第 9 章 海曼·里科弗與核反應堆動力系統#
9.3 壓水堆（PWR）與沸水堆（BWR）：船用與發電動力系統的工程極限#
9.3.1 兩種主流路線的工程哲學#
冷卻劑與「是否沸騰」是分型核心：
| PWR 壓水堆 | BWR 沸水堆 | |
|---|---|---|
| 冷卻劑狀態 | 高壓止沸（約 15 MPa 級） | 直接沸騰 |
| 迴路 | 一迴路＋二迴路 | 直接把蒸汽送往汽輪 |
| 起源 | 海軍潛艇（Rickover） | GE 民用化（Dresden 首商用 1960） |
| 分佈 | 全球市佔約 6 成 | 約 2 成 |
工程問題不同：PWR 要穩壓器（pressurizer）與蒸氣發生器；BWR 汽輪機直接接觸微放射性蒸汽（須設定氚控制與屏蔽）。兩者都考驗氫脆、材料耐蝕、以及在役（in-service inspection）體系。
9.3.2 商用核電的爆發與扼制#
- 1954 年蘇聯 Obninsk 電站（5 MW）正式向電網供電；1957 年英國 Calder Hall 開始發電。1960s–70s 建設高潮期間，美國、法國（其後建成約五六十座機組的規模化核電體系）與西德等展開核電廠大建設；
- 1979 三哩島事故 → 濕態癱瘓新機審查；1986 車諾比（RBMK、石墨慢化、無完整圍阻）事故 → 公眾反核制度化；2011 福島（海嘯超越外置供電設計基準）→ 德國宣佈除役、其後世界能源棋局重定；
- 里科弗所建立的「業主主持設計＋人員資質＋運行規程」制度被移植到民用核電；AP1000、EPR 等第三代技術確立「非能動（passive）安全」的方向。
9.3.3 經濟現實：動力規模的另一端#
核電的動力經濟在電網級是惟一直接競爭基載：
- 燃料成本極小，資本折舊與安全監督成本可佔發電總成本一半以上；
- 因此建廠週期與審批制度比物理效率更直接決定電價；
- 這一「制度成本大工程成本」現象，是核動力與化石／新能源最大制度分別，也是第 11 章綠色動力決策的大背景。
9.3.4 前因後果#
- 前因：9.1 物理＋9.2 海軍工藝＋電網基載需求。
- 事件：1954–1970s 建設潮；1979–2011 系統性事故學習。
- 後果：核電佔全球電力約 9–10%（2020s 初），仍是最大非碳基載之一；其工程遺產（單晶合金、大型蒸輪、審批制度）直通第 10 章。