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將科學,教育,和商業巧妙結合的異色研究者集團 Leave a nest

高 至輝
・2013/05/23 ・4034字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

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原文:科学と教育とビジネスを巧みに結びつける異色の研究者集団(株式会社リバネス・CEO 丸幸弘)(月刊「ニュートップL.」 2012年12月号)
翻譯:高至輝(東京大學醫學系研究所神經生理學教室博士生)

44名員工當中有六成是理科博士,其他則為碩士的異色研究者集團Leave a nest,最開始的想法就是要解決孩童普遍疏遠理科的問題。成員跟隨大學創業的CEO丸幸弘,各自負責營運,拓展多種不同的計劃。這篇報導將循著「派遣大學或企業內研究者前往小學到高中為學生上課」的活動為中心,來報導Leave a nest將專家的科學知識與社會接軌的一面。

正當大家逐漸因為日本國內孩童對於理科的疏離或是學歷低下問題,紛紛把矛頭指向教育行政改革的同時,試圖以企業與商業行為的力量解決這個問題的異色經營者很自然的受到了大家的關注。

將公司設立在東京都新宿區的Leave a nest丸幸弘CEO(34歲)一直以來對於生物及生命科學都投以不小的關注,大學自東京藥科大學生命科學系畢業之後,2001年旋即進入了東京大學農學生命科學研究科就讀,最終取得了農學博士的學位。「約莫2000至2001年左右,社會整體對於理科的疏遠開始成為了一個議題。同時另一方面又有博士後的問題,我的許多學長姐們就繼續留在大學院(中文的研究所)裡面,我想到照這樣下去問題不可能得到解決」丸氏如此說道。

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所謂的博士後並不是正式研究員,而是以約聘的身分以較低的薪資聘僱的博士。在丸氏看來,這樣下去日本科學的基礎要崩壞只是遲早的事。

「科學與技術是相似而不相同的事情,先有作為土壤的科學,而後才從中長出新的技術。在日本一直以來都以科學賺不了錢為理由,相對在製造面著墨較深,可是科學和技術本來應該要像車子的兩個輪子一樣才是。」

丸式在進入東京大學大學院之後,聚集了大學時代玩樂團認識的15個朋友們,以體驗過科學趣味的過來人的身分來到小學等地方進行實驗等等的外出授課。當初接受的學校方也抱持觀望的態度,但由於在孩童普遍對於這項有趣的教學給予高度的評價,日積月累就做出了成績,便於02年成立Leave a nest股份有限公司。其後變不僅限於大學或大學院,還帶動企業方的支援,從而實現了遍布小學到高中的外出授課。

企業方外出授課的籌畫

目前外出授課作為「教育支援計劃」,約100家從中小企業到大企業不等的公司約參與其中。接受這項授課的孩子業已經超過了四萬人。

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Leave a nest接受來自企業的研究員,技術員等的人才和資金,藉此來籌畫外出授課的計劃。執行至今已有看到當時的學生受到外出授課的刺激因而決定朝向理科大學進學,進而順利就職而前來公司表達感謝的例子。

今年更開始將外出授課中加入了專家和該校老師的網路投票,藉此表張優秀企畫的「教育CSR大賞」。共有23個企劃受到提名,現在正在進行評比。例如製作天文望遠鏡的光學機器總和製造商ビクセン,為了增加喜好天文觀測的人,便於09年開始了設立天文部的支援活動和針對教職員的研修。以期能夠培育出作為天文部台柱的指導老師為目標的遠大戰略。

另外像是生物醫藥的研究與製造商協和發酵キリン(KIRIN)為支援東日本大震災受災區的復興,將與東北的國高中合力以尋找新型微生物為目標的「東北生物教育計劃」作為「KIRIN羈絆計劃」的一環來執行。除了由協和發酵KIRIN和Leave a nest提供必須的器材和KNOW HOW,還預計定期性執行較高水平的研究計劃。現在已經有岩手県陸前高田市和宮城県石巻市的高中參與並開始了研究。

「比現在的外出授課更進一步,要讓高中生能以寫論文為前提來展開研究。我把這稱作research based education(RBE)。東北地方沿岸由於去年的大海嘯有許多的海底微生物因此被沖上陸地,在此當中或許可以發現對人類有益的新品種。我希望嘗試讓當地的小孩用自己的手來開拓未來。用教育和研究來跨越悲傷,如果小孩子能夠因此好好成長,企業,學校,甚至整個地區都會變得更有朝氣。我相信如果RBE能夠持續20年的話,一定可以從中誕生諾貝爾獎得主。」

