核廢料放我家？高階核廢料的危險性與處理方式

• 文 / 謝蓓宜（環境法律人協會代理祕書長）

2021/12/17 公告：文章經讀者提醒，在註記*處做了文字的調整，以及新增相關資訊的編按。

在重啟核四公投論戰中，屢屢能聽見「核廢料要放你家還是我家」的論點，不管是放誰家，首先要知道的是核廢料到底是怎麼處理，有幾個階段，為何反對核能者說核廢料無法處理？他們談的是什麼？如果核廢料真的好處理，全世界為何迄今沒有一座高階核廢料處置設施正式運轉？

本文主要聚焦在高階核廢料的處置，也就是使用過的核燃料棒，一般來說，高階核廢料處理的方式可以分為短程、中程、長程三種階段。

短程採取濕式貯存的形式

用過燃料棒退出爐心後，雖然已經停止鈾連鎖反應，但是衰變過程仍會讓燃料棒持續發熱，因此必須放在核電廠中的燃料池，將用過燃料棒沈入深水池，進行循環冷卻，利用水來隔絕輻射，但燃料池一旦喪失冷卻功能，用過燃料棒溫度上升，水分蒸發，就可能引發氫爆。因此濕式貯存的處理方式，較乾式儲存風險高*。

2022/1/28 編按：濕式貯存的廢棄燃料棒是從反應爐剛拿出來的，會在衰變成穩定元素前持續放出熱量，但也只有一開始會產生大量的熱，後續較為穩定後其產生的熱量會迅速下降。

• 更多詳細訊息請參考：第二十八章.燃料池冷卻與淨化系統

一般而言，放在燃料池中的用過燃料棒放置十年左右就可以取出，放入中期的乾式貯存設施存放。然而台灣三座核電廠（核一、核二、核三）目前用過燃料棒都還放在核電廠的燃料池中，因為中期乾式貯存設施迄今無法啟用，也就造成燃料棒無法取出燃料池，存放至今時間長達數十年。

中程採用乾式貯存形式

中程是採用空氣對流自然降溫的乾式貯存方式。國際上乾式貯存設施，主要有水泥護箱跟金屬護箱兩種，各有優缺點。台灣因地區特徵，採取的是水泥護箱*，先將用過燃料棒裝入密封鋼桶中，完整焊接後，再裝入水泥護箱中，利用護箱的通風口使空氣對流，讓內部的用過核燃料降溫，由於是採取自然降溫的形式，是比濕式貯存更加安全的手段，依照《放射性物料管理法》規範，運轉執照是 40 年。

無論是核一或核二廠，台電原始的規劃都是採用露天的乾式貯存設施，於核電廠區範圍內，找到一塊空地，集中式放置乾式貯存護箱，但核一廠乾式貯存設施尚未取得新北市政府的水土保持執照，核二廠乾貯設施則未能通過新北市環保局核准通過「營建工地逕流廢水污染削減計畫」，迄今都未能啟用。

• 更多詳細訊息請參考：用過核子燃料乾式貯存 – 環境資訊 – 資訊揭露 – 台灣電力股份有限公司

北海岸民間則對於露天乾式貯存的形式，抱持對安全性存疑的態度。以核一廠為例，一期露天乾式貯存設施雖然已經興建完畢，卻遲遲沒有取得新北市政府發給水土保持計畫的許可，無法啟用。2017 年 6 月 2 日，北海岸地區下了一陣豪大雨，造成西側山坡土石滑落，核一廠 2 號機輸電電塔倒塌，造成核一廠 2 號機停機。在這起事件中，核一廠一期露天乾式貯存設施後方土坡也坍塌，幸而坍塌範圍不大，沒有砸到乾式貯存設施，但坍塌地點卻也突顯了既有選址難以使人安心的狀況。

2022/1/28 編按：依據農委會水土保持局 94 年 3 月全國現地調查後所公布的資料，顯示核一廠旁的乾華溪上游若發生土石流，其土石流潛勢溪流堆積段與進入核一廠的範圍之間，約有五公里的距離，在不考慮上游不當開發的情況下，一般來說是不會掩埋核一廠。

