圖解核能技術：從基本原理、能源應用到未來發展全解析
活動訊息
2026年11月金石堂強力推薦
金石堂閱讀週年慶第二波
第48次中小學生讀物選介
內容簡介
居禮夫婦的科學發現，為人類揭開了核能世界的大門。
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巨大潛力。
而宇宙誕生之初，也曾發生核融合反應。
◉能夠釋放如此龐大能量的核能究竟是如何被發現的？
◉其背後的原理又是如何運作的？
◉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？
現代社會必須仰賴能源才能維持運作，
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，這些化石燃料並非永遠取之不盡、用之不竭，
而燃燒化石燃料所產生的二氧化碳，
更造成了地球暖化與氣候變遷等嚴重問題。
加上近年來 AI與半導體產業高速成長，用電需求也持續攀升，
如何在產業發展與環境保護之間取得平衡，
是所有國家都不得不面對的問題。
原本期待風力、水力、太陽能等再生能源
能夠用來填補能源缺口，
但目前看來，仍不足以完全滿足能源需求。
面對這些難題，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？
本書由理學博士以淺顯易懂的方式，
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，
全面解析核能釋放龐大能量的原理，
帶領讀者認識核能發電、放射線治療、核武等各種應用技術，
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，
才能進一步思考核能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巨大潛力。
而宇宙誕生之初，也曾發生核融合反應。
◉能夠釋放如此龐大能量的核能究竟是如何被發現的？
◉其背後的原理又是如何運作的？
◉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？
現代社會必須仰賴能源才能維持運作，
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，這些化石燃料並非永遠取之不盡、用之不竭，
而燃燒化石燃料所產生的二氧化碳，
更造成了地球暖化與氣候變遷等嚴重問題。
加上近年來 AI與半導體產業高速成長，用電需求也持續攀升，
如何在產業發展與環境保護之間取得平衡，
是所有國家都不得不面對的問題。
原本期待風力、水力、太陽能等再生能源
能夠用來填補能源缺口，
但目前看來，仍不足以完全滿足能源需求。
面對這些難題，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？
本書由理學博士以淺顯易懂的方式，
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，
全面解析核能釋放龐大能量的原理，
帶領讀者認識核能發電、放射線治療、核武等各種應用技術，
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，
才能進一步思考核能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
核能的歷史從這裡開始
1-1 居禮夫婦開啟核能時代的大門
―發現放射性元素
核能之窗 居禮夫婦的研究為何沒有受到學會認可？
1-2 開創20世紀歷史的兩大理論
―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
核能之窗 元素週期表的基本知識
第2章
利用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 現代社會所需要的爆炸能量與炸藥
―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
―人類製造的最大炸彈
核能之窗 乾淨的氫彈與骯髒的氫彈有何區別？
2-5 核反應的和平利用
―能源、醫療、糧食問題
第3章
探討核能之前，先認識原子與原子核
3-1 原子是由什麼樣的結構組成的？
―原子核與電子
核能之窗 無法得知原子的形狀
核能之窗 電子殼層並不是讓電子進入的房間
3-2 原子核具有什麼樣的結構？
―殼層模型與α團簇模型
3-3 從大爆炸開始，核融合創造了宇宙
―星辰的誕生
3-4 原子核分裂在什麼條件下會發生？
―連鎖反應與臨界質量
3-5 核衰變所放出的放射線
―放射能與放射線
核能之窗 用於年代測定的半衰期
第4章
認識放射線：我們應該知道的事
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
核能之窗 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 放射線對人體會造成什麼影響？
