美軍研發微型核反應爐 不排除未來太空基地可使用

目前全球的商業運轉核電廠,無論是哪一種反應爐,共同的特徵除了都使用核分裂技術,也都有巨大的圍阻體來防止輻射外洩。

每逢更換燃料棒的期間,核電廠必須停機超過1年以上,更換燃料棒的動作也需要好幾個星期。

目前研發中的所謂「球床式反應爐」,屬於第四代的先進設計之一。

X能源公司影片:「傳統的商用核反應爐以水來傳送爐心的熱能,但XC-100這種高溫氣體反應爐HTGR使用氦氣作為熱交換媒介。以氦氣和X能源公司先進的核燃料,可使XC-100安全到達並維持華氏1400度(攝氏760度)左右,是現役輕水式反應爐的2倍多。」

雖然也依賴核分裂原理產生熱能,但特殊的核燃料設計,讓反應爐的體積可以縮小很多,甚至能以一般的40英尺貨櫃運送。

X能源公司影片:「在這麼小的空間達到這樣的溫度,使得XC-100可以就地安裝在工廠或煉油廠,直接就地提供工業程序所需熱能,而目前一般都是用燃燒天然氣。XC-100的設計讓它不需要停機補充燃料,因為它使用球床式反應爐,球狀的核燃料在反應爐運轉中可添加或去除。」

X能源公司研發中的XC-100反應爐,它的核心就是與傳統反應爐完全不同的燃料設計。

X能源公司影片「XC-100的核心是上萬顆的球狀燃料,跟一般的撞球差不多大小。每一顆『球』包含18000枚三結構粒子,每個粒子都是微小的鈾元素,包在三層堅硬的碳,防堵無效率的廢料達99.99%。這樣就不必有超大的圍阻體,並大幅降低(所需的)安全參數,因為三結構的燃料本身就有圍阻功能。」

當然,體積這麼小的反應爐,輸出功率當然不能和商用反應爐相提並論。後者的輸出功率動輒好幾百個百萬瓦,而XC-100這種微型反應爐,輸出功率也只有1到5個百萬瓦。不過應付一個偏遠的軍事基地,或是一個煉油廠已經足足有餘。

如果一切順利,新的微型反應爐可望在2024年底前,獲得美國能源部核准,並在2025年開始實用化。五角大廈這個專案,正好與已故的足球巨星比利同名。在2019年展開計畫之後,2020年川普政府把這種微型反應爐技術,列為未來人類在月球與火星建立基地時,作為所需電力的來源。

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