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核電,誰「智能不足」?

黃俊儒
・2014/04/30 ・1799字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

本文由民視《科學再發現》贊助,泛科學獨立製作

隨著最近核電爭議的甚囂塵上,這幾天在社群網路上瘋傳了一篇2012年10月的中國時報舊聞,標題為「核4管線亂裝 台電:我們智能不足」的報導。核4管線亂裝、台電智能不足,雖然這都是有可能發生的事情,但是如果這一篇報導中,真正「智能不足」或另有居心的是別有他人,那似乎也不應該在這個敏感時刻,就一股腦地栽贓給台電,因為某種程度上,情緒的對立與仇視並非問題解決的核心。

這一個事件的始末是這樣的,當年在日本福島核災的慘況仍歷歷在目時,核四廠一號機電氣工程卻發生「錯用」金屬導線管的事件,因此當時原能會完成調查報告後對外公布,隔天就在中國時報出現了這一則新聞。橫看豎看,都很難相信台電可以白目到這種程度,說出自己「智能不足」這樣的措辭。於是,為了確認台電公司人員的智商,筆者不得不直接去信善盡查證之責。

我們在信中詢問台電總公司:台電人員是否真的說過「我們智能不足」這樣的話語?工作人員可不可能這樣說?記者是否有針對這個報導找他們查證過?你覺得記者這樣的處理,以及新聞的標題,對於台電的人員公不公平?等問題。

不久,一封署名「台電總工程師」的信件很快地就逐一回覆了我們的這些疑問,在信中他們相信,如果真有這樣情形的話,也應該是工作同仁的無心之詞。此外,信中並且指出記者是直接引述「原能會」的話,並未對同仁進行相關的查證,而且這些同仁很可能是施工部門的人員。最後,信中也表明記者的報導及標題顯然對於台電很不公平,他們希望能有平衡報導的機會。

台電信件回覆

感覺上,台電就好像挨了一記悶虧,在核能電廠相關議題甚囂塵上之際,除了不敢大聲的反駁之外,可能更怕因此得罪了媒體老大,讓以後的日子更加的不順遂。當然,台電針對這一起事件,也有發出新聞稿澄清,只可惜這個新聞稿的內容十分地冷靜與四平八穩,就像是喝白開水般的無味與無趣,果然沒有引起任何媒體的青睞,輿論的撻伐仍然烽火四起。

台電新聞稿

更扯的是,就在事件的隔天,「中華民國智障者家長總會」發表嚴正的聲明譴責台電,指出:「台灣電力公司身為國營企業,未能為台灣人民的安全把關,核安問題爆發後,竟以『我們智能不足』為脫罪的藉口,『智能不足』不應成為任何人犯錯後的說詞。嚴重污名化心智障礙者。」

這一整個荒謬的過程,推測就像下圖所示:首先是記者在採訪原能會的過程中,不經意地記錄到這一段「智能不足」的轉述,至於究竟是誰說的?是不是這樣說?在哪一種情境下?…根本已經不可考證。之後,當記者寫好稿件送上編輯台時,在當時的社會氛圍下,台電的「智能不足」有可能成為一個很好的新聞賣點,也因此獲得了編輯台的青睞,斗大的「台電:我們智能不足」躍上版面標題。新聞一出,台電立即成為眾矢之的,科技背景的發言人如何是這些嗜血媒體的對手呢?幾近急凍的新聞稿,更救不了正火燙的發燒議題。最後這事件就在「中華民國智障者家長總會」的撻伐聲中逐漸落幕。

過程漫畫示意圖
出自《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》,作者所有。

「核電」的問題千絲萬縷,不僅不是一個單純的科技問題,更牽扯許多不同社會部門間的關係,甚至各種不同價值觀間的折衝。在這個過程中,主流媒體藉機見縫插針,詐取閱聽率,然而如果民眾就隨之起舞而模糊焦點,並無助於解決這個棘手的複合式科技難題。如果這種狀況不能適可而止,恐怕智能不足的不只是台電、媒體,還會是我們這些在彈指間暢快轉載的芸芸網民。