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Leave a nest從外出授課開始,在科學知識的領域裡扎實地展開多角化的事業經營。甚至可以說「有多少社員就有多少計劃」。現在的員工44人當中,最主要的理科博士占了約六成,以外的人員均為碩士。雖然也有文科的博士,但是大學畢業者據說原則上並不採用。

上至使用「宇宙」當教材的教育,下至養出好吃的豬

租下國際宇宙太空站「きぼう」日本實驗棟作為實驗,教育,宣傳用的「宇宙教育企劃」中,有一項是將依時放置於宇宙空間保管的植物種子或是大豆等帶回地球後,分發給全國的小中高的學生栽培、觀察實驗。

「在繁多的事業當中的一個就花上3000萬的例子也有,如果只看這個部分確實是虧損的,但是卻能讓6000名以上的孩子參與並得到知識上的刺激,我認為這是一個很有價值的成果。」

這樣的教育支援自然的也成為了企業人才養成的場所。Leave a nest也承辦新人員工或幹部的教育訓練,研修當中則又一定會包含外出授課的計劃。

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「對來自企業的研修學員來,我們會讓他們試著向小學生以開心易懂的方式說明他們的新規事業計劃,小學生基本上來說都很誠實,如果說的太無聊或廢話太多,他們會很不客氣的告訴你『很無聊』。要怎麼引起他們的興趣就變得相當重要」

丸式把Leave a nest定位成「知識的製造業」。

「知識每天都從大學,研究機關,或是企業等等地方產生,但是並沒有手段把他傳遞出去。我們所辦演的角色就是讓知識得以流通的管線,把這些知識傳遞給小學到高中的學生」

大學怎麼說也是受到稅金補助,所以也有義務向社會進行科學或是技術的對話。Leave a nest也有為此提供支援,於關聯企業在東京都內所營運的八家「Science cafe」內籌畫舉辦由教授們開辦的研討會。

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他們也支援企業內部的研究活動,備齊實驗和監測裝置,以最便宜的價格接受研究開發的委託,刻意壓低價格的原因據說是為了支援更多中小企業的發展。另一方面,讓研究者能夠活用擁有高度技術的街坊工廠的支援事業也同時在進行。

也有像是幫助讓養豬場活用沖繩縣內當地的食品殘渣所製造的回收性配方飼料(eco food)的地域性的支援計劃。現在,名為「幸福豬」的銘豬約育養有100頭,這些不只是出貨給同縣內使用,為了實際讓消費者能夠品嚐,也在關係企業的餐廳當主餐。由於使用食物殘渣混入酸桔仔和西印度櫻桃渣等考慮營養均衡的配方飼料,據說豬肉油脂的溶點比一般低上10度,入口即化。

始於崇高疑問的企畫

還有在各地營運植物工廠的企畫。一般的植物工廠是一大規模經營來試圖提升生產效率,但儘管如此價格還是居高不下,讓一般消費吃不消。

「我們公司內在05年就持續召開有關植物工廠的讀書會,但是消費者總是擺脫不了相較於天然栽培,植物工廠的產品帶有人工,不好吃的印象。我們覺得那是因為他們沒有看過現場實際的情況,所以就產生了讓他們在實際看的到食物工廠的地方消費的念頭,因此打出『店產店銷』的名號且進一步和外食產業合作。」

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三明治連鎖店日本SUBWAY就和Leave a nest合作,10年前在東京站鄰近的丸大廈的地下室展開了植物工廠並設店。客席被設計成讓植物工廠的棚架給包圍的形式,讓顧客實際能在現場觀賞萵苣種植的光景,同時品嚐,據說相當受到女性顧客的青睞。同時更進一步由Leave a nest打出「野菜科學」的概念,將蔬菜所帶有的成分和營養素等知識傳遞給顧客。

現在,栃木県宇都宮市的餃子關係企業的餐廳也導入了植物工廠。東京福生市的電材企業也計劃要設立正式規模的植物工廠,期望能打進大型零售商或餐飲店的市場。據說以活絡國內外的地方活動為目的,期望能將包含店產店銷的Know How的植物工廠營運軟體(執行方法)進行販售。

將科學,教育,和商業巧妙的結合,以出前所未有的點子將企業和學校給捲入其中,從中將其事業化的丸式的直覺並不是輕易就可以學得來的。

年僅34歲的他又究竟是在哪裡學會這一套經營的手法?

