清華大學水池式反應器

清華大學水池式反應器
清華大學水池式反應器
國家／地区	中華民國（臺灣）
位置	新竹市東區
現況	運行中
始建日期	1958年12月9日
啟用日期	1961年12月2日
持有單位	國立清華大學
运营单位	國立清華大學原子科學技術發展中心
核电站
反應堆類型	TRIGA反應爐
反應堆供應商	通用原子
發電概況
装机机组	2 MW[1] （初始：1 MW）[2]
網站
thor.site.nthu.edu.tw

清華大學水池式反應器（英語：Tsing Hua Open-pool Reactor）是國立清華大學的一座研究用核子反應爐，位於臺灣新竹市東區清華大學校本部。由通用原子設計，於1958年開始建造、1961年4月13日首次達到臨界，同年12月2日正式啟用。

清華大學水池式反應器是中華民國第一座、亞洲第二座投入使用的核子反應爐，也是台灣目前唯一仍在運轉中的研究用核反應爐。除了研究教學與生產放射性同位素等用途，還能進行硼中子捕獲治療。

歷史

外部视频链接
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國立清華大學原科中心

1953年，美國總統德怀特·艾森豪威尔於聯合國大會第八屆會議提出「原子和平用途（英语：Atoms for Peace）」的主張，並宣布願向世界分享核子技術後，中華民國政府隨即向美國提出支援核子技術的請求。1955年7月18日兩國簽署《中華民國政府與美利堅合眾國政府民用原子能合作協定》，美國以「原子和平用途」政策方針為基礎輸出核子技術，並協助中華民國建造第一座核子反應爐。同年8月12日，中華民國總統蔣中正召開國防會議，決定由籌備復校的國立清華大學負責核能研究，拍板將第一座核子反應爐建造於清華大學校園內。^[3][4]

1956年清大在新竹市復校，起初僅設原子科學研究所。同年與美國阿岡國家實驗室簽約，由該實驗室設計製造一座小型核子反應爐^[5]，然而考量對放射性同位素的製造能力^[6]，在1958年3月改向通用電氣（奇異）子公司通用原子訂購TRIGA反應爐。^[7][2]

1958年5月24日，在時任中華民國副總統陳誠與美國駐中華民國大使莊萊德的共同主持下，位於清華大學校內的反應爐基地於舉辦破土典禮^[8]。5月29日，美國原子能委員會主席路易斯·史特勞斯宣布美國將提供35萬美元的援助支應所需經費^[9]，12月9日建築工程正式展開^[10]。在建造期間，總統蔣中正、菲律賓總統卡洛斯·賈西亞及來自泰國的考察團均曾到清大校內參觀相關設施的建造情形^[11][12][13]。清華大學水池式反應器的裝設工作在1961年2月大抵告成，然而原定於同月落成的整體工程因機件延誤交件而延宕^[14][15]，2月7日，美國原子能委員會正式交付首批500磅由通用原子製造的鈾燃料，並由泛美航空及民航空運公司承運至台灣。^[16]

1961年4月13日20時03分，清華大學水池式反應器首次達到臨界，成為中華民國第一座、亞洲第二座投入使用的核子反應爐^[17]，同年12月2日在行政院副院長王雲五的主持下正式啟用^[18]，1962年10月，達到首次全功率運轉^[1]。清華大學水池式反應器的啟用對於中華民國的核子發展具有極大的意義，落成後總統蔣中正、物理學家袁家騮、吳健雄夫婦等人均曾前往參觀^[19][20]，交通部郵政總局亦於1961年至1962年間發行紀念郵票^[21]。除了研究及實驗用途外，清華大學水池式反應器亦具有放射性同位素的製造能力，可生產18種放射性同位素，除供國內使用外並曾出口至東南亞國家。^[22][23]

清大的原子能科技設備與人員均歸原子科學技術發展中心所轄，該中心原先隸屬於原子科學院原子科學研究所，自1984年從原科所獨立為校級中心，1993年後改屬研究發展處管轄。^[24]

