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我們共同的亞洲—低碳無核的未來

活躍星系核_96
・2011/03/17 ・4765字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 597 ・九年級

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報章雜誌上一個個斗大『亞洲核電大躍進!』、『世界核電發展:增長點將集中於亞洲!』,核電復興彷彿蔚為風潮。而台灣的核電複合體更慣於在補上個『日本宣佈將於2030年前增進14座機組,以因應減碳需求』、『南韓大幅投資核電,並將推動技術輸出』的訊息,試圖以亞鄰的『官方』舉動,作為說服台灣民眾揚棄『非核家園』的理想。而此次的非核亞洲論壇,分別從核電與地質條件、核電與氣候變遷以及核廢料等為題,共同思索如何突破核電迷思,迎向真正的永續能源。而本文既欲先簡要梳理亞洲各國目前遇到的核電威脅,進而分析核電與溫室氣體減量之間的四大矛盾,並思考何謂亞洲以及台灣的永續能源情境。

趙家緯,本文發表於「2010年非核亞洲論壇」

亞洲的核能產業鏈

根據統計,目前在東亞以及南亞兩區域,共有台、中、日、韓、印度、巴基斯坦七國擁有總計112座商業規模的核能發電機組,而光日本一國,既有54座機組。而興建中的核電廠則有37座,其中22座位於中國,其更規劃在未來還要再新增35座機組。1而日本政府也於六月宣佈,為達到減碳目標,將於2030年前增建14座核電機組。2連原本未具擁有核電廠的越南與泰國,也分別規劃各興建兩座機組。而依據國際能源總署推估,若要達到2050年時,將二氧化碳減半的目標,則全世界的核能發電數量,在未來四十年內,應增加至今日的3.2倍,絕大多數的成長均在亞洲。3

以上這些數據,均是各國的核電複合體,朗朗上口的宣傳詞,亦欲藉此架構起核電復興的浪潮。卻無視IPCC與國際科學院理事會(InterAcademy Council)4,指出『安全』、『核廢』、『大眾接受度』、『核武擴散』等因素,是核電作為低碳能源選項的最大限制。上述四點均是著重於核電的副作用,但實際上,發展核電跟削減溫室氣體排放,有以下四大根本上的矛盾:『核能並非無碳能源』、『減碳成本太高、成效太少』、『鈾礦的稀少性與高污染性』、『排擠真正的能源革命』。

核能並非無碳能源

核電擁護者均強調:『核能發電因其於發電過程中,不直接排放出溫室氣體以及空氣污染物,被視為若與火力電廠相較,其環境外部性較低。』但整個核電的能源鏈,從鈾礦提煉、硬體建設到廢棄物處理,均會排放出溫室氣體。新加坡大學的Sovacool教授(2008)彙整了國際上103項關於核能生命週期的溫室氣體排放量之研究,其依據研究時間、方法以及資料透明度篩選出19項可信度較高的研究,統計分析後顯示其核電的整體生命週期溫室氣體排放量為1.4 g CO2e/kWh至 288 g CO2e/kWh,平均值為66 g CO2e/kWh,核燃料提電端既佔了38%。若僅保守以平均值與其他再生能源相比較,其顯著屬於高碳能源。5

此外,史丹佛大學Jacobsen教授(2009)亦指出,除考量整個生命週期的溫室氣體排放量外,若將興建核能的機會成本以及恐怖份子所造成的安全風險納入考量時,則其碳排放量攤分後,核電的溫室氣體排放量將達到68g CO2e/kWh至180g CO2e/kWh,排放量為其他再生能源三倍以上。6

減碳成本太高、成效太少

依據美國著名能源專家羅文斯(Amory Lovins)的估算,核電的成本已達每度電14美分(近五塊台幣),高於其他電力型態。而若以減碳的經濟性來評估,若以燃煤發電廠為基準,以核電取代燃煤發電機組時,一塊錢僅能減少約8公斤的二氧化碳排放,而其他再生能源、汽電共生以及能源效率提升的效果,多達其1.5至11倍。7

以台灣為例,核四的興建預算既需高達2700億以上,提供2700MW的裝置容量,若以其替代傳統火力,溫室氣體削減量約為1700萬公噸。但另一方面,依再生能源發展條例估算,約需花1700億的補助,既可達成6500MW的裝置容量,若以其替代傳統火力,溫室氣體削減量則可達1900萬公噸。若計算單位成本的減碳量,再生能源可高達為核四的1.8倍。

