2011 年日本福島核災之後，反核電的浪潮席捲全球，許多政府削減國內的核電廠數，改用再生能源填補能源空缺。然而，比爾蓋茲創立的核電公司 TerraPower 近期宣布，要在美國境內興建核電廠。
但是 TerraPower 要興建的並不是一般的核電廠，而是採用「行進波反應爐」（travelling wave reactor）的新型核電廠。使用行進波反應爐發電，不但成本更低，核廢料也更少，是未來可能的核電方案之一。
什麼是行進波反應爐？
行進波反應爐使用「貧鈾」作為燃料
傳統核電廠使用的是「輕水反應爐」（light water reactor），透過鈾的核分裂發電。鈾有鈾 235 與鈾 238 兩種同位素，而能作為核能原料的是鈾 235；然而在自然界中，鈾 235 的濃度僅有 0.7%，因此必須透過濃縮（enrich）的過程，提升鈾 235 的濃度，成為濃縮鈾（enriched uranium）。
濃縮鈾提取之後，剩下的就是貧鈾（depleted uranium）。輕水反應爐使用的是濃度介於 3% 到 5% 的低濃縮鈾（low enriched uranium），貧鈾僅能做為廢棄物處理；然而行進波反應爐能將貧鈾作為發電的燃料。
貧鈾發電沒有「核燃料再處理」程序，更環保也更低成本
行進波反應爐使用低濃縮鈾與貧鈾發電。在行進波反應爐中，低濃縮鈾位於反應爐的中心，而貧鈾燃料棒圍繞於低濃縮鈾。低濃縮鈾的功能是啟動核反應，啟動後，就會產生行進波反應（traveling wave reaction），讓貧鈾反應並產生能量發電。
根據 TerraPower 的網站描述，由於使用的燃料是貧鈾，因此不需要與輕水反應爐的核電廠一樣，執行核燃料再處理（reprocessing）的程序。核燃料再處理是將鈽與鈾從核廢料中分離，過程危險且成本高，根據美國非營利組織 Union of Concerned Scientists 的計算，該程序將耗費全美國 40 億美金（約新台幣 1200 億元）。
因為行進波反應爐不需要核燃料再處理，因此能降低成本，也對環境更友善。
TerraPower 將於美國設廠，支援再生能源電廠
比爾蓋茲在 2006 年創立 TerraPower，研究行進波反應爐發電的可能性。TerraPower 創立至今已超過 10 年，仍未建立任何的核電廠，近期才宣布要在美國境內設廠。
其實 TerraPower 最初並沒有打算在美國設廠，而是在 2015 年與中國核工業集團簽約，計畫在北京設廠；然而該計畫因為中美貿易戰而中斷，TerraPower 得尋找新的合作夥伴。比爾蓋茲當時在信件提到，或許可以在美國境內設廠。
現在 TerraPower 與 GE Hitachi Nuclear Energy 合作，宣布在美國境內興建小型的行進波反應爐核電廠。這些電廠名為 Natrium。TerraPower 表示，Natrium 將會全天候運轉，但不會一直為電網供電。Natrium 的定位為再生能源電廠的支援，當再生能源發電量不足，Natrium 會為電網供電；若再生能源足夠，Natrium 發的電就會先儲存起來，以備不時之需。
TerraPower 的網站提到，每個 Natrium 的造價為 10 億美金（約 300 億新台幣）。雖然造價偏高，但 TerraPower 有比爾蓋茲的資助，因此資金沒有問題。若 Natrium 興建成功，並證實行進波反應爐發電的可能性、低成本與環保優勢，或許這將成為未來核電廠的型態。
參考資料
《TerraPower》、《Inverse》
（本文提供合作夥伴轉載；首圖來源：Pixi.Org CC Licensed）
延伸閱讀
劍橋大學研發「人工光合作用」，可將二氧化碳轉換成燃料！
【和鑽石一樣恆久遠的電力】核廢料被做成電池，即使過了五千年還有 50 % 的電力！
量子電腦遇到瓶頸？MIT 實驗發現，「宇宙射線」會影響量子運算的性能