設計建造

清華大學水池式反應器實驗館，又名梅貽琦紀念館

設置於反應器前方的冷卻池（荷塘）兼具環境監測功能

清華大學水池式反應器本體由奇異公司位於美國加利福尼亞州的電力裝備部製造，屬TRIGA系列核子反應爐，初始額定功率為1MW，1998年後提升為2 MW，爐心體積為15x18x25英吋大，位於用以阻絕輻射的10公尺深的水池中，內注有8萬6,000加侖的冷水，周圍以8呎厚的混凝土保護，特點是運轉時可直接觀察到契忍可夫輻射的光輝，建造時採用特殊的冰水降溫工法，以減少混凝土乾燥收縮產生的裂縫。^{[1][25][2][26]}，其土木工程部分由清大校友張昌華建築師設計、大陸工程營造，機械裝置則由中國石油公司、台灣電力公司、臺灣鋁業公司分別派員操作並得到經濟部聯合工業研究所的協助，是臺灣第一次由產官學界合作的成果。^[27]

清華大學水池式反應器的造價約200萬美元，由清華大學藉由庚子賠款孳息、借款及美國政府援助支應^[28]。反應器裝置於為其建造的5層樓高的原子爐實驗館大樓內，大樓建造成本約新台幣1,400萬元，於1963年時改名為「梅貽琦紀念館」以紀念清大在台復校首任校長物理學家梅貽琦。^[25][29]

醫療用途

1992年起清華大學原子科學院與原科中心組成研究團隊，規劃設計改建水池式反應器為可執行硼中子捕獲治療的設施。2001年，國家科學委員會通過清大申請「改建THOR做為BNCT醫療設施」整合型研究計畫。2004年完工，反應器原有之熱中子柱改建成為超熱中子束，並興建中子照射治療室、監控室等配套設施。2010年起與京都大學及台北榮民總醫院合作，展開硼中子捕獲治療的臨床試驗，用以治療頭頸癌、腦癌等癌症患者；2023年6月，衛生福利部頒發「清大中子放射照射系統」醫療器材許可證，使其成為世界上第一個正式投入臨床治療的硼中子捕獲治療設施。^{[30][31][32][33]}

除役計畫

清華大學曾於清華大學水池式反應器啟用屆30年之際計畫將其除役，並投入新台幣8億元新造一座5MW功率的核子反應爐取而代之，然而因反對聲浪過大而作罷，改為更新零件延長儀器壽命。^[34]該反應器於1961年啟用，其運轉執照有效期限為40年（即2001年屆滿），然其已多次延長運轉期限迄今。^[35][36]