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「我並不是Business model的高手,最初我也並不期望會賺錢。但是我知道要發明創新的話PDCA是不夠的,『QPMI』才是必須的。Q是Question,首先的問題非要從社會面上的崇高意義出發不可。接著P是Personal,也是Passion。也就是說帶有強烈熱情的個人是必要的條件。因為有帶有熱情的個人,所以會產生M的Member,Mission就會從中誕生。所造成的結果就會連向I的Innovation。企業必須要重視每一個個人,讓QPMI不斷迴轉這點我覺得是很重要的。」

大學考試全志願落榜的挫折

Leave a nest的字義是「離巢」。丸氏的心意是要創造讓小孩子和公司的職員有朝一日要離開的「巢」。離巢之後就只能各憑本事,所以在公司內部也徹底執行個人主義,每個人對自己的企畫擔負責任來運行。

「我認為今後能夠留下的只有能夠尊重個體的組織。在我們的公司裡有個若是想學什麼,作部下的就要自己款待上司的風俗。作為下屬看著上司全心投入在自己的工作,也持續努力的學習的身影,對於上司身上所持有的技術或是Know how,下屬自然就算要自掏腰包都想要學走,也因此才會有所成長。」

最常被部下請客的自然就是社長的丸氏,怎麼說也是實現了文章前述事項的始作俑者。在大學院時代就對於「為什麼小孩會對理科越來越疏遠」的問題抱持疑問,從而便訂下了「要將最尖端的科學傳遞給小孩子」的任務,帶著自己的熱情,實現了比任何人都要更多的QPMI循環。

大家可能覺得丸氏本身從小應該就對理科科目相當拿手,事實上並非如此。

「高中的時候我在物理,化學,生物的偏差值大約只有30多,數學考試也拿過零分。反而是英語,國語,地理還比較拿手。」

擺明就是文組的人,又喜歡運動,高中的時候熱衷籃球,還擔任副隊長率對參加過縣大會。弟弟也是參加過奧運選拔賽,可以說是生長在擅長運動的家庭裡,原本高中畢業之後打算以體育老師為目標朝向專門學校升學,雖是順著媽媽的心願選擇了大學考試,結果確是嚐到考了十間結果全部落榜的巨大挫折。

但是人生的際遇卻也耐人尋味,上了重考班之後因為生物老師的一番話受到衝擊,因為發現生物還有相當多的未知而產生了興趣,自發開始熱衷地學習生物學,竟然在全國模擬考試中得到相當好的成績,也因此對自己的生物產生不會輸給任何人的自信,最後考取了東京藥科大生命科學系。

「接下來的生命科學將會有革命性的發展,比方說在智慧型手機當中登記自己的遺傳情報的時代中就會來臨吧。日本是個有智慧的國家,現在正是為消弭世界上的知識落差盡一份力的時候。我們想要創造一個不論身在何處都可以學習科學知識的共通教育平台。」

讓我們來待這位年紀輕輕格局卻很大的創業家所要走的下一步吧。

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高 至輝
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東京大學醫學系研究科特任研究員。大學主修化學,從碩士轉攻結蛋白質構生物學,其後飛往日本攻讀神經生理學,畢業後留在日本繼續探索有關神經迴路形成的機制。私底下屬有跡可循的雜食性,對於理解各種人文或科學概念的發展進程充滿興趣。

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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福島核污水是什麼?我們還能安心吃海鮮嗎?核污水全解析!
PanSci_96
・2023/10/01 ・4897字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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福島核污水正式排放入海了!食鹽要屯多少?海鮮還能吃嗎?哥吉拉要誕生了嗎?

核廢水是怎麼來的?

2011 年 3 月 11 日,一場海嘯衝擊了在福島海邊的第一核電廠,破壞了核電廠中做為緊急電源設備的發電機,在備用電池電力耗盡後,冷卻系統完全失效。然而反應爐內的連鎖反應還在持續,最後溫度不斷竄高,高溫水蒸氣與燃料護套中的鋯合金,發生鋯水反應並產生大量易燃的氫氣,最終與空氣中的氧氣作用導致爆炸。

在事故發生前後,日本政府灌入大量海水來為反應爐進行冷卻,而這些直接接觸熔融燃料棒的污水,就被稱為核污水,日文則稱為「汚染水」。至於當時的決策細節與失誤,大家可以看今年上映的日劇《核災日月》複習一下。而既然事件已經發生了,我們就重點討論核污水。