台電為了回應民間的擔憂，在核電廠除役的規劃中，已經把核一、核二、核三電廠的乾式貯存設施都調整為室內的形式，不過礙於室內形式的乾式貯存設施計畫必須重新發包採購，目前都還沒有具體進度，必須要等到進入除役之後，才能陸續興建，也就延宕將用過燃料棒移出燃料池的時間，特別是核一廠，已經成為全球僅有的進入除役後，爐心仍有燃料棒的核電廠。

回到核廢料的處置，目前檯面上的論戰，都忽略了核廢料的最終處置手段，是以中期乾式貯存設施的處置為焦點。其實不論核廢料是放誰家，大家要記得，現行的法規是以 40 年為標準來計算貯存的年限。假使你今年 20 歲，就是到了 60 歲，你才會和高階核廢料（暫時）說掰掰，絕對不是一兩年的衡量尺度。

放射性核種根據種類的不同，半衰期差異十分巨大，短則幾百年，長則多達百萬年。中期的乾式貯存設施運轉執照僅有 40 年，儘管可以延長，但以百萬年為計的核廢料處置措施，顯然不是人類文明能夠處理的時光，因此科學家想出了深層地質處置的方式，做為核廢料最終的處置方式——如果可以，就讓我們把核廢料丟在地底之下，永遠遺忘它。

2022/1/28 編按：最終處置並非是把核廢料放置在某個地方讓他自生自滅，還是會持續監控的。另外，最終處置並非只有深層地質處置或坑道處理，核燃料再處理技術也是可能的方向。

深層地質處置並不是直接找一塊山洞，把核廢料通通丟進去就好。國際上普遍採用的作法是必須找到一塊地質足夠穩定，預計未來百萬年間都不會發生地震、沒有地下水流通過的地質條件，將核廢料埋到約 300 到 1000 公尺深的地底深處，搭配工程障壁與與天然障壁所組成的「多重障壁」，將核廢料層層包裹。

但即便如此，既有的工程手段也沒有辦法保障一百萬年之後，這些障壁仍然完好如初，因此多重障壁的概念其實是以圍阻、延緩放射性核種釋出為核心，延長放射性核種抵達生態圈的時間，至少在其抵達人類生活領域時，已經降到對人體傷害無虞的程度*。

原能會訂定的〈高放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則〉則明示了處理高階核廢料的基礎條件，其中第 4 條、第 5 條就詳述必須遠離的地區：如第 4 條明訂高階核廢料最終處置設施不得位於以下地區：有活動斷層、地球化學條件不利於穩定貯存的區域、具有地下水文條件的區域、高人口密度的區域、依法不得開發的區域；第 5 條則指出應避免位於有山崩地陷與火山活動之虞區域、地質構造可能有明顯變化、水文條件易改變區域、處置母岩明顯劣化區域、地殼具明顯上升或侵蝕趨勢者，將這些條件一一羅列，不免讓人懷疑，台灣真的找得到能夠放置高階核廢料的地區嗎？

2022/1/28 編按：從 2005 年開始，台灣就一直在尋找適合的最終處置場所，目前第一階段「潛在處置母岩特性調查與評估」已經完成，調查結果如下：

• 花崗岩：除位於臺灣東南部地熱區的大崙花崗岩體外，其餘花崗岩體至今均未發現決定性不利條件。
• 中生代基盤岩：因其岩石物理特性應屬低滲透、低孔隙率，是良好之封阻層，故可作為臺灣地質處置調查考量對象。
• 泥岩因斷層構造多，且具油氣開發潛能，故不適合。

目前台灣正在進行第二階段的「候選場址評選與核定」，預計 2028 年會有結果。

2021/12/16 編按：雖然目前世界上並沒有已經運轉的核燃料永久處置場，但芬蘭安克羅（Eurajoki）的核燃料永久處置場「Onkalo」，預計將在2024年正式啟用。

「Onkalo」所在的岩層，有 18 億年沒有動過。該處置場從 1983 年開始尋址，於 2000 年選定目前「Onkalo」的所在位置進行規劃與研究，並於 2004 年開始興建，2015 年取得核燃料永久處置場的建築許可。

