其三是安全性強。從第一座核電站建成以來，全世界投入運行的核電站達400多座，30多年來基本上是安全正常的。雖然有1979年美國三裏島壓水堆核電站事故和1986年前蘇聯切爾諾貝利石墨沸水堆核電站事故，但這兩次事故都是由於人為因素造成的。隨著壓水堆的進一步改進，核電站有可能會變得更加安全。
核反應堆
核反應堆是核電站的心髒，它的工作原理是這樣的：原子由原子核與核外電子組成。原子核由質子與中子組成。當鈾235的原子核受到外來中子轟擊時，一個原子核會吸收一個中子分裂成兩個質量較小的原子核，同時放出2～3個中子。這裂變產生的中子又去轟擊另外的鈾235原子核，引起新的裂變。如此持續進行就是裂變的鏈式反應。鏈式反應產生大量熱能。用循環水(或其他物質)帶走熱量才能避免反應堆因過熱燒毀。導出的熱量可以使水變成水蒸氣，推動氣輪機發電。由此可知，核反應堆最基本的組成是裂變原子核＋熱載體。
但是隻有這兩項是不能工作的。因為，高速中子會大量飛散，這就需要使中子減速增加與原子核碰撞的機會；核反應堆要依人的意願決定工作狀態，這就要有控製設施；鈾及裂變產物都有強放射性，會對人造成傷害，因此必須有可靠的防護措施。綜上所述，核反應堆的合理結構應該是：核燃料＋慢化劑＋熱載體＋控製設施＋防護裝置。
還需要說明的是，鈾礦石不能直接做核燃料。鈾礦石要經過精選、碾碎、酸浸、濃縮等程序，製成有一定鈾含量和一定幾何形狀的鈾棒才能參與反應堆工作。
核電站的安全
對於核電站的安全性，是人們最關心的問題。核電站反應堆內的核燃料是被封裝在特殊合金的元件包殼裏，不管核燃料在包殼裏分裂成什麼樣的碎片，產生出什麼樣的裂變氣體，都不會跑出來。如果元件包殼破裂，絕大部分裂變碎片仍將留在陶瓷體元件芯塊內。跑出來的氣體和少量碎片亦將限製在密閉回路內。即使同時出現回路泄漏，甚至斷裂等嚴重事故，帶放射性的液體和氣體仍被限製在密閉的安全殼內。
此外，反應堆還使用一種吸收中子能力很強的材料做成控製棒來控製鏈式裂變反應。控製棒提升或移出堆芯，就可以啟動反應堆和提高功率；反之，可降低功率和停堆。如果反應堆運行不正常或出現重大事故，控製棒會自行快速插入堆芯，使鏈式裂變反應停止，從而保證核電站的安全。
輻射是人們關心的另一個問題，據測定，核電站在正常運行情況下，排放的微量放射性物質，使附近居民受到的輻照劑量每年不到2×10-5C（一次X光醫療照射為7×10-4C）。而一座100萬千瓦的燃煤電站，釋放的放射性元素，可使附近居民受到每年5×10-5C的輻射劑量。
核燃料
可在核反應堆中通過核裂變或核聚變產生實用核能的材料。重核的裂變和輕核的聚變是獲得實用鈾棒核能的兩種主要方式。鈾235、鈾233和鈈239是能發生核裂變的核燃料，又稱裂變核燃料。其中鈾235存在於自然界，而鈾233、鈈239則是釷232和鈾238吸收中子後分別形成的人工核素。從廣義上說，釷232和鈾233也是核燃料。氘和氚是能發生核聚變的核燃料，又稱聚變核燃料。氘存在於自然界，氚是鋰6吸收中子後形成的人工核素。核燃料在核反應堆中“燃燒”時產生的能量遠大於化石燃料。1千克鈾235完全裂變時產生的能量約相當於2 500噸煤。