―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
認識核能發電的運作原理
5-1 核能發電的反應爐相當於火力發電的鍋爐
―是核反應？還是化學反應？
5-2 現代的核能發電皆利用核分裂反應
―核連鎖反應與穩態反應
5-3 當今核燃料仍然以鈾為主
―關於鈾的知識
核能之窗 用於彈藥的劣化鈾
5-4 控制核分裂反應的材料
―中子吸收材料
5-5 讓中子減速的減速劑
―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
拆解核反應爐的內部
6-1 核反應爐圍阻體的內部是什麼樣的結構？
―核反應爐、圍阻體、熱交換器
6-2 防止輻射事故的附屬設施
―用過核燃料貯存池與外部電源
核能之窗 為什麼會發生氫氣爆炸？
6-3 核反應爐有各種類型
―中子、減速劑、冷卻劑
核能之窗 原子與元素有什麼不同？
第7章
核能發電與環境有何關聯？
7-1 如何面對必然產生的用過核燃料
―貯存與處置
7-2 如何安全進行用過核燃料的再處理
―再處理與廢棄
核能之窗 MOX燃料與鈽熱計畫
7-3 核能發電該如何兼顧環境？
―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
核能之窗 錯誤資訊與謠言造成的風評損害
第8章
回顧歷史上的重大核能事故
8-1 早期的核反應爐事故發生於軍用實驗反應爐
―輕水反應爐事故
8-2 凸顯核電事故全球影響的三哩島核電廠事故
―國際核事件分級表
8-3 車諾比事故為何發生？
―實驗過程中發生意外
8-4 美軍氫彈試爆造成的輻射曝露：第五福龍丸事件
―全球首位氫彈受害者
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
―事故原因與應對
8-7 夢想破滅的快中子增殖原型爐「文殊」事故
―核燃料循環構想
核能之窗 混凝土與鈉
8-8 2011年3月11日發生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狀況做好準備
―鈾與鈽的存在
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
―夢想中的核反應爐
9-2 釷反應爐的開發：優點與問題
―稀土問題
核能之窗 釷與稀土
9-3 從1950年代的第1代到次世代核反應爐
―核反應爐的進化史
9-4 反應爐的退役與拆除
―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
核融合反應爐是人類未來能源的關鍵嗎？
10-1 認識太陽與氫彈的核融合反應
―E＝mc2
10-2 核融合反應爐的實現已經不能再等30年
―能源情勢日益緊迫
10-3 能承受1億°C燃料的核融合反應爐種類與結構
―磁場與雷射光束
10-4 為實現核融合反應爐的大型國際計畫
―7方、共35個國家參與
索引
第1章
核能的歷史從這裡開始
1-1 居禮夫婦開啟核能時代的大門
―發現放射性元素
核能之窗 居禮夫婦的研究為何沒有受到學會認可？
1-2 開創20世紀歷史的兩大理論
―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
核能之窗 元素週期表的基本知識
第2章
利用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 現代社會所需要的爆炸能量與炸藥
―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
―人類製造的最大炸彈
核能之窗 乾淨的氫彈與骯髒的氫彈有何區別？
2-5 核反應的和平利用
―能源、醫療、糧食問題
第3章
探討核能之前，先認識原子與原子核
3-1 原子是由什麼樣的結構組成的？
―原子核與電子
核能之窗 無法得知原子的形狀
核能之窗 電子殼層並不是讓電子進入的房間
3-2 原子核具有什麼樣的結構？
―殼層模型與α團簇模型
3-3 從大爆炸開始，核融合創造了宇宙
―星辰的誕生
3-4 原子核分裂在什麼條件下會發生？
―連鎖反應與臨界質量
3-5 核衰變所放出的放射線
―放射能與放射線
核能之窗 用於年代測定的半衰期
第4章
認識放射線：我們應該知道的事
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
核能之窗 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 放射線對人體會造成什麼影響？
―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
認識核能發電的運作原理
5-1 核能發電的反應爐相當於火力發電的鍋爐
―是核反應？還是化學反應？
5-2 現代的核能發電皆利用核分裂反應
―核連鎖反應與穩態反應
5-3 當今核燃料仍然以鈾為主
―關於鈾的知識
