MYRRHA:多功能高科技應用混合型研究用核反應爐-Multi-purpose hybrid research reactor for high-tech applications
MYRRHA是一種加速器驅動系統(ADS)正在比利時Mol進行開發中。它的目標是成為一個為歐洲加速器驅動系統之質變* 實驗示範(XT-ADS)**的基礎，並產生質子和中子俾提供各種研發工作之應用。它具有一個質子加速器提供一個質子束功率為 1.5MW 600 MeV - 2.5 mA (或 350 MeV - 5 mA 質子束) 至液態鉛-鉍(Lead-bismuth)散裂標靶，該靶讓偶合作用在以鉛-鉍(Pb-Bi)冷卻的次臨界快中子核反應爐心中有序地進行。MYRRHA次臨界核反應爐核心由183 channnel的六角形晶格組成(在一個淨空的爐心配置狀態下)，其中有60個channnel裝有含35wt%濃縮鈽的MOX基本燃料棒組並以三角對稱方位配置安放。眾多的額外 channnel允許靈活管理MYRRHA作為一個實驗用設備之需要。MYRRHA核反應爐心主要的特徵為，在其生命初始期間將以倍率0.95的有效增殖因素(次臨界)進行運轉，總功率約 60 MW(詳如附件一)。
這個計畫開始於 1997年，比利時核能研究中心(SCK.CEN)的目標是擁有MYRRHA作為世界上第一個運轉的加速器驅動系統(ADS)，並讓MYRRHA 於2022-2023年間全面運轉，俾有機會在發展有關ADS的各種作業程序和日常的運轉操作等領域裡，在世界上發揮主導作用。
本(2010)年3月4日比利時總理Yves Leterme正式宣布支持MYRRHA開發計畫，此計畫估計總經費為9億6千萬歐元(960 M€)，比利時政府預算將負擔40% (600 M€) 的開發費用，以五年 (2010-2014) 的時間分段補助。其餘60%款項則由比利時核能研究所成立國際共同融資財團對外籌款。在同一天，比利時核能研究中心也舉行GUINEVERE (Zero Power 的MYRRHA原型) 的揭幕儀式，由比利時聯邦政府能源部長Paul Magnette及科學政策部長Sabine Laruelle共同剪綵。同時，歐洲研究基礎建設政策論壇(The European Strategy Forum on Research Infrastructures, ESFRI) 之能源分組主席亦宣布MYRRHA已經獲選並將推薦給ESFRI執行委員會，把它列入2010年優先名單。
其實MYRRHA核反應爐的構想在十餘年前即已浮現。然面對全球能源安全、核能使用的優點，以及核廢棄物處理的安全顧慮，比利時核能研究界係以尋求如何將核廢棄物減低其放射性及毒性，甚至於將之重新安置再生利用作為研究發展方向的共識。在比利時核能研究中心(SCK.CEN)開發之MYRRHA計畫開始於1997年，其目標是設計、製造，進而運轉一座以加速器驅動，以鉛-鉍冷卻之次臨界快中子核反應爐。日前通過的MYRRHA開發計畫以及未來的核反應爐原型GUINEVERE，均係先經過經濟合作與開發組織(OECD)所屬之專業機構核能署(NEA)邀請國際核能專家及核安專家聯合審議通過，再由比利時核能研究中心送交比國聯邦政府進入政治協商後，才順利通過如此高額的執行預算。
MYRRHA核反應爐的功能目標係為達到一方面要運用質變(Transmutation)的特性來降低核能發電與核醫療產生核廢棄物的放射性及毒性，而且另一方面還要將核廢棄物中可再利用的放射性同位素，以安全的方法重新置入反應爐來回收利用，產生能源避免浪費。自2022-2023年以後，MYRRHA核反應爐將會對開發核能科技、醫學應用、核能產業與再生能源等領域的創新解決方法做出相當程度的貢獻。以下幾點是促成啟動這個國際計畫的決定的要因:
‧MYRRHA是世界獨一無二的一個多功能的研究基礎建設，它將會被用於處理用過核燃料的研究。MYRRHA具有很強的中子射源可應用於現今核分裂型式反應器(壓水式反應器PWR、沸水式反應器BWR)和新一代核反應器(鉛冷卻快滋生反應器Pb-cooled fast reactor、高溫氣冷快滋生反應器HTGR)亦即目前被稱為“第四代”反應器，以及ADS型式等反應器的核燃料和材料研究。也由於其具體之特點，MYRRHA也將被用在前端的材料研究，包括新鋼材和其它材料在輻設照射下的效果(退化、脆化、激活)測量和評價，而這對於發展未來的能源系統是必要的。
