核反应炉也能3D列印！新创发表全球首座钍核核能模组

美国核能新创AMPERA宣布完成全球首座全尺寸3D列印核反应炉模组制造，并正式展示包含反应炉核心与压力容器的完整模组。

公司表示，该产品为全球首款采用次临界（Subcritical）、固态及工厂制造（Factory-built）设计的钍燃料核反应炉，未来将锁定AI资料中心、国防、工业及海事等高耗能市场，规划提供最高30MW电力输出。

与传统核电厂需在现场完成反应炉建造不同，AMPERA希望将核反应炉模组化，先于工厂完成制造，再运送至部署地点安装，以缩短建造时间、降低成本，并减少大型核能专案漫长施工带来的时间成本。

AMPERA表示，此次发表的反应炉核心采用碳化矽3D列印制造，搭配球形一体式Gyroid炉心设计，最长可连续运转30年而无须更换燃料。

相较于传统金属材料，碳化矽具有耐高温、耐腐蚀、高强度及抗辐射等特性，可承受更高运转温度，有助于提升反应炉安全性与使用寿命。燃料则采用TRISO（Tri-structuralIsotropic）钍燃料颗粒，通过多层陶瓷包覆燃料核心，提高燃料完整性，降低放射性物质外泄风险。

此外，AMPERA采用次临界反应炉设计，反应炉本身无法自行维持连锁核分裂反应，必须通过外部中子源启动，因此当外部中子停止供应时，裂变反应也会随之停止，可降低反应失控风险。

除了反应炉设计外，AMPERA也选择以钍做为主要燃料。相较于目前核电厂普遍使用的铀，钍在地壳中的蕴藏量约为铀的3至4倍，资源相对充足，且有望减少部分长寿命放射性废弃物。

不过，钍本身并非可直接核分裂的燃料，必须先吸收中子转换成铀-233后才能持续发电，因此需要更复杂的燃料循环与反应炉设计。目前全球商业核电厂仍以铀燃料为主，钍反应炉大多仍处于研发或示范阶段。

值得注意的是，根据外电指出，AMPERA此次公布的成果主要为完成全尺寸核反应炉模组制造，并展示反应炉核心与压力容器，目前尚未宣布反应炉已完成临界测试或成功发电，后续仍须完成技术验证及相关监管程序，才能进一步迈向商业部署。