《核災日月》圖/IMDb

現在儲存在福島的核污水不只有冷卻水,其實還有受污染的降雨與地下水。事故發生後,東京電力公司在第一核電廠加裝擋水牆,阻擋因為降雨流經 1、2、3 號機組的污染水流入海洋。並且設置凍土牆隔絕地下水,同時挖水井抽出污染的地下水,讓廠區內的地下水水位下降,因此地下水只會從外部滲入,內部的污染水則不會滲到外面。不論是降雨還是抽出的地下水,都屬於污染水,平均每天都會增加 92 立方公尺的污染水。直至本集影片上架,當地已經存有 134 萬噸的汚染水,而且還會持續增加,你可以自己打開 Google Map,鳥瞰這密密麻麻的眾多大型儲槽,別忘了,核反應爐本體才是日本更迫切的問題,要是污水不先處理,要是下一個天災來襲,麻煩又會疊加。因此日本政府在 2016 年就展開討論,準備要處理掉這些污水。

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福島第一核電廠。圖/Google Map

為何決定排放入海?

為何核污水的最終處置決定是排放入海呢?其實 2016 年提出的方案有五種:稀釋入海、蒸發至大氣、電解水釋放氫氣、深層地質注水、以及水泥固化並地下處置。很快,電解水因為還需要相關技術研發而被否決,這個我們在氫能那集講過。深層地質注水和水泥固化並地下處置,則有選址與法規問題,無法立即實現。這部分則等同於核電使用國都面臨的核廢料處置問題,我們之前花過好幾集介紹過,歡迎前往複習。

最後僅剩稀釋入海和蒸發至大氣兩種方法,最後日本認為海洋的擴散行為更容易追蹤,最重要的是成本僅有蒸發的十分之一,因此選用了這個方法。至於有些人說,既然東電跟日本政府都保證安全,何不做成瓶裝水拿去賣?之類的建議在這我們不多討論,就請大家用理智來看待。

核廢水如何被處理?

根據日本政府的規劃,在這些污染水排放入海前,會先進行淨化處理成為處理水。首先,污染水會經過「銫吸附裝置」,除去銫(Cs)和鍶(Sr)。接著再經過淡水化裝置除去水中的鹽分後,成為「鍶處理水」。這種鍶處理水,可以作為 1, 2, 3, 4 號機組的冷卻水再次循環利用。

最後,大部分的鍶處理水,會被送到「ALPS多核種除去設備」,將 63 種放射性核種中的 62 種放射性核種去除。「ALPS多核種除去設備」唯一不能去除的放射性核種,就是氚(H-3)。但其實啊還有一個碳-14 無法被過濾,但濃度低到可以忽視。經過「ALPS多核種除去設備」處理過後的「鍶處理水」,就稱為「含氚處理水」。

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根據日本政府的規劃,在這些污染水排放入海前,會先進行淨化處理成為處理水。圖/PanSci YouTube

含氚處理水中的氚,指的是氫的同位素的一種,在自然界中就存在。半衰期為 12.43 年,衰變時會進行 β 衰變,放出一顆電子並成為氦-3。β 衰變對人體的穿透距離僅限於皮膚,不會對內臟器官產生傷害。
如要能危害人體,需要長期大量攝取由氚構成的重水。關於攝取過多重水對動植物的影響,我們網站上有文章詳細說明過。

簡單來說,綜合自然界中跟福島即將排放的氚,以及我們的生活型態來看,遠遠達不到可能產生危害的程度。知道劑量決定毒性,就像我們每天都吃下不少「有害」物質,例如殘留農藥、油炸致癌物、過多的精製糖等等,但攝取的多寡,對你的健康影響差異很大。那麼重點來了,福島排放的處理水,真的有合乎標準嗎?

處理水符合標準嗎?