已經大量建造的核反應堆使用的是裂變核燃料鈾235和鈈239，很少使用鈾233。至今由於還未有建成使用聚變核燃料的反應堆，因此通常說到核燃料時指的是裂變核燃料。由於核反應堆運行特性和安全上的要求，核燃料在核反應堆中“燃燒”不允許像化石燃料一樣一次燒盡。為了回收和重新利用就必須進行後處理。核燃料後處理是一個複雜的化學分離純化過程，曾經研究過各種水法過程和幹法過程。目前各國普遍使用的是以磷酸三丁酯為萃取劑的萃取法過程，即所謂的普雷克斯流程。
核燃料後處理過程與一般的水法冶金過程之最大差別是它具有很強的放射性和存在發生核臨界的危險。因此，必須將設備置於有厚的重混凝土防護牆的設備室中並實行遠距離操作以及采取防止核臨界的措施。所產生的各種放射性廢物要嚴加管理和妥善處置以確保環境安全。實行核燃料後處理，可更充分、合理地使用已有的鈾資源。
核廢料
核廢料泛指在核燃料生產、加工和核反應堆用過的不再需要的並具有放射性的廢料。也專指核反應堆用過的乏燃料，經後處理回收鈈239等可利用的核材料後，餘下的不再需要的並具有放射性的廢料。
核動力
核動力是利用可控核反應來獲取能量，從而得到動力、熱量和電能。因為核輻射問題和現在人類還隻能控製核裂變，所以核能暫時未能得到大規模的利用。
利用核反應來獲取能量的原理是：當裂變材料(例如鈾-235)在受人為控製的條件下發生核裂變時，核能就會以熱的形式被釋放出來，這些熱量會被用來驅動蒸汽機。蒸汽機可以直接提供動力，也可以連接發電機來產生電能。世界各國軍隊中的大部分潛艇及航空母艦都以核能為動力，同時，核能每年提供人類獲得的所有能量中的7%，或人類獲得的所有電能中的15.7%。
核廢物處理
在環保和生態問題日益引起重視的今天，有關核廢料的處理成為人們關注的重大課題之一。從反應堆取出的廢核燃料中有由鈾238轉變成的鈈239，這是寶貴的核燃料，因此首先要在核電站進行一定處理，再放在水池中貯存幾個月，最後把它送往鈈提取工廠將鈈提出來。經提取後餘下的為放射性廢物，可以把它裝罐密封後，埋在岩層中，也可以保存在地麵上的貯存庫內。還可以用反應堆的方法把長壽命的放射性廢物轉變成穩定的短壽命的同位素（正在試驗中）。這些廢物數量同火電廠排除的煤渣相比是微不足道的。到2000年，把全世界所有的核電站排出的廢物堆在一起，建一座同遊泳池一般大的貯存庫，就可以全部裝下。核反應堆堆芯一般可運行30年。用完以後，一般是用混凝土把它們密封起來。這樣做的好處是在核電站的舊址可以再安裝新的反應堆，不必遷址。
核能資源
核能資源指用於裂變反映的鈾、釷和聚變反應的氘、氚及鋰等核燃料資源。其中鈾是最重要的天然核燃料。鈾礦石大都呈氧化物狀態貯存於陸地，一般品位為0.1%～0.5%。海水中雖含有大量鈾，但濃度極低，目前尚難利用。世界陸地鈾礦的探明儲量為145.55萬噸（1983年），主要分布於美國、南非、澳大利亞、加拿大和尼日利亞等國。此外海水中含有核聚變燃料約45萬噸。
合成燃料
合成燃料也就是化學能，是把數種含能體能源通過化學變化合成的新燃料。合成燃料有許多種，有的是把煤、油頁岩或瀝青砂轉變為合成石油或汽油。另一種是甲烷，從汙水和淤泥中產生；酒精可以從特別栽培的作物和垃圾裏提煉出來。製造合成燃料的技術出現於第二次世界大戰，德國最先從煤裏提煉燃料從事戰爭。許多能源專家認為，為了在短期內獲得效益，加工煤可產生出來的合成燃料是最有前途的。
化石燃料
