略すと「原発」となるが、「原発」の語は通常、発電方法ではなく発電施設を指す。

原子力発電

最も一般的な軽水炉の1つ「改良型沸騰水型原子炉（ABWR）」による原子力発電では、原子炉に入れた核燃料で核分裂反応を起こし、これによって生産された熱で直接、水を沸騰させて高温高圧の水蒸気を作り、タービンを回して発電する。

福島第一原子力発電所のような旧型の「沸騰水型原子炉（BWR）」との違いは予備電源・冷却ポンプを予め原子炉に内蔵しているかどうか、に加え耐久性の違いである。

後述の加圧式原子炉の機構や技術を導入して開発された炉であり材料はもとより基本構造から別物である。

火力発電とは熱源が化石燃料（石炭・石油・天然ガスなど）を燃やしたものか、それとも核燃料かの違いで、実際に発電しているのは蒸気タービンである。

「加圧水型原子炉（PER）」は、原子炉で生産された熱を高圧によって沸騰させずに300℃以上にまで加熱した水によって取り出し、この熱で別系統の冷却水を蒸発させて水蒸気を作りタービンを回す、つまりはこちらも蒸気機関の一種である。

日本における商用の原子力発電所は上記2形式のどちらかである。

出力が非常に大きい反面、巨大な冷却設備や核反応の際に生ずる放射線の防護（特に貫通力と生体への害ともに大きい中性子線）が必要となり、施設が非常に大掛かりとなる。

火力発電は発電の過程でCO2（二酸化炭素）を産出する。これに対し原子力発電は発電そのものでは地球温暖化を促進する温室効果ガスを発生しないとされるが、実際には核燃料の生産や放射性廃棄物の処理の過程でCO2を排出しており、「カーボンニュートラル」な電源とはいえない。(ただし、太陽光発電などの他のカーボンニュートラルとされる発電方式でも処理や製造といった発電以外での間接排出を発電時の直接排出で打ち消す事で実質0を謳っている)

略すと「原発」となるが、発電方法としてではなく発電施設の意味として「原発」の語は使われる。

管理について

大事故を起こすと放射性物質の飛散により甚大な被害を及ぼすため国から法により規制され、国際原子力機関（IAEA）に監視されている。

このため耐震性や冗長性が入念に強化されており、冷却水路の複数化、燃料電池等の予備電源の内蔵、予備電源の高所設置、主水路の海底敷説など福島第一原発事故のような事故は最初期の原発に限定される。

なお、関東圏に原発が存在しないのは関東圏は地質上、その殆どが埋め立てもしくは粘土層、活断層である関東ローム層と呼ばれる地質のため岩盤層直付けという耐震基準をクリア出来ない事に由来する。

このため、大規模火力発電所も殆ど存在しない。

使用済みの核燃料は有害な高レベル放射性廃棄物となるため、数十年の管理と超長期間の封印（数万年）が必要となる。

ちなみに菅直人元総理は福島原発事故を「チェルノブイリの4倍」と言ったがこれは完全な間違いである。

福島のような軽水炉は原理的に爆縮が起きない為「核爆発不可能」であり、核爆弾製造用黒鉛炉とは根本的に別物である上に核爆発で原子炉そのものに大穴の空いたチェルノブイリとは「比肩にならない程小規模」。

これは原子炉の基本的な区分の話であり、基礎知識に該当する。

なお、日本では原子力発電所が全て海沿いにあるのは、冷却水が豊富に確保できるほか、核燃料が基本海路で輸送されるため、極力海に近いほうが陸路での移動の手間や費用が省けるからである。

なお海外では内陸部に原子力発電所を建設することの方が多い。実際チェルノブイリ原子力発電所は内陸部に建設されている。

内陸にある原子力発電所では、川などから汲み上げた冷却水を大気で冷やすため、メイン画像のような巨大な冷却塔が必要になる。海外では原子力発電所のシンボルとなっている冷却塔だが、豊富な海水を冷却水として使える日本の原発には存在しない。

現在

日本では特に大地震による大事故の危険が指摘され、多くの原子炉で対策されている。

しかし以前旧型の未対策の原子炉も運用されていた為、それは福島第一原子力発電所事故で現実になった。この事故の影響もあって世界的にも原子力発電の安全管理コストが高騰。世界各国で原発の稼動や導入を取りやめる動きが相次いだ。米国の原子炉メーカーウェスティングハウスの経営破綻の余波で親会社の東芝は経営危機に陥り、大幅なリストラを余儀なくされた。フランスの原子力複合企業アレヴァも経営危機に陥り、出資していた日立と三菱重工業の経営にも影響が出た。

同事故後は太陽光発電や風力発電のような再生可能エネルギー、シェールガスのような非在来型化石エネルギーの成長もあったがいずれも欠陥を解消出来ず、各国が従来の第3世代＋＋原子炉に変わる第4世代原子炉の実用化に向けて開発競走を行っている。

日本ではもんじゅのナトリウム冷却高速増殖炉から方針転換しヘリウム高温ガス炉の開発を進めている。

他には超小型原子炉や、溶融塩炉なども他国で開発が進んでいる。

将来

根本的に原理から真逆である核融合炉が実用炉として稼動できるようになれば、現在の原子力発電より大きな電力を生み、また事故の際には自然停止する発電方法になる。

核分裂が常にブレーキを掛けなければならない反応に対して核融合は常にアクセルを掛けなければ止まってしまう反応であるため、

また、核融合炉では放射性廃棄物は低レベル放射性物質のみ発生する。

しかし、現在は実験炉による実験段階で安定稼働レベルには到達しておらず仮に実用化するとしても未来の話である。

日本の原子力発電所一覧

※:東京電力と敷地を共有している。

二次では

トラブルが起きたら危険な施設の筆頭格である事から、怪獣や過激派組織から標的にされることが多い。

特に核エネルギーを摂取するという設定のゴジラとの関係が深く、ゴジラシリーズではゴジラが原発を襲撃したり、ゴジラによる原発の襲撃を人間が警戒する描写が度々描かれている。

尤も、物理的強度が極めて高い原子炉を壊すには貫通力が極めて高い指向性の大型兵器(最低でも戦闘機が複数)が必要であり「生身の人間」がどうこう出来るものでは無い。

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チェルノブイリ原子力発電所 福島第一原子力発電所

水力発電：揚水発電では夜間の余剰電力を用いて汲み上げておき、昼間に発電に使用する非効率な発電方法なため、出力を下げ辛い原子力発電の余剰電力との組み合わせは重要とされている。