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2014/5/13
[化學]   核燃料解析/釷燃料 核能發電潛力股?
 
 
雜誌

2014/05/12【聯合報╱本報記者王茂臻】
李登輝前總統日前建議台灣核能發電應以釷(Thorium)燃料取代目前使用的鈾燃料(Uranium),國內核工學者與台電指出,目前以釷當作核電燃料僅在實驗層級的小型反應爐做試驗,距大規模商轉還有很長遠的距離,現有的核電反應爐要改裝使用釷燃料,難度亦高。



在自然界中,釷的蘊藏量豐富,全球預估蘊藏量逾500萬公噸,蘊藏量不輸鈾,甚至更多,這也是科學界研究將釷作為核子燃料的重要因素。根據世界核能協會預估,目前全球鈾蘊藏量,可供全球核電廠使用80年。

清大核子工程與科學研究所教授李敏說,科學界認為釷燃料的優點包括蘊藏量大、核廢處理可能比鈾燃料容易、釷燃料反應爐釋放出的中子量比較多。



雖然釷被視為有取代鈾燃料的潛力,但過去30至40年間,釷的實際利用率很低,主要還是在實驗型的反應爐做小規模測試,目前並沒有商轉釷反應爐的案例。



台電核能發電處副處長梁天瑞指出,釷燃料迄今無法取代鈾燃料的關鍵,在於釷並不能直接產生核分裂,必須吸收中子後轉為鈾-233。

鈾-233、鈾-235、鈽-239與鈽-241是四種可用於核反應的可分裂元素,可作為核能發電的燃料。梁天瑞說,鈾-238可藉由吸收中子變成鈽-239或鈽-241,目前以鈾-238滋生為鈽-239的經濟與能源效益,高於以釷-232滋生為鈾-233。

梁天瑞說,以氟化釷-232與氟化鈾-233製成液態熔鹽核燃料,置入快滋生核子反應器,可大幅提高可分裂核種的滋生率,燃料使用效率會優於目前傳統輕水式反應爐,但目前類似的快滋生反應爐仍是以鈽-239與鈾-238作為核燃料,釷-232的應用仍處於實驗階段。

梁天瑞指出,美、俄、印度都曾研究以釷燃料取代鈾燃料的可行性,但目前技術上還有瓶頸,成本也無法與傳統鈾燃料相比,加上釷燃料要滋生為鈾-238的中子來源必須另外取得,這也限制了釷燃料反應爐邁向商業化。

除了技術限制外,核能界目前認為鈾-238用於核子反應的效益遠高於使用釷-232,因為在自然界與核能工業界擁有大量的鈾-238,即便將來快滋生反應爐普及,鈾-238可供這些反應爐使用達千年以上,壓縮了釷-232作為核燃料的商業化機會。

台電主管指出,在政府決定封存核四,核一、二、三廠延役前景不明的情況下,目前台灣核電廠可能只剩4到10多年的運轉時間,在這麼短的時間內要研究以釷燃料取代鈾燃料,不但技術上有困難,也缺乏經濟效益。

台電主管說,各國沒有積極研究釷燃料取代鈾燃料,除了因為現有反應爐難以修改設計改用釷燃料外,鈾燃料近年價格不斷走跌,更增添了鈾燃料發電的價格優勢。

在2007年時,國際鈾燃料每磅價格一度漲至140美元新高,因為該年中國大陸宣布要建立原料鈾的庫存,刺激國際鈾燃料價格上揚。

但之後國際鈾燃料跌多漲少,即便這段時間國際曾出現核能復興的趨勢,但2011年日本發生福島核災後暫停國內所有核電廠營運,讓國際鈾燃料價格繼續探底,現貨價格已跌破40美元。

台電指出,台灣目前有三座核電廠、六部機組運轉中,台電擁有四個原料鈾供應長約,可以讓台灣核電廠使用到2020年都不虞匱乏。由於目前核四廠要封存不商轉,台灣鈾燃料庫存的可使用期限將拉長。
資料來源:聯合新聞網

 
 
 
 
 
 
 
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