參考資料

1. 里程碑. 清華水池式反應器. 國立清華大學. [2023-08-21]. （原始内容存档于2023-08-21）. 
2. 新型核子爐 明年初運台 清華數位研究員將赴美接受訓練. 聯合報. 1958-04-02. 
3. 傅麗玉. 美援時期台灣中等科學教育發展(1951-1965). 科學教育學刊. 2006-01-01, 14 (3): 333–380 [2023-08-22]. doi:10.6173/CJSE.2006.1403.05. （原始内容存档于2023-08-22）. 
4. 台大聘請留美學者 即將回國執教 夜間班課程將按正式編排 我正謀發展原子能研究. 聯合報. 1955-11-05. 
5. 清華研究院九月間招生 將先設核子物理研究所 梅貽琦博士稱：已在美購原子爐，並已約聘專家返國講學. 聯合報. 1956-07-15. 
6. 原子能會議閉幕 中美定今發表聯合聲明 在台發展原子能 已商獲具體決定. 聯合報. 1957-06-14. 
7. 梅貽琦將赴美 洽購原子爐 原子能會等電賀李楊獲獎. 聯合報. 1957-11-02. 
8. 清華物理館落成 原子爐基地破土 陳副總統主持兩典禮 胡適籲改善授生活. 聯合報. 1958-05-26. 
9. 美捐卅五萬元 供我購核子爐. 聯合報. 1958-05-30. 
10. 原子爐到達「臨界」梅貽琦表欣慰 並謝各方協助. 聯合報. 1961-04-14. 
11. 總統昨日蒞新竹 參觀清華原子研究所. 聯合報. 1959-06-15. 
12. 賈西亞總統農村行. 聯合報. 1960-05-04. 
13. 泰國考察團 昨參觀清華原子研究所. 中國時報. 1960-01-31. 
14. 清華原子爐 裝設完成 月底行落成禮. 聯合報. 1961-02-01. 
15. 清華原子爐 落成尚有待 末批機件迄未運到. 聯合報. 1961-02-02. 
16. 五百磅鈾元素 美交與我國 已啟運來台 供清華反應爐使用. 聯合報. 1961-02-09. 
17. 我國第一座原子爐 裝置完成開始發動 台糖中油台電即將用以進行核子研究 並將供遠東友邦科學家利用. 聯合報. 1961-04-14. 
18. 清大核子反應器 昨日正式啟用. 聯合報. 1961-12-03. 
19. 總統昨蒞清華大學 參觀原子爐. 聯合報. 1961-12-28. 
20. 袁家騮吳健雄夫婦 昨在清大講演. 聯合報. 1965-07-23. 
21. 原子爐落成 將發新郵票. 聯合報. 1961-11-21. 
22. 清華大學原子爐 生產八種同位素 被認定合於國際水準 已外銷到東南亞各地. 聯合報. 1964-05-20. 
23. 清華原子爐 清華原子爐 生產十八種放射性同位素 鄭振華（原子能會執行秘書）說﹕我國原子能發電廠明年動工. 經濟日報. 中央通訊社. 1967-11-08. 
24. 歷史沿革. 國立清華大學原子科學院. 原子科學院與原子科學技術發展中心息息相關。原子能科技的主要設備與技術人力均歸原子科學技術發展中心所轄，大型原子能科技設施包括2MW清華水池式反應器、范氏加速器、串級加速器、碘同位素製造設施、30000居里鈷照射場、人員劑量計系統等。原科中心目前有2位博士級研究人員、12位博士級技術人員以及其他技術人員19位。原科中心人力及設施以往歸屬原子科學研究所，自1984年始從原子科學研究所獨立出來，定位為校級編制內中心。 
25. 台灣核子醫學起點 清大設計首座原子爐. 中華民國文化部. [2023-08-20]. （原始内容存档于2023-08-20）. 
26. 李侑珊. 英核能系師生訪清大 見習用反應爐. 中時新聞網. 2023-02-12 [2023-08-20]. （原始内容存档于2023-08-20）. 
27. 新竹清華時期（1956-）. 國立清华大学. 2008 [2016-11-01]. （原始内容存档于2020-11-03） （中文）. 
28. 黃肇珩. 過去十四年中 庚款如何保管與運用. 聯合報. 中央通訊社. 1964-04-04. 
29. 我國第一座原子爐實驗館大樓外觀. 中華民國文化部. [2023-08-20]. （原始内容存档于2023-08-20）. 
30. 劉鴻鳴. 國立清華大學硼中子捕獲治療簡介 (PDF). 輻射防護簡訊. 2016-08-01, (140): 19~25 [2023-08-20]. （原始内容存档 (PDF)于2023-08-21）. 
31. 張君豪. 清大原子爐改建醫療用途 治療頭頸、腦癌. 公共電視台. 2020-02-29 [2023-08-20]. （原始内容存档于2023-08-20）. 
32. 李琦瑋. 癌症患者最後希望！全球唯一以BNCT治腦癌 瑞士名作家赴清大求治. NOWnews今日新聞. 2023-08-16 [2023-08-20]. （原始内容存档于2023-08-20）. 
33. BNCT介紹. 國立清華大學硼中子捕獲治療技術發展中心. 
34. 國內最老的原子爐明年除役 興建新反應器不易 清華水池式反應器明春進行「更新升級延壽計畫」. 聯合報. 2001-06-13. 
35. 清大原子爐 延長廿年獲准. 聯合報. 2001-06-13. 
36. 研究用反應器換照管制. 行政院原子能委員會. [2023-08-20]. （原始内容存档于2023-08-20）.