆是賓夕法尼亞州西坪港的發電廠。這從本質上來說是海底反應堆的擴大版。美國國內及海外，隨著冷戰和大範圍核軍備競賽形成，競賽轉向尋求原子的和平使用。
1953年12月，總統德懷特·D·艾森豪在聯合國發表題為「和平利用原子能」 的演講，他呼籲展開「世界範圍內和平時期最有效地利用可裂變材料的調查。」
原子能委員會主席劉易斯·施特勞斯告訴紐約的科普作家， 「我們的孩子將會在家裡享受到『便宜到可以忽略不計』的電能。」這個「便宜到可以忽略不計」的電力計劃從此以後一直伴隨著這個產業。但是經歷了20世紀50年代和60年代初期緩慢的嘗試後，發電廠越建越大，形成了電力產業大範圍樂觀主義氛圍的基礎，這最後導致定製的反應堆達250個 。
結果，很多公司不擅長管理大規模的、歷時數年的建設項目。他們在設計還未完成之前就澆灌凝土，然後又不得不拆除和返工。 新的聯邦規定放慢了工程進度，而延時又增加了驚人的利息支出。
支出超出了可控制範圍。半數核電站完工之前就放棄了。一些公共事業面臨破產。1973年之後定製的反應堆共有100個被叫停。到了三裡島事件發生時，定製一個新工廠是不可想像的，當時的問題是，到底有多少反應堆得在完工前放棄。
安全問題
1979年3月賓夕法尼亞哈裡斯堡附近發生的三裡島二號反應堆核洩漏事件，以及1986年4月烏克蘭基輔附近的車諾比三號反應堆爆炸和起火事件，是這個產業無法承受其重演的事件。
三裡島二號反應堆是美國最年輕的反應堆。像其他所有美國的核電站一樣，三裡島的工廠在建設時也有強大的支持系統來防止管道破裂引起的堆芯不能注水的情況。但是，這是一個相對緩慢的洩漏，加上工廠操作人員對於複雜的控制系統的誤解，這些因素沒有預先想到。
核電站洩露了放射性物質；事故後的評估認為這個量非常小。沒有人員死亡，但是僅幾個小時，10億美金的資產變成了10億美金的債務。
國家最大的鈽問題不是核電。而是核武器，最麻煩的是漢福德，它位於華盛頓中南部，佔地面積560平方英裡，是聯邦政府曼哈頓計劃的一部分（1945年摧毀了日本長崎的核彈所使用的鈽最初便是在漢福德製造的）。20世紀80年代停產之前，國家大部分的鈽都由漢福德製造。前能源部官員新的分析顯示，清除汙染，保護下一代健康比規劃者曾經想像的要複雜得多。
鈽現在尚未產生重大輻射危害，很大程度上是因為它受到「制度的管制」，像是有衛兵、武器、閘門的管制，但是政府部門的科學家說，即使是極為微小的鈽微粒，都可以導致癌症，而且要減少一半的放射性需24000年的時間，所以它存在的時間超過了設置的管制。
人們擔心，幾百年後，鈽會到達稱為飽和帶的地下層，那裡水流湧動並通向哥倫比亞河。這個區域目前是乾旱的，所以汙染物移動極其緩慢，但專家預測，千年之後，氣候定會發生變化。
近期發展
2009年，通過舊有核電站多發電，反應堆生產更多的電能，佔這個國家約百分之二十的用電。
很多反應堆的設計發電量大於實際發電量。20世紀90年代，很多公司向核管理委員會申請「提升性能」，允許他們做一些改變(一般不大)，以提高發電量。
核能在最近幾年獲得了新的支持者，包括一些從前反對它的環保人士。原因是人們越來越關注氣候變化以及能源生產對大氣中二氧化碳含量的影響。核電廠不燃燒燃料，所以也不會產生二氧化碳。核能的支持者認為，核能是迅速生產大量能源以有效改變大氣命運的唯一可行的途徑。
但是發展核能來替代煤和石油是一項艱巨的任務，其工程之浩大使得一些人認為這是不現實的。由普林斯頓大學碳管理計劃做的一項研究估計，要讓核能在降低排放量上起重要作用，世界範圍內核產業的發電能力必須在未來五十年裡提高三倍——這意味著每年要新建20個反應堆。
在2005年能源法授權能源部提供總額185億的貸款之基礎上，歐巴馬政府又批准了能源部370億的新的貸款擔保。但政府反對開放尤卡山核廢料倉庫，儘管這是核工業一直努力的目標。歐巴馬政府支持建立新的反應堆作為能源發展願景的一部分。
核能在歐洲同樣開始被看好。芬蘭國會2010年9月通過了建造兩個核電站的決議。 就在兩周前，瑞典國會以微弱優勢通過法案，允許在10個發電站舊反應堆關閉時改建新的反應堆——這與1980年關於完全關閉核電廠的公民投票結果正好相反。
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