核能之窗 用於彈藥的劣化鈾
5-4 控制核分裂反應的材料
―中子吸收材料
5-5 讓中子減速的減速劑
―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
拆解核反應爐的內部
6-1 核反應爐圍阻體的內部是什麼樣的結構？
―核反應爐、圍阻體、熱交換器
6-2 防止輻射事故的附屬設施
―用過核燃料貯存池與外部電源
核能之窗 為什麼會發生氫氣爆炸？
6-3 核反應爐有各種類型
―中子、減速劑、冷卻劑
核能之窗 原子與元素有什麼不同？
第7章
核能發電與環境有何關聯？
7-1 如何面對必然產生的用過核燃料
―貯存與處置
7-2 如何安全進行用過核燃料的再處理
―再處理與廢棄
核能之窗 MOX燃料與鈽熱計畫
7-3 核能發電該如何兼顧環境？
―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
核能之窗 錯誤資訊與謠言造成的風評損害
第8章
回顧歷史上的重大核能事故
8-1 早期的核反應爐事故發生於軍用實驗反應爐
―輕水反應爐事故
8-2 凸顯核電事故全球影響的三哩島核電廠事故
―國際核事件分級表
8-3 車諾比事故為何發生？
―實驗過程中發生意外
8-4 美軍氫彈試爆造成的輻射曝露：第五福龍丸事件
―全球首位氫彈受害者
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
―事故原因與應對
8-7 夢想破滅的快中子增殖原型爐「文殊」事故
―核燃料循環構想
核能之窗 混凝土與鈉
8-8 2011年3月11日發生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狀況做好準備
―鈾與鈽的存在
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
―夢想中的核反應爐
9-2 釷反應爐的開發：優點與問題
―稀土問題
核能之窗 釷與稀土
9-3 從1950年代的第1代到次世代核反應爐
―核反應爐的進化史
9-4 反應爐的退役與拆除
―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
核融合反應爐是人類未來能源的關鍵嗎？
10-1 認識太陽與氫彈的核融合反應
―E＝mc2
10-2 核融合反應爐的實現已經不能再等30年
―能源情勢日益緊迫
10-3 能承受1億°C燃料的核融合反應爐種類與結構
―磁場與雷射光束
10-4 為實現核融合反應爐的大型國際計畫
―7方、共35個國家參與
索引
試閱
2-5
核反應的和平利用
――能源、醫療、糧食問題
自沙皇炸彈實驗至今，已經過了半個多世紀（60年），蘇聯已不復存在，東西冷戰也已落幕。如今，雙方已無需再競逐核彈的爆炸威力。
如今，核能與放射線的研究正朝著和平利用的方向發展。
●如何面對能源問題
世界終於走到了不再「競逐核能的破壞力」，而是「透過和平利用彼此合作」的時代。從這個角度來看，核能似乎也為人類展現出無限光明的未來。正如前文所述，人類數萬年來，甚至可能數百萬年來，一直仰賴著「火的能源」，如今卻不得不與它告別。
自工業革命以來，人類一直全面仰賴「化石燃料」，它實在太過可靠，但同時也伴隨著太多問題。另一方面，人們重新寄予期待的「再生能源」，目前卻又顯得不夠可靠。
在這樣的情況之下，人類究竟有哪些可以仰賴的能源呢？當然，「節能」本身也是一種能源。不要把節能視為微不足道的能源節約。如果不節能，就必須在其他地方生產出相應的能量。換句話說，節能就是負向的能源消耗，也就是能源的生產。
將各種節約能源的方式與能源生產一併納入考量後，我們是不是已經到了該認真思考「什麼樣的能源才值得人類託付未來」的時候了呢？
●核反應在醫療方面的應用
談到核反應，我們會想到核能，但是核反應所產生的不只有能量，還會產生放射線。利用這些放射線的放射線治療，也是核反應的一種應用形式。
目前，核反應在醫療方面的應用，幾乎都限於「放射線」的利用。X光攝影就是利用高能量電磁波X射線或γ射線，來診斷病情與傷勢。
質子束照射、重粒子束照射，是將質子或碳等小型原子核照射至癌症腫瘤等目標，藉此將其「消滅」的技術。換句話說，這就像用步槍獵殺狼一樣。步槍的命中率越高，就能治癒癌症；反之，若命中精準度降低，健康細胞也會受到傷害，使患者承受痛苦。
目前，放射線治療的命中精準度已經提高，在癌症治療方面，已與外科手術及藥物治療並列為重要的治療手段，不僅可以單獨使用，也能與其他療法併用。
●利用放射線進行生物改良
放射線會對DNA造成損害，導致生物出現突變。這種突變若產生負面作用，可能會造成可怕的後果；但若產生有利的作用，便能誕生對人類更有益的新物種。就像人類長年透過交配選育來改良品種一樣。
為了利用後者的效果，日本於1965年在茨城縣常陸大宮市設立了放射線育種場共同利用設施。該設施在圓形育種場的中央放置γ射線放射源，並將植物、種子等放置在放射源周圍的任意位置，讓它們接受一定時間的輻射。
只要將幼苗、種子等寄送至設施，並指定與放射源的距離及放置期間，設施便會代為管理，完成後再寄回。
