(1)科技產業:未來的低碳能源變局,盤點第四代核反應爐技術 (2)應用科技:Word教學技巧 / SmartArt圖表進階玩法,讓流程圖變成圖案素材
(1)科技產業:未來的低碳能源變局,盤點第四代核反應爐技術
目前世界上有 440 座核能反應爐,總發電量足以供電全球 10% 的電力,而現在正興建中的反應爐還多達 50 座,除了數量增加,為了提高安全性、降低核能成本,核能技術也持續演進中,未來「第四代核反應爐」是否有機會跨出實驗室並助力低碳供電?
過去的的核電主要以集中式電廠為主,每座反應爐裝置容量動輒 900MW 以上,因此成本高達 150 億美元、可能需要長達 20 年才能完工運轉,過程也需要經過繁複且冗長的行政程序,需不斷測試、修改、重新測試電廠設計與工程,經過嚴格的環安衛規範後,營運商還要負擔廢棄核燃料處理成本。
上述情形不僅可能導致電廠成本超支,自然也會拉長建置時間,如果想要降低成本、縮短建置時間,方法包括標準化設計、蓋更多電廠留下技術和經驗、精簡管理措施,又或是透過解決最大的建築成本,也就是提出新的電廠設計。
第四代電廠設計
如今核工業大廠跟各式新創團隊正在尋找新的核分裂反應爐設計,其中不少廠商已經研究數十年,盼能降低建設和營運成本,還可以提高安全性和效率,同時降低核武風險。
當今核電廠屬於「第三代」,其中第一代核電廠主要是指 1940 年代末期~1960 年代初期原型反應爐、還沒商用的反應爐,第二代就是 1960 年代中期到 1990 年代中期的第一批商用輕水反應爐,第三代反應爐雖然也是輕水反應爐,但採用更可靠的燃料跟反應爐爐芯、被動冷卻系統。
未來的第四代反應爐自然更先進,種類也更加多樣化,透過新的反應爐技術、材料和製造技術,希望能降低成本並提高電廠安全性。
一、小型模組化核能反應爐(SMR)
顧名思義,相較於傳統核反應爐,小型模組化核能反應爐的尺寸跟規模更小,基本上是希望能打造出小於 300MW 的核反應爐,甚至可以跟汽車一樣大規模製造,希望引入工廠製造技術來降低核電成本。
該技術的優點在於,可以將機組拆分成多個部分,在現場一次安裝多個小型反應爐,或是在工廠建置完後直接搬去現場,有利規模量產,又避免過去設置核電廠工程浩大、費時昂貴的老問題。也可以依照客戶需求訂製,對於小型、相對偏遠的社區,能裝置一座小型核反應爐為幾千戶家庭或企業供電,也可以一次設置多個反應爐,為大城市數百萬人供電。也因為規模不大,也能用在石油探勘、軍事基地等特殊應用,裝置在地底、船上或是海上,結合被動安全系統,不用操作員主動干預或電氣回饋讓反應爐進入安全關閉狀態,也不用大型混凝土結構屏蔽核燃料棒。
二、高溫氣冷反應爐(HTGR)
高溫氣冷反應爐是種石墨慢化反應爐,為最近逐漸成熟的核能技術。傳統核反應爐多採用濃縮鈾或是鈽燃料棒,但高溫氣冷反應爐的燃料是「球狀物」,一顆顆由鈾、碳和氧組成的「卵石」,它們被密封在三層碳或陶瓷材料中,提高耐熱度、中子輻射、腐蝕、氧化,也可避免石墨遇高溫燃燒,內裏則是核燃料與充當緩衝的石墨,最後反爐內就有如球池,塞滿好幾千顆燃料球,不需要控制棒就能產生並維持高溫核反應。……
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資料來源:科技新報
(2)應用科技:Word教學技巧 / SmartArt圖表進階玩法,讓流程圖變成圖案素材
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