化石燃料亦稱礦石燃料，是一種碳氫化合物或其衍生物。化石燃料所包含的天然資源有煤炭、石油和天然氣。化石燃料的運用能使大規模工業發展和替代水車,並且木材或泥煤燃燒加熱。當發電的時候，在燃燒化石燃料的過程中會產生能量，從而推動渦輪機產生動力。舊式的發電機會使用蒸汽作為燃料推動渦輪機。現時，很多發電站都會直接使用燃氣渦輪引擎的。在踏入全球現代化的步伐中，化石燃料潛在著能源短缺的危機，特別是從石油提煉出來的汽油，是引致全球石油危機的一個原因。現時，全球正趨向發展可再生能源和核能，這可以幫助增加全球的能源所需。人類不斷地燃燒化石燃料是排放溫室氣體二氧化碳的來源之一，是加快全球變暖的因素之一。此外，生物燃料中的二氧化碳成分是來自大氣層，因此發展生物燃料可以減少在大氣層上的二氧化碳，從而減低溫室效應。
活生物燃料
活生物燃料通過活生物資源生產的燃料乙醇和活生物柴油，可以替代由石油製取的汽油和柴油。不同於石油和煤等燃料(統稱化石燃料)分別是動物和植物經漫長的地質年代形成的化石，活生物燃料是采集活的植物生產的故名。
後石油時代
世界正在走向“後石油時代”。後石油時代是新能源、可再生能源快速成長和發展時期，也是石油替代產品的培育、成長和發育時期。
當前石油供應安全麵臨三大挑戰，一是石油需求不斷增長使現有資源產量難以滿足；二是礦物能源遲早要枯竭，目前沒有替代能源能擔當石油的角色；三是無節製地使用石油已對環境造成巨大的壓力。石油供應的瓶頸問題，已經給世界經濟的可持續發展造成巨大的壓力。
第十屆科博會中國能源戰略高層論壇“中國新能源產業峰會”，邀請國家發改委、財政部、科技部等新能源及可再生能源領域主管領導、專家、企業領袖集聚一堂，就共同關心的“可再生能源2007年發展預測、政策扶植”、“加快生物質能轉化與產業化”、“太陽能、風能的產業化發展與市場開發”等熱點問題深入研討，為後石油時代中國能源產業的發展拓展新空間，助推我國新能源產業的健康快速發展。
後續能源
後續能源是一個廣泛的概念，主要包括核能、可再生能源和氫能源等。從2010年開始，這些能源可能逐步地部分替代石油、煤炭、天然氣等化石能源，具有巨大的發展潛力和廣闊的市場前景。
後續能源是指：技術上可行，經濟上合理，環境和社會可以接受，能確保供應和替代常規化石能源的可持續發展能源體係。它們主要包括可再生能源(風能、太陽能、生物質能、水能、海洋能等)、地熱能、核能、氫能。
化工行業的節能
改變產品工藝訂立新節能目標的公司日益增多。日本生產高壓聚乙烯的尤尼卡公司，從擁有最先進節能技術的美國聯合碳化物公司引進了應用氣象法製造聚乙烯的技術。把節能最大重點放在改變產品的工藝上。三井東壓化學公司和東洋工程公司則研究出比原來製法可節約20%蒸汽的尿素新工藝，並製訂計劃，將全部能源消費量逐年削減。住友化學工業公司也在這麼做。化學工業界許多人認為：“節能是企業生死攸關的大事。”
化纖工業，特別是合成纖維，受原油及石腦油價格的影響很大。因此，相關的許多公司都開始建立改進節能體製。東洋人造絲公司已削減了大約30%的石油使用量。旭化成工業公司開始在鍋爐上混燒煤炭。帝人公司則采取了與相鄰工廠共用蒸汽的措施。各公司尤其注意發展能夠節能的功能膜。在對食品和藥品進行濃縮時，采用的都是通過煮沸使其脫水的蒸發法。因為用膜過濾使其濃縮可以大量節能，所以有些廠家已開始銷售裝有功能膜的設備。人們還期望使氧氣增加濃度的富氧化膜能成為將來的大型商品。氧氣濃度增加後可提高鍋爐和發動機的燃燒效率。