該設施分為室內與室外兩處，由日本全國各國立大學的研究人員共同使用，利用放射線誘發以植物為主的生物突變，並研究放射線的生物效應。
核反應的和平利用
――能源、醫療、糧食問題
自沙皇炸彈實驗至今，已經過了半個多世紀（60年），蘇聯已不復存在，東西冷戰也已落幕。如今，雙方已無需再競逐核彈的爆炸威力。
如今，核能與放射線的研究正朝著和平利用的方向發展。
●如何面對能源問題
世界終於走到了不再「競逐核能的破壞力」，而是「透過和平利用彼此合作」的時代。從這個角度來看，核能似乎也為人類展現出無限光明的未來。正如前文所述，人類數萬年來，甚至可能數百萬年來，一直仰賴著「火的能源」，如今卻不得不與它告別。
自工業革命以來，人類一直全面仰賴「化石燃料」，它實在太過可靠，但同時也伴隨著太多問題。另一方面，人們重新寄予期待的「再生能源」，目前卻又顯得不夠可靠。
在這樣的情況之下，人類究竟有哪些可以仰賴的能源呢？當然，「節能」本身也是一種能源。不要把節能視為微不足道的能源節約。如果不節能，就必須在其他地方生產出相應的能量。換句話說，節能就是負向的能源消耗，也就是能源的生產。
將各種節約能源的方式與能源生產一併納入考量後，我們是不是已經到了該認真思考「什麼樣的能源才值得人類託付未來」的時候了呢？
●核反應在醫療方面的應用
談到核反應，我們會想到核能，但是核反應所產生的不只有能量，還會產生放射線。利用這些放射線的放射線治療，也是核反應的一種應用形式。
目前，核反應在醫療方面的應用，幾乎都限於「放射線」的利用。X光攝影就是利用高能量電磁波X射線或γ射線，來診斷病情與傷勢。
質子束照射、重粒子束照射，是將質子或碳等小型原子核照射至癌症腫瘤等目標，藉此將其「消滅」的技術。換句話說，這就像用步槍獵殺狼一樣。步槍的命中率越高，就能治癒癌症；反之，若命中精準度降低，健康細胞也會受到傷害，使患者承受痛苦。
目前，放射線治療的命中精準度已經提高，在癌症治療方面，已與外科手術及藥物治療並列為重要的治療手段，不僅可以單獨使用，也能與其他療法併用。
●利用放射線進行生物改良
放射線會對DNA造成損害，導致生物出現突變。這種突變若產生負面作用，可能會造成可怕的後果；但若產生有利的作用，便能誕生對人類更有益的新物種。就像人類長年透過交配選育來改良品種一樣。
為了利用後者的效果，日本於1965年在茨城縣常陸大宮市設立了放射線育種場共同利用設施。該設施在圓形育種場的中央放置γ射線放射源，並將植物、種子等放置在放射源周圍的任意位置，讓它們接受一定時間的輻射。
只要將幼苗、種子等寄送至設施，並指定與放射源的距離及放置期間，設施便會代為管理，完成後再寄回。
該設施分為室內與室外兩處，由日本全國各國立大學的研究人員共同使用，利用放射線誘發以植物為主的生物突變，並研究放射線的生物效應。
贈品
指定商品滿$888即贈 閱讀隨行袋（款式隨機）
凡全站商品單筆訂單滿888元，即送「閱讀隨行袋」1個，款式隨機出貨。（數量有限，送完為止）
※ 海外訂單恕不提供贈品。
贈品已送完
指定商品滿$3500即贈 小編私藏禮
凡週年慶期間指定商品滿3500即贈小編私藏禮一份
※ 海外訂單恕不提供贈品。
贈品已送完
配送方式
-
台灣
- 國內宅配：本島、離島
-
到店取貨：
不限金額免運費
-
海外
- 國際快遞：全球
-
港澳店取：
詳細資料
詳細資料
-
- 語言
- 中文繁體
- 裝訂
- 紙本平裝
-
- ISBN
- 9786264378260
- 分級
- 普通級
-
- 頁數
- 272
- 商品規格
- 21*14.8*1.8
-
- 出版地
- 台灣
- 適讀年齡
- 全齡適讀
-
- 注音
- 級別
訂購/退換貨須知
加入金石堂 LINE 官方帳號『完成綁定』，隨時掌握出貨動態：
提醒您！！
金石堂及銀行均不會請您操作ATM! 如接獲電話要求您前往ATM提款機，請不要聽從指示，以免受騙上當！
退換貨須知：
**提醒您，鑑賞期不等於試用期，退回商品須為全新狀態**
-
依據「消費者保護法」第19條及行政院消費者保護處公告之「通訊交易解除權合理例外情事適用準則」，以下商品購買後，除商品本身有瑕疵外，將不提供7天的猶豫期：
- 易於腐敗、保存期限較短或解約時即將逾期。（如：生鮮食品）
- 依消費者要求所為之客製化給付。（客製化商品）
- 報紙、期刊或雜誌。（含MOOK、外文雜誌）
- 經消費者拆封之影音商品或電腦軟體。
- 非以有形媒介提供之數位內容或一經提供即為完成之線上服務，經消費者事先同意始提供。（如：電子書、電子雜誌、下載版軟體、虛擬商品…等）
- 已拆封之個人衛生用品。（如：內衣褲、刮鬍刀、除毛刀…等）
- 若非上列種類商品，均享有到貨7天的猶豫期（含例假日）。
- 辦理退換貨時，商品（組合商品恕無法接受單獨退貨）必須是您收到商品時的原始狀態（包含商品本體、配件、贈品、保證書、所有附隨資料文件及原廠內外包裝…等），請勿直接使用原廠包裝寄送，或於原廠包裝上黏貼紙張或書寫文字。
- 退回商品若無法回復原狀，將請您負擔回復原狀所需費用，嚴重時將影響您的退貨權益。
商品評價
評價規範