這個問題,我們在今年六月的核廢料主題中有提到,國際原子能總署 (IAEA) 在五月底公布了第一階段的調查結果,針對「日本的核種監控能力」進行第三方驗證。結果認為,日本的檢測標準跟分析方法沒問題,調查結果是可信任的。報告中除了氚以外,其他放射性核種的活度也都遠低於排放限值。例如鍶-90 為每公升 0.4 貝克、銫-137 為每公升 0.5 貝克,以臺灣的「食品」標準,銫-137 為每公升 100 貝克以下,雖然鍶-90 還沒有定下標準,但是依國際食品法典委員會的標準,也是在每公升 100 貝克以下。目前的排放值都遠小於標準。

國際原子能總署(IAEA)公布第一階段的調查結果。圖/PanSci YouTube

除了各單一核種的活度以外,所有水中核種加起來的「告示濃度限度比」也低於日本國家標準的每年 1 毫西弗(mSv/year), 1 毫西弗大約是多少呢?大約是一般民眾一年會接收到的輻射劑量。

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至於無法被 ALPS 處理的氚,因為海洋中的水中就廣泛存在,日本將透過海水稀釋後排放入海。目前世界衛生組織對於飲用水的氚含量標準訂為每公升 1 萬貝克,台灣的標準嚴格了許多,是每公升 740 貝克。東電公司的處理水是每公升 14 萬貝克,在排放前會稀釋 740 倍,以每公升 190 貝克的氚濃度排放,低於台灣的飲用水標準。

那麼食鹽呢?我們需要搶購嗎?這就更不用擔心,因為食鹽中不含水,自然也不含氚。或是更進一步可以參考東海大學應用物理系的粉專,他們計算,根據國家標準,食鹽含水量若為 3% 以下,需要每天吃超過 400 公斤的食鹽才會攝取氚超標。真的,別吃那麼鹹啊。

每天吃超過 400 公斤的食鹽才會攝取氚超標。圖/pixabay

那麼,我們就真的兩手一攤,為這件事劃下結論,核輻射只是庸人自擾嗎?

我們該如何看待排放的處理水?

當然不是,就像許多人擔心的,就算科學上告訴你沒問題,但前提是,這些數據得是沒問題的。而且不用說周邊國家,連日本自家民眾也多次抗議處理水的排放。

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目前在 IAEA 架設的網站上,可以看到整個排水計畫的各種即時監測資料。其中就包括出水口的輻射數值監測。

為了驗證處理水不會對海洋生物產生影響,東京電力甚至從去年 9 月開始,就開始進行海洋生物飼養實驗,並且全程公開直播放在他們的YouTube頻道上。不過這頻道訂閱人數跟觀看次數都有點低迷,有興趣的話不妨訂閱,開啟小鈴鐺。

那麼我們能下定論了嗎?在科學上,我們確實能說,在符合規範下,這些排放入海的處理水是沒問題的,食鹽、海鮮也都能照吃,把注重食安與健康的努力分配到其他危害更大、風險更高的事情上,對處理水保持健康而非病態的質疑,對個人來說應該效益更高。

臺灣從去年到今年 6 月,曾 3 次組團赴日考察,並於 8/24 公佈報告書,包含跟日方的問答內容,還有福島核廢水排放設施的照片。海委會表示,專家觀察團評估日方排放相關作業的安全性,跟國際原子能總署評估的結果一致。然而是否選擇相信日本以及 IAEA 給出的數據,如今看來成了國際政治問題。

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另外,在 IAEA 的小組成員中,包含周邊國家:中國、美國、韓國、越南、澳洲、加拿大、法國、俄羅斯、英國、阿根廷、馬紹爾群島,並不包含台灣。如果台灣也能以任何形式加入團隊,或得以取得樣水複測,讓我們知道,日本以及 IAEA 給出的數值是可信的,想必都能更進一步降低民眾的擔憂。

最後,也問問大家,對於這次的處理水排放事件,你會擔心我們的海鮮或食鹽受到影響嗎?

  1. 不擔心,跟人類對海洋的其他污染相比,根本小巫見大巫。
  2. 擔心,等我親眼見到泛科學到現場實測我才相信。機票我出!

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鑑識故事系列:韓男跨國尼古丁謀殺詐保案
胡中行_96
・2023/08/28 ・1718字 ・閱讀時間約 3 分鐘

2017 年 4 月 25 日,一對韓國的新婚夫婦,前往日本大阪度蜜月。[1, 2]22 歲的丈夫聲稱,發現 19 歲的妻子倒臥旅館浴室地板,毫無意識。急救團隊 1 小時後趕抵現場,判斷女子呼吸心跳停止,但仍將她送醫。女子才到醫院,就被宣告死亡。[3]

日本大阪市景。圖/Nomadic Julien on Unsplash

證物

根據男子的說法,妻子生前有割腕等憂鬱的症狀,而且會喝酒及服用不明藥物。日本警方查扣浴室衛生紙架上的針筒;以及房間裡,裝著雙氧水的綠瓶子與同色紙盒。[註1]男子解釋,針筒的用途為混合電子菸的菸油。既然他也說亡妻不抽菸,[3]那東西大概是他的。