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延伸科學再發現@科技大觀園

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文章難易度
黃俊儒
18 篇文章 ・ 1 位粉絲
中正大學通識教育中心教授。 長期關心科學傳播的工作,主張推廣科學不能只是上對下的關係,不能只是榮耀的崇拜,更不能只是逸樂化的軟柿子。 勉勵自己仔細地在各種不同的層面上,找出科學與一般大眾、市井小民、販夫走卒間,在生命上的共鳴與交會。 著有《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》一書。

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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

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

  • 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
107 篇文章 ・ 592 位粉絲
天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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八爪博士 4ni!?《蜘蛛人》裡的人造太陽或將問世?(上)
科學大抖宅_96
・2022/04/14 ・4737字 ・閱讀時間約 9 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

說明:此篇文章原本乃為泛科學 Youtube 影片所寫,經簡化之後,拍攝成〈缺電、輻射、核廢料有解嗎?「核融合發電」有可能嗎?〉和〈最受期待的核融合發電在哪裡?能源數據誰在膨風?〉兩部作品。又,本文並不針對核融合的技術性問題多做解釋,而是想用最少的字數,讓讀者瞭解核融合發展的全貌與大致進程。同時,此文主題也跟「世界是否應該採用核能發電」、「臺灣是否該使用核能發電」、「台灣是否該重啟核四」無關;這是三個完全不同的問題,核融合發電跟現有的核能發電技術也有所不同,無法一概而論。


在漫威電影裡,許多情節設定都跟真實世界的科學有所關連。就前陣子上映的《蜘蛛人:無家日》來說,在公開預告片中可見到知名反派八爪博士的回歸;他不但是研究核能的科學家,在《蜘蛛人2》還打造出了核反應爐。

《蜘蛛人2》公開預告片中的核反應爐。截圖自 YouTube

八爪博士的核反應爐,跟太陽可說有 87 分像;姑且不論畫面呈現得正不正確,這部機器特別的地方就在於,它是核融合反應爐,而非目前核能發電所用的核分裂反應爐。然而,這兩者差在哪裡?都已經有核能發電技術了,為什麼還要研發核融合發電?不僅如此,核融合研究甚至一度引發學術界的爭議醜聞,甚至被拿來拍成 IMDb 超低分的電影。

傳統核能發電的發展趨勢

不久前(2021 年底),臺灣舉辦了是否重啟核四的公投。在選舉期間,我們或許聽過不少關於核能發電的利弊分析與討論。在溫室效應越來越受到關注、以及強調 2050 年要淨零碳排放的現代,核能發電極低的碳排放,是不容忽視的優點;但另一方面,核廢料問題,和核子事故風險,也是反核人士眼中無法接受的缺點。

不管如何,近數十年來,全球核能發電量雖然在日本福島核災後一度減少,但整體而言,仍大致呈現緩慢增長的趨勢。不過,核能在全球的發電佔比,則是於 1996 年達到 17.5% 的高峰後,開始緩慢下降。

全球核能發電佔比於 1996 年達到最高峰。圖/《2021 世界核能產業現況報告》(The World Nuclear Industry Status Report 2021, WNISR 2021)

另一方面,若比較從 1954 年到 2020 年,「開始運轉的核電廠」和「停止運作的核電廠」兩者的數目。可以發現,在 1990 年之前,開始運轉的核電廠,遠比停止運作的核電廠要多得多。但從 1990 年開始,兩者就呈現差不多的趨勢。

從 1954 年到 2020 年,開始運轉的核電廠數目(靛青色)和核電廠停止運作的數目(紫紅色)的比較。圖/World Nuclear Performance Report 2021 COP26 Edition

基於上述統計資料,大抵可以說,因為總總複雜的原因,不管是對是錯,在上世紀 90 年代以後,核電廠慢慢地不像以前那麼受到歡迎。而近年來對溫室效應的關注,以及仍是現在進行式的俄烏戰爭,會對核能發展帶來什麼影響,有待我們持續關注。

為什麼要研究核融合發電?

