台灣核能電廠的概況
目前我國有3座運轉中的核能電廠，供應全國民眾高品質、安全穩定與清潔的能源。核能發電是我國電力供應鏈中不可或缺的一環。
去年全國發電能量（又稱裝置容量）約為32,000 仟瓩，其中核能發電佔16%容量，竟發出22%的電力。相較之下，天然氣發電有19%容量，卻只發出14%的電力。所以核能發電的效能，不只是天然氣的 1.8倍，也是所有發電方式之冠。可見核能發電的競爭力遠在各種發電方式之上。[1]運轉中的3座核能電廠，其中核能一廠位於台灣最北端的石門鄉、核能二廠位於萬里鄉、核能三廠位於台灣最南端的恆春，這些核能電廠從67年起陸續供電，在1990年代巔峰時期供應了全島2/5的電力。（請參考表1） 為因應國家經濟的持續發展，提升台灣的國際競爭力，台電公司從82年起啟動核能四廠興建計畫。核能四廠位於台灣最東北的貢寮鄉，裝置容量為2部1, 350千瓩機組，採用美國GE公司與日本東京電力、日立、東芝等公司共同發展的先進沸水式電廠（Advanced Boiling Water Reactor, ABWR）設計。是因為它反應器設計、安全系統、儀控系統、工作人員輻射防護、廢料減量等各方面有長足進步。 首先，經過重新設計反應器、安全系統與控制系統的ABWR，可將爐心損壞（core damage）發生機率降至3/1,000,000。也就是說，經過40年運轉，發生事故的總機率為1/10,000。這個數字遠比台灣地區人民，發生車禍的機率要低100倍以上。 核四廠是全數位化、電腦化電廠，在正常運轉期間，ABWR的控制已經可以由電腦一手包辦。但是，基於安全原則，所有反應器安全系統，我們仍然保留了硬接線路（hard switch），即使電腦故障，我們一樣可以只需按一個按鈕，就把反應器輕鬆停掉。 ABWR也設置了最完整的廢料處理系統，透過離子交換、活性碳吸附、蒸發濃縮、高溫焚化等設備，可以大幅降低廢料產量，約降低2倍的廢料量。
| 廠別 | 核能一廠 | 核能二廠 | 核能三廠 | 核能四廠 |
| 位置 | 台北縣石門鄉 | 台北縣萬里鄉 | 屏東縣恆春鎮 | 台北縣貢寮鄉 |
| 商業運轉日期 | ＃1 67年12月 | ＃1 70年12月 | ＃1 73年7月 | ＃1 95年7月 |
| ＃2 68年 7月 | ＃2 72年03月 | ＃2 74年5月 | ＃2 96年5月 | |
| 裝置容量 | 636千瓩*2 | 985千瓩*2 | 951千瓩*2 | 1,375千瓩*2 |
| 反應器類型 | 輕水式反應器 （沸水式） | 輕水式反應器 （沸水式） | 輕水式反應器 （壓水式） | 輕水式反應器 （沸水式） |
表1 我國各核能電廠概述
附註
＃1代表第一號發電機組、＃2代表二號發電機組；因此在裝置容量的後面有*2即代表兩個發電機組，每座電廠均有兩個發電機組。
[1]請參考台電公司91年度公務統計資料（http://www.taipower.com.tw/home_2.htm）
核能發電的原理
一、核能發電與火力發電非常相似，只是燃料不同
核能發電的原理和水力、火力發電廠有同樣的共通點，就是設法使渦輪機（turbine）轉動，以帶動發電機切割磁 場，將機械能轉變為產生電能。其中主要的不同點在於推動渦輪機所用的動力來源。水力電廠以大量的急速流動水（例如由水壩或瀑布引出）直接推動渦輪機，而核 能電廠與火力電廠則利用大量高溫、高壓之水蒸氣推動渦輪機，其中核能電廠是靠核分裂所釋放出的能量、火力電廠則是靠燃燒煤炭、石油或天然氣等化石燃料以產 生蒸汽。 