美國能源部再資助 5 種新型核反應爐開發

作者 | 發布日期 2020 年 12 月 30 日 17:59 | 分類 尖端科技 , 核能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


隨著時代變遷,現正服役中的核電廠已趨於老舊,加上世界越來越重視核安,因此將更多精力放在綠色能源、或改開發更小型更安全的新型核反應爐已是趨勢。最近美國能源部(DOE)核能辦公室宣布支持 5 種新型核反應爐開發,並將在未來 7 年挹注資金 6 億美元。

目前,世界上商轉中的核反應爐大多是第二代反應爐,少數十幾個是較新第三代反應爐,後者具有明顯優於前者的先進核燃料管理技術、熱效率、被動核安全系統等,而第四代反應爐在設計上更高效、運行成本更低廉,本質上也更安全,與目前主導的輕水加壓反應爐大不相同,只不過目前都還在研發階段。

現在,美國能源部撥款支持先進反應爐示範計畫(Advanced Reactor Demonstration Program,ARDP)中的 5 個新型反應爐技術,目標是能在未來 10~14 年內獲得部署許可。

第一個是 Kairos Power 公司的 Hermes Reduced-Scale 試驗反應爐,屬於氟化鹽冷高溫反應爐(Fluoride Salt-Cooled High Temperature Reactor),使用由鈾、碳和氧組成的三重各向同性晶體(Tri-structural ISOtropic,TRISO)鈾核燃料,封裝在三層碳和一層陶瓷材料中(以防止放射性廢料洩露),再藉由熔鹽提供低壓高溫冷卻的方式有效地將熱量帶出爐芯。

第二個是 BWXT 公司的 BWXT 先進核反應爐(BANR),同樣使用 TSIRO 燃料,差別在於這個微型反應爐設計成可運輸。

第三個是 Westinghouse Electric Company 公司的 eVinci——一種用於分散式應用的微型反應爐。與大型集中式核電廠相比,這種小尺寸模塊可透過標準軍用交通工具運輸、30 天內就能在現場快速部署完畢,設計壽命 40 年,燃料也不用頻繁補充,約 3 年巡一次即可。

第四個是以輕水反應爐為基礎的 Holtec SMR-160,使用的核燃料在當今市場就能買到,不需另外開發產業鏈,且透過風冷式冷凝器技術,核電廠選址便能考慮缺水地區,比如沙漠。

第五個為美國南方電力公司(Southern Company)與 TerraPower 公司合作開發的熔融氯化物反應爐試驗(Molten Chloride Reactor Experiment,MCRE),該技術技利用液態鹽作為反應爐爐芯的燃料和冷卻劑,由於溫度更高,故效率也更高,推出商業規模的話能產生高達 1,200MW 的電力。

除了這 5 個新的概念型反應爐,美國能源部其實在今年 10 月中也宣布補貼另 2 個團隊 TerraPower、X-energy 各 8,000 萬美元的反應爐研發,以期推進第四代核能發展。

(首圖來源:pixabay

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