若就全球尺度進行分析,依照IEA的減量情境,若要於2050年時,達成穩定大氣中二氧化碳濃度的濃度在450ppm時,核能預估能貢獻的減碳量僅為6%,還低於發電效率的提昇(7%)。此外,若要達成IEA所指稱的核能減碳貢獻量達6%,其核能機組的發電量,需於2030年時達到5.200 TWh(兆瓦-小時),亦既全球每個月需有一部新的核能機組加入營運。8

此外根據普林斯頓大學Pacala與Socolow教授的研究(2004),其指出若欲在二○五○年時將大氣中的CO2濃度維持在工業革命前的兩倍時,則全球在未來五十年內,需減少250億噸的二氧化碳排放量。然而根據其估算,既使全世界的核能發電量增加三倍,將能貢獻10億噸二氧化碳的削減量,但在此同時運輸系統的改善的削減量為核能的四倍,能源效率的提昇為核能的三倍,而種樹造林等的減量效果也為其兩倍。9因此若寄望核電作為溫室氣體減量的壓箱法寶,無疑是個不切實際的想像。

鈾礦的稀少性與高污染性

『核電是能源匱乏的解藥』,這是句核電的擁護者常掛口上的宣傳詞語,然而其卻不願正式核能發電所需的鈾礦,同樣也面臨匱乏的危機。瑞士蘇黎世理工學院的Dittmar博士去年在arXiv線上期刊上發表的<<核能的未來:事實與虛構>> (The Future of Nuclear Energy: Facts and Fiction)一文中,既指出『最快在2013年時,全球既會面臨鈾礦枯竭的危機。』10而德國的能源監察小組於2006年的報告中,也同樣指出2020年後鈾礦供給亦會出現匱乏的情形。11既使是推廣核能不遺餘力的國際原子能總署,根據其2007年出版的鈾礦紅皮書12,全球確知鈾礦蘊藏量為330萬公噸,而當前全球每年核能發電所需的鈾礦量為6萬5千公噸。因此在總裝置容量不增加下,既有的鈾礦蘊藏量,也將在50年使用耗竭。在鈾礦將比石油更早面臨耗竭的狀況下,擴張核電因應能源匱乏,毋寧是自掘墳墓。

然而鈾礦除了面臨資源稀少的問題以外,其開採過程,更衍生極為龐大的環境代價。如今年一月時,法國的核電公司AREVA既坦承其於尼日的鈾礦開採過程中,造成了當地的輻射污染。13而在巴西的Bahia省的鈾礦產地附近,其發現其居民的飲用水的鈾濃度,超過WHO標準的七倍。14鑑於鈾礦開採過程中的種種問題,曾於1985年獲得諾貝爾和平獎的國際防止核戰爭醫生組織(International Physicians for the Prevention of Nuclear War,IPPNW)於今年八月舉辦的大會上,更通過呼籲全球停止鈾礦開採的決議文。15

相較於國際社群,台灣於爭辯核電是否可作為減碳選項時,卻未能關注焦點延伸至前端核燃料提煉與鈾礦開採過程的衝擊。若依據國際相關資料庫推估,台灣目前運作中的六座核電機組,每年所需要的核燃料量為116公噸16,相當於原料鈾需求量為984公噸。而為了供應此116公噸的核燃料,從鈾礦開採、濃縮、轉化等過程中,共排放出約120萬公噸的溫室氣體,而此過程直接與間接排放的污染物質,包括重金屬、粒狀污染物以及輻射物質等,約使1000人損失一年的壽命。在資源方面,則消耗944萬立方公尺的水,金屬礦物的額外開採成本為920萬美金,化石燃料的額外開採成本為更高達44億美金。

在上述一整串的數字之外,從以下兩件事情更可看出台灣核能發電在他國所衍生的環境代價。根據澳洲獨立週刊今年五月的報導,全球最大礦商必和必拓(BHP Billiton)任憑其旗下於奧林匹克壩鈾礦區的礦工,暴露於極高的輻射風險之下。且根據調查,該公司在接獲內部通報後,還涉嫌竄改監測資料。17而去年七月時,澳洲政府委託學者進行的調查則發現鄰近知名的卡卡度(Kakadu)國家公園的朗奇鈾礦區(Ranger uranium mine),每天非法滲漏高達10萬公升的廢水至園區之中。18