核能發電利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應所產生的熱，將水加熱成高溫高壓，核反應所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多（相差約百萬倍），比較起 來所以需要的燃料體積比火力電廠少相當多。核能發電所使用的的鈾235純度只約佔3%－4%，其餘皆為無法產生核分裂的鈾238。 舉例而言，核四廠每年要用掉80噸的核燃料，只要2支標準貨櫃就可以運載。如果換成燃煤，需要515萬噸，每天要用20噸的大卡車運705車才夠。如果使用天然氣，需要143萬噸，相當於每天燒掉20萬桶家用瓦斯。換算起來，剛好接近全台灣692萬戶的瓦斯用量。二、核能發電與原子彈完全不同
核能發電與核子武器完全不同，主要差別在於：
1. 核能發電藉著控制棒來控制能量釋放的速率，使能量慢慢釋放出來；而原子彈要的就是不受任何控制的瞬間爆炸。打個比方，核能電廠就像比VOLOV更重視安全、有7重煞車[1]的高級房車能跟一輛沒有煞車橫衝直撞的貨櫃車相提並論嗎？ 2. 核能發電用的是3-5%濃度的核燃料，與原子彈使用濃度90%的鈾235，後果當然不同！比方來說，淺酌一杯冰啤酒能消暑解渴，如果喝一杯濃度90%的藥用酒精，恐怕就得送醫急救了。 |
| 火力發電簡圖（燃燒化石燃料產生水蒸氣帶動渦輪機發電） |
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| 核能發電簡圖（與火力發電一樣，只是產生水蒸氣的方法不同） |
備註
[1]核能發電的7重安全煞車，包括：低濃度核燃料、控制棒、先天安全的反應度設計、厚達30公分的反應器爐體、緊急硼液注入反應器、6套緊急爐心冷卻系統、厚達2公尺的圍阻體。
核能電廠的安全設施
一、核能電廠安全顧慮
核能電廠運轉時，反應器內不斷進行核分裂反應，並產生放射性分裂產物。如果這些放射性物質外釋，可能會污染環境。因此如何防止這些放射性物質外洩，就是核 能電廠在安全設計上最主要的考量。至於反應器是否會像原子彈爆炸、會不會發生類似車諾比爾電廠的核能災變事故，其實都是不可能的。（請參閱核能發電的原 理、車諾比事故兩篇文章。） 分裂產物是不穩定的，靠著衰變，成為穩定核種，並在過程中釋放放射線及衰變熱。因此當電廠停機時，反應器依然會持續放出大量的熱能。必須要有適當的措施將 其自系統中移除。核能電廠安全系統和措施的目的，即確保電廠在任何狀況下，均能把衰變熱持續帶離系統，並防止放射性物質釋放到外界環境。 要是安全系統亦不幸發生了故障，電廠於是進入了異常事件情況，可以依據「緊急操作程序書」，和廠方技術支援搶救機組，阻止事件進一步惡化。如果造成放射性物質外釋，還可以依據核子事故緊急應變計畫，指導電廠附近民眾掩蔽或疏散，減少受到輻射的傷害。二、核能電廠的安全防護體系
為了防範放射性物質外釋，核能電廠從設計、施工到運轉，甚至於意外事故的處置，都必須嚴格遵循相關的法規要求。整套安全措施設計理念建立在「深度防禦」的 哲學-將放射性物質置於層層防護屏障中，阻止放射性物質與外界環境接觸。其的目的就是要把發生核子事故的機會及影響均降到最低程度。如附圖，可瞭解電廠的 深度防禦之安全防護體系： |
| 輕水式反應電廠（即我國使用的電廠）防止放射性物質外洩的多重防禦 |
第一道防線是燃料丸
