核反應爐也能 3D 列印！新創發表全球首座釷核核能模組
美國核能新創 AMPERA 宣布完成全球首座全尺寸 3D 列印核反應爐模組製造，並正式展示包含反應爐核心與壓力容器的完整模組。
公司表示，該產品為全球首款採用次臨界（Subcritical）、固態及工廠製造（Factory-built）設計的釷燃料核反應爐，未來將鎖定 AI 資料中心、國防、工業及海事等高耗能市場，規劃提供最高 30 MW 電力輸出。
與傳統核電廠需在現場完成反應爐建造不同，AMPERA 希望將核反應爐模組化，先於工廠完成製造，再運送至部署地點安裝，以縮短建造時間、降低成本，並減少大型核能專案漫長施工帶來的時間成本。
爐心採碳化矽 3D 列印，最長可運轉 30 年
AMPERA 表示，此次發表的反應爐核心採用碳化矽 3D 列印製造，搭配球形一體式 Gyroid 爐心設計，最長可連續運轉 30 年而無須更換燃料。
相較於傳統金屬材料，碳化矽具有耐高溫、耐腐蝕、高強度及抗輻射等特性，可承受更高運轉溫度，有助於提升反應爐安全性與使用壽命。燃料則採用 TRISO（Tri-structural Isotropic）釷燃料顆粒，透過多層陶瓷包覆燃料核心，提高燃料完整性，降低放射性物質外洩風險。
此外，AMPERA 採用次臨界反應爐設計，反應爐本身無法自行維持連鎖核分裂反應，必須透過外部中子源啟動，因此當外部中子停止供應時，裂變反應也會隨之停止，可降低反應失控風險。
釷燃料資源豐富，但仍處於早期發展階段
除了反應爐設計外，AMPERA 也選擇以釷做為主要燃料。相較於目前核電廠普遍使用的鈾，釷在地殼中的蘊藏量約為鈾的 3 至 4 倍，資源相對充足，且有望減少部分長壽命放射性廢棄物。
不過，釷本身並非可直接核分裂的燃料，必須先吸收中子轉換成鈾-233 後才能持續發電，因此需要更複雜的燃料循環與反應爐設計。目前全球商業核電廠仍以鈾燃料為主，釷反應爐大多仍處於研發或示範階段。
值得注意的是，根據外電指出，AMPERA 此次公布的成果主要為完成全尺寸核反應爐模組製造，並展示反應爐核心與壓力容器，目前尚未宣布反應爐已完成臨界測試或成功發電，後續仍須完成技術驗證及相關監管程序，才能進一步邁向商業部署。
（首圖來源：Ampera）