【太報專題】翻轉傳統核電廠諸多缺點　一文認識「小型模組化反應爐」

俄烏戰爭使核能重回各國能源配置的選項之列，然而建造一座傳統核電廠的金錢和時間成本實在太高，至少需要10至15年，無論是面對天然氣危機或者氣候變遷，都有些緩不濟急。因此，建設時間較短、更能因地制宜的小型模組化反應爐（SMR）就受到關注。

據聯合國國際原子能總署（IAEA），小型模組化反應爐的發電量約300兆瓦（3000億瓩），是傳統核電廠的三分之一；其系統和元件可以先在工廠組裝為一個單元，再把這個單元運到指定地和其他單元組合，不必將所有建材和原料運到現場再施工，因此可節省運輸成本，也更不容易發生大型核電廠的施工延誤狀況。

小型模組化反應爐的佔地較小，可以設置於不適合大型核電廠的位置，也可作為整體電力網的輔助，供電給偏遠農村或工業區。

小型模組化反應爐在安全設計上更仰賴被動系統、以及反應爐既有的安全特性；被動系統是靠物理現象產生，例如自然循環、對流、重力、自然加壓；小型反應爐的特性則是較低的功率和操作壓力。簡單來說，在遭遇緊急狀況時，小型模組化反應爐不需要人為干預、或外部力量就能關閉系統，降低了輻射外洩的可能性。

IAEA指出，小型模組化反應爐對燃料的需求更少，與傳統核電廠每一兩年就要換燃料棒，小型模組化反應爐每3至7年才需要一次，有些小型模組化反應爐的設計甚至預計可以運作30年都不補充燃料。

全球各地研究機構都在努力讓小型模組化反應爐能在10年內普及，目前有70多種商用小型模組化反應爐正在開發中，針對不同的輸出功率和應用模式進行設計。雖然建設成本較低，後續的經濟效益和競爭力仍有待驗證。

誰在發展小型模組化反應爐

俄羅斯、美國、中國、加拿大、韓國都有小型模組化反應爐正在建設中，或者正在申請商轉許可。俄羅斯的萊蒙諾索夫院士浮動核能發電廠（Akademik Lomonosov）更是全球第一座海上浮動核電廠，2020年5月開始商轉，船上有2座發電量35兆瓦的小型模組化反應爐。

英國勞斯萊斯控股（Rolls-Royce Holdings）旗下有小型模組化反應爐建設公司，該公司估計，小型模組化反應爐的建設成本約22億至28億英鎊（約790億至1006億元台幣），建造時間約5年半，比國際原子能機構統計2016至2021年完工的傳統核電廠快2年，而一座發電量1100兆瓦的傳統核電廠建設成本約是60至90億美元（約1870億至2804億元台幣）。

無法避免的問題1：核廢料

不可否認的是，小型模組化反應爐仍有核廢料問題。勞斯萊斯SMR公司發言人高德（Dan Gould）說，一座勞斯萊斯的小型反應爐若運作60年，將會產生面積約一座網球場大小、高度達1公尺的核廢料；預計廢料一開始會儲存在核電廠，然後移到英國政府選擇的長期存放地點。

史丹佛大學國際安全合作中心研究人員今年5月在《美國國家科學院院刊》一篇論文指出，小型模組化反應爐的設計，可能會使必須管理和處理的核廢料增加2至30倍。核分裂過程中都有中子外洩的問題，但小型模組化反應爐由於尺寸更小，比傳統反應爐更容易有中子外洩，導致廢料數量更多，放射性也越強，處理費用更高。

無法避免的問題2：人類

小型模組化反應爐的技術更容易被引進政治動盪的地區，使恐怖組織或好戰份子更容易獲得核能技術，提高製造核武的能力。哥倫比亞大學公共政策與全球事務教授雷瑪納（MV Ramana）舉例，將使用過的核燃料轉化成武器級的鈽，已經不是什麼高深神秘的技術，而每座勞斯萊斯的小型反應爐就能製造10顆以鈽為原料的核彈。

因此，即使有小型模組化反應爐這種新技術，它和所有能源一樣都無法盡善盡美。加拿大核能安全委員會（CNSC）就在官網直言，「加拿大核能安全委員會不提倡使用此類技術」，但委員會的職責就是做好管理的工作，確保人民健康、環境與國家安全，並履行國際義務。