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日本:文殊實驗爐2010重新營運
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日本:文殊實驗爐2010重新營運

日本對於快滋生(fast breeder)反應技術開發有加速跡象:繼2007年文部科學省(Education, Culture, Sports, Science & Technology)、經濟產業省(Ministry of Economy, Trade and Industry)、電氣事業連合會(Federation of Electric Power Companies of Japan)與日本原子力研究開發機構(Japan Atomic Energy Agency, JAEA)決定聯手打造新世代快滋生反應器,並選定三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries, MHI),成為發展該國新世代快滋生反應器的核心企業,並由日本原子力研究開發機構負責規劃、設計與承建。日前並宣佈該國第二座文殊實驗爐(Monju prototype FBR)將於明年2月正式商轉。

    日本有2座實驗用快滋生反應器,首座常陽實驗爐(Joyo prototype reactor)於1977年開始營運;文殊實驗爐則是第2座。文殊實驗爐於19944月開始營運,發電容量280 MWe。但是命運多舛的文殊實驗爐,曾於19958月因液態鈉冷卻劑洩漏而被迫長期停機檢修,現因日本發展快滋生技術而復活。日本原子力研究開發機構(JAEA)於2004年決定重新啟動文殊實驗爐,預計投資7.6億美金,以17個月時間改善系統,已於20082月重新啟動臨界,並於明年商轉

    快滋生反應器與目前的核分裂反應器迥然不同,它能將鈾資源的利用最大化。利用快中子撞擊MOX燃料,配合鈾反射體,將能滋生更多的可裂鈽元素。這些用過核燃料,透過燃料再循環過程,提煉其中的鈽與鈾,重新製成燃料供反應器使用。透過分裂-快滋生燃料循環,可將鈾資源使用年限延長至千年以上。

    燃料再循環可使鈾資源利用最大化,使核能成為長期穩定供應的永續能源。日本一直視快滋生反應器為21世紀能源主流。尤其日本最新版能源政策白皮書Cool Earth 50》(20083月),建議在本世紀中葉之前,將核能發電占比由目前的30%提升到40%,並期望屆時快滋生技術能普及商業化。三菱重工在接下發展快滋生技術重任之後,旋即成三菱FBRシステムズ株式会社(Mitsubishi FBR Systems)推動。三菱重工從1960年代就開始投入快滋生反應器研究,該公司將於明年3月組成新團隊,總新世代快滋生反應器的研發計畫,預計於2025年完成首座展示爐,2050年推出首座商用爐。為展現發展快滋生反應器的決心,日本政府在明年就撥列130億日圓(1.09億美元)預算,推動相關研發計畫。

    核能科技先進國家都曾發展快滋生技術,事實上,原子能和平世紀就是由美國1號實驗反應器(Experimental Breeder Reactor I, EBR-I)在1951年開啟的。除美國外,19701980年代最用心發展快滋生技術的就是法國,鳳凰號(Phenix )與超級鳳凰號(Super-Phenix)迄今都還是最大型的快滋生反應器。美國甚至在2004年洽購鳳凰號作為核遞嬗技術(譯註:transmutation,指利用核反應改變長半化期錒系元素組成,達到降低核廢料長期輻射強度的技術)研究之用。

    目前俄羅斯、中國、日本、法國與印度都有相關研發計畫,俄羅Beloyarsk-3號機(BN-600型)是唯一商轉的機組,淨發電容量560 MWe。興建中的Beloyarsk-4號機(BN-800型)淨發電容量750 MWe,預計明年商轉。俄羅斯還計劃發展單機容量高達1,200 MWe的大型機組,預計在2020年左有商轉。

    印度也積極發展快滋生技術,由印度核能電力公司(Nuclear Power Corp of India Ltd, NPCIL)在Tamil NaduKalpakkam興建的Kalpakkam快滋生反應器單機淨容量470 MWe,預計也於2010年營運。

    法國原子能委員會(Commissariat a l'Energie Atomique, CEA)則計劃於2020年於Marcoule再興建一座鈉冷卻的快滋生反應器,發電容量約為800 MWe,總投資額為15億歐元(20億美元)。

    中國的快滋生反應還在技術發展階段,首座快滋生實驗反應器中國實驗快堆 (China Experimental Fast Reactor, CEFR),熱功率為65 MWt,發電容量則為25 MWe這座實驗快滋生反應器係由中、俄技術合作,投資額近14億人民幣(約1.8億美元),是中國863計劃中投資最大專案之一。該實驗反應器以鈉為冷卻劑,首次設置被動式餘熱移除系統,於1995年底核准,2000530澆灌混凝土,20028月核島區廠房封頂,2005811開始安裝反應爐內組件。預計於2009年首度臨界,20105月開始試運轉。(摘譯/修訂自:World Nuclear News Weekly 12 - 18 August 2009期)

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