
美國正在積極推動核能的再復興,其中「熔鹽式反應爐」(Molten-salt reactor)被視為未來發展重點,因為它可能是徹底解決高階核廢料的關鍵技術。現在,美國愛達荷國家實驗室(INL)已完成第一批的熔鹽式核燃料,將應用在實驗型反應器上,確定其物理性質與安全標準。
熔融氯化物反應器實驗(MCRE)計畫,是由南方電力公司(Southern Company)、泰拉能源公司(TerraPower)、核力公司(CORE POWER)和美國能源部(DOE)一起投入的官民合作專案。雖然各個單位都有自己的熔鹽反應器設計案,但是目前還需要先知道高溫熔鹽是否會影響反應器材料的強度。
所以愛達荷實驗室先打造一個稱為「美國運行與測試」(LOTUS)的試驗台,先由它來進行模擬的反應器實驗。
現行的壓水式(PWR)、沸水式(BWR)反應器,採用的主成份是二氧化鈾(UO2)的固體、棒狀核燃料。至於熔鹽反應器,使用的則是熔融氯化鈾(可能是三氯化鈾),相比於核燃料棒需要先停機才能更換,熔融的液狀燃料則是隨時都可以添加,沒有「停機換燃料」的麻煩。
愛達荷實驗室表示,首批燃料鹽生產材料已於今年9月底交付,到 2026 年 3 月還將生產4批,是支持川普總統宣示的「推進核能發展是美國關鍵國家目標」的行動。
這對愛達荷國家實驗室(INL)來,說是30年來最大的燃料生產挑戰。燃料鹽的生產過程始於2020年,但早期嘗試,沒辦法達到鈾金屬轉化為氯化鈾90%的目標,也未能達到每批18公斤燃料鹽的產量。直到2024年才出現技術突破,實現了95%的轉換率和整批生產的完成。
不過。實驗需要72至75批燃料鹽才能達到臨界狀態,目前才僅止於性質實驗與材料測試的階段。熔鹽反應器實驗的結果,將對泰拉能源、南方電力公司共同開發的熔鹽反應爐有指導性作用,它們所設計的熔鹽快中子反應爐預計將在2030年代投入使用。
另據MCRE高級技術顧問唐伍德(Don Wood)表示,這項實驗對海事產業也具有重大意義。他認為商用船舶必然走向核能化,也就需要更先進、安全的反應爐。他說:「熔鹽反應器可以為船舶提供高效、低維護的核動力,從而減少排放,並實現遠距離、不間斷航行。這項技術有望催生一個全新的核能產業——一個移動化、可擴展且具有全球變革意義的核能產業。」
雖然報導沒有提到,但是熔鹽式反應器技術是公認的「消化核廢料」技術,在理論上,它可以將現有封存在冷卻池與乾貯場的高階核廢料,透過前文提到的「鈾金屬轉化為氯化鈾」技術,將核燃料棒轉化成熔融狀三氯化鈾,接下來就可以裝填進熔鹽式反應爐裡發電,使廢料成為電力。









