一講到核能發電，許多人腦中可能都會浮現巨大的核能發電廠和各種複雜設施，以及成千上百個專業人員在現場維護設施。不過，核能發電可能會越來越「小巧可愛」，許多國家都在研發規模較小的核反應堆，未來或許還可以將核能發電「帶著走」。然而，這樣的小型核反應堆具有何種優勢呢？
期望加速脫碳，MARVEL 會是解方？
上面的研究聽起來很瘋狂嗎？Yasir Arafat 可不這麼認為，他是美國愛荷華國家實驗室的微型核反應堆負責人，他與團隊正在嘗試打造小巧便宜的核反應堆。
Yasir Arafat 從小在孟加拉長大，因此深深感受到氣候變遷對生活帶來的影響，並產生了強烈的動機，希望能夠協助世界盡快脫碳。
他正在進行的項目有個十分響亮的名字──MARVEL 反應堆（Microreactor Applications Research Validation and Evaluation）。由 Yasir Arafat 領導的實驗從 2020 年 6 月開始進行，目前的計畫目標是要在 2023 年 12 月之前成功讓第一個反應堆運行。
假設真的成功，那麼，MARVEL 反應堆將創下劃時代的意義，不僅能示範如何將核能發電系統變成可攜式裝置，同時還能為客戶提供熱能和電力。
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為什麼要將核反應堆變小？便宜方便又實際！
不過，為什麼要研究微型反應堆？
原來， 一個微型反應堆約能提供 1,000 到 10,000 人的用電，無論是醫院、軍事基地、偏遠社區都能因此受惠。美國目前的電網都是採用集中發電而後配送的方式，如果改為採用微型反應堆，就能夠打散原本的集中性，進而增加對於天然災害的防禦能力。
另一方面，核能不像是風力發電或太陽能發電需要靠天吃飯，也能作為其他可再生能源的後盾。而且，微型核反應堆所需的維護人力較少，燃料更換的頻率也較低，約為 5~10 年（傳統約 2 年），可說是相對經濟實惠的選項。
Yasir Arafat 正在計畫用生產汽車零件的方式去生產微型反應堆，將核反應堆模組化，並採用工廠化經營。如此一來，就像是在打造一個又一個的核電池，不僅更容易推行，也能大幅降低價錢。
之所以能把核反應堆給「縮小」，主要是因為研究團隊使用了不同類型的燃料──高豐度低濃縮鈾（HALEU），Yasir Arafat 表示，由於團隊嘗試建構出更高效、更小的爐心，因此，實際上會用到的燃料更少，而這正是高濃縮度的優勢。
目前，這種微反應堆預計會用在沒有廉價可再生能源的地方，像是依賴柴油的阿拉斯加。如果可以用上 MARVEL，那肯定比現在的能源費用來得便宜得多。
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並不是十全十美！MARVEL 也有難題要面對
除了美國以外，現在許多國家和私人機溝都在嘗試開發小型模塊化反應堆技術，比如俄羅斯的 Akademik Lomonosov 浮動核電站便已在 2020 年 5 月開始商業營運，而阿根廷、加拿大、中國、俄羅斯等國也都在研發相關技術。
不過，雖然各國努力投入發展，微型反應堆還是有它的難題要面對。首先，它仍然會產生許多放射性廢物，而核廢料的處理也始終是個難題，此外，美國目前的供應鏈萎縮，導致相關啟動成本極高又難以預測，缺乏相關監管系統也會帶來隱憂。
為了脫碳的未來，MARVEL 應該還有很長一段路要走。
本文開放合作夥伴轉載，參考資料：cnbc、iaea、world-nuclear、motherjones，圖片來源：Unsplash