燃料丸（Fuel Pellet）是高溫燒結的陶瓷固體，質地緻密堅硬、而且可以承受2,000 0C以上的高溫。核分裂就發生在燃料丸內，因絕大部份放射性物質移動距離非常短，所以幾乎都滯留燃料丸內，只有極少量惰性氣體和碘，會藉著擴散作用而離開燃料丸。 第二道防線是燃料棒 燃料丸裝入鋯合金燃料護套（Cladding）成為燃料棒（Fuel rod），可以承受高溫高壓環境。通常護套破損的機率都小於百萬分之一。只要護套不破裂，溢出燃料丸的放射性氣體及碘，可以有效的被阻滯。 第三道防線是反應度先天穩定設計 反應度是衡量反應器設計安全非常重要的參數。我國反應器就規定必須設計成負的反應度，所以系統溫度、壓力升高時，會自動抑制反應進行，比如「水盡火熄」。又如同車速過快時，系統透過自動減少燃料來減速。 車諾比爾電廠的設計就完全不同，當系統溫度與壓力升高時，反應會更加快、更不受控制，就像「火上加油」一般。這就是車諾比爾電廠會釀成嚴重災害的原因。 第四道防線是反應器控制系統 保護反應器是維護電廠安全最重要的手段，控制棒（Control rod）群與備用硼液控制系統（Standby Boron Liquid Control System, SBLC）是不可或缺的安全系統。一但反應器狀況超過設定，系統立刻自動停機（就是一般所謂的「跳機」），只要1.5秒，就可以把核反應停止。如果控制棒 故障怎麼辦？我們還有硼液控制系統作為後備，必要時，數十噸高濃度硼液會自動注入反應器，立即終止反應。 第五道防禦是厚實反應器壓力槽 核反應器是厚達30公分、重達1,000噸的高強度金屬容器。放射性物質從燃料棒洩漏出來，也被侷限在密閉的反應器內，只有發生極嚴重的事故，放射性物質才會洩漏到系統之外。 第六道防線是緊急爐心冷卻系統 只要保持反應器水位，就可以防止反應器「乾燒」而傷及燃料。所以在嚴重事故時，保持水位是最重要的行動。我國核電廠都有3套9迴路的緊急爐心冷卻系統，這些系統視反應器壓力啟動，只要有1迴路把水注入反應器，系統就安全無虞。 第七道防線是圍阻體 圍阻體是防止放射性物質外釋最重要的外層防線，它由超過2公尺的強化鋼筋混凝土構成，把反應器及密閉冷卻水循環系統通通納入它的防護範圍。任何自反應器或冷卻水系統釋出之放射性物質，均無法釋放到外界環境。 圍阻體是西方核能電廠（如我國）與俄國核能電廠安全措施相當大的差異處。車諾比爾事故（Chernobyl accident）發生石墨大火時，就是因為沒有圍阻體的設計，所以放射性物質隨火勢而直衝雲霄，造成大面積污染。在另一方面，美國三哩島事故 （Three Mile Island accident）結果就完全不同，儘管有20%核燃料受到損毀，卻因為圍阻體發揮功能，幾乎沒有放射性物質外釋到環境中。三、安全系統設計準則
1. 多重性 反應器安全系統的設計準則，衍生自深度防禦哲學，目的在即使萬一發生事故時，核能發電廠之安全系統能發揮其既定功能，保障反應器安全，阻止事故惡化並減輕事故後果。 所謂的多重性，是指用多套相同系統或組件來完成相同功能。所以核能電廠中與安全相關之重要的管閥、幫浦、熱交換器、甚至電氣、儀控系統等都有兩套以上。即使其中一套發生故障，也有另外一套以上的設備可供使用。 2. 多樣性 多樣性原則，是以不同的系統、組件、或手段措施來達成相同的功能。如此一來，可以避免多套相同系統因同一因素而失效的盲點。 舉例說明多重性、多樣性差別：一般人都同意，出外旅行，身上要多帶些「錢」。 但錢可以以多種形式攜帶，例如現鈔、信用卡、支票。現鈔固然方便，但不幸遺失後，損失無法回收。某些情況下，信用卡可能不如現鈔方便，但信用卡確實較現鈔 來得「安全」。所謂的多樣式是指外出旅行時，身上備有現鈔及信用卡；那所謂的多重性，即指隨身攜帶2張以上的信用卡。如果覺得兩種攜帶方式還不夠，可以在 隨身攜帶支票簿，再增加一份保障。3. 分散布置
核能電廠中，將重要設備分別安置在不同場所，稱作分散佈置。此一措施可以避免火災或其它意外事故，同時毀壞重要設備，危害反應器的安全。 再以隨身攜帶的錢為例，所謂分散佈置即指不將所有的現鈔放在同一個地方，或裝在身上的同一個口袋內；如果有兩張以上的信用卡，也不會放在同一個口袋或皮夾內。4. 可測試性
