第4代核能 比爾蓋茲的熔鹽反應爐將於2019年試運轉

比爾蓋茲主持的泰拉能源(TerraPower),正在開發熔鹽式反應爐,預計在2019年可以開始測試。

下一個大未來(next big future)報導,美國南方能源公司(Southern Company

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)正在與比爾蓋茲的泰拉能源一齊合作,開發一種使用液態鹽作為冷卻劑和燃料的「熔融氯化物快中子反應爐」(molten chloride fast reactor ,MCFR),這個研發計畫也有美國政府的投資,美國能源部已經為該項目投入了超過2800萬美元的分攤資金,以進一步識別和測試反應爐中使用的材料。

南方能源和泰拉的研究處於反應爐設計階段的早期階段,他們希望從2019年開始進行小功率反應爐迴路測試,並委託橡樹嶺國家實驗室、愛達荷國家實驗室、范德比大學等機構來分析,評估MCFR作為商業反應爐的可行性。

假如成功,團隊計劃在2030年開發1100百萬瓦的原型反應爐,就能逐步走向商用化。

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這種熔鹽反應爐與現行核能最大的不同在3處,第一,它的運轉原理是快中子滋生式,與現行的慢中子衰變式不同。第二,它的燃料是液態的,是熔化的核燃料,同時冷卻劑不是現行的普通水,而是液態氯化物鹽,這些鹽與熔化的核燃料一起在反應爐裡循環,通過第二迴路中的熱交換器,就可以汲取迴路中的熱,以推動渦輪機來發電。

第三個明顯不同是整個反應器是在高溫下運行,因此生熱的過程比現行的輕水反應爐更有效率,同時,反應後的餘留物也更少(核廢料很少),甚至可以消化其現行反應爐的廢料(可以消化核廢料)。

比爾蓋茲認為,MCFR是實現低碳能源的重要設施。

在安全設計方面,MCFR具有業界所謂的「被動安全」設計,也就是在過熱需要停機情況,它無需外接電動的冷裝裝置,就能自主的減慢反應過程。即使是冷卻劑流失,燃料鹽在離開反應爐後,就會被動地停止核反應,並自然地去除衰變熱。

其他好處包括:

核燃料沒有現在的燃料棒那麼複雜。

可以在反應爐運轉時直接注入新的燃料,現在的反應爐必須停機才能更換燃料。

能夠使用多種核燃料,包括貧化鈾、天然鈾、甚至是用過核燃料(高階核廢料)

只在剛啟動的階段,才需要濃縮核燃料。

中時電子報 江飛宇

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