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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

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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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文與  益福生醫 合作,泛科學企劃執行

昨晚,你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎?這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾,甚至在腦海中數了幾百隻羊,大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程,讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇:你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠,我們得先認識身體的一套精密防衛系統:下視丘-垂體-腎上腺軸(HPA axis) 。這套系統原本是演化給我們的禮物,讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時,能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動,腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙),這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性,讓我們在危機中保持清醒 。

然而,現代人的「劍齒虎」不再是野獸,而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

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在理想的狀態下,人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後,身體會進入「修復模式」,此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點,讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素(Melatonin)接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號,它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素(Orexin)神經元,幫助大腦順利關閉覺醒開關。

對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態 / 圖片來源:envato

然而,當壓力介入時,這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出,長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化,使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌,更會讓食慾素在深夜裡持續活化,強迫大腦維持在「高覺醒狀態(Hyperarousal)」。 這種令人崩潰的狀態就是,明明你已經累到不行,但大腦卻像停不下來的發電機!

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升,而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸,分泌更多皮質醇來試圖消炎,高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期(REM),導致睡眠品質變得低弱又破碎,最終形成「壓力-發炎-失眠」的惡行循環。也就是說,你不是在跟睡眠上的意志力作對,而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關:PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局,科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系:腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」,而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便,更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話,直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」(Psychobiotics)。

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腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」/圖片來源:益福生醫

在眾多研究菌株中,發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發,累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」(First Night Effect, FNE),也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難,俗稱認床。科學家在進行實驗時發現,補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期(NREM)的睡眠長度,且入睡更快,起床後也更容易清醒。更重要的是,不同於常見的藥物助眠手段(如抗組織胺藥物 DIPH)容易造成快速動眼期(REM)剝奪或導致睡眠破碎化,PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力,它能有效縮短入睡所需的時間,並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現,即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理(Heat-treated),轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」(Postbiotics),其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點,讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中,科學家觀察到一個耐人尋味的現象:當詢問受試者的主觀感受時,往往會遇到強大的「安慰劑效應」,無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人,主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相,讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而,客觀的生理數據(Biomarkers)卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後,實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人(84.6%)出現了夜間褪黑激素分泌增加,且壓力荷爾蒙(皮質醇)顯著下降,這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統,而不僅僅是心理安慰。

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最值得關注的是,對於那些失眠指數較高(ISI ≧ 8)的族群,這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後,不僅生理標記改善,連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間,以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌:https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠:構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息,而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠,關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石,始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境,到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統,並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現,身體便能更順暢地啟動睡眠開關,回歸自然的運作節律。

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與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持,每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始,為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通 / 圖片來源 : envato

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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作,泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡,乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生;但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視,那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」(IPF),其預後往往不太樂觀,確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先,我們得先破解一個迷思:肺纖維化並不是單一疾病,而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」,腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象,患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕,像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是,IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化,是兩種完全不同的概念。

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IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉 / 圖示來源:shutterstock

肺部為何會變成「菜瓜布」?

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布?這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織,就是肺部間質組織(interstitium)的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍,包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下,肺部損傷後會啟動修復機制,並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內,這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號,導致負責修復工作的「纖維母細胞」(fibroblasts)被過度活化,進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織,最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現,這個過程之所以棘手,在於它是一個「惡性循環」,肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ,它們相互加乘,演變成難以阻斷的強大破壞力。

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雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸,特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外,患有自體免疫疾病(如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎,)的患者,他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人,必須特別警覺。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。/ 圖示來源:shutterstock

打斷惡性循環的挑戰,為何只對抗「纖維化」還不夠?

面對這個不可逆的疾病,醫學界長年束手無策,直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥:Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺,首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而,這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望,卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看,這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題:既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊,那麼,我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略,從而更有效地打斷這個惡性循環?

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找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題,科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素:磷酸二酯酶 4B(PDE4B)

為什麼鎖定它?讓我們看看它的「雙重作用」機制:

  1. 關鍵位置: PDE4B 同時存在於免疫細胞(與發炎有關)與纖維母細胞(與纖維化有關)當中。
  2. 作用機制: PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP(環磷酸腺苷) 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
  3. 雙重抑制: 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性,細胞內的 cAMP 就不會被分解,濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞,同時產生抗發炎抗纖維化的雙重效應。

簡單來說,鎖定並抑制 PDE4B,就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程,有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來,全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗,我們相信,在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後,期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

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最後,我們必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手,雖然現有的治療手段能延緩惡化,但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織,因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。/ 圖示來源:


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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

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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參考資料

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PanSci_96
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