‧MYRRHA 對處理(質變**) 高放射性用過核燃料之前端研究與發展，將是一個關鍵性的工具。質變是利用核分裂技術將長壽期的用過核燃料轉變成另一種具較短半衰期且較低放射性有毒物質。並期許從研究過程中，將有效實驗所學到許多有關質變過程中使用到的程序、經驗與資料，提供給下一代的工業級質變設施(Transmutators)。
‧MYRRHA是世界上第一個加速器驅動的示範系統(ADS)，其目標是對用過核燃料進行質變。這項質變研究對核廢棄物體積減少、減低放射毒性和減輕用過核燃料熱負荷的優點，補充了贊成將核廢棄物進行深層地質處置的決定。
‧除了在質變相關研究的角色外，MYRRHA也將有助於確保醫療用放射性同位素之供應。目前(2010年)在比利時核能研究中心的研究反應器(BR2，the Belgian Reactor 2)所生產的放射性同位素占有全球放射性同位素生產總量的25％。通過建立此一新的研究基礎建設來取代即將屆齡40年的BR2，比利時將更能夠鞏固其目前在世界上研究和生產醫療用放射性同位素的關鍵角色，以因應全球日益增長的需求。
‧繼其對未來科學挑戰的貢獻，MYRRHA開發計畫在比利時將引發強烈的社會和經濟影響。MYRRHA計畫對總經濟的影響效益 (期間2010至2050年)已被評估約為 130億歐元，也就是說對MYRRHA計畫投資的每一歐元將獲致5.5歐元的經濟收益。實施MYRRHA開發計畫相關的基礎建設並結合比利時核能研究中心的策略規劃(包括組織的成長、吸引外國研究人員，以及在核能研究中心附近的高科技公司創造就業機會) ，將有助於創造 2,000個持久的工作機會。
總而言之，MYRRHA開發計畫的啟動，不僅對比利時的科技研究與發展具有激勵帶動作用，並預計在未來十年中，可為比利時創造2,000個工作機會。比利時核能研究中心的 Director-General Dr. Eric van Walle表示 ”現在我們的首要任務是要建立和鞏固國際共同融資財團，俾及時獲得所需的許可證和執照，並執行相關的R&D的支持方案，以便在2015年開始進行工程建設。我們的目標是讓 MYRRHA研究用核反應爐在2022-2023年間運轉。”
[註解]
* 質變 (Transmutation): 利用加速器以電子、質子或中子撞擊高放射性物質，並經由釋放能量過程，轉變成不具放射性的物質和短半衰期的放射性同位素。亦即透過原子核的修造，將某一種元素轉變成另一種元素。
** XT-ADS = 加速器驅動系統之質變實驗示範設施 (eXperimental demonstration of Transmutation in ADS)
這個計畫開始於 1997年，比利時核能研究中心(SCK.CEN)的目標是擁有MYRRHA作為世界上第一個運轉的加速器驅動系統(ADS)，並讓MYRRHA 於2022-2023年間全面運轉，俾有機會在發展有關ADS的各種作業程序和日常的運轉操作等領域裡，在世界上發揮主導作用。
本(2010)年3月4日比利時總理Yves Leterme正式宣布支持MYRRHA開發計畫，此計畫估計總經費為9億6千萬歐元(960 M€)，比利時政府預算將負擔40% (600 M€) 的開發費用，以五年 (2010-2014) 的時間分段補助。其餘60%款項則由比利時核能研究所成立國際共同融資財團對外籌款。在同一天，比利時核能研究中心也舉行GUINEVERE (Zero Power 的MYRRHA原型) 的揭幕儀式，由比利時聯邦政府能源部長Paul Magnette及科學政策部長Sabine Laruelle共同剪綵。同時，歐洲研究基礎建設政策論壇(The European Strategy Forum on Research Infrastructures, ESFRI) 之能源分組主席亦宣布MYRRHA已經獲選並將推薦給ESFRI執行委員會，把它列入2010年優先名單。