多重多樣的安全系統在正常運轉時並不使用，為了確定安全系統，在需要時可以正常運作。在設計上，即要求所有的安全系統在不影響機組正常運轉的條件下，可以進行功能測試。5. 失靈安全
失靈安全這個設計準則，適用於核能電廠所有的系統，包括正常運轉所需的系統以及與安全相關的系統。所謂的失靈安全是指系統的組件發生故障時，只會影響到核能電廠的持續運轉，但不會威脅到電廠的安全。 以汽車煞車說明失靈安全設計準則。汽車煞車是依靠機械裝置將車輪固定，使輪子無法轉動而停車。但是驟然將輪子夾住，車子仍然會滑行打轉；如果是在雨天或雪 地，則滑行的距離會更遠，打轉的程度會更嚴重。因此有所謂ABS煞車的設計，基本上即利用特殊控制方法，在駕駛人猛踩煞車時，這套方法可以使煞車的機械裝 置不會立即將車輪夾死，而是自動採取一鬆一緊的方式，遂步使輪子停止轉動。所謂的失靈安全，是指ABS這套裝置失效時，煞車應會將輪子夾住；而不會是在讓 輪子處於放鬆的狀態。因為將輪子夾住，車子可能會滑行，但還是停得下來。如果是放鬆的狀態，車子連停都停不下來了。 以上五點是所有核能電廠的安全系統設計上的準則，因為這些設計的特性，使得核能電廠發生的事故的機率降到相當低，而為了使安全系統更安全更不容易發生故障，新的電廠將朝向「被動安全」的方向設計。 被動安全即利用大自然的基本現象來設計安全設施，例如，冷卻水流失事故發生後，冷卻水不透過幫浦，需要電力才能夠打入反應器內，而是利用重力將冷卻水置於 高處灌入反應器，即可不需要顧慮幫浦故障的情形發生，減低該系統故障的機率。例如，圍阻體內的散熱，也可以透過設計，使空氣發生自然對流帶走圍阻體內的熱 量。參考資料
核能電廠安全、輻射防護、以及緊急應變規劃（作者：李敏、黃四昌）
核能發電的緣起與發展
一、核能和平用途的新紀元
一般人對核能的第一個印象是原子彈，1945年美國在日本投下的2枚原子彈結束了第二次世界大戰。戰後，許多科學家嘗試利用這種能產生巨大能量的新能源，以造福世人。 1953年12月8日，美國總統艾森豪在聯合國大會發表演說，強調「原子能的和平用途」(Atoms for Peace)，開啟了世人使用核能的大門，而核能發電是其中成長最快的先鋒。1957年，第一座商業用核電廠就在美國賓州開始運轉。世界上第一部用來發電 的核反應器是1954年蘇俄的Obninsk APS，容量僅5 MWe。1956年英國建造完成第一座氣冷式反應器（GCR）Calder Hall 1 號機。1957年西屋公司利用核子潛艇的反應器技術，在賓州的 Shipping Port 興建完成第一座商用壓水式反應器（PWR）核能電廠，容量為60MWe。從此人類進入了商業化核能發電的新紀元，世界各國積極地研核能相關技術，進行大規 模的合作事宜。 1960年，奇異公司設計的第一座容量184MWe沸水式反應器（BWR）在伊利諾州的 Dresden 核電廠開始運轉發電。1962年， 第一座重水式反應器（CANDU）在加拿大誕生。法國、日本、西德、瑞典等國亦經由西屋公司及奇異公司的技術轉移而建立了本身的核能工業。輕水式商用核能 電廠的容量亦自第一部的60MWe級順利發展到今日的1000MWe、1300MWe、乃至1450MWe級。二、更安全、更經濟的新型反應器 在各機構不斷努力創新下，新一代改良型反應器不斷推陳出新。表1顯示目前正在發展中的新反應器研究計劃，可見核能工業還在蓬勃發展、方興未艾，否則怎麼能吸引這麼多資源投入。 