而位於亞太地區的澳洲、哈薩克以及烏茲別克三國的鈾礦產量,佔全球的45%以上。3而各跨國礦業亦虎視眈眈看著蒙古的鈾礦蘊藏。因此,若能落實非核亞洲的理念,不僅只是確保免於核災的威脅,更是協助上述各國坐落於潛在礦脈周遭的民眾,保住其賴以維生的家園以及珍貴生態。

排擠真正的能源革命

諸多支持核電作為減碳工具的人士,均持『核電可以作為火力發電與再生能源之間過渡選項』的看法,但此論點顯然與核電業者的見解不同。法國核能公司EDF的執行長Carlo de Riva受訪時曾表示:『若提供再生能源誘因,將會替代碳交易市場的所提供的減碳誘因,因此使碳變得便宜,導致核能無法發展。』19顯見核電與再生能源發展有其互斥性。

根據荷蘭的社會與經濟諮詢委員會的『核能與永續能源願景』(Nuclear Energy and Sustainable Energy Provision)報告,其指出核能對其他再生能源的排擠效應20。而綠色和平亦指出,依據芬蘭的經驗,其2000年時,開始進行新的核電廠的設置計畫後,小型汽電共生設備的發展,相較於2000年前的急速增加,反而在此之後,呈現持平與負成長情形。21由此上資料可知,核電廠與分散式電力系統均有高度排擠作用。

而由美國佛蒙特法學院的資深研究員Mark Cooper於今年九月所發表<<核電的政策挑戰:成本高漲與替代方案排擠>>(Policy Challenges of Nuclear Reactor Construction: Cost Escalation and Crowding Out),該分析結果指出法國在能源效率提昇以及再生能源發展上的成效,遠不及其他條件類似的歐洲國家。而在美國境內,未尋求新增核電廠的州,在再生能源佔比上是對照組的十倍,而在能源節約成效上,亦達到三倍之多。22

此外,在氣候危機與金融危機夾擊之時,如何推動綠色新政(Green New Deal),建構綠色經濟,被視為一重要國家發展方向。但根據WWF委託著名顧問公司Ecofys所進行的綠色新政評分卡23,其指出最佳的綠色新政,應是推動建築物效率提昇、再生能源收購價格等。而會妨礙綠色新政推展的政策則包括對煤礦開採的補貼、對能源密集產業的優惠待遇、核電的補貼、私人運具以及航空公司的補貼、缺乏整合性的水資源管理政策。而該報告中指出對核電的補貼,將排擠其他再生能源投資,更強調核電的獲益,多是集中於少數大公司之手,無助達成綠色新政中同時處理環境問題以及貧富差距的理想。

上述各項研究成果,均再次印證所擁抱核電,將會扭曲與阻礙真正能源革命的達成。

推動非核低碳社會,落實世界公民責任

國際能源總署(IEA)以及APEC均以亞洲將是用電量成長最快的地區,故在兼顧用電增長與減碳下,需將大幅增加核電機組。但實際上,根據綠色和平(Greenpeace)委託德國太空中心系統分析與技術評估室所提出的<<能源革命:世界永續能源展望>>(Energy [R]evolution – a sustainable world energy outlook)此報告。不論是日、韓,或是中、印以及其他發展中的亞洲地區,均可藉由每年提昇能源效率1.7%以及再生能源的發展,達到非核且可控制全球增溫在兩度以下的永續能源結構。24

而反觀台灣,在強調願意肩負世界公民責任,削減溫室氣體排放量之時,卻選擇推動核電機組的延役與新增,不僅將衍生其他國家更龐大的環境代價,更阻礙能源效率提昇與再生能源發展。而實際上,台灣目前的用電量中,有高達近五成的用電,都是為了生產耗能產品出口所需。因此,若台灣能推動產業轉型以及能源效率提昇,使2025年時,全台總用電量維持2009年相同。則只需落實當前保守的再生能源推展目標(於2025年時達到9000MW)以及選擇以天然氣發電替代傳統火力。則無須借重核能發電,台灣既有達到2025年時,將溫室氣體排放量削減至2000年的可能性,達到真正的非核低碳社會。但倘若整個社會,決定受縛於核電複合體以及耗能產業的GDP魔咒,捨棄系統性的改變,則永無邁向綠色經濟的契機。

