新世代熔盐式反应器.ppt

國立清華大學 工程與系統科學系 新世代熔鹽式反應器 反應器操作溫度高（可達800 oC)，有利於製氫。 可從熔鹽中提煉出放射性同位素鉬-99（99Mo)，其衰變產物鎝-99m（99mTc)也是放射性同位素，為一種廣泛使用的核醫追蹤劑。 熔鹽式反應器的其他優點 Source: /wiki/Tc-99m 國立清華大學 工程與系統科學系 新世代熔鹽式反應器 高溫的氟化物熔鹽具有強腐蝕性，傳統的鎳基超合金與不銹鋼材料均面臨挑戰，新材料的開發將是重要課題。 含有鈹（Be) 元素的熔鹽在高溫下會產生不具放射性之劇毒氣體，其安全性須審慎評估。 液態燃料使用完畢後較難以做總量管制。用過核燃料相當於經歷過再處理之過程，具有核武擴散之疑慮。 使用釷-鈾燃料的熔鹽式反應器雖可產出鈾-233（T1/2= 159,200 y)，但也同時製造出長半衰期之放射性同位素，與如鏷-231（T1/2= 32,760 y)；並產出鈾-232 （T1/2= 69 y)，此同位素的衰變鍊是一連串的高能量加馬射源，毒性非常強。 熔鹽式反應器的缺點 國立清華大學 工程與系統科學系 未來的能源之星－核融合 核融合（Nuclear Fusion）是人類能源的最終解決方案，也是最友善環境的永續能源。 太陽本身即是一座規模極大的核融合反應器 典型的核融合反應，氘和氚經融合後釋放出氦、中子以及巨大能量 新世代熔鹽式反應器 國立清華大學 工程與系統科學系 未來的能源之星－核融合 Source: http://blog.livedoor.jp/chamapolice/archiveshtml 新世代熔鹽式反應器 日本在近期成功完成超高溫的核融合試驗，操作溫度達到1億5000萬度。 國立清華大學 工程與系統科學系 能源科技發展的困境 使用石化能源所造成的溫室效應與全球暖化問題正快速地影響地球上所有生物的生存。 核分裂方式產出的核能亦存在低階放射性廢棄物貯存的選址問題。 高階用過核燃料的減量，可以在熔鹽式反應器建置完成後獲得有效解決。 如果目前的能源使用方式沒有任何變化，遠在核能廢棄物數量大至影響我們生活之前，所有生物的生存即可能因暖化問題而面臨嚴重威脅。 核融合技術還有待進一步的研究。 現階段再生能源亦存在價格、效率與穩定性的問題。 新世代熔鹽式反應器 國立清華大學 工程與系統科學系 能源科技發展的困境 新世代熔鹽式反應器 每度電平均電價 2006 2012 2013 德國 8.35 NTD 10.90 NTD 12.22 NTD 台灣 2.8 NTD 2.8 NTD 2.8 NTD 核電發電佔比 2004 2011 2012人均年所得 德國 28% 18% ~44,000 USD 台灣 20% 19% ~20,000 USD 國立清華大學 工程與系統科學系 能源科技發展的困境 新世代熔鹽式反應器 德國大力發展的再生能源中，風力發電與太陽能發電已逐步出現問題，這些已納入電網的小型供電系統，因供電品質不穩定，導致跳電事故頻傳，。2011年當年度德國全國出現多於20萬次且時間超過三分鐘的停電。 國立清華大學 工程與系統科學系 節約能源救地球 不管我們使用那一種低碳能源，真正有效的工具是節約能源。 此外，多吃素、少吃肉，也是救地球的一種方式。 新世代熔鹽式反應器 國立清華大學 工程與系統科學系 謝謝大家！ 新世代熔鹽式反應器 高階用過核燃料的專屬處理器新世代熔鹽式反應器 國立清華大學 工程與系統科學系 新世代熔鹽式反應器 葉宗洸 May 3rd, 2013 於 2013展望春季系列演講 台北市 台灣大學 工程與系統科學系 教授兼系主任 國立清華大學 主要內容 國立清華大學 工程與系統科學系 新世代熔鹽式反應器 輻射與生活 核能發電 核能廢棄物 第四代熔鹽式反應器 結語 國立清華大學 工程與系統科學系 新世代熔鹽式反應器 輻射是甚麼？ 輻射（又稱放射線)就像光和熱一樣，都是一種能量，而這個能量是來自於小小的原子。 不穩定的原子核為了要回到穩定的狀態，必須釋放出能量，這些能量會以電磁波或粒子的形態放射出來，這就是輻射。 國立清華大學 工程與系統科學系 新世代熔鹽式反應器 輻射是甚麼？ 幾個相同的元素，原子核內的質子數目一樣，但是中子數目不同，就稱它們為這個元素的同位素。 氫元素有三種同位素，分別是氫、氘、氚。其中氚是半衰期12.3年的放射性同位素。 Source: /wiki/File:Protium_deuterium_tritium.jpg 氫 氘 氚 國立清華大學 工程與系統科學系 新世代熔鹽式反應器 輻射強度會隨時間逐漸減弱 放射性同位素的輻射強度會隨時間的增加而逐漸減弱。輻射強度每減少一半所需要的時間稱為半衰期。每一個放射性同位素各自有一