英國研發可持續石墨方案 應對進口依賴與 10 萬噸核廢料挑戰

曼徹斯特大學（University of Manchester）近日獲得一筆重大的科研資助，將牽頭啟動一項為期五年的新計畫，全面改變核能石墨的生命周期管理。該計畫名為 ENLIGHT（Enabling a Lifecycle Approach to Graphite for Advanced Modular Reactors），將與牛津大學、普利茅斯大學與拉夫堡大學合作推進。

ENLIGHT 計畫的核心目標，是發展關鍵技術以支援新一代先進模組化反應爐（AMRs）的部署，同時應對英國兩大核能挑戰：確保國內可持續且自主的核能石墨供應鏈，以及尋找解決方案來處理日益增加的受輻照石墨廢料。

該計畫獲得來自 英國研究與創新署（UKRI）旗下工程與物理科學研究委員會（EPSRC） 的 820 萬英鎊（約 1,100 萬美元）資助，再加上高等教育機構與產業合作夥伴的約 500 萬英鎊投入。

「核能石墨在先進反應爐的安全性與效率中扮演至關重要的角色，但目前英國仍完全依賴進口，」計畫首席研究員、曼徹斯特大學核能石墨講座教授 Abbie Jones 表示。「ENLIGHT 將為重建英國本土石墨供應鏈奠定基礎，並開發可持續回收與再利用受輻照石墨的方案，把廢料轉化為資源，既能減少浪費，也能強化能源安全，並助力實現淨零排放目標。」

石墨是許多下一代 AMRs（如高溫氣冷反應爐與熔鹽反應爐）的關鍵組件，成本約占反應爐建造總額的三分之一。然而，目前英國對石墨的需求完全依靠進口。另一方面，處理受輻照石墨極具挑戰性。英國現有的先進氣冷反應爐（AGR）將在 2028 年前陸續退役，累計已存放超過 10 萬噸受輻照石墨。ENLIGHT 將探索全新途徑，實現舊材料的回收再利用，並生產適用於 AMRs 的高性能石墨。

英格蘭環境署（Environment Agency）高級顧問 Greg Black 表示：「環境署很高興成為 ENLIGHT 計畫的合作夥伴。該計畫聚焦的『可持續石墨』正好契合我們在監管與研發創新方面的核心關注。」

ENLIGHT 計畫將聚焦三大研究主題：

據估算，這些進展可為英國節省高達 20 億英鎊的未來廢料管理成本，並鞏固英國作為全球石墨研究與創新中心的領先地位。

曼徹斯特大學作為道爾頓核能研究所（Dalton Nuclear Institute）的所在地，亦是 Henry Royce 研究院的核心夥伴，擁有包括輻照材料實驗室與熔鹽核技術實驗室在內的先進研究設施，因而具備獨特優勢來領導 ENLIGHT。

牛津大學能源材料教授 James Marrow 將負責「石墨設計與選材」主題。他表示：「我們將聚焦於新型石墨材料的機械損傷研究，為未來先進反應爐石墨的設計與認證提供基礎。」

拉夫堡大學則將貢獻其先進的計算建模，用於模擬核能石墨在極端條件下的行為。該校材料建模高級講師 Kenny Jolley 博士指出：「這有助於預測關鍵反應爐部件的失效時機，並指導更堅固可靠的新材料設計，同時推進石墨的再利用與回收。」

普利茅斯大學則專注於多孔材料分析，這將在評估再利用石墨的性能與適用性上發揮重要作用。該校環境與分析化學講師 Katie Jones 博士表示：「這不僅是一項科學探索，更是針對核能的永續解決方案，將廢料轉化為資源，強化英國數十年的能源安全。」

她補充說：「這個跨校合作體現了一種真正循環且綠色的核能解決方案，旨在推動更清潔的能源轉型，並打破社會對傳統核能的一些刻板印象。」

ENLIGHT 計畫同時將推動專業人才培育，擴展全國石墨研究社群，訓練新一代石墨科學家與工程師，為英國清潔能源的未來提供長遠支撐。