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【氣候變遷Q&A】(56)什麼是釷?如何利用釷發電?

2014年02月26日
本報2014年2月26日綜合外電報導,賴慧玲編譯,林可麗審校

釷(thorium)是一種放射性化學元素,和今日核電廠使用的鈾相比,釷的蘊藏量更豐富,並且在地殼中分布更廣泛。理論上在未來可用來產生大量的低碳電力。

顯微鏡下的硝酸釷。(圖:EMSL)

釷元素發電的優勢

釷同時還比鈾擁有更多安全性的優點。例如,不容易造成能導致核災的失控連鎖反應,且廢棄物具有危險性的時間要短得多,其副產品也無法用來製造核子武器。不僅如此,在理論上,釷反應爐還可以用來處理掉既存核廢料中充滿危險性的鈽。

釷元素發電為何被冷落?

釷可能用來發電的方式可謂五花八門。印度一座釷電廠使用的是將固態釷燃料放入以水冷卻反應爐發電,做法和今日以鈾為主的電廠相似。而另一種截然不同的「液態氟化釷反應爐」(liquid fluoride thorium reactor,簡稱LFTR或lifter),是目前中國和美國正在探索的發電方式。

印度孟買巴赫巴赫原子研究中心的釷丸。圖片來源: Pallava Bagla/Corbis

這項科技在1960年代由美國政府首度開發雛型,然因當時鈾燃料當道而被束之高閣。釷不受青睞的原因可能是無法發展武器。不過,支持液態氟化釷反應爐的人指出,LFTR可從釷燃料中提取出更高比例的能源,所以這個發電方式遠比水冷卻法具潛力。

第三種以釷發電的可能方法是「加速器驅動次臨界反應爐」(sub-critical accelerator driven reactors),這個方法受到粒子物理學家如諾貝爾獎得主卡羅·魯比亞(Carlo Rubbia)的大力推廣。然而,該方法仍停留在科學理論的階段,尚未能進入核子工程的規模。

未來大規模應用釷發電仍有待時間考驗

被打入冷宮幾十年之後,近年來,釷已吸引了越來越多的興趣。2009年英國衛報的曼徹斯特報告(Manchester Report)便凸顯LFTR的發電潛力。另外,2011年9月落成的英國非營利組織溫伯格基金會(the Weinberg Foundation)也高調推廣LFTR。該組織是一個致力加速釷科技發展的施壓遊說團體。儘管如此,在2030年之前,釷要在世界能源中佔一席之地的機會仍然微乎其微。

【參考資料】