小型反應爐承擔日益沉重的訓練任務
近畿大學位於大阪府東大阪市的教學用反應爐，熱輸出最高僅 1 瓦，比蠟燭火焰還低。根據校方說法，維持反應爐運作每年約需 2 億日圓，但企業使用費與政府訓練補助合計僅約 600 萬日圓。如今，必須更換鈾燃料的要求，恐將帶來高出許多的開支。
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這是日本目前唯一運轉中的大學反應爐；另一座尚存的設施位於京都大學，目前暫停運作。近畿大學在 2024 會計年度培訓了 250 多名學生。企業也利用這座反應爐進行癌症治療研究，以及與核設施拆除相關的實驗。
日本與美國於 2022 年 9 月承諾，將以低濃縮鈾取代反應爐使用的高濃縮鈾，並將現有燃料送回美國。燃料轉換預計耗資數百億日圓，近畿大學預計須負擔部分費用。
日本在福島第一核電廠事故後多年致力於降低對核能的依賴，如今轉而朝增加核能使用的方向邁進。日本也需要具備安全拆除老舊反應爐能力的人才。然而，文部科學省數據顯示，進入核能相關大學院系與課程就讀的學生，從 1994 會計年度的 579 人減至 2024 會計年度的 177 人。
學生在 0.01 瓦下學到什麼
福井工業大學約 20 名學生 8 月前往近畿大學原子能研究所參加訓練課程。他們觀察控制面板，並練習讓核連鎖反應進入穩定狀態。
讀數達到 0.01 瓦時，一名參與演練的學生宣布結果：
0.01 瓦。我們達到臨界了。
臨界是指每一代核分裂產生足夠的中子，以維持下一代核分裂。在受控反應爐中，操作人員可以讓反應維持在穩定水準。在這裡，學生達到臨界時，反應爐熱輸出僅為最高值的百分之一。
這項演練讓學生將計算與儀器、控制操作及實際的連鎖反應連結起來。熱輸出如此低的反應爐，無須發電也能教導反應爐運轉原理。
近畿大學研究所教授若林源一郎說明訓練的目的：
我希望學生了解核能是什麼，以及如何安全利用核能。
近畿大學的反應爐設施指南指出，控制台設於反應爐室旁的房間，其設計適合學生訓練，可用於啟動、停機與調整功率。
教學用反應爐如何運作
UTR-KINKI 反應爐高約 2 公尺，直徑約 4 公尺。由於輸出極低，常被稱為零功率反應爐。它利用水減慢中子，並以爐心周圍的石墨將部分中子反射回燃料。
速度較慢的中子有助於維持鈾燃料的核分裂。石墨則協助保留反應所需的中子，操作人員可透過控制棒調整反應。近畿大學列出的反應爐功率控制設備包括五個中子偵測器與四根控制棒。
爐心內有 12 個由鈾鋁合金製成的扁平燃料元件，分為兩組，每組六個。這種緊湊配置適合實驗與訓練，不同於商用核電廠所需的大量熱能產生方式。
近畿大學表示，反應爐的殘留伽馬射線活度極低。其屏蔽設計允許反應爐運轉期間進入反應爐室，並在室內進行輻射監測。因此，學生除了學習反應爐物理，也會學習輻射防護：即使在極低功率下，屏蔽、監測與管制進出仍是工作的一部分。
逾六十年的共同使用
近畿大學的研究所沿革指出，UTR-KINKI 是日本第一座民間大學反應爐。其發展歷程從 1960 年研究所成立開始，後續增設的設施則擴大了研究用途。
- 1960 年 4 月：近畿大學成立原子能研究所，推動研究與教育。
- 1960 年 8 月：反應爐設置案獲准。
- 1961 年 11 月 11 日：反應爐首次達到臨界，熱輸出為 0.1 瓦。
- 1974 年 10 月：最高熱輸出提高至 1 瓦。
- 1984 年 1 月：增設小型動物照射、中子照相及擴大垂直照射等設施。
- 2022 年 9 月 27 日：日本與美國宣布承諾轉換反應爐燃料。
中子照相是利用中子檢視物體內部，類似以另一種輻射成像的 X 光影像，可呈現內部結構。照射設施則讓研究人員能在受控條件下以輻射照射樣本。
大阪、神戶、名古屋與九州等大學的學生，也會使用近畿大學的反應爐接受教育與訓練。研究所另為教師與民眾舉辦工作坊和研討會。因此，這座反應爐服務的對象不只限於近畿大學的在校生。
使用繁忙，直接收入卻不多
近畿大學每年運轉反應爐約 130 天，不包括檢查及其他維護時間。除大學課程外，企業使用者也帶來各種專案，從癌症治療相關研究到核設施除役工作的模擬都有。
若林談到排程壓力時說：
（忙到）幾乎沒有休息日。
近畿大學估計，每年維護與保安費用約為 2 億日圓。企業使用費與政府實務訓練補助合計約提供 600 萬日圓，約占所列年度費用的 3%，其餘約 1 億 9,400 萬日圓須由近畿大學以其他收入支應。
這項對比說明，訓練行程滿檔仍可能同時面臨財務壓力。這座反應爐服務多所大學的學生，也支援外部研究，但大部分經常性支出由近畿大學承擔。規模大得多的燃料轉換專案，還將加重這項持續中的財務負擔。
為何必須更換鈾燃料