參考文獻:
1. Asia’s Nuclear Energy Growth.
2. Japan Can Seek Deeper Cuts In CO2 By 2030.
3. IEA, 2010, Technology Roadmaps-Nuclear Energy.
4. InterAcademy Council, 2007, Lighting the Way: Toward a Sustainable Energy Future.
5. Sovacool, B., 2008. Valuing the Greenhouse Gas Emissions from Nuclear Power: A Critical Survey, Energy Policy 36 (8) , 2940-2953.
6. Jacobson, M., 2009, Review of solutions to global warming, air pollution, and energy security, Energy Environ. Sci., 2, 148–173
7. Lovins, A., and Sheikh, I. 2008. The Nuclear Illusion. White Paper, Rocky Mountain Institute.
8. IEA, 2008, World Energy Outlook 2008. OECD
9.Pacala, S. and Socolow, R.,2004. Stabilization Wedges: Solving the Climate Problem for the Next 50 Years with Current Technologies, Science 305, 968-972
10. Dittmar M., 2009, The Future of Nuclear Energy: Facts and Fiction, arXiv:0908.0627
11. Energy Watch Group, 2006.Uranium Resources and Nuclear Energy , EWG-Paper No 1/06
12. Nuclear Energy Agency, 2008. Uranium 2007 :Resources, Production and Demand. OECD publishing.
13. Greenpeace,2010. Left in the dust :AREVA’s radioactive legacy in the desert towns of Niger.
14. Drinking water contaminated around Brazil’s Caetité uranium mine.
15. International physicians group calls for ban on uranium mining.
16. 台灣電力公司, 2009台灣電力公司永續報告書
17. Roxby’s radioactive risk.
18. Australian uranium mine leaking.
19. EEA Executive Director, Professor Jacqueline McGlade’s speech at the Copenhagen University. [1 April 2008]
20. Social and Economic Council, 2008, Nuclear Energy and Sustainable Energy Provision.
21. Greenpeace, 2008, Nuclear power – Undermining climate protection.
22. Cooper, M., 2010, Policy Challenges of Nuclear Reactor Construction: Cost Escalation and Crowding Out. Institute for Energy and the Environment. Vermont Law Center.
23. Höhne et al, 2009, Scorecards on best and worst policies for a green new deal, commissioned by WWF and E3G.
24. Teske et al, 2010. Energy [R]evolution: A Sustainable World Energy Outlook, Published by Greenpeace International and EREC. GPI reference number JN 330.

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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世代正義下的最終選擇——人們真能理解選擇背後的代價嗎?
研之有物│中央研究院_96
・2022/11/20 ・3769字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

你願意當未來世代的守護者嗎?

如何維護世代正義,正逐漸受到世界各國的矚目。臺灣也不例外,過去幾年,我們面臨核能去留、藻礁保育、淨零轉型、18 歲公民權等關乎未來環境與國家發展的議題。要不要守護未來世代?多數人都會說要!但如果守護的代價必須犧牲部分利益呢?中央研究院「研之有物」專訪院內政治學研究所冷則剛研究員、淡江大學公共行政學系黃寄倫副教授,從多國設立未來委員會與相關制度的經驗,分析世代正義的政策意涵,更為臺灣找出化解問題癥結的關鍵。

「世代正義」是什麼?

誰是世代正義要守護的未來世代?
圖|iStock

什麼是「世代正義」?世界環境與發展委員會(WCED)於 1987 年發布的《布蘭特報告》(Brundtland Report)中,有關永續發展的定義即提出對世代正義的關懷:

人類的發展能夠滿足當代的需求,且不致危及後代子孫滿足其需求的能力。

換而言之,世代正義要守護的未來世代,主要是尚未出生的未來人類。中研院政治所研究員冷則剛指出關鍵的衝突點。由於未來世代尚不存在,很難為沒有主體的群體主張權利。然而未來世代的命運會受到當代人群的影響,是不爭的事實,因此多數國家就此主張:我們有守護後代子孫永續長存的義務。