新型反應器的發展有幾項重要的特色：系統更安全 新型反應器的安全系統儘可能不使用電力，而以自然重力或對流來導熱，即使電廠所有電源都損壞了，反應器仍然安全。以瑞士的SYSTEM80+為代表。他們的風險比現在電廠低10-30倍。而國內各電廠也紛紛提出新的改善計畫以提升安全性，都有長足的進步。運轉更有彈性 新型核電廠採用世界最高標準的電腦化自動控制系統，譬如法國N-4電廠、核四廠與日本K6、K7電廠，都已採用全數位化控制系統。不只更安全可靠，也可以隨時視情況調整功率。效率更高 新型反應器使用新的材料與控制系統，可以大幅提高發電效率，不但比燃煤電廠效率高，而且與天然氣廠相等。譬如歐洲的EPWR效率可達42%、美國主導的PBMR甚至可以達到57%的效率。比目前電廠效率提高30% - 68%。
對環境更友善
新型電廠採用整合式廢料處理系統，每年產生的核廢料只有20立方公尺（相當於2坪的小房間），對於環境的負荷更輕。大概是現有電廠的1/2~1/3。此外，排放到環境的放射性物質越來越少、溫排水效應也大幅降低。更經濟 核能電廠的建造成本佔總成本（含廢料處理）的1/2。雖然比火力電廠貴，但往後的每年燃料成本卻只有火力電廠的1/4~1/8。但是新電廠的成本幾乎只有 現在電廠的1/2到2/3。施工期只有現在電廠的2/3。使得越來越多的國家願意投資核能電廠，也使得核能發電的競爭力越來越強。三、可以雞生蛋、蛋生雞的快滋生反應器 鑑於地球上的鈾資源畢竟有限，目前世界各國除改善傳統核反應器外，美、法、英、日、德、俄等核能工業先進國家，更進一步發展出可以產生新燃料的快中子滋生 式反應器（FBR），它可將現有反應器無法利用的鈾238，利用高能量中子轉化滋生為鈽239，可續作為核燃料，使鈾燃料的利用率提昇為輕水式反應器的 60倍。目前最領先的快滋生實驗反應器有法國「超級鳳凰」（Super Phoenix），日本的「文殊」等，預計10年內可以推出商業機種。
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| 表1 世界先進國家的新一代核能反應器發展計劃 |
四、核能是溫室效應最佳解決方案
展望未來，地球溫室效應一定愈來愈嚴重，為能有效解決此項問題，世界各國必會協議採取限制二氧化碳排放量的措施，事實上1992年6月世界上153個國家 所簽署的「氣候變化綱要公約」，就針對全球性溫室效應問題提出有關的管制與規範，宣示在公元2000年時將二氧化碳及其它溫室氣體排放量抑制在1990年 的水準。在世界上還沒有找到新的乾淨替代能源以前，核能發電確為必要的發電方式： 對於已開發國家來說，核能是最乾淨、清潔而且副作用最小的溫室效應解決方案。 對於缺乏資源的國家，如日本、韓國、我國與大陸，核能是最穩定可靠的能源。 展望未來，石油會在25年、天然氣會在34年之後成為歷史名詞事實，大力發展核電更是必然的趨勢。資料來源：
先前所描述的原子內部結構是由科學家拉塞福（Rutherford）先生於1911年以微小粒子高速撞擊金泊所發現的，當時有許多其他科學家也熱衷於類似的撞擊實驗，中子及質子的特性也在此段時間獲得驗證；而在這股研究原子內部特性的風潮中，義大利物理學家費米（Fermi）在1934年以中子撞擊鈾元素後，發現會有新的元素產生，這也是人類第一次發現核分裂反應。
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其後經過多位科學家的努力，發現天然的鈾元素中含有鈾-238及鈾-235兩種同位素，天然鈾中鈾-238的含量為99.3%，鈾-235含量則只有0.7%，而經中子撞擊後也只有鈾-235會發生分裂反應，其反應過程如圖所示；自圖左開始，一個中子撞擊鈾-235原子核後，暫時共同形成鈾-236原子核，同時
