文：顏東白（挪威科技大學智慧配電網中心計畫博士生）
據聞，比爾比爾蓋茲投資的蓋茲核能企業TerraPower打算在懷俄明州尋找場地，展開鈉冷式快中子（Sodium-Cooled Fast Reactor）Natrium反應爐的投資展示計畫。
在過去10年來，鈉賭局比爾蓋茲受訪時不斷表示「我們仍需要一場能源奇蹟（We need an energy miracle）。反應」這也不是爐奇料比爾蓋茲近期唯一一起投資在爭議性較高的潛在減碳技術上（最近他投資的一項地球工程專案才剛因為侵害原民權益必須另尋計畫廠址），也不是蹟還解決他近期唯一一起核能投資計畫（兩年前，他的核廢行波反應爐計畫才因為美中貿易戰而無法持續）。
對比爾蓋茲來說，千古很不幸地，難題過去這些爭議性高的比爾減碳技術投資都沒有產出具體成果；而現在，Natrium反應爐是蓋茲比爾蓋茲對於奇蹟技術的執著下，下一場押注在核能的投資賭局。
筆者判斷，鈉賭局Terrapower在此時選擇Natrium反應爐重振旗鼓的反應原因，是因為其和之前終止的行波反應爐計畫一樣，皆是使用鈉冷式快中子反應爐的技術，因此前一計畫的研究進度可能可以加速Natrium反應爐的部分設計流程，但這論點尚無直接證據證實。
Natrium反應爐，是解決問題還是製造問題？
TerraPower這次新主打的Natrium反應爐為一鈉冷式快中子反應爐；這種反應爐內的連鎖核反應主要由快中子（fast neutron，相較於傳統輕水式反應爐使用的熱中子thermal neutron）維持，其發電過程使用液態鈉做為熱交換液。展示計畫的反應爐預定額定裝置容量為345MW、搭配熔鹽熱儲能最大電力輸出為500MW，目前預計在七年後完成、預估計畫成本為10億美元。
不過，歐美晚近新核能計劃都有初始預估成本太過樂觀的問題，也有工程不斷延宕的情況，所以這些數字應保守看待。
事實上，鈉冷卻式快中子反應爐自原子時代開始以來，就被核子工程時不斷提出過，也一直有各種設計構想和展示計畫。然而最後，就像其他非輕水式反應爐一樣，它們或因成本高昂、或因有重大安全性疑慮，大多數都只停留在實驗或展示階段，便難以再持續下去。比如與Natrium規模類似的「法國先進鈉冷式反應爐工業展示計畫」ASTRID（Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration），在前年就因為經濟性考量而中止。
快中子反應爐和傳統反應爐相比，最大的潛在優勢為其搭配再處理過程（reprocessing）後，有機會大幅減少高階核廢料。然而目前，全世界僅有兩座商轉用鈉冷卻式快中子反應爐（BN-600和BN-800）——他們都在俄國、其中僅有BN-800使用再處理過的高階核廢料做發電燃料。
因此，鈉冷卻式快中子反應爐做為高階核廢料處置的解決方案，主要仍存於理論，能否實際做為有效減少高階核廢料的商用解方，實證經驗十分缺乏。畢竟，若欲利用再處理將輻射鈾衍生放射性物質總質量有效降低（所謂「有效」，至少需是一個量級的差異），這些再處理設施和快中子反應爐，需要維持運轉數世紀之久。
而目前Natrium反應爐的設計，發電燃料僅使用一次，不包含再處理過程，因此它除了無法解決既有的核廢處置難題，甚至本身產生的高階核廢料問題可能更嚴重。
根據憂思科學家（Union of concerned scientist）近日的報告《先進並不總是較好》（"Advanced isn’t always better"），一次性快中子反應爐的燃料燃燒量（fuel burnup，單位質量核燃料可釋放之熱能）雖然比傳統輕水式反應爐要高，但也會產生更多貧鈾（depleted uranium），因此鈾使用效率反而比傳統反應爐差（同樣裝置容量和容量因數下，一次性鈉冷式快中子反應爐每年的天然鈾需求，大約是傳統輕水式反應爐的2.5倍）、產生的高階核廢料也比傳統反應爐高（同樣裝置容量和容量因數下，一次性鈉冷式快中子反應爐每年產生的輻射鈾衍生放射性物質，為傳統輕水式反應爐的兩倍）。
Photo Credit: AP / 達志影像同時，Natrium反應爐繼承了所有快中子反應爐皆須面對的核武擴散問題：其使用的發電燃料為「高含量低濃縮鈾」（high-assay low enriched uranium），鈾濃度比例介於10%到20%，高於傳統輕水式反應爐的鈾濃度（小於5%），雖然尚未達到核武等級（大於20%），但仍可再做提煉，因此快中子反應爐比傳統核電廠有更高的核武擴散（nuclear prolifieration）風險。
如果未來Natrium反應爐導入再處理過程，其造成的核武擴散風險將大增；印度的核武研發，便是透過快中子反應爐燃料提煉出的鈽而能完成的。
核能安全方面，使用液態鈉作為冷卻液一直具有危險性，最知名的案例莫過於1995年發生嚴重液態鈉外泄燃燒事件的文殊反應爐。憂思科學家《先進並不總是較好》報告也提到鈉冷式快中子反應爐的其他潛在核安隱憂：商轉規模的鈉冷式快中子反應爐通常具有正空隙係數（void coefficient），如果液態鈉被加熱並開始沸騰，正空隙係數會讓反應爐內的核反應性提高，因而有形成正回饋循環的風險。