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2015-06-01核能新希望—釷
546 期
Author 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。
核能發電的原理
核能是藉由鈾–235的核分裂反應所產生的能量（源自核分裂後損失的質量，如同愛因斯坦著名的質能互換公式E＝mc2），將水加熱後變為蒸 汽，再利用蒸汽推動汽渦輪機來發電。那麼，何謂核分裂反應呢？在介紹之前，我們需先複習一下基本概念。......【更多內容請閱讀科學月刊第546期】