在前述的核分裂反應裏，反應後產生兩個較輕的原子核及2至3個中子的
有關連鎖反應的敘述不免使人怵目驚心，擔憂核分裂反應是否會帶來人
類 的浩劫，但「水能載舟，亦能覆舟」，如果能安全地控制核分裂反應，則其所釋出的巨大能量必能造福人類，這也是二次世界大戰結束後，科學家們研究的重點。讓 我們再看看右圖的核分裂過程，上半部顯示每次分裂後會有2到3個新的中子產生，而這些中子也就是引發後續分裂反應的關鍵，如果它們分別又引發了2到3次分 裂反應，則分裂反應的次數便會一直增加，而且是以等比級數的速度增加，即1次變2次，2次變4次，4次變8次，8次變16次……，而因每次都放出巨大的能 量，故總量便很驚人，這就是原子彈爆炸能產生巨大威力的原因。但如果我們有辨法在每次分裂後把2到3個新產生的中子吸收掉一、兩個，而只讓一個中子繼續引 發下一次分裂反應，則我們即可控制每次反應的數目使其保持固定，並可把每次反應產生的能量用來發電，這種狀況即稱為「臨界」核分裂反應，而前述分裂次數一 代比一代多的狀態稱為「超臨界」反應，反之若分裂次數一代比一代少則稱為「次臨界」反應；核能電廠運轉發電時是保在臨界反應狀態，停機時則保持在次臨界狀態。 
欲保持臨界核分裂反應則須找到能吸收中子的物質，目前核能電廠中常用的是鎘或硼， 這兩種物質便是構成「控制棒」的主要材料。核能電廠停機時控制棒整個插在爐心裏，吸收絕大部份的中子，使整個爐心保持次臨界狀態，電廠起動時控制棒便被慢 慢抽出來，一直到爐心達到臨界狀況時將控制棒固定，便可保持穩定而持續性的核分裂反應；若有異常狀況發生，控制棒便被迅速插入爐心，停止其分裂反應；因此 控制捧的作用有點像汽車的煞車裝置，可以防止車速過快而發生意外。 核能發電是利用鈾-235分裂反應所產生的能量，將水加熱使其變成蒸汽，再推動汽輪機與發電機來發電，而核分裂產生的能量則來自分裂後損失的質量。看似很簡單的兩句話，但是真想利用這種原理來發電還須透過很精緻而複雜的工程技術；而在不同地區不同國家的工程師各自努力下，核能發電雖源自相同的物理現象，卻有不同的工程設計。目前世界上數量最多的是壓水式核電廠，其次是沸水式核電廠，而我國核一、二廠採用後者，核三廠則採用前者之設計，因此特別針對這兩類電廠再詳加說明其構造。
‧核分裂如何持續發生
上圖為沸水式核反應器的示意圖，圖中與控制棒相間較粗的紅棒為燃料棒，核分裂的主角—鈾-235—即裝在其中，燃料棒必須一直泡在水中，而水
‧中子如何減低能量 如果對快中子碰撞氫原子後能量降低的道理還不太明瞭，則請參考撞球碰撞情形，圖中母球由左而右正面碰撞原為靜止的子球，碰撞後母球會將所有能量傳給子 球而停在子球原來的位置，子球則因吸收了母球賦予的能量而向右滾去；如果玩過或看過撞球比賽，對此種情形一定很熟悉，而其道理是因母子兩球質量相同，故母 球原來的能量可以完全傳給子球。前述中子碰撞氫原子的現象，也因氫原子核是由一個質子所構成，而質子與中子質量非常相近，故高速的快中子碰到靜止的氫原子 時會把能量傳給後者，不過在核反應器中兩者不見得每次都能正面碰撞，故一般須有多次碰撞才能使快中子變成慢中子。
‧燃料構造 
壓水式核反應器流程如圖所示，其分裂反應原理，燃料棒設計，緩和劑功能，壓力槽與圍阻體之作用等都與沸水式核反應器類似；兩者間最大的差別是壓水式反應器在水加熱成蒸汽的過程中採用了兩套迴路，在壓水式反應器中的「主迴路」裏冷水經過爐心加熱後只增加溫度但不變成蒸汽，熱水送至「蒸汽產生器」中把熱量傳給「次迴路」的水後變成冷水再送回爐心；而次迴路的水則會被加熱成蒸汽去推動汽輪機，用過的蒸汽再經海水冷卻後重複使用，這種設計可以確保汽輪機使用的蒸汽絕無核分裂反應所產生的放射性物質，但因系統較為複雜，故運轉與維護也較沸水式反應器費事。此外，壓水式反應器的控制棒設在壓力槽上端，由上向下抽插，比起沸水式反應器由下往上的設計在運作與保養上較為方便。
