เทคโนโลยีนิวเคลียร์การนำไปประยุกต์ใช้จะได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ใช่หรือไม่?
เทคโนโลยีนิวเคลียร์ () เป็นเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการเกิดปฏิกิริยาของนิวเคลียสของอะตอม ท่ามกลางเทคโนโลยีนิวเคลียร์ที่โดดเด่น การนำไปประยุกต์ใช้จะได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์, เวชศาสตร์นิวเคลียร์เพื่อการรักษาทางการแพทย์และอาวุธนิวเคลียร์ที่ใช้ในสงคราม มีการนำเทคโนโลยีนิวเคลียร์ไปประยุกต์ใช้อย่างหลากหลายทั้งในด้านการถนอมอาหาร, การเกษตร และการอุตสาหกรรม ประโยขน์ของเทคโนโลยีนิวเคลียร์มีอยู่อย่างหลากหลายแต่โทษของมันก็มีมากเช่นกัน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบหนึ่งที่ใช้แหล่งพลังงานความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไอน้ำแรงดันสูงจ่ายให้กับกังหันไอน้ำ กังหันไอน้ำจะไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าออกมา โดยเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบวิจัย () ที่ใช้ประโยชน์จากนิวตรอนฟลักซ์ในการวิจัย และระบายความร้อนที่เกิดขึ้นออกสู่ชั้นบรรยากาศ และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง () ที่ใช้พลังความร้อนที่เกิดขึ้นเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง มีขนาดใหญ่โตกว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยเป็นอย่างมาก เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ () เป็นอุปกรณ์ที่ก่อกำเนิดและควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ลูกโซ่ () อย่างยั่งยืน มันถูกนำมาใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้าและในการขับเคลื่อนเรือ ความร้อนจากนิวเคลียร์ฟิชชั่นถูกส่งไปให้กับของเหลว (น้ำหรือก๊าซ) ให้เป็นตัวทำงาน () ของเหลวความร้อนสูงจะไหลไปหมุนกังหันเพื่อหมุนใบพัดเรือหรือหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไอน้ำที่สร้างโดยนิวเคลียร์ในหลักการสามารถนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนในกระบวนการอุตสาหกรรมหรือสำหรับให้ความร้อนชุมชน () เครื่องปฏิกรณ์บางเครื่องใช้ในการผลิตไอโซโทปสำหรับการใช้งานทางการแพทย์และอุตสาหกรรมหรือผลิตพลูโตเนียมสำหรับทำอาวุธ บางเครื่องก็ใช้สำหรับงานวิจัยเท่านั้น ทุกวันนี้มีประมาณ 450 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าในประมาณ 30 ประเทศทั่วโลก
ปัจจุบันพลังงานนิวเคลียร์มีประมาณ 15.7% ของการผลิตไฟฟ้าของโลก (ในปี 2004) และถูกใช้ในการขับเคลื่อนเรือบรรทุกเครื่องบิน, เรือตัดน้ำแข็งและเรือดำน้ำ (นับถึงปัจจุบันเศรษฐศาสตร์และความกลัวในบางท่าเรือมีการหลีกเลี่ยงการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในเรือขนส่ง). ทุกโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้ปฏิกิริยาฟิชชัน. ยังไม่มีปฏิกิริยาฟิวชั่นที่มนุษย์สร้างขึ้นในการผลิตกระแสไฟฟ้า. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบถังกรวด () เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในยุคที่ 3+ จัดว่าเป็นเทคโนโลยีพลังงานนิวเคลียร์ที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบัน ซึ่งใช้เทคโนโลยีที่มีความปลอดภัยและประสิทธิภาพสูงมากขึ้นและมีต้นทุนถูกกว่าจากเครื่องปฏิกรณ์แบบทั่วไปที่ใช้น้ำเป็นสารหน่วงนิวตรอน และใช้เป็นสารระบายความร้อนด้วย ในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์แบบถังกรวดใช้ pyrolytic graphite เป็นสารหน่วงนิวตรอน และใช้ก๊าซเฉื่อย เป็นสารระบายความร้อนที่มีอุณหภูมิสูงมาก ในการขับกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยตรง ทำให้ไม่ต้องใช้ระบบเครื่องกำเนิดไอน้ำที่มีความซับซ้อน รวมทั้งเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทพลังงาน โดยทำให้สัดส่วนของการผลิตไฟฟ้าต่อความร้อน มีค่าประมาณ 50% นอกจากนั้น ก๊าซจะไม่ละลายส่วนประกอบที่ปนเปื้อนรังสีออกมา และไม่ดูดกลืนนิวตรอนเหมือนกับการใช้น้ำ ดังนั้นแกนเครื่องปฏิกรณ์จึงมีของเหลวที่มีกัมมันตภาพรังสีในปริมาณที่น้อยกว่าแบบเดิมมาก จึงมีความเสี่ยงด้านผลกระทบทางรังสีที่น้อยลง และยังทำให้ต้นทุนต่ำกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบใช้น้ำมวลเบา การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่จะช่วยลดปริมาณของเสียระดับสูง, แต่โดยตัวมันเอง มันไม่ได้ลดกัมมันตภาพรังสีหรือลดการกำเนิดความร้อนและดังนั้นจึงย้งมีความจำเป็นในการเก็บของเสียใต้ธรณี. การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่ได้เป็นความขัดแย้งทางการเมืองมานานเพราะมันมีศักยภาพที่จะนำไปสู่การแพร่ขยายนิวเคลียร์เพื่อใช้เป็นอาวุธ, ศักยภาพที่จะเป็นอ่อนแอต่อการก่อการร้ายนิวเคลียร์, การท้าทายหลายอย่างทางการเมืองของการหาที่ตั้งสำหรับพื้นที่เก็บของเสีย (ปัญหาที่เกิดเท่าเทียมกับการกำจัดเชื้อเพลิงใช้แล้วโดยตรง) และเนื่องจากค่าใช้จ่ายที่สูงเมื่อเทียบกับการผ่านกระบวนการเชื้อเพลิงเพียงครั้งเดียว. ในสหรัฐอเมริกา ฝ่ายบริหารของโอบามาก้าวถอยหลังจากแผนการของประธานาธิบดีบุชในเรื่องขนาดเชิงพาณิชย์ของการนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่และได้หวนกลับไปยังโครงการที่เน้นการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่แทน. อาวุธนิวเคลียร์เป็นอุปกรณ์ที่ระเบิดได้ที่ได้รับแรงทำลายล้างจากปฏิกิริยานิวเคลียร์, ฟิชชันหรือรวมกันของฟิชชันและฟิวชั่น. ปฏิกิริยาทั้งสองปลดปล่อยพลังงานในปริมาณมหาศาลจากปริมาณที่ค่อนข้างเล็กของสาร. แม้กระทั่งอุปกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กก็สามารถทำลายล้างหนึ่งเมืองได้โดยการระเบิด, ไฟไหม้และการแผ่รังสี. อาวุธนิวเคลียร์ได้รับการพิจารณาว่าเป็นอาวุธที่มีอำนาจทำลายล้างสูง () และการใช้งานและการควบคุมพวกมันได้เป็นลักษณะสำคัญของนโยบายต่างประเทศนับตั้งแต่เปิดตัวครั้งแรกของพวกมัน. การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่อาจมีศักยภาพที่จะสามารถกู้คืนได้ถึง 95% ของยูเรเนียมและพลูโตเนียมที่เหลืออยู่ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว, ทำให้มันเป็นเชื้อเพลิงใหม่ผสมออกไซด์. ขบวนการนี้จะลดการผลิตกัมมันตภาพรังสีในระยะยาวภายในของเสียที่เหลือ, เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ได้นี้เป็นผลิตภัณฑ์ฟิชชันอายุสั้นขนาดใหญ่และจะลดปริมาตรของมันลงกว่า 