圖解核能技術：從基本原理、能源應用到未來發展全解析
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內容簡介
居禮夫婦的科學發現，為人類開啟核能世界的大門。
如果將1公克的煤炭完全轉換成能量，
可以產生相當於燃燒3000～4000公噸煤炭的能量，
這正是原子核反應所蘊藏的潛力。
而宇宙的誕生，同樣源自核融合反應。
◉ 能夠釋放如此龐大能量的核能究竟是如何被發現的？
◉ 其背後的原理又是怎麼運作的？
◉ 為什麼它能創造出核彈、推動核電發展，甚至應用在醫療領域？
◉ 它的危險性在哪裡？又能帶來什麼樣的價值？
◉ 現代與未來的世代究竟該如何面對能源問題？
◉ 對於核能我們又該抱持什麼樣的態度？
現代社會必須要有能源才能維持運作，
目前的能源供給多半仰賴煤炭、石油、天然氣等化石燃料，
不過燃燒化石燃料會產生二氧化碳，
造成地球暖化與氣候變遷等嚴重的問題。
加上近年來AI快速發展，用電量也隨之快速增加，
該如何在產業發展與環境保護之間取得平衡，
是所有國家不得不面對的問題。
原本期望再生能源能夠用來彌補能源的缺口，
但目前看來仍不足以支撐能源的需求。
面對這些難題，現代與未來的世代究竟該如何面對能源問題？
核能究竟能扮演什麼樣的角色？
我們又該如何看待它所帶來的機會與風險？
本書透過清楚易懂的解說，
帶領讀者認識核能發電、放射線治療、核武等各種應用技術，
從核分裂與核融合等基本原理，到實際應用、安全性與潛在風險，
全面解析核能如何釋放龐大能量，
以及這股力量如何改變人類的生活與世界。
在能源需求持續增加的今天，
唯有先理解核能的原理、應用與風險，
才能進一步思考它在現在與未來的能源發展中，
究竟能扮演什麼樣的角色。
如果將1公克的煤炭完全轉換成能量，
可以產生相當於燃燒3000～4000公噸煤炭的能量，
這正是原子核反應所蘊藏的潛力。
而宇宙的誕生，同樣源自核融合反應。
◉ 能夠釋放如此龐大能量的核能究竟是如何被發現的？
◉ 其背後的原理又是怎麼運作的？
◉ 為什麼它能創造出核彈、推動核電發展，甚至應用在醫療領域？
◉ 它的危險性在哪裡？又能帶來什麼樣的價值？
◉ 現代與未來的世代究竟該如何面對能源問題？
◉ 對於核能我們又該抱持什麼樣的態度？
現代社會必須要有能源才能維持運作，
目前的能源供給多半仰賴煤炭、石油、天然氣等化石燃料，
不過燃燒化石燃料會產生二氧化碳，
造成地球暖化與氣候變遷等嚴重的問題。
加上近年來AI快速發展，用電量也隨之快速增加，
該如何在產業發展與環境保護之間取得平衡，
是所有國家不得不面對的問題。
原本期望再生能源能夠用來彌補能源的缺口，
但目前看來仍不足以支撐能源的需求。
面對這些難題，現代與未來的世代究竟該如何面對能源問題？
核能究竟能扮演什麼樣的角色？
我們又該如何看待它所帶來的機會與風險？
本書透過清楚易懂的解說，
帶領讀者認識核能發電、放射線治療、核武等各種應用技術，
從核分裂與核融合等基本原理，到實際應用、安全性與潛在風險，
全面解析核能如何釋放龐大能量，
以及這股力量如何改變人類的生活與世界。
在能源需求持續增加的今天，
唯有先理解核能的原理、應用與風險，
才能進一步思考它在現在與未來的能源發展中，
究竟能扮演什麼樣的角色。
目錄
前言
第1章 核能的歷史由此展開
1-1 居禮夫婦開啟核能時代的大門
―發現放射性元素
原子能之窗 居禮夫婦的研究為何沒有受到學會認可？
1-2 開創20世紀歷史的2大理論
―相對論與量子論
1-3 E=mc２代表龐大的能量
―能量、質量與光速之間的關係
原子能之窗 週期表的基本知識
第2章 原子核反應是否能解決能源問題？
2-1 化學能源與再生能源
―各自的問題點
2-2 現代社會不可或缺的爆破技術與炸藥
―化學炸藥的誕生
2-3 核能應用：核分裂反應的用途
―原子彈的結構
2-4 核能應用：氫彈與宇宙
―人類史上最大的炸彈
原子能之窗 乾淨的氫彈與骯髒的氫彈有何區別？
2-5 原子核反應的和平用途
―能源、醫療、糧食問題
第3章 探討核能之前，必須先認識原子與原子核