冷則剛進一步指出,如果我們用廣義的角度來看,或許將已出生、但還不具備公民權的兒少也納入未來世代,是較能說服人們的說法。

以核能去留問題為例,我們可從中體會現今政策對未來世代的深遠影響。核能發電帶來穩定的電力、低廉的電價,卻也產生核廢料處置及核電廠工程風險評估問題,成為未來世代需一肩扛起的重擔。但是未來世代無法為自己表達意見,有賴當代公民為其做出適當的選擇。

淡江大學公行系副教授黃寄倫表示,世代正義是放諸多國皆有的問題,因民主制度本身與世代權益存在根本矛盾。當代人群對於保護未來世代的「誘因」不足,雖然守護未來世代在道德上很合理,但政治人物會為了「選票」而優先處理當前問題,形成為人詬病的政治短視缺陷。

那麼,我們能否設計出因應此缺陷的監督機制?來看看其他國家如何在體制內設計守護未來世代的機制。

未來世代的守護者——各國的選擇

聯合國環境與發展會議(UNCED)早在 1992 年就提出「未來世代監察員」(Ombudsperson for future generations)與「未來世代守護者」(Guardian for future generations)的運作架構,用來監督會影響未來世代福祉的政策制定、決策及執行狀況。接著,開始有國家在體制內設立「未來委員會」(Future commission),針對相關議題提供充分且易懂的資訊,並改善民眾與政府的溝通管道,讓大眾在做決策時有參考依據。

未來世代守護者的運作架構
圖|研之有物(資料來源|Göpel, 2010)

在設立未來委員會的國家當中,芬蘭、以色列是較為先進的代表,而鄰近臺灣的日本、韓國雖未設立未來委員會,但在國家政策中已開始關心未來世代的權益。

● 芬蘭未來委員會:跨部會的諮詢智庫

芬蘭議會從 1993 年開始運作未來委員會,由 17 名議員組成諮詢智庫,主要職責為與政府部門溝通協商會影響未來世代的政策,包含:能源發展、人口變遷、基因改造作物、資訊科技對高齡者影響等政策。此外,委員會需研擬新政府 4 年任期內的「未來遠景報告」,針對未來經濟、社會、科技發展策略提出建言,檢視與分析各項政策的合理性與正當性。

 以色列未來委員會:擁有審議權的監督機關

以色列則在 2001 年成立未來委員會,每 5 年為一屆委員會的運作週期,關注自然資源、教育、健康、科技等政策。特別的是,委員會不只是提供諮詢服務的智庫,還能提出法案、調查或調解爭議案件,對於立法者更擁有議案否決權。不過,以色列政府在 2011 年宣布,因經費因素,決議終止委員會的任務。此一委員會短短 10 年即走入歷史。

● 日本的做法:世代正義納入法律保障

日本並未設立未來委員會,而是將未來世代的權益納入法律保障。日本憲法明確規定:「憲法所保障的人民基本人權,應是賦予人民與『未來世代』擁有永恆且不可侵犯的權利。」2015 年,日本政府更通過《國民投票法》修正案,將投票年齡從 20 歲下修至 18 歲,賦予更多年輕世代參與公共事務、謀取未來福祉的權利。

各國世代正義監督機制的共通點為:在功能上,多是跨領域的智庫,形成超越黨派、跨部會的協商平台;在組織上,多在國會中設立,能監督政府施政、與社會大眾溝通。

臺灣的政黨鬥爭:核能公投帶給我們的反思

在討論臺灣如何守護世代正義之前,我們先來釐清臺灣的政治現況。從核四公投即可發現,政黨之爭是導致未來政策懸宕不前的原因之一。各陣營通常只從對自己有利的角度來闡釋意見,最後演變成訴諸政治意識形態的衝突。事實上,擁核或廢核各有其立論基礎,關鍵在政府應該去創造一個讓人民能理性討論的空間,充分了解選擇或放棄核能的優缺點為何?要付出什麼代價?

