本文原載於2024年4月30日憂思科學家聯盟網站〈Five Things the “Nuclear Bros” Don’t Want You to Know About Small Modular Reactors〉。作者為萊曼博士（Dr. Edwin Lyman）現任該聯盟核電安全主任。
關注能源、氣候議題的民眾，可能都聽說過小型模組化反應爐（Small Modular Reactors，簡稱SMRs）。這得歸功於一群積極的「核電幫」（Nuclear Bros），主導社群媒體，並且推銷小型機組和其他「先進」核電技術就是氣候危機的唯一解方。一如筆者於2013年、2021年的報告所言，關於SMRs的討論，常言過其實，當時的結論，至今證實無誤。
不幸的是，這些對於SMRs樂觀的論調，大部分都源於錯誤訊息，這總是讓我們回到同一個問題：為什麼他們總是如此誇大？
什麼是小型模組化反應爐SMRs？
相較於傳統機組的功率通常為1,000 MW，多為客製化，小型模組化反應爐的功率並未超過300 MW。部分小型模組化反應爐設計，例如NuScale公司，為現今水冷式反應爐的修改版，而有些設計使用水以外的冷卻劑，例如液態鈉、氦氣，甚至熔鹽。
核工業者宣稱，SMRs可在集中設施中大量組裝，並以模組化方式安裝在核電廠。某些SMRs很迷你，20MW或更少，故而又稱為「微型」反應爐。
目前業者所製造的小型反應爐討論熱度，從未反映在訂單上。現今只有中國正在興建中小型反應爐。至於美國境內，只有比爾蓋茲所創立的TerraPower公司，向美國核能管理委員會提出興建反應爐的申請。
核工業冀望於SMRs，原因在於喬治亞州的傳統核電機組Vogtle 3號、4號機的工期延宕，追加成本。核工業與美國能源部遂宣稱，相較於大型機組，中小型反應爐的興建成本低、工期短。SMRs可為新興產業，如數據中心、加密貨幣採礦、電動車充電站，乃至於傳統化石燃料業等產業供電。
實情卻非如此，以下是「核電幫」不願社會大眾知道關於中小型反應爐的5項事實。
1.相較大型反應爐，SMRs並未更經濟。
理論上，小型反應爐所需要資金成本較少，建造期間短，核工業者相對容易融資。但這並不表示，SMRs會比大型反應爐更經濟。事實上，情況通常相反。在比較不同能源的經濟性時，更重要的是生產每度電力的成本，這取決於產出每度電的資金成本，以及營運、維護、燃料和其他成本。
從規模經濟而言，SMRs所產生的電力通常會比大型機組昂貴。例如，已經取消的NuScale計畫，原先要在愛達荷州建造6座SMRs，每瓩成本超過20,000 美元，高於Vogtle大型反應爐專案每瓩超過15,000美元的資金成本。
SMRs業者聲稱，機組可由量產，從而降低每瓩資金成本。然而研究顯示，降低成本通常不超過30%。而能減少成本的前提則是，供應商必須先經由產出數十座機組，才能累積經驗，改善製程，提高效率，降低資金成本。這表示業者所產出的首批反應爐將出奇昂貴，必須依賴政府或納稅人的高額補貼，而這正是部署SMRs的主要障礙之一。
SMRs開發商通常經由減少或消除運轉反應爐所需要的許多安全功能 ，藉而降低資金成本，例如省去圍組體結構、電機驅動的應急幫浦。不過，至今壓低成本的效果仍然有限，從NuScale案子可見一斑。
除資金成本外，營運和維護成本也必須大幅降低，以提高中小型反應爐的競爭力，但防範恐怖攻擊所需要的安全費用，不會因反應爐規模縮小而大幅變動。營運、維護和燃料成本，對每MW價格的相對貢獻，因設計而有異，可能為50%或更多，取決利率高低如何影響總資金成本等因素。
出於規模經濟的考量，SMRs供應商，如 NuScale和Holtec已提高原始設計的模組尺寸。日立、奇異所共同開發的BWRX-300 與西屋AP300 ，目前尺寸已達SMRs的上限。
儘管如此，SMRs要與再生技術競爭並不容易。在未得聯邦政府補貼的情況，已取消的NuScale專案的平均電力成本估計約為119美元/MW，而陸域風電和公用事業規模太陽能的成本目前低於40美元/MW。
2. SMRs不會比大型輕水反應爐更安全或更可靠。
SMRs支持者主張，相較傳統機組，小型機組產生熱量低，如遇事故，更容易冷卻，小型機組的爐心在事故中，釋出的放射性物質的量較少，甚至可已不需要操作人員介入，採取被動方式冷卻。