3-1 原子是什麼樣的結構？
―原子核與電子
原子能之窗 無法得知原子的形狀
原子能之窗 電子殼層並不是讓電子進入的房間
3-2 原子核是什麼樣的結構？
―殼層模型與α團簇模型
3-3 宇宙起源於大爆炸，誕生於核融合
―星辰的誕生
3-4 原子核分裂需要什麼條件？
―連鎖反應與臨界質量
3-5 原子核衰變反應產生的放射線
―放射能與放射線
原子能之窗 利用半衰期的放射性定年法
第4章 關於放射線你應該知道的事
4-1 認識放射線與放射能的差異
―放射線的種類與強度
4-2 存在於日常生活中的放射線
―自然界的放射線
原子能之窗 放射線的毒物興奮效應
4-3 原子核的變化是地球能量的根源
―原子核反應與新元素生成
4-4 放射線對人體有什麼影響？
―體內曝露
4-5 現代醫療不可或缺的放射線應用
―醫療用途與殺菌效果
第5章 認識核能發電的基本原理
5-1 核能發電的反應爐相當於火力發電的鍋爐
―是原子核反應？還是化學反應？
5-2 現代的核能發電皆為核分裂反應
―核連鎖反應與穩態連鎖反應
5-3 鈾是當今核燃料的首選
―關於鈾的知識
原子能之窗 變成炸彈的劣化鈾
5-4 抑制核爆炸的控制材料
―中子吸收材料
5-5 抑制中子速度的減速劑
―適合作為減速劑的材料
5-6 水是一石二鳥的冷卻劑
―輕水反應爐
第6章 拆解核子反應爐的內部
6-1 反應爐安全殼的內部是什麼樣的結構？
―反應爐、安全殼、熱交換器
6-2 預防輻射事故的附屬設施
―用過核燃料貯存池與外部電源
原子能之窗 為什麼會發生氫氣爆炸？
6-3 核子反應爐的各種分類方式
―中子、減速劑、冷卻劑
原子能之窗 原子與元素有什麼不同？
第7章 核能發電對環境的影響
7-1 如何面對必然產生的用過核燃料
―貯存與處理
7-2 如何安全進行用過核燃料的再處理
―再處理與廢棄處理
原子能之窗 MOX燃料與鈽熱計劃（Pluthermal）
7-3 核能發電該如何考量環境問題？
―CO2排放與核處理水
7-4 如何減輕「放射能」的危害
―體外曝露與體內曝露
原子能之窗 錯誤資訊與謠言引起的風評被害
第8章 回顧震撼全世界的反應爐事故
8-1 早期的反應爐事故多半發生於軍用實驗爐
―輕水反應爐事故
8-2 對全球產生重大影響的三哩島核電廠事故
―國際核能事件分級表
8-3 車諾比事故的起因為何？
―實驗過程發生意外
8-4 美軍氫彈實驗的受害者：第五福龍丸事件
―全球首位氫彈的犧牲者
8-5 歷經波折的核子動力船：「陸奧號」事故
―實況轉播的反應爐事故
8-6 草率作業引發的東海村臨界事故
―事故的原因與應對
8-7 夢想破滅：快中子增殖原型爐「文殊」事故
―核燃料循環的構想
原子能之窗 混凝土與鈉元素
8-8 2011年3月11日的福島第一核電廠事故
―東日本大地震
8-9 為戰爭與恐怖攻擊等突發事態做準備
―鈾與鈽的潛在風險
第9章 核能發電未來會如何進化？
9-1 快中子增殖反應爐的燃料增殖原理
―夢幻的反應爐
9-2 開發釷反應爐的利與弊
―稀土問題
原子能之窗 釷與稀土
9-3 從1950年代的第1代反應爐到次世代反應爐
―反應爐的進化史
9-4 反應爐的壽命與除役流程
―處理放射性廢棄物
9-5 核能發電的未來會如何發展？
―全球主要國家的動向
第10章 核融合反應爐是未來能源的希望嗎？
10-1 探究太陽與氫彈的核融合反應
―E=mc2
10-2 實現核融合反應爐「無法再等30年」
―緊迫的能源情勢
10-3 能夠承受1億度高溫的核融合反應爐
―磁場與雷射
10-4 為實現核融合反應爐的大型國際計畫
―7大地區的35個國家參與
索引
第1章 核能的歷史由此展開
1-1 居禮夫婦開啟核能時代的大門
―發現放射性元素
原子能之窗 居禮夫婦的研究為何沒有受到學會認可？
1-2 開創20世紀歷史的2大理論
―相對論與量子論
1-3 E=mc２代表龐大的能量
―能量、質量與光速之間的關係
原子能之窗 週期表的基本知識
第2章 原子核反應是否能解決能源問題？
2-1 化學能源與再生能源
―各自的問題點
2-2 現代社會不可或缺的爆破技術與炸藥