以南韓的核電廠公民審議為例,時任總統的文在寅於 2017 年上任後,原先承諾停建的核電廠新古里 5、6 號機組,因工程只進行三成就花費高達 1.6 兆韓元(新臺幣約 367 億),決定推動公民審議,交由全民決議是否停建核電廠。在三個月內,南韓政府在全國進行隨機電訪,最終抽出 500 位公民代表,並經歷數場諮詢委員會、公開座談會、電視討論會,以及公民代表與未來世代(高中生)的討論會等。最後,進行三天兩夜的最終綜合討論會,得出公民審議結果。

在充分討論後,最終有 59.5% 公民代表決議恢復核能機組的建設計畫,但也有 5 成民眾希望逐步降低核能發電比例。因此南韓政府決定續建核電廠,也強調未來會朝階段性減核目標邁進,並提出能源轉型路徑。

南韓沒有公投法,只能由政府發起公民審議。反觀臺灣,我們有發起公投的機制,但理性且務實地決議未來政策卻相對不足。冷則剛認為,臺灣的公投問題出在科學論述不足,優缺點未正反並陳,政黨之爭模糊了議案焦點。他提出質疑,難道年輕人真的都反核嗎?高齡者真的都擁核嗎?不同世代的意見應該是多元並進,而不是彼此敵視。如何從立場爭執、世代衝突,轉而共同為未來發展理性討論?是臺灣社會需反思的課題。

2021 年 12 月 18 日,臺灣舉辦核四商轉公投,因有效同意票未達投票權人總額四分之一以上,結果為不通過。
圖|Wikimedia

納入兒少意見:18歲青少年的公民權

如果將 18 歲以下、未取得公民權的兒少視為廣義的未來世代,怎麼在公民表決時納入兒少意見,成為少子化時代下尊重未來主人翁、落實世代正義的關鍵。目前已有多國選擇下修公民投票年齡,讓更多年輕世代參與公共事務。

在亞洲國家中,日本在 2015 年通過《國民投票法》修正案,南韓也在 2020 年依據《公職選舉法》,紛紛將投票年齡下修到 18 歲。尼加拉瓜、奧地利、曼島等部分國家甚至將投票年齡下修到 16 歲。

臺灣在行政院與各縣市設有青年諮詢委員會,但都著重在意見諮詢,決策上並無強制力。直到 2022 年 3 月 25 日,立法院才通過 18 歲公民權修憲案,明定國民年滿 18 歲者,有依法選舉、罷免、創制、複決及參加公民投票之權。此案將在同年 11 月 26 日舉行公民複決,這也是我國史上首次交付公民複決的修憲案。

對於下修公民權年齡,冷則剛舉雙手贊成,青少年也是廣義的未來世代,他們的想法應該被重視,而這也是臺灣處理世代問題的具體展現。黃寄倫則認為這是一個很好的契機,可以將世代正義的理念推廣出去,讓政治人物嗅到民意的新風向,進而提出更多有益世代正義的政策。

臺灣青年民主協會等民間團體 2022 年 3 月 23 日在立法院召開記者會,呼籲朝野各黨放下歧見,一同走入議場投下 18 歲公民權修憲同意票。
圖|中央社記者郭日曉攝影

台灣的未來:公民意識的覺醒

面對世代正義問題,借鏡國外經驗,臺灣還可以怎麼做?冷則剛、黃寄倫建議在立法院內成立「世代正義與永續發展委員會」,其最重要的功能是,喚醒全民與執政者守護未來世代的意識,進而監督與協調各部會的施政,撰寫白皮書建議長遠的政策方向。同時,成立與人民共享的資訊傳遞平台,交流並觸發更多有建設性的想法。

世代正義議題不是未來式,而是當務之急,有賴觀念、文化與制度的相互配合。冷則剛認為,在實踐世代正義之前,必須先培養三項民主素養:

公民意識覺醒、科學理性討論、世代之間共學

如果公民沒有意識到問題癥結,也沒有多元且充足的參考資訊,可能會被政治力量影響判斷,演變成世代之間的意識形態衝突。世代之間如何相互學習、尊重、攜手守護未來世代?我們還有一段路要走。

世代正義啟發我們反思:世代之間如何相互學習、尊重、攜手守護未來世代。
圖|Unsplash
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核物理學家看核能議題:理性判斷、不要盲目──《林清凉回憶錄》
天下文化_96
・2022/06/05 ・2075字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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  • 作者/歐柏昇
    原載國立臺灣大學物理學系《時空》雜誌34期「物理人如『核』面對社會議題?」
  • 編者/陳丕燊

