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【徐遐生院士談地球新能源─大自然贈與的禮物】 中文網路全文版

作者:徐遐生 1, 蔡駿 1, 羅芬臺 2 1 中央研究院天文與天文物理研究所 2 中央研究院化學研究所 地球能源簡介 ─核能 地球擁有的天文資產讓她富含能源。在海洋裡的水分子包含兩種可回朔至宇宙大霹靂的氫 同位素,輕的氫驅動太陽裡的熱核融合;而重的氫讓人類在地球上有機會應用熱核融合來 發電。氦是宇宙中含量僅次於氫的元素,不過地球上並沒有自大霹靂遺留下來的氦;地球 上的氦都來自於重元素(地球上岩石的組成物)的不穩定同位素釋出的 alpha 粒子(氦的 原子核)。不穩定同位素具有放射性,是超新星爆炸(中子星的前身)的遺骸,存在於地 球內部,提供熱能讓地球內部保持高溫。含有最多中子的重元素是鈾,是目前核能發電反 應爐中,用來驅動核分裂反應的基本原料。核分裂反應的減速材料是由輕的氫組成的輕 水,功能如同冷卻劑,能夠帶走反應爐的熱量,其原理是讓核分裂反應釋出的中子減速。 這樣的反應爐我們稱為「輕水型反應爐」(Light Water Reactors; 簡稱 LWR)。「輕水型 反應爐」發電過程不會釋出二氧化碳,但卻非常具有爭議性,原因是其以下四個缺點(4 S’s):    

沒有好的核廢料解決方案(solution) 反應爐可能釋出大量放射性物質的安全問題(safety) 核能武器擴散的國安問題(security) 高純度鈾礦不具永續性(sustainability)

─水力 太陽熱核融合反應釋出的熱輻射是維持地球上所有生命的能量來源,太陽光可穿透大氣層 溫暖地表,照射在海面會蒸發部份海水,但蒸發並不帶走鹽分,所以水蒸汽凝結造成的降 雨是純水的來源。若水氣聚集在寒冷的高山,那取而降雨的就是落在山隘上的冰雪了,冰 雪融化後,潺潺細流便能匯聚成奔騰的江河。若把江河之水利用水壩攔在位於高處的水

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