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比爾‧蓋茲的革新能源計畫:用核廢料發電

比爾蓋茲從2010年投入了這項計畫,並創建了一間稱為「TerraPower」的反應爐設計公司,該公司的主要項目就是研發並設計全新的核子反應爐。

現今的反應爐主要是利用鈾235發電,並且會留下大量的鈾238,鈾238會拿來生產鈽,少部分的鈽會重新拿來生產燃料,但大部分會成為我們通稱的核廢料,而 TerraPower 的目標就是將鈾238拿來發電,這項技術不但可以大量減少核廢料的產生,同時也可以避免各國利用濃縮鈾偷偷生產並研發核子武器的疑慮,因為同時間僅需要少量的鈾235即可達成發電的目標,而這樣的反應爐相較於傳統的核子反應爐更為完整,理論上產生的廢料更少(目標是零廢料),同時也更安全。

比爾‧蓋茲曾在 TED 論壇談到這項計畫,他認為如果要讓第三世界的貧窮國家快速成長,能源是不可或缺的因素,而這項技術如果成功研發出來,他相信可以改變包括氣候變遷、貧困與核武擴散等三大問題。事實上蓋茲也提到包括太陽能以及風力發電等所謂的可再生能源,以目前的技術而言要成為可用還言之過早,因此他相信改善核能發電,會比等待這些可再生能源的應用改善還要實際。

核安問題仍在?

但福島事件除了汙染之外,也再次提醒了我們核安問題,而這也是目前的「核廢料反應爐」需要解決的技術難題,因為目前的核子反應爐中的燃料棒都不會放置超過6年,因此現在的反應爐建材尚可承受,但蓋茲所提出的核廢料燃燒需要將燃料存放在反應爐中 30 年,因此 TerraPower 也需要找到足以承受30年中子撞擊的反應爐建材。

中國可能同意建造實驗性反應爐

這項技術如果成熟,相信可以給予全世界達800年的時間不虞能源匱乏,讓下一項可替代能源的技術成熟。

但目前該項研究還有許多技術問題(與資金缺口)尚未突破,蓋茲曾尋求許多國家協助建設試驗性反應爐,但都遭許多國家的政府拒絕,而曾經拒絕過 TerraPower 的中國,最近據說開始對這類型的新型反應爐重新產生興趣。

中國目前擁有29座核反應爐,占全世界反應爐總數的40%。

作者 Dindo Lin | 發布日期 2013 年 09 月 27 日 16:01 | 分類 核能 , 環境科學 , 能源科技

 

Filmed June 2016 at TEDSummit

“我們不是處於潔淨能源革命,而在是潔淨能源危機中”,氣候政策專家邁克爾·謝倫伯格說,他有令人驚訝的解決方法:核能。在此次充滿激情的演講中,他說此時正是克服技術上對核能長期疑憂的好時機,以及為什麼他與其他環保人士認為早應該擁抱核能作為可行及理想的潔淨能源。

 

 

Taylor Wilson believes nuclear fusion is a solution to our future energy needs, and that kids can change the world. And he knows something about both of those: When he was 14, he built a working fusion reactor in his parents' garage. Now 17, he takes the TED stage at short notice to tell (the short version of) his story.

This talk was presented at an official TED conference, and was featured by our editors on the home page.

Filmed March 2012 at TED2012

 

熔鹽反應爐(MSR)

熔鹽反應爐和釷燃料發電

熔鹽反應爐(英語:Molten Salt Reactor,縮寫:MSR)是一種反應爐類型,其冷卻劑甚至是燃料本身皆是熔鹽混和物。這有許多不同細部設計的延伸型,目前也已建造了幾個實驗原型爐。最初和目前廣泛採用的概念,是核燃料溶於氟化物中形成金屬鹽類,如:四氟化鈾(UF4)和四氟化釷(ThF4)。當燃料熔鹽流體流入以石墨減速的爐心內時,會達到臨界質量。現行大部分設計是將熔鹽燃料均勻分散在石墨基體中,提供低壓、高溫的冷卻方式。

有一種液相氟化釷反應爐(LFTR)是一種熱滋生釷燃料發電,捨棄鈾礦使用釷熔鹽作釷燃料循環,可在常壓下達到高運作溫度,此新式觀念已在世界上引起關注。

優點與缺點

相對於現行核電廠技術,第四代反應爐有以下優點:
核廢料仍有放射性,但半衰期已從數百萬年降至數百年。
使用新式設計後,同樣數量的核燃料多產出100至300倍的能量。
可利用消耗現有核廢料產電。
大幅改善運轉安全性。

一種無法預測的問題是當操作員對新式反應爐運作不熟悉時,可能會有較高風險。核工程師大衛·洛克博姆認為大部份的核事故都是這樣造成的,他說:「我們無法模擬操作員會犯怎樣的錯誤」。美國某研究實驗室主任說:「生產、建造、維護新式核電廠會面臨新的學習問題,也許技術證明可行,但人類卻會犯錯」。

另一種特殊風險可能會發生在鈉冷式快反應爐上,因為鈉與水接觸會產生爆炸,修繕輸水管線會變得非常危險。為了改善這個問題,可在修繕時使用氬氣避免鈉被氧化,但卻可能造成工人缺氧窒息。日本的文殊增殖反應爐有測試過相關問題的解決方案。

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