鈾-235
维基百科，自由的百科全书鈾235(U-235)是鈾的三種同位素之一，當中只有鈾235能夠發生核裂變，引發連鎖核裂變反應，可用作核電及核彈。這是自然界至今唯一能夠裂變的同位素，1935年由加拿大科學家鄧史達(Arthur Jeffrey Dempster)發現。根據國際原子能機構的定義，濃度為3％的鈾235為核電站發電用低濃縮鈾，高於80%稱作高濃縮鈾，大約90%則叫作為武器級高濃縮鈾。
概述
鈾是自然界的稀有化學元素，具有放射性。鈾主要含三種同位素，即鈾-238、鈾235和鈾-234，但只有鈾235是可裂變核元素。當最少一個中子攻擊鈾235時，連鎖核裂變將會產生。鈾235需要到達臨界質量，連鎖核裂變才會持續下去。
早在1934年，義大利物理學家費米（Fermi）以中子撞擊鈾元素，首次發現核分裂反應。幾經研究，科學家最初發現天然鈾含有鈾238及鈾235兩種同位素，只有後者受中子撞擊後，會發生分裂反應。
在過程中，一個中子撞擊鈾235原子核後，內部因吸收中子的能量，開始作劇烈的啞鈴狀震盪，結構終因震盪過劇而瓦解，產生出兩個質量較小的原子核及放出2到3個新的中子，這些中子又會撞擊附近的鈾235原子核，繼續發生分裂反應，此即所謂「連鎖反應」。
在這反應後，其產生的原子核及中子，總質量較未有反應前為低，損失質量會轉化成能量；按照相對論，質量變成能量時，其轉換關係為「能量=質量×光速的平方」（E=mc2），極小的質量即可變成極大的能量。1945年美軍投下的廣島原子彈，總重量為440公斤，鈾235含量為45公斤，當中只有1公斤鈾235發生核分裂，反應中又只有1克的質量(約如一小塊巧克力重)轉化成能量，但其威力已相當於16萬公噸黃色炸藥發生爆炸，摧毀整個城市。
技術發展
獲得鈾本身已涉及複雜程序，需要探礦、開礦、選礦、浸礦、煉礦、精煉等程序，但天然鈾所含鈾235的濃度只有0.7%，科學家會利用擴散法、氣體離心法和雷射法等，令天然鈾的三種同位素分離，提高鈾235的濃度。目前國際間常觀察一國是否擁有氣體離心法設備，推算一國的核武器研究水平。1公斤武器級鈾235，就需要從200噸鈾礦石中提鍊。
1945年7月16日凌晨，美國新墨西哥州的阿拉莫可德沙漠上，人類第一枚原子彈試爆，當時鈾235是透過勞倫斯法分離。勞倫斯方法亦即電磁法，利用鈾235和鈾238品質上的差異令兩者分離，再抽出鈾235，美國當時在田納西州建立了巨型電磁鐵，直徑長達4.57米，生產出以千克計的鈾235。
另一方法由科學家尤里提出，名為氣體擴散法。氣體擴散法把鈾製成六氟化鈾氣體，使它通過4000次多孔障壁，能提鍊出濃度99％的鈾235，目前是全球最廣泛使用的鈾濃縮技術。美國為此建造了巨大的工廠，加熱後的六氟化鈾氣體要通過成千的多孔障壁，每一障壁有成百萬的小於百萬分之一釐米的孔，期間要用數月時間，使一定量的氣體從頭至尾通過工廠。
目前最多採用的則是氣體離心法，比擴散法要省能源。
鈾濃縮技術是國際間極為敏感技術。除了中、俄、美、法、英外，日本、德國、印度、巴基斯坦、阿根廷等國家已確認掌握濃縮鈾技術。國際原子能機構2006年初指在伊朗境內發現濃縮鈾痕跡，2006年10月宣布完成核試的北韓亦被指擁有該技術。
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%88%BE-235