其實MYRRHA核反應爐的構想在十餘年前即已浮現。然面對全球能源安全、核能使用的優點，以及核廢棄物處理的安全顧慮，比利時核能研究界係以尋求如何將核廢棄物減低其放射性及毒性，甚至於將之重新安置再生利用作為研究發展方向的共識。在比利時核能研究中心(SCK.CEN)開發之MYRRHA計畫開始於1997年，其目標是設計、製造，進而運轉一座以加速器驅動，以鉛-鉍冷卻之次臨界快中子核反應爐。日前通過的MYRRHA開發計畫以及未來的核反應爐原型GUINEVERE，均係先經過經濟合作與開發組織(OECD)所屬之專業機構核能署(NEA)邀請國際核能專家及核安專家聯合審議通過，再由比利時核能研究中心送交比國聯邦政府進入政治協商後，才順利通過如此高額的執行預算。
MYRRHA核反應爐的功能目標係為達到一方面要運用質變(Transmutation)的特性來降低核能發電與核醫療產生核廢棄物的放射性及毒性，而且另一方面還要將核廢棄物中可再利用的放射性同位素，以安全的方法重新置入反應爐來回收利用，產生能源避免浪費。自2022-2023年以後，MYRRHA核反應爐將會對開發核能科技、醫學應用、核能產業與再生能源等領域的創新解決方法做出相當程度的貢獻。以下幾點是促成啟動這個國際計畫的決定的要因:
‧MYRRHA是世界獨一無二的一個多功能的研究基礎建設，它將會被用於處理用過核燃料的研究。MYRRHA具有很強的中子射源可應用於現今核分裂型式反應器(壓水式反應器PWR、沸水式反應器BWR)和新一代核反應器(鉛冷卻快滋生反應器Pb-cooled fast reactor、高溫氣冷快滋生反應器HTGR)亦即目前被稱為“第四代”反應器，以及ADS型式等反應器的核燃料和材料研究。也由於其具體之特點，MYRRHA也將被用在前端的材料研究，包括新鋼材和其它材料在輻設照射下的效果(退化、脆化、激活)測量和評價，而這對於發展未來的能源系統是必要的。
‧MYRRHA 對處理(質變**) 高放射性用過核燃料之前端研究與發展，將是一個關鍵性的工具。質變是利用核分裂技術將長壽期的用過核燃料轉變成另一種具較短半衰期且較低放射性有毒物質。並期許從研究過程中，將有效實驗所學到許多有關質變過程中使用到的程序、經驗與資料，提供給下一代的工業級質變設施(Transmutators)。
‧MYRRHA是世界上第一個加速器驅動的示範系統(ADS)，其目標是對用過核燃料進行質變。這項質變研究對核廢棄物體積減少、減低放射毒性和減輕用過核燃料熱負荷的優點，補充了贊成將核廢棄物進行深層地質處置的決定。
‧除了在質變相關研究的角色外，MYRRHA也將有助於確保醫療用放射性同位素之供應。目前(2010年)在比利時核能研究中心的研究反應器(BR2，the Belgian Reactor 2)所生產的放射性同位素占有全球放射性同位素生產總量的25％。通過建立此一新的研究基礎建設來取代即將屆齡40年的BR2，比利時將更能夠鞏固其目前在世界上研究和生產醫療用放射性同位素的關鍵角色，以因應全球日益增長的需求。
‧繼其對未來科學挑戰的貢獻，MYRRHA開發計畫在比利時將引發強烈的社會和經濟影響。MYRRHA計畫對總經濟的影響效益 (期間2010至2050年)已被評估約為 130億歐元，也就是說對MYRRHA計畫投資的每一歐元將獲致5.5歐元的經濟收益。實施MYRRHA開發計畫相關的基礎建設並結合比利時核能研究中心的策略規劃(包括組織的成長、吸引外國研究人員，以及在核能研究中心附近的高科技公司創造就業機會) ，將有助於創造 2,000個持久的工作機會。
總而言之，MYRRHA開發計畫的啟動，不僅對比利時的科技研究與發展具有激勵帶動作用，並預計在未來十年中，可為比利時創造2,000個工作機會。比利時核能研究中心的 Director-General Dr. Eric van Walle表示 ”現在我們的首要任務是要建立和鞏固國際共同融資財團，俾及時獲得所需的許可證和執照，並執行相關的R&D的支持方案，以便在2015年開始進行工程建設。我們的目標是讓 MYRRHA研究用核反應爐在2022-2023年間運轉。”
[註解]
* 質變 (Transmutation): 利用加速器以電子、質子或中子撞擊高放射性物質，並經由釋放能量過程，轉變成不具放射性的物質和短半衰期的放射性同位素。亦即透過原子核的修造，將某一種元素轉變成另一種元素。
** XT-ADS = 加速器驅動系統之質變實驗示範設施 (eXperimental demonstration of Transmutation in ADS)
更新時間：2024-02-20 17:20
資料來源：綜合規劃組