近畿大學使用的高濃縮鈾最初由美國提供，美方因擔心其可能用於核武而要求運回。濃縮是提高鈾-235占比的過程；鈾-235較容易維持核分裂連鎖反應。低濃縮燃料中的鈾-235占比低於高濃縮燃料。
美國國家核安全管理局（NNSA）與日本文部科學省在2022 年 9 月的公告中說明這項承諾。雙方同意將 UTR-KINKI 改用低濃縮燃料，並將所有高濃縮鈾送回美國。
NNSA 表示，京都大學臨界組件的高濃縮鈾移除後，近畿大學成為日本最後一座使用高濃縮鈾的研究用反應爐。這項協議是更廣泛的減少可用於核武的核材料行動之一。
完成轉換後，現有燃料將安全運送至美國，以稀釋方式轉為低濃縮鈾、採取其他處置方式，或兩者並行。稀釋是將高濃縮材料與含較少鈾-235的鈾混合，以降低其濃度。
時任 NNSA 局長吉爾・赫魯比在簽署儀式上談到雙邊合作時表示：
我們珍視與日本的緊密雙邊關係，並期待在未來幾年宣布完成這項最新承諾。
安全承諾伴隨高額帳單
燃料轉換估計耗資數百億日圓。近畿大學預計須支付部分費用，除了年度營運赤字，還將面臨第二項財務挑戰。更換燃料後，反應爐仍須適用於原有的教學與研究工作。
目前尚未公布確切的燃料轉換完成日期，也未敲定最終費用分攤方式。赫魯比 2022 年的聲明提到將在未來幾年完成，但該公告並未為大學訂出公開的期限。
NNSA 在宣布與近畿大學的協議時，也說明了規模更廣的計畫。2022 年稍早，美國總統喬・拜登與日本首相岸田文雄已宣布，將從日本三座研究反應爐移除逾 30 公斤高濃縮鈾。
當時，NNSA 材料管理與減量辦公室表示，已在全球完成 108 座研究反應爐及醫用同位素生產設施的燃料轉換，或確認其停止運作。該辦公室也表示，已移除或確認處置近 7,275 公斤可用於核武的核材料。
近畿大學面臨的挑戰，正處於安全目標與教育經費的交會點。兩國政府已承諾移除現有燃料，但要持續提供實務訓練，仍有賴大學負擔得起替代燃料方案。
學生減少，訓練場所也減少
日本過去曾在大學設置六座教育用反應爐，如今僅剩兩座，而京都大學的反應爐暫停運作，使近畿大學成為唯一仍在運轉的大學設施。京都大學預計最早於下一個會計年度恢復實務訓練，但未公布具體日期。
文部科學省數據顯示，2024 會計年度核能相關院系與課程的新生為 177 人，1994 會計年度則為 579 人，減少 402 人，降幅約 69%。近期招生人數約為早期數字的 31%。
文部科學省根據《學校基本調查》編製的2015 年學生統計資料顯示，學生人數下滑早於福島核災。文件指出，新生人數在 1992 會計年度達到高峰，之後下降，2007 會計年度起回升，並在 2011 年地震與災害後再度下滑。
同一份文件指出，在校學生總數於 1994 會計年度達到高峰。新生人數計算的是特定年度入學的學生；在校學生總數則包括已就讀一段時間的學生。這兩項指標有助於說明教育人才培育管道的不同面向如何萎縮。
若林警告，能否接觸實際反應爐，可能影響未來專家選擇就讀的地點：
如果教育用反應爐消失，年輕人可能就會選擇出國。
拆除反應爐也需要人才
日本轉向增加核能使用，因而需要了解反應爐運轉與輻射安全的人才。老舊設施也需要專家規劃並執行除役，也就是安全讓電廠退役，並處理其結構與放射性材料的過程。
早稻田大學環境經濟與政策專業教授松岡俊二表示，教育用反應爐的實務經驗，對商用電廠運轉與除役工作都很重要。
松岡也呼籲大學將技術訓練與公共責信結合。他表示，大學需要：
展現反應爐運轉方式的透明度，增進社會對其價值的理解，並培養願意與社會公開交流、積極互動的核能專家。
近畿大學已將這項任務的多個面向匯集在一起：學生學習操作反應爐控制設備、企業測試與設施拆除相關的構想，以及公共教育計畫。經費問題關乎這些活動能否持續，同時還須履行國際承諾更換燃料。
核心問題在於，如何為一座服務對象不限於維護機構本身的設施籌措經費。若林正尋求更多政府支持。年度收入僅能支付約 3% 的維護與保安費用，且即將面臨重大燃料轉換支出，因此這項訴求關乎日常運作，也關乎反應爐更換燃料後能否繼續提供教學。
重點整理
- 近畿大學位於東大阪市的反應爐，是日本唯一仍在運轉的大學反應爐，2024 會計年度培訓了 250 多名學生。
- 年度維護與保安費用約 2 億日圓，企業使用費與政府訓練補助合計約 600 萬日圓。
- 日本與美國於 2022 年 9 月承諾以其他燃料取代高濃縮鈾，並將現有燃料送回美國。
- 燃料轉換估計耗資數百億日圓，近畿大學預計須負擔部分費用。
- 核能相關大學院系與課程的新生人數，從 1994 會計年度的 579 人減至 2024 會計年度的 177 人。
- 這座設施支援反應爐運轉訓練、研究及與除役相關的工作。