所謂被動安全功能並非總是有效，特別遭遇強震、洪患或野火等極端事件，這些事件會降低SMRs其設計運轉的環境條件。在某些情況，被動功能設計可能使情況惡化。核管會指出，NuScale所設計的被動應急系統，可能會耗盡冷卻水中的硼，一旦發生事故，硼為保持反應爐安全關閉所必需的物質。
管制機關近年來放寬SMRs的核安和維安要求，這可能會抵消被動功能所帶來的任何核安設計。例如核管會近年允許這類新型反應爐，不需要設置圍組體結構、免除場外緊急疏散計畫，乃至不需要嚴格區分核電廠與人口稠密區。管制機關甚至考慮，減少SMRs武裝維安人員、機組作業人員的數量。如此一來，核安、維安著實令人擔憂，如果遭到蓄意破壞，被動安全機制遭人故意停用，機組可能淪為放射性武器。
基於上述原因，SMRs會與傳統機組一樣危險，甚至更危險。例如，如果傳統機組的圍阻體可以防止90%的放射性物質在爐心熔燬時釋出，可以想像，欠缺圍阻體的SMRs必然釋放出大量放射性物質。若SMRs位於人口稠密區，欠缺場外緊急計畫，更多的人可能因而受到高水平輻射曝露。
由SMRs所產生的每單位電力的總體風險，並未低於傳統機組。若SMRs裝置容量為250MW，事故中釋放的放射性物質僅為1,000 MW機組所釋放射性物質的四分之一，但就機組數量而言，4座SMRs就是4倍機組數量，核子事故風險機率則是傳統反應爐的4倍。
3. SMRs不會減少放射性廢棄物的問題
核工業者宣稱，某些中小型反應爐所產生放射性廢棄物更少，核廢料還可以「回收」。
我們有必要定義「減少」廢棄物是為何義。就核分裂並釋放能量所產生的高放射性同位素的數量而言，小型反應爐所產生的每單位熱量，與大型反應爐產生的熱量相同。燃料密度較高的反應爐所產生的用過核燃料的體積和質量，可能較小，但用過核燃料中裂變產物的濃度以及衰變產物產生的熱量，則會比例地增加，這些則是影響核安重要的因素。
因此，若要由中小型反應爐為資料中心供電，資料中心必須像任何其他核電廠一樣，長期管理場內大量用過的核燃料。
西屋電氣等供應商聲稱，他們可以負責拆除不再使用的機組，但在可見的未來，回收用過的反應爐集中管理場址並不存在。先前主管機關也從未核發過這種營運執照。任何運作SMRs的社區，都會成為實質的長期核廢料貯存場。
4. 別指望SMRs為資料中心、比特幣採礦、氫氣等設施，提供可靠的離網電力。
就如同傳統核電廠一般，中小型反應爐很容易受到極端天氣事件或其他災難的影響，繼而導致場外電力喪失。在此情況，資料中心業者必須有備用電源，例如柴油發電機。由於全球各國幾乎未有運轉中小型反應爐的經驗，因此核工業界宣稱，SMRs的安全性好到幾乎不需要監控和維護，並不是真實的。
現今輕水反應爐機組的運轉經驗，是歷經數十年實作才能達成，任何新型機組設計的實際運轉經驗，也是如此。對於任何想要嘗試SMR的業者，預期不切實際的效能，而過早規劃部署，恐怕未來要付出極高成本。
5. SMRs使用燃料時不比大型機組更有效率。
某些擁核者宣稱，相較大型反應爐，中小型反應爐使用的燃料更少，所以更有效率。實際情況無論反應爐大小，核分裂所需的鈾燃料量都是相同。儘管使用水以外的冷卻劑的機組，運作時溫度較高，因而可以提高熱能轉化成電能的效率，但仍不足以抵消其他降低燃料使用效率的因素。
某些小型反應爐設計需要「高含量低濃縮鈾（high-assay low enriched uranium，簡稱HALEU）」燃料，它比傳統的輕水反應爐燃料含有更高濃度的鈾235。雖然這可以減少核電機組所需要的燃料總質量，卻並不表示可以使用更少的鈾，開採鈾礦和銑削加工所產生的廢棄物卻可能更多。
原因在於，生產高含量低濃縮鈾，在製程中必須濃縮相對大量的天然鈾，以提高鈾235的濃度。例如TerraPower 公司的鈉反應爐使用濃縮至19%左右的高含量低濃縮鈾，相較於輕水反應爐，需要2.5至3倍的天然鈾才能產生每度的電力。更小的反應爐，效率則更低。除非燃料性能顯著提升，才能提高機組效率。
鈾使用效率低下的反應爐，因其污染性的鈾開採和處理，而不成比例地大幅影響環境。它們無法有效減少碳排放，因為與核燃料循環的其他部分相比，鈾礦開採和研磨是相對碳密集的活動。
SMRs在我們的能源未來中可能有其角色，但前提是它們必須足夠安全和可靠。要實現這一點，對其成本和風險有現實的理解至關重要。核能支持者們如果過於美化這些技術，並提供誤導性的訊息，反而會轉移人們對解決使SMRs成為現實所需面臨的諸多挑戰的注意力，最終會對這一項產業造成傷害。