就在核能前景尚未完全明朗的同時,我們卻也能在許多新聞媒體上看到,除了新式核分裂發電技術的研發之外,還有「Google 和比爾蓋茲投資核融合反應爐」、「世界最大核融合反應爐進入組裝階段」、「中國核融合再創新世界紀錄」、「核融合新創 Helion 獲 22 億美元資金」、「貝佐斯投資核融合新創」等,關於核融合發電的消息;美國政府和其他許多國家也都投入資源在核融合研究。

同樣是核能發電,核融合發電和傳統的核分裂發電,有什麼不一樣?為什麼許多國家與知名人士都對核融合發電寄予厚望?八爪博士又為什麼打擊蜘蛛人的正事不幹,要去研究核融合?(搞錯重點了好ㄇ)

核反應的類型

簡單來說,核反應可分成兩大類,一是原子核分裂成其他較輕原子核,稱為核分裂(nuclear fission);另一則是,兩個以上的原子核結合成新的原子核,稱為核融合(nuclear fusion)。因為核反應往往伴隨能量的吸收或釋放,核能電廠於是利用這一點,擷取核分裂過程中釋出的能量,作為發電之用。

核分裂(左)和核融合(右)的對比。圖/美國核能辦公室

至於太陽,主要由氫構成。龐大的重力將氫向內擠壓,於太陽核心產生極端的高溫和高壓,並促使氫進行核融合反應成為氦,連帶產生能量。目前的核融合研究,目的就是在地球上複製這個過程,以獲取釋出的能量。只不過,地球上並不存在如太陽核心般的高溫和高壓,所以必須人為地製造出適合的環境,核融合發電才有可能實現。也因此,有人會把核融合技術形容成人造太陽,而《蜘蛛人 2》電影裡,八爪博士製造出的核融合裝置,就長得一副太陽的樣子。

核融合發電的優點與困難

相較於傳統的核能電廠,核融合發電擁有許多優點。首先,在許多人擔心的安全性問題上,核融合發電不可能出現像是爐心熔毀或熱失控等狀況。因為核融合發電所需的「燃料」(雖然核反應不算是燃燒)需要人為持續提供,而且核融合反應的環境也需要精密控制,所以一旦系統出現狀況,就會使得整個發電程序停止運作——換言之,不可能「爆走」。

核融合發電在安全性上的優點,也是它最大的缺點——因為核融合反應實在太容易動不動就停止了,科學家們想方設法,目前也沒辦法做到讓反應爐持續不間斷地運作;換言之,它不具有商業發電的價值。也是因為這樣,我們在新聞裡常會看到,某國科學家成功突破紀錄,讓核融合反應持續了幾秒鐘或幾分鐘。而如何讓核融合反應爐能夠持續運作,就成為相關研究最重要的課題之一。

除了安全性問題之外,核能發電產生的核廢料也常為人所詬病。不可否認,目前的核能發電方式,會產生具輻射性的核廢料,半衰期從數百年到百萬年不等,而台灣一直未能設立核廢料的最終處置場,全世界至今也沒有任何一座高階核廢料處置設施正式運轉。預計最快要到 2024 年,在芬蘭才會有全球第一座的高階核廢料永久處置場正式啟用。然而,臺灣的地質條件跟芬蘭完全不同,能否找到適合的最終處置場,仍是個問號。

圖/wikipedia

那麼在核融合發電,也會面臨核廢料的難題嗎?答案既是,也不是。核融合發電也會產生核廢料,但其屬於低階核廢料,基本上就是工作人員使用過後的防護衣和清潔用品,以及反應爐的腔壁等。這些核廢料的半衰期大體而言都不長;因情況而異,約數十年到數百年,其輻射水平即可回覆到接近一般環境的背景值。所以,做為結論,核融合發電還是會產生核廢料,但相較於現有的核能發電,其危險程度以及對環境的影響要小上很多。

最後,核融合發電還有另一個優勢:燃料。現在的核能發電,主要使用鈾 -235 做為燃料;雖然全球的鈾礦礦藏相對豐富,根據世界核能協會(World Nuclear Association)的估計,足夠人類再使用 90 年,但並非取之不竭。相對地,核融合發電常用的燃料是氫的同位素——氘和氚;而氫在地球上極為豐富,要製備氘和氚也並不困難。換句話說,人類完全不需要擔心核融合的燃料不夠這種事情。除此之外,在核融合過程中,還會運用到鋰,它可幫助生成反應所需的氚,而幸好鋰的存量在地球上也是非常豐富,若把陸地上和海洋中的鋰都考慮進來,同樣不需要擔心鋰會用光。[1]

