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核电站的发电原理是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。
经济性以发电成本衡量。构成核能发电成本的因素很多，包括基建投资费用、安全防护费用、核燃料费用，以及核电站退役处理费用。
核电发展初期，不仅基建投资费用昂贵，核燃料生产过程复杂，需要庞大的设备，加上特殊的安全措施需要，核能发电成本高于火电成本1倍以上。
到60年代，核能发电成本已接近火电成本。到80年代，核电的成本已低于火电。据1984年统计，核电成本为7美分/千瓦时，而燃煤的发电成本为2美分/千瓦时，燃油发电成本为9美分/千瓦时。
核电成本随各国经济发展水平、科学技术水平而异，以上所列均为核电发展水平较高的的数据。核能发电的成本虽然有了很大降低，但发现核电站退役处理的费用远比早先预计的为高。因此，核电的总成本还应有所增加。