驗屍

大阪市立大學的法醫團隊,於估計的死亡時間後 36 小時,進行驗屍:女子高 159 公分,重 45.3 公斤。外觀上,背部有暗紅紫的屍斑與瘀點;臉龐與瞼結膜鬱血;雙臂因注射而皮下出血。電腦斷層掃描顯示肺水腫,且周邊輕微氣腫。從解剖可見心臟裡的血液呈深紅,無血塊;腦部水腫;肺臟及其他諸多內臟鬱血;[3]而負責氣體交換的肺實質出血。[3, 4]另外,有些胃部的食物殘渣,跑進她的細支氣管。[3]

女子的右臂注射處。圖/參考資料 3,Figure 1a(CC BY 4.0)

法醫團隊採集了多種體液送驗,其中心臟左邊血液的白血球介素-6(interleukin-6);以及心包液和腦脊髓液的兒茶酚胺(catecholamine)濃度超標。前者意味早期系統性發炎;後者表示藥物中毒。此外,大量尼古丁(nicotine)遍佈大腦等諸多內臟、某些體液,還有注射處一帶;而其代謝物可替寧(cotinine),主要是在肌肉、內臟和注射處附近,測量得到。至於血液等各種體液裡的過氧化氫(hydrogen peroxide;H2O2),即雙氧水有效成份,濃度均未超出正常範圍。[3]

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死因

尼古丁能經由呼吸道、消化道或血管等途徑,進入人體。[註2]女子的胃裡,沒驗到太多。抽菸的話,血液中的濃度,幾分鐘內便能上升至 10 ng/mL。不過,檢驗結果遠超過該數字,所以應該是注射所致。隨血液流動的尼古丁,會率先湧向腦部,因為該處佈滿菸鹼型乙醯膽鹼受體(nicotinic acetylcholine receptors),之後才去其他器官。當肝臟代謝尼古丁,短短 1 小時內產生的可替寧,濃度即能達到尼古丁的 2 至 4 倍。尼古丁的半衰期為 20 分鐘到 2 小時;而可替寧則是 20 個鐘頭,它會在體內停留較長的時間,才經腎臟代謝,然後跟著尿液排出。由於這名女子的所有檢體中,尼古丁的含量皆高過可替寧,因此可以推測她注射不久便死亡。[3]

判刑

男子經亡妻的家屬同意,於日本火化遺體後返鄉。韓國警方則請國際刑警組織幫忙,從日本取得驗屍報告;並於男子住處找到籌劃謀殺的日記。[5]2018 年 3 月 28 日,世宗市的警察逮捕男子,指控他毒死妻子,好詐領 1.5 億韓圓(美金 14 萬零 187 元)的保險金。[2]事實上,這不是他第一次以此手法殺人。警察發現男子曾於 2016 年 12 月 20 日,將尼古丁摻入飲料給當時的女友喝。所幸後者覺得味道奇怪,沒喝完而逃過一劫。[5]2018 年 8 月 30 日,大田市的法庭駁回其協助妻子自殺的說法,認為男子的行為「破壞了社會基本價值」,判處他無期徒刑,以儆效尤。[2]

  

備註

  1. 原個案報告的摘要,說警察還找到尼古丁菸油;描述事件的段落,卻只提及針筒和雙氧水,而且沒講針筒裡有無菸油。[3]
  2. 儘管注射處的尼古丁濃度甚高,法醫團隊依舊在論文中,分析食用和吸入的假設性情形。不過,沒有解釋如何排除尼古丁貼片等,經皮膚吸收的可能。
  1. Lim CW. (28 MAR 2018) ‘Man arrested for killing newly-married wife with nicotine for death benefit’. Aju Korea Daily (아주경제).
  2. Lim CW. (31 AUG 2018) ‘Husband sentenced to life for killing wife with lethal dose of nicotine’. Aju Korea Daily (아주경제).
  3. Aoki Y, Ikeda T, Tani N, et al. (2020) ‘Evaluation of the distribution of nicotine intravenous injection: an adult autopsy case report with a review of literature’. International Journal of Legal Medicine, 134, 243–249.
  4. Chaudhry R, Bordoni B. (25 JUL 2022) ‘Anatomy, Thorax, Lungs’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  5. Chung C. (28 MAR 2018) ‘Man investigated for killing newlywed wife with nicotine’. The Korea Herald (코리아헤럴드).
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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。