核能发电 钍比铀好! (图片来源:维基百科)
日本福岛核灾提醒世人,以铀来进行核能发电问题重重。关于福岛核灾最新发展,据外电媒体报道,东京电力公司仍在持续防堵福岛核能电厂灾情扩大并冷却燃料棒,这项消息凸显铀分裂反应有多活跃,以及多难以驾驭。当然这也是为何当初人类使用「铀」来进行核能发电,就是因为看上它的爆发力与持久能量。
核能发电效率优,但在核灾事变後,外界更肯定「铀」的危险性,许多人更因此强烈反对核能发电的发展。另外在核灾後,学界更关注一个也能用于核能发电的元素-钍,钍核能技术已越来越成熟,且其核风险及产生的废料皆比铀低许多。
铀与钍两种元素间最相似之处,在于两者都会吸收中子,进而转变成易裂变物质。也就是说,钍可以像铀一样,作为核子反应炉的原料。许多见识铀核能发电威力与伤害的专家,对钍作为核能发电原料多表认同。
根据研究,钍这个元素在大自然当中蕴藏量丰富,它不会自动进行分裂(也就是在必要情况下,可以中断其核子反应而不致无法控制)。此外,钍在作为核能发电原料时,其所产生的核废料属低放射毒性,而且钍的能源生产效率高于铀。
既然知道钍是一种安全的核能发电元素,为何许多地方还使用铀来作为核能发电的原料?问题就在「核武」!过去科学研究核子反应之目的是为了制造核弹,而非用来生产能源。二战时期,价值 20 亿美元的曼哈顿计划,制造出原子弹,接下来全球强权竞相投入核子研究。
然而,钍的核子反应无法像铀一样,能够产生出核弹需要的燃料,所以即使钍作为核能发电原料的优点族繁不及备载,但多数国家还是以铀为发电原料。即使在今日,各国政府常声明国家的核子反应炉与发展核武无涉,但国家不以行动力挺钍核能发电,难免让人有居心叵测的想法。
所以在後冷战时代,钍核能发电前景必定乐观吗?这里留下一个疑问。
铀核子反应炉
铀矿石需经过精炼才能拿来发电,接下来到核燃料的再处理。核能发电厂利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热,将水加热成高温高压之水蒸气再来推动涡轮机,进而产生电能。而核反应炉所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量高很多。天然铀矿的成份大部份是无法产生核分裂的铀 238,但它会包含 3-5% 能发生核分裂的铀 235,而核分裂(又称核裂变)这个过程才是释放巨大能量的关键。
一旦进入反应炉,铀 235 就会开始分裂,并释放出高能量中子。至于铀 238,当一个铀 238 原子吸收中子,它就会转变成生命周期短的铀 239,最後再转变成「钸 239」,可以拿来生产核子武器。
当铀 235 燃烧至含量不足 0.3%,则它可说是寿终正寝,但它内含放射线同位素钸、鎝、鋂、碘。这些核能发电废料的放射毒性高,且核废料半衰期长达数千年。所以,正常来说它们需要妥善储存与隔绝长达万年以上,才不会伤害人类和环境。
既然铀这样的恶名昭彰,实在没有理由利用铀来进行核能发电。(接下页)