90%. การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ของเชื้อเพลิงจากเครื่องปฏิกรณ์พลเรือนปัจจุบันจะทำอยู่ในสหราชอาณาจักร, ฝรั่งเศส และ รัสเซีย(ในอดีต), เร็วๆนี้จะมีการปรับในประเทศจีนและอาจเป็นอินเดีย, และกำลังจะถูกดำเนินการในระดับกว้างในประเทศญี่ปุ่น. การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่อย่างเต็มศักยภาพยังไม่ประสบความสำเร็จเพราะต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบ breeder, ที่ยังไม่มีใช้ในเชิงพาณิชย์. ฝรั่งเศสได้อ้างถีงการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ที่​​ประสบความสำเร็จสูงสุด แต่ในปัจจุบัน มันทำการรีไซเคิลได้เพียง 28% (โดยมวล)ของการใช้เชื้อเพลิงต่อปีเท่านั้น, 7% ภายในฝรั่งเศสและอีก 21% ในรัสเซีย ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอีกประการหนึ่ง คือ การออกแบบให้ควบคุมด้วยอุณหภูมิ ไม่ได้ควบคุมจากแท่งควบคุม เครื่องปฏิกรณ์จึงมีความซับซ้อนน้อยกว่า เนื่องจากไม่จำเป็นต้องปรับการเดินเครื่อง ตามการเปลี่ยนแปลงของความเข้มของนิวตรอน ซึ่งถ้าใช้การควบคุมด้วยอุณหภูมิ เครื่องปฏิกรณ์สามารถเปลี่ยนกำลังการเดินเครื่องได้อย่างรวดเร็ว โดยการปรับอัตราการไหลของสารระบายความร้อน การออกแบบให้ควบคุมด้วยสารระบายความร้อน จะทำให้ปรับกำลังการเดินเครื่องได้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น โดยการเปลี่ยนความหนาแน่นของสารระบายความร้อน หรือความจุความร้อน ราคาของพลังงานที่ใส่เข้าไปและค่าใช้จ่ายด้านสิ่งแวดล้อมของทุกโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ยังคงต่อเนื่องเป็นเวลานานหลังจากสิ่งอำนวยความสะดวกเสร็จสิ้นการผลิตกระแสไฟฟ้าที่มีประโยชน์สุดท้าย. ทั้งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และสิ่งอำนวยความสะดวกที่เป็นยูเรเนียมสมรรถนะสูงจะต้องถูกปลดประจำการ, กลับคืนสถานที่และชิ้นส่วนของมันให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยมากพอที่จะถูกมอบหมายให้ไปใช้ในงานอื่นๆ. หลังจากระยะเวลาการระบายความร้อนออกที่อาจนานเป็นศตวรรษ, เครื่องปฏิกรณ์จะต้องถูกรื้อถอนและตัดเป็นชิ้นเล็กๆเพื่อที่จะถูกบรรจุในภาชนะบรรจุเพื่อการกำจัดขั้นสุดท้าย. กระบวนการนี​​้เป็นกระบวนการที่มีราคาแพงมาก, ใช้เวลานาน, อันตรายสำหรับคนงาน, เป็นอันตรายต่อสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ, และนำเสนอโอกาสใหม่สำหรับความผิดพลาดของมนุษย์, อุบัติเหตุหรือการก่อวินาศกรรม. พลังงานนิวเคลียร์เป็นประเภทหนึ่งของเทคโนโลยีนิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องกับการใช้แบบควบคุมของนิวเคลียร์ที่จะปล่อยพลังงานสำหรับการทำงานที่รวมถึงแรงขับดัน, ความร้อน, และการผลิตกระแสไฟฟ้า. พลังงานนิวเคลียร์ถูกผลิตโดยปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ถูกควบคุมซึ่งจะสร้างความร้อนที่ใช้ในการต้มน้ำ, ผลิตไอน้ำ, และขับกังหันไอน้ำ. กังหันถูกใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าและ/หรือในการทำงานทางกล.