―化學炸藥的誕生
2-3 核能應用：核分裂反應的用途
―原子彈的結構
2-4 核能應用：氫彈與宇宙
―人類史上最大的炸彈
原子能之窗 乾淨的氫彈與骯髒的氫彈有何區別？
2-5 原子核反應的和平用途
―能源、醫療、糧食問題
第3章 探討核能之前，必須先認識原子與原子核
3-1 原子是什麼樣的結構？
―原子核與電子
原子能之窗 無法得知原子的形狀
原子能之窗 電子殼層並不是讓電子進入的房間
3-2 原子核是什麼樣的結構？
―殼層模型與α團簇模型
3-3 宇宙起源於大爆炸，誕生於核融合
―星辰的誕生
3-4 原子核分裂需要什麼條件？
―連鎖反應與臨界質量
3-5 原子核衰變反應產生的放射線
―放射能與放射線
原子能之窗 利用半衰期的放射性定年法
第4章 關於放射線你應該知道的事
4-1 認識放射線與放射能的差異
―放射線的種類與強度
4-2 存在於日常生活中的放射線
―自然界的放射線
原子能之窗 放射線的毒物興奮效應
4-3 原子核的變化是地球能量的根源
―原子核反應與新元素生成
4-4 放射線對人體有什麼影響？
―體內曝露
4-5 現代醫療不可或缺的放射線應用
―醫療用途與殺菌效果
第5章 認識核能發電的基本原理
5-1 核能發電的反應爐相當於火力發電的鍋爐
―是原子核反應？還是化學反應？
5-2 現代的核能發電皆為核分裂反應
―核連鎖反應與穩態連鎖反應
5-3 鈾是當今核燃料的首選
―關於鈾的知識
原子能之窗 變成炸彈的劣化鈾
5-4 抑制核爆炸的控制材料
―中子吸收材料
5-5 抑制中子速度的減速劑
―適合作為減速劑的材料
5-6 水是一石二鳥的冷卻劑
―輕水反應爐
第6章 拆解核子反應爐的內部
6-1 反應爐安全殼的內部是什麼樣的結構？
―反應爐、安全殼、熱交換器
6-2 預防輻射事故的附屬設施
―用過核燃料貯存池與外部電源
原子能之窗 為什麼會發生氫氣爆炸？
6-3 核子反應爐的各種分類方式
―中子、減速劑、冷卻劑
原子能之窗 原子與元素有什麼不同？
第7章 核能發電對環境的影響
7-1 如何面對必然產生的用過核燃料
―貯存與處理
7-2 如何安全進行用過核燃料的再處理
―再處理與廢棄處理
原子能之窗 MOX燃料與鈽熱計劃（Pluthermal）
7-3 核能發電該如何考量環境問題？
―CO2排放與核處理水
7-4 如何減輕「放射能」的危害
―體外曝露與體內曝露
原子能之窗 錯誤資訊與謠言引起的風評被害
第8章 回顧震撼全世界的反應爐事故
8-1 早期的反應爐事故多半發生於軍用實驗爐
―輕水反應爐事故
8-2 對全球產生重大影響的三哩島核電廠事故
―國際核能事件分級表
8-3 車諾比事故的起因為何？
―實驗過程發生意外
8-4 美軍氫彈實驗的受害者：第五福龍丸事件
―全球首位氫彈的犧牲者
8-5 歷經波折的核子動力船：「陸奧號」事故
―實況轉播的反應爐事故
8-6 草率作業引發的東海村臨界事故
―事故的原因與應對
8-7 夢想破滅：快中子增殖原型爐「文殊」事故
―核燃料循環的構想
原子能之窗 混凝土與鈉元素
8-8 2011年3月11日的福島第一核電廠事故
―東日本大地震
8-9 為戰爭與恐怖攻擊等突發事態做準備
―鈾與鈽的潛在風險
第9章 核能發電未來會如何進化？
9-1 快中子增殖反應爐的燃料增殖原理
―夢幻的反應爐
9-2 開發釷反應爐的利與弊
―稀土問題
原子能之窗 釷與稀土
9-3 從1950年代的第1代反應爐到次世代反應爐
―反應爐的進化史
9-4 反應爐的壽命與除役流程
―處理放射性廢棄物
9-5 核能發電的未來會如何發展？
―全球主要國家的動向
第10章 核融合反應爐是未來能源的希望嗎？
10-1 探究太陽與氫彈的核融合反應
―E=mc2
10-2 實現核融合反應爐「無法再等30年」
―緊迫的能源情勢
10-3 能夠承受1億度高溫的核融合反應爐
―磁場與雷射
10-4 為實現核融合反應爐的大型國際計畫
―7大地區的35個國家參與
索引
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