无极生太极，是生两仪、四象、八卦…，爱因斯坦E=MC2质能互换的铁嘴，不仅论断了整个芸芸众生的花花世界，也铺陈了今日我们使用的各种能源，全是这太初核能的震盪馀波，上一篇说能源的尽头是核能，其实能源的源头也是核能。能源可分为初级能源和衍生能源，初级能源就是直接的核能，除前篇提及的核分裂及核融合外，还有核蜕变，是伴随蜕变核逸出之粒子动能，如地热、太空军事微型电源等；衍生能源则是源自太阳核融合的阳光、抵达地球后衍生出的有太阳能、风力、生质能、（经大气水文循环的）水力等。
电是能源转换成人类可用的形式之一，也是目前最精炼的能源，代价是去无存菁过程中造成许多环境汙染。理论上最乾淨、最完全的能源，莫过于正反物质的互毁作用(annihilation)，可将质量百分之百全然地转化为能量，其效率为核分裂、核融合千百倍以上。但反物质宇宙中并不存在，目前只有在高能物理实验室昂贵的加速器中，方能「造」出极微量、极短命的反物质，也只能在科幻小说与电影中有它们挥洒的舞台（註一）。
十八世纪的蒸汽机大量使用化石燃料，开启了工业革命。1878年爱迪生更开创了电力公司，一个半世纪以来，火力发电的基本设计没有变过，就是用化学反应（燃烧）热产生蒸汽，进而推动发电机发电。
核分裂技术原理解析
露营烤肉时，你会发现生火燃烧本质就是连锁反应(chain reaction)。广义的燃烧可延伸为放出能量的反应，如粒线体就称细胞发电厂，而爆炸便是失控的连锁反应。核能发电的原理也跟火力发电一样：生热→产生蒸汽→发电，露营烧整晚的营火需足够温度维持，而核分裂是靠中子来分裂原子形成的连锁反应。每一个核分裂又会放出两三个中子，中子再分裂原子，形成快速几何式成长的连锁反应。若不控制好就是失控的爆炸，所以核子反应炉有精密严谨的控制机制。但核分裂连锁反应因速度极快、能量极大，每次反应的时间是10-8到10-6这种奈秒级，所谓的一眨眼其实要0.1~0.2秒，也就是说一眨眼就核分裂了百万次以上。以64位元电脑的最大整数是253(9×1015)，若每一个核分裂可诱发两个核分裂，只要53次，核分裂数就已达到电脑的极限了，所以核电的每次核分裂多出的有效中子数必须严格控管在1%，以免低了会熄火，高了会爆炸，才能够持续稳定发电且不失控爆炸。
中子诱发核分裂，还需有合适的核种（註二），U-235就是其翘楚，也是当年原子弹的第一顺位候选，广岛原爆就是它的成名作。一般铀矿的丰度(abundance)为0.1%至0.3%，0.5%以上的已是高品位矿，而天然铀的U-235只佔0.7%，其他99.3%则是U-238，所以铀矿精炼后的铀，还得要浓化(Enrichment)来提高U-235浓度，不然中子打到铀的概率很低，更别谈诱发核分裂，毕竟有碰到才有机会。因U-235与U-238都是同一种元素，传统化学提炼无法浓化，且U-235与U-238质量只差1%，物理离心法虽然可用，但效率不高，耗时且所费不赀，再说太浓了怕被盗用为核武，要降住大闹天宫悟空的金刚箍，就是把U-235浓度限制在5%。既然浓度有限，就得从中子与U-235反应的效率着手，核分裂最初产生的中子速度极快、快速的激情，要修成正果当然，慢到极点的修练才能化蛮暴拙力为灵巧内劲，因此当快中子连降八个数量级到热中子时，反应率便可提升几百倍。以控制疫情爆发而言，避免群聚保持安全距离就是浓化反向，打疫苗就是减少反应效率。
核分裂核反应炉运作原理
目前商转发电的主流是用核分裂的核反应炉（註三），多属第2代技术、少数第3代技术，分为压水式(Pressurized Water Reactor, PWR)及沸水式(Boiling Water Reactor, BWR)，是内衬防护层的大钢桶，可承受高温、高压、化学腐蚀等，并防止辐射外洩，炉内主要有：
燃料棒(fuel rod)：
