能源知識庫

重點摘述

1. 美國比爾蓋茲新創的TerraPower公司，目前由數十名工程師、物理學家與核子專家正在美國華盛頓州進行實驗，希望能利用核廢料作為燃料的新型核反應爐。計畫若能成功，推估可以供應全美未來800年電力所需。
2. 現今的核反應爐大多使用濃度3%到5%的鈾235運轉，此類反應爐需要先把鈾濃縮到能進行核裂變的3%濃度；而鈾235當做燃料會產生大量的鈾238核廢料，其中一些鈾238會被用來生產鈽，並作為反應爐補充燃料，但大部分的鈽會成為核廢料。
3. TerraPower公司的反應爐計畫，主要是從鈾238中生產大量的鈽做為運轉反應爐的主要燃料，而鈾235僅會極少量使用。若TerraPower公司成功開發出新反應爐，由於有大量現成鈾238廢料可用，且不需要提煉濃縮鈾，更不必從核廢料取得鈽，因此，如果可以克服燃料需要長時間(30年)留在反應爐的困擾，則除了可以大量發電外，亦可有效減少目前的核廢料儲存問題。

評析

1. 目前世界上各個國家均努力開發新能源或新的發電技術，如美國大量開採頁岩氣，日本與俄羅斯研擬開發可燃冰(CH₄)技術，歐洲國家則努力開發風力與太陽能再生能源。美國General Atomics公司則設計新型核反應爐，可將核能發電成本降低40%，並且新反應爐比現有反應爐更安全，減少了80%的核廢料。印度則利用其具有豐富的釷元素藏量，正在興建以釷為能源的發電廠。此次TerraPower公司則新研擬直接以核能發電U235當做燃料所產生大量的鈾238之核廢料，透過行波反應爐將核廢料直接產生鈽，並提供做為核能發電能源；而另外之通用原子能公司（General Atomics）也以類似的概念研究多年，且正在遊說中國參與。
2. TerraPower公司所要打造新型的行波反應爐（traveling wave reactor）目前面臨重要困難，因為行波反應爐的燃料要留在爐裡長達30年，目前的反應爐燃料使用不會超過6年；且鈾在反應爐分裂時會產生中子與氣體，中子會損傷金屬零件，氣體則會大量累積，對反應爐形成嚴苛考驗。
3. 由於鈾238仍具有高度的放射性，安全處理貴且困難。但釷的利用則費用相對降低很多(資料來源:thorium：energy cheaper than coal)，所以以釷元素為能源的技術乃被開發。因為印度釷的蘊藏量佔全世界21％(澳洲19％、美國13％、土耳其11％、委內瑞拉10％，其他國家均在10％以下)，所以印度乃從2011年開始，在Kakrapar興建世界第一座300MW之釷燃料發電廠，並預計在2013(今年)開始運轉。另外印度還計畫，希望在2050年時，以釷為燃料的核能電廠可提供印度全國30％的電源。
4. 目前中國及印度等國已積極發展釷核能技術，例如中國大陸中科院已啟動「釷基熔鹽堆核能系統」專案，希望在20年內研發出新一代以釷為基礎的核能系統，且推估釷發電所產生的廢料將比用鈾少 1,000倍，所以未來亦有可能成為世界潮流。
5. 印度雖預定於今年商轉以釷為燃料之核能電廠，但也僅止於此一座。其發展動機在於試圖使用其國內蘊藏豐富之釷礦。此一發電技術是未來可能選項之一，但就全球而言尚處於測試階段，而我國目前也無發展條件。由於新的電廠，其運轉有必要重新訓練人員、重新熟練，因此人力、財力面並無這方面之優勢。再者，受台美核能合作協定之約束，發展以釷為燃料之核能電廠，恐怕也無法取得美國之同意。
6. 未來新設計的核電廠，如果可以有效地減少放射性核廢料；且新設計的反應爐比現有的反應爐更安全，對於核能發電的競爭性將會提高。我國受限於核能政策之規定，未來將逐漸停核；因此，上述新的核能技術研發，短時間內將無法參與，但是隨著科技之進步與安全度之提高，保持必要的核能知識仍為所需。