核廢料可以放我家，嗎？

部分擁核者為了提高民眾對核能的支持度，往往把核廢料的危害以誇大的論述降到最低，特別是高談闊論闡述「核廢料可以放我家」的人，根本沒有好好評估過核廢料的危險性，如果是以中期處置為單位，雖然是可以放置在地表，但也應該要將周邊鄉里的意願、地區是否合適等條件納入考量，將鄰居置於暴露核輻射的風險中，實在是不負責任到了極點，也蔑視科學到了極點，更不用提處置核廢料應以最終處置為考量。

核能發電最大的問題在於，截至目前為止，始終無法好好處理核廢料，即便將它縮小到只有一個養樂多罐大小，你還是必須要用各種工程手段去包覆這個養樂多罐，在這個過程，核廢料的體積早已經膨脹了幾倍。為了避免埋在地下之後，被地下水侵蝕，進而把輻射物質帶出地底，必須要找到沒有水流經過的地層；為了避免埋在地底之後，某一天因為地震斷層位移，破壞處置設施，造成輻射物質釋出，還必須要找到沒有斷層擾動的區域。

2022/1/28 編按：「天然類比」是為了驗證深地層處置在經過數十萬年後是否能維持功能的數值模擬分析，另外也會從自然界中的歷時長久事件中，找尋與核廢料深地層處置類似的現象或作用，以此來類推長期變化，作為處置場設計的依據。關於天然類比可以參考天然核子反應爐。

當滿足了這些基礎條件之後，為了讓人們不至於在活動時，不小心挖到核廢料的處置設施，必須把埋藏的地點選擇在人煙稀少的區域，然而這些區域往往也是少數民族或弱勢者所居住的區域。在核能發電的整個生命週期中，都與迫害弱勢者、環境不正義掛勾在一起，甚至當核廢料問題始終未能得到解決時，積極倡議使用核電，就是讓我們這一代享盡用電的好處，將問題丟給下一代，造成世代不正義，未來的子孫沒有享受到核能發電，卻要承擔處理核廢料的責任。

今年 7 月核二廠 1 號機提前停機的根本原因，正是因為最初燃料池的設計只能夠放置運轉 20 年的燃料束，為什麼？因為台電始終認為用過燃料棒能夠送到國外處理，殊不知國際政策改變下，無法送出，反而堆積在廠內，即使不斷擴建空間仍然不夠用，這就是未曾重視核廢料處置的後果。討論核能發電，無法繞過核廢料的處置，我們必須要正視核廢料處置的難處，否則一味將問題丟給未來，就會如同核二廠提前停機，自食科技樂觀主義的惡果。

參考資料

• 核一廠2號機輸電電塔倒塌 機組安全停機，台電影音網，2017年6月2日
• 高放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則
• 放射性物料管理法
• 用過核子燃料乾式貯存 – 環境資訊 – 資訊揭露 – 台灣電力股份有限公司
• 第二十八章.燃料池冷卻與淨化系統，台灣電力股份有限公司
• 台灣電力公司，《用過核子燃料最終處置計畫 潛在處置母岩特性調查與評估階段 我國用過核子燃料最終處置技術可行性評估報告 SNDF2017報告》，民國108年3月。
• 台灣電力公司，《核能一廠除役計畫環境影響評估報告書》，民國108年6月
• 台灣電力公司，《核能二廠除役計畫環境影響評估報告書》，民國110年8月版
• 台電核能後端營運網站，高放計畫說明
• 〈我三座核電廠 廢燃料池貯存空間爆滿〉，自由時報，報導日期2011年3月20日
• 洪敏隆，〈獨家》核一除役3年燃料棒仍無家可歸　台電悄將92束反應爐內燃料棒送美拆解〉，新新聞，報導日期2021年12月14日
• 謝蓓宜，2021/06/08，〈核二廠一號機提前除役，正是台電長期輕忽核廢料問題的後果〉，關鍵評論網。
• 蔡雅瀅，2017/06/21，【核一踏查筆記】，台灣蠻野心足生態協會