含有可核分裂原料如U-235的燃料粒
减速剂(moderator)：
减速中子，大幅提升与U-235反应概率，有普通水、重水或石墨
控制棒(control rod)：
是控制核反应的紧箍咒，用镉吸收中子，插入抑制或抽出促进反应，快速调节速率
冷却剂(coolant)：
带出核反应热（常用水、液态金属或气体），并可调整硼浓度（吸收中子）均匀地控制反应
PWR因冷却剂迴路维持高压而得名，炉内核分裂产生热能、由冷却剂吸收热能带出炉心，因有着15大气压的高压设计，故315°C高温的冷却剂还维持液态，到蒸汽产生器进行热交换产生蒸汽，蒸汽再推动发电机发电。BWR则冷却剂直接在炉内沸腾成蒸汽，故省掉了热交换的蒸汽产生器，但尺寸也较大。
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（图一）运转中核电主流的PWR (70%)及BWR (15%)
资料来源：台湾电力公司儿童网
对美国来说，曾经的核能超强大国，因为各种原因已经卅年没有订单了。这几年核能从谷底强力反弹，结束了其零订单世代，最近五年内，终于新加了两座反应炉(VOGTLE 1 & 2)，但也仅限于此，并再无其他核电厂的兴建，而是着力于核分裂第3.5代和第4代、核融合，及小型核能SMR的开发等。同一期间，大陆已经添了11座核反应炉，还有25座正在兴建中，也就是说五年后大陆核能将挑战、甚至取代美国的霸主宝座。
理解目前的核电技术原理，勉强算是入门砖，在进入更深的核能之前，接下来先看看过去四十年的核能寒冬，我们下一篇见！
《龙系之歌》
混沌初开星云舞，祖龙吞吐化恆初。
氢氦翻腾凝星骨，质能守恒启宏图。
九子各显神通力，能流千转入尘途。
囚牛好音抚弦动，洪炉深深热丹铸。
睚眦裂变破重垣，铀钸崩解释天怒。
嘲风聚变慕远眺，朝凤逐日开新路。
狻猊镇卧锁地脉，吞烟吐热守鼎户。
狴犴司光接天火，螭吻衔波化雨露。
贔屭驮风旋羽曲，蒲牢吼潮力万钧。
椒图盘踞护黑玉，沉眠古灵启蓝珠。
粒子幽微藏宙秘，馀波震盪现灵符。
核龙续谱未竟曲。薪传文明共天枢。
註：潮汐是日月交互震盪，源于太初物质炸散后之角动量守衡的天体运动影响，潮汐能与核能关係较複杂，但全球所佔的比例微不足道，就不浪费篇幅了
註：在《太阳能和风力发电都拿得到绿电凭证，为什麽还是有人说不环保？》我们谈到一次能源和二次能源，与本文谈到初级能源和衍生能源的定义及用法完全不同，勿因英文感觉类似而误解
（註一）七十年前诺贝尔物理学奖得主杨政宁、李正道的宇宙不对称，撼动了物理界完美的对称原理，是脑洞大开的超前理论，也解释了太初刹那的质能互变的场景。根据对称原理，大霹雳创出的物质与反物质必然相伴而生，物质与反物质互毁全都立时魂飞魄散、消耗殆尽，但因不对称宿命，物质比反物质多了十亿分之一，而那存活下来的十亿分之一形成了今日的宇宙，也就是说盘古开天是极大能量创出极多的物质及反物质（能量转成质量），随之便全然灭尽（质量转成能量），现今只有那残留下的极微物质，反物质则荡然无存
（註二）原子核里的核子(nucleon)有带正电的质子(proton)跟不带电的中子(neutron)，元素指有同样质子数(Z)的原子，同位素(isotope)是同一元素但不同中子数(N)，核种(nuclide)则是任意特定Z和N的原子核，如U-235，Z + N为质量数(mass number)，是束缚能曲线的横座标
（註三）核反应炉(Reactor)又称为核反应器或核反应堆。世界第一座核反应炉是在芝加哥大学用石墨块堆成，石墨是中子减速剂也是反应器结构体(Chicago Pile-1 - Wikipedia)，木结构的樑柱，堆上45,000块石墨砖，放了4吨纯铀及41吨氧化铀，却只有1.5W的功率，点个浴室的小夜灯都有困难，而现代的核反应炉则动辄就是上1 GW