正當我們苦惱著核能議題的訪問對象時,忽然靈光一閃,想到近在咫尺之處,系館四樓的會客室旁,就有一位核物理專家。那就是經常深夜還在系館工作的退休教授林清凉。

教授聽到我要訪問關於核能的問題時,即大呼我問對人了。環視教授的辦公室,整齊堆放的書籍、手寫的字帖之間,牆上則張貼著一幅原子衰變圖,保存著二十世紀物理光輝的風範。

身為核物理學家,林清凉教授對於核能的社會議題感觸相當深刻,說得慷慨激昂。當外界眾人議論紛紛的時候,教授很清楚地告訴我們:「物理系學生應該瞭解什麼是核能!」教授不斷強調,我們學物理的,具有一些關於原子核、E = mc2 的基本知識,並懂得理性判斷,講話不要盲目跟著別人。

面對核能議題,眾人議論紛紛之時,更應該理性地判斷。圖/envato

核物理與核能技術的發展背景

林清凉教授向我們介紹,量子力學在1928年就差不多定案了,開始應用到各個領域。以原子核物理來說,在1935年到1938年完成核分裂的理論。從1938 年到現在,技術已經發展得很成熟,而且可以控制得很好。關於詳細的發展史,可參考林清凉教授著作的《近代物理II》

所謂的「核分裂」,是原子核 (nucleus) 的分裂。新聞中經常寫錯為核子 (nucleon) 的分裂,但事實上核子是不會分裂的。核分裂最令人擔心的是放射 (emission) ,尤其是屬於強子、不帶電的中子 (neutron) ,碰到東西就會把它的「質」改變。(教授補充說明,放射帶有靜止質量,不同於「輻射」。)

林清凉:《近代物理II—原子核物理學簡介、基本粒子物理學簡介》,臺北市: 五南圖書出版,2010年。
(引自國立臺灣大學物理學系《時空》雜誌34期)

【核能發電】根據林清凉教授的著作,原子能的利用,要符合兩項條件:「能連續地產生能量」、「能依所需而有效地取出能量」。要達到以上條件,必須能有效控制核分裂的連鎖反應。由於入射中子能En 與捕獲中子的截面積 \( \sigma \)有此關係式:

\begin{equation} \sigma =\frac{1}{\sqrt{En}}\end{equation}

且截面積愈大則核分裂概率愈高,所以把快速中子減速為熱中子是重要的課題。一般原子爐的冷卻系統使用水,一面減速中子,一面吸收熱能拿去發電。此外,為維持穩定的連鎖反應,利用棒狀的鎘吸收多餘的中子。因此原子爐有兩大機能:「有控制中子數能力」、「能迅速運走核反應時產生的龐大能量」。核能發電裝置的冷卻系統將熱能運到爐外來旋轉發電機渦輪。

核能的非和平與和平用途

林清凉教授要我們釐清核能的用途。目前使用的核分裂,如果用在非和平用途,拿來打仗,就是製作原子彈。二次大戰之後,愛因斯坦為首的一些物理學家,呼籲將核能轉為和平用途。

針對核能的和平與否,教授批判美國的立場:「你不准別人製造原子彈,怎麼會指使日本人這麼做?」她質疑日本三一一大地震核災的實情:「你大概沒有注意到日本大地震之後,美國軍艦馬上送來重水,我是研究原子核的,看到這個馬上就疑問—這是在製造原子炸彈嗎?」她說,果然有一本書提到這件事。

核能的和平用途則造福了人類的生活,那就是核能發電。因為能量是守恆的,可將核分裂的能量轉為電能。它很便宜,現在也可以控制得很好,所以很多國家都在使用。核能發電最厲害的是法國,法國有75%的電力都來自核能,「那他們國家為什麼老百姓不會吵?也沒有發生核能發電廠引起的害?」

法國電力供應分布。 圖/wikipedia
臺灣電力供應分布。 圖/wikipedia

核能發電完善運作的三個要點

林清凉教授認為,一個國家核能發電的完善運作,必須有三件事情配合:

  • 第一,按照專業方法來蓋核電廠。核能發電廠的技術相當成熟,而關鍵在於人們是否按照這些規範去做。
  • 第二,選擇安全的地點。選的地點是不是好的地帶、地震地帶?就算在地震帶附近,有沒有比較好的地方?沒有斷層經過的地方?
  • 第三,給予專業人才充分的待遇。必須給他們足夠高的薪水,讓他們沒有後顧之憂,保障他們生活沒有顧慮,他們才能專心守護我們的核電廠。

——本文摘自《不廢江河萬古流:林清凉回憶錄》,2022 年 4 月,天下文化

天下文化_96
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