2015年5月29日

核能新希望—釷

作者/李 敏(清華大學工程與系統科學系特聘教授,清華大學核工學士與碩士,美國麻省理工學院核工博士,專長為動力反應器工程與核電廠安全)

自福島核災過後,核能已成為全民關注的議題。從1980年臺電提出興建核四開始,至今已過35個年頭。除核四運轉與否爭論不休外,其他核電廠的存廢仍未有定論。有人認為,目前臺灣核電廠是以鈾–235為主要燃料,除了危險性高以外,還有其他問題諸如:(1)產生許多難以處理的核廢料(2)發電過程會產生鈽,其可用於製造核武,有安全疑慮(3)儲量越來越少,發電成本漸趨提高。

因此日前美國費米實驗室葉恭平與哈格瑞夫博士等專家便提出以「釷能源」取代鈾作為新型的核能發電燃料。甚至預言五至十年內,釷能源將可完全取代鈾。使用「釷能源」有以下優點:(1)較安全(2)核廢料較少,半衰期短(3)使用過程不會產生鈽,因此無製造核武的疑慮(4)發電成本較低,而且全世界儲量豐富,足以使用上千年。

根據國際原子能總署的估計,全世界釷的藏量約為635萬噸,是鈾蘊藏量的3至4倍,蘊藏量前三名的國家為印度(佔13.3%),巴西,澳洲,中國也有10萬噸,臺灣亦有少量的蘊藏。基本上,釷與鈾都是靠核分裂反應產生能量,從能源使用效率以及核電廠安全的角度來看,兩者並無差別。與現在使用的二氧化鈾燃料相比,二氧化釷的熱傳導係數較高,熱膨脹係數較低,化學性質較穩定,它對輻射傷害的忍受力也較高,故自二氧化釷燃料丸釋出的分裂產物,比例較二氧化鈾燃料丸低一個數量級。這些條件確實讓人認為,二氧化釷比二氧化鈾更適合作為核燃料。......【更多內容請閱讀科學月刊第546期】

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