核能應該換成乾淨安全釷能源
日本聽取葉恭平的建議,在沖繩設立科技研究所,而在葉恭平的祖國台灣,十五年來卻沒有一項計畫能夠啟動。葉恭平說,全世界都在積極尋找新能源,台灣還在緊抱核電,「實在不可思議」。
在台南成大、中央研究院的兩場研討會,葉恭平發表近年他在新能源、核子醫學方面的心得,為台灣的物理與核能注入了一股活水,就連原子能委員會主任委員蔡春鴻在立法院院會期間,也到成大、中研院去聽葉恭平的報告。
費米實驗室是美國高能物理的研究重鎮,它著名的四英里圓周加速器,原子以每秒鐘五萬圈近光速在真空中飛行,費米實驗室的目標是找到構成宇宙的物質,以及它的來源,葉恭平二十多歲從麻省理工學院博士尚未畢業,就是費米實驗室的研究員,他在一九九五年發現了第六個,也是最後一個基本物質「頂夸克(Top Quark)」。這項發現,使他與諾貝爾獎一步之遙。
「以前的核能就是為了得到原子彈的原料--鈽,因此也留下了一百萬年都無法解決的巨毒核廢料問題,以及意外時無法停止的連鎖反應,造成可怕的核災。」葉恭平是世界物理研究殿堂的菁英科學家,指出了現在台灣與全世界面臨核電危機的根源與危害,「現在的核電廠,人類不能再用了,但是我們可以使用更安全,不會產生巨毒核廢料的『釷能源』來替代核能。」
事實上,釷可以做為能源是二次世界大戰前的科學發現,在一九五○年代就拿來做為飛機引擎的動力,但因為冷戰期間,美蘇的核武競賽,大家都要累積最多的核子武器,所以就發展以鈾核分裂的核能,其實是為了副產品鈽。這等於是一場人類與魔鬼的交易,為人間留下了核廢料、核災。
釷元素能否取代鈾、鈽(鈽)等核燃料作發電用途值得關注。不少人支持釷燃料發電因為釷的蘊藏量較多、燃料裝造較簡易、產生較少核廢料、不易製成武器,而且釷裂變發電較有效率等。
發展一個乾淨及安全的核子動力是一個備受重視的目標。釷燃料發電可以提供一個超過1000年的能源,並可舒緩人類對環境的破壞。
核物理學家愛德華·泰勒等人曾建議重新採用被摒棄30年的釷能發電和建造原型核反應爐。印度、中國、挪威、美國、以色列及俄羅斯皆在某種程度上發展液態氟化釷反應爐(LFTR)及熔鹽反應爐。
釷燃料發電有以下潛在優點:
1.釷的蘊藏量為鈾的4倍,與鉛一樣普遍。釷能源聯盟估計若美國的用電量不變,該國的釷蘊藏量足夠供電超過1000年。每日電訊報提到,美國在勘探稀有金屬資源時埋掉了大量的釷。挪威和英國也有大量的釷礦。礦藏中絕大部分是可用的釷-232,但鈾之中只有0.7%是可用的鈾-235。釷礦可以供應數千年的電力。
2.釷是一種較潔淨和較安全的核燃料,它的放射性大大低於鈾。「一塊釷不會比一塊肥皂更危險。[13]:11」
3.LFTR的設計使它成為一個安全的核反應爐。Flibe Energy創始人之一Kirk Sorensen指出:「LFTR在常壓中運作,因此像福島第一核電廠事故般發生氫氣爆炸是不可能的。它也不會有輻射泄漏。」而反應爐出現異常時核裂變會自動停止,因此也不會有爐心熔毀的情況發生。
4.利用釷廢料去製造核武幾乎是不可能的。核物理學家Alvin Radkowsky說:釷反應爐產生的鈽少於一般反應爐的鈽的2%,當中又有很多鈽同位素是不適合作核武用途的。
5.釷反應爐製造更少的核廢料,因此它們無需大量、長時間地加以保存。中國科學家聲稱有害釷廢料少於鈾廢料1000倍。釷廢料在數百年後變得安全,惟鈾廢料則要等數萬年。
6.運作中的釷反應爐除了釷外無需其他燃料,它是自我持續的。釷也是不可分裂物質,因此它可與鈾、鈽等可裂變物質合用作核燃料。
7.與輕水反應爐比較,LFTR無需在高壓環境下運作,因此它造價較廉宜、體積亦小1000倍。LFTR使用熔鹽,處理工序較燃料棒簡單和低成本。
8.歐洲核子研究組織的卡洛·魯比亞估計1噸釷產生的電量相等於200噸鈾或3,500,000噸煤。
釷燃料發電有以下潛在缺點:
1.反應爐需要鈽和鈾來引發裂變反應 。
2.熱中子的增殖較緩慢及需要大規模的核燃料再處理,而再處理的可行性乃是未知之數。
3.其研究、分析工作需要大量的資金,依賴政府及商家的支持。
4.不能完全解決核廢料被利用作核武的問題。
5.核廢料仍然有輻射存在。
近期釷燃料發電研究
已進行或正在進行釷燃料發電研究的國家有英國、美國、巴西、德國、印度、法國、中國、捷克、日本、俄羅斯、加拿大、以色列、荷蘭。
根據世界核能協會,有數種反應爐可以設計成以釷為燃料,頭5種已踏入發展階段,其後2種仍是理論。
1.重水反應爐
2.超高溫反應爐
3.沸水反應爐
4.壓水反應爐
5.快中子反應爐
6.熔鹽反應爐(包括液態氟化釷反應爐):橡樹嶺國家實驗室建造了一個原型,於1965-1969年運作
7.加速器驅動次臨界反應爐