核融合發電的分類

在核融合發電中,為了讓相異原子核能夠進行融合,一般會將其加熱到一億度上下的高溫。一種作法是,利用雷射直接或間接加熱裝了燃料的膠囊,以誘發膠囊內部燃料的核融合反應,稱為慣性局限融合(Inertial confinement fusion)。

美國國家點火設施(National Ignition Facility)的核融合研究,就屬於慣性局限融合。圖/Wikipedia

另一種常見的作法則是,將燃料加熱,使其成為電漿狀態。很顯然地,一億度的電漿,是沒有任何容器可以盛裝的;所以科學家會利用強大的磁場,拘束住電漿,讓核融合反應能夠穩定持續地發生,稱為磁局限融合(magnetic confinement fusion)。八爪博士製造的機器,就比較接近這樣的作法。但跟電影不同的是,現實裡的研究人員是不可能直接站在高溫電漿旁邊的。八爪博士的設計,跟現實不但有差距,而且也顯然更危險。

英國的磁局限融合裝置Mega Ampere Spherical Tokamak。圖片中的發光物質即為高溫電漿。圖/wikipedia

上述核融合發電方式,全部都需要人為地產生高溫,讓核融合得以發生——但這並不表示核融合只能在高溫環境中產生。實際上,早在 1950 年代,科學家就發現,確實有核融合反應在低溫環境即可發生,現在稱為緲子催化融合(muon-catalyzed fusion)。緲子是一種性質跟電子非常類似,但質量比電子大得多、且非常容易衰變的基本粒子。若在氘和氚組成的氫分子中,用緲子取代電子,那麼該氫分子內部的氘和氚,甚至在室溫就可能產生核融合反應。

緲子催化反應示意圖。圖/Stanford

只不過,緲子的備製不僅需要花費大量能量,其迅速衰變的性質,也讓我們很難拿來作為核融合發電之用,再考慮到其他的技術性問題,使得目前的核融合研究,都是朝著高溫的方向進行。

然而,1989 年,有兩位科學家聲稱,成功在室溫環境下,以他們發現的新方法實現了核融合反應。這樣的消息迅速獲得媒體注意,並被大肆報導,人們對實現低溫核融合又開始寄予期望。很可惜地,其他科學家嘗試複製兩人的實驗成果,卻都無法成功;另一方面,科學社群也發現了兩人實驗上的瑕疵。於是,沸騰一時的「冷融合」話題就這麼煙消雲散。現在,雖然仍有少部分人從事相關研究,但都未能成氣候。

1989年5月,冷融合議題登上時代雜誌封面。圖/TIME

儘管如此,或許因為冷融合很有話題性,這個議題並未在媒體上消失;2011 年美國好萊塢甚至以冷融合為主題,拍了一部 IMDb 超低分的電影,英文片名就是冷融合(cold fusion),臺灣翻譯成《關鍵核爆》,劇情甚至把幽浮(UFO)都扯進來了。

延伸閱讀:八爪博士4ni!?《蜘蛛人》裡的人造太陽或將問世?(下)

參考資料


[1] 其實,鈾也存在海洋中。若考慮到海水中的鈾,那麼基本上人類也不用擔心鈾礦不足。只不過,鈾在海水中濃度極低,約 10 億分之 3,不論在運用的技術還是成本上,挑戰都很高。

科學大抖宅_96
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在此先聲明,這是本名。小時動漫宅,長大科學宅,故稱大抖宅。物理系博士後研究員,大學兼任助理教授。人文社會議題鍵盤鄉民。人生格言:「我要成為阿宅王!」科普工作相關邀約請至 https://otakuphysics.blogspot.com/

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核廢料放我家?高階核廢料的危險性與處理方式
環境法律人協會_96
・2021/12/16 ・5201字 ・閱讀時間約 10 分鐘

  • 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?

圖/Pixabay

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

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。

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*。

圖/flickr by Marco Verch

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。

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環境法律人協會_96
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環境法律人協會(Environmental Jurists Association, EJA),一群由關心環境議題的法律人所組成的協會,專注於以法律的角度關心環境政策,並致力於改善法規現況。