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福島核事故之後的核電:仍然存活的核電計劃

SciDev
・2011/10/15 ・4964字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

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科學與發展網絡遍布全世界的記者告訴我們,哪些國家在福島核事故之後仍然準備發展核能。

追求能源自給自足、不斷提高的能源價格,與對政治權勢的渴望——意味著在福島核事故之後,抱持核能雄心的發展中國家幾乎沒有一個放棄。

約旦規劃中的核電廠是應對水和能源嚴重短缺的一部份戰略

約旦打算用核電淡化海水,從亞喀巴灣輸送到南方 Flickr/eutrophication&hypoxia

約旦原子能委員會(JAEC)希望2035年之前,60%的能源來自核能。目前,約旦花在向阿拉伯鄰國買能源的金額相當於其國內生產總值的五分之一。

該國也是全世界最缺的國家之一。約旦打算使用核能淡化來自亞喀巴灣的海水,輸送到南方,然後輸送到安曼、伊爾比德以及Zarqa的人口中心。

在福島核事故之後,約旦開始重新評估它的計劃於2013年開始建造的核反應堆的安全措施。該國還考慮實施更多的安全措施並且繼續進行地質和環境調查。

「政府不會因為福島核事故而收回在約旦建造核反應堆的決定,」JAEC的副主席Abdel-Halim Wreikat說。「我們的核電站是第三代壓水式,它比福島的沸水式安全。」

Wreikat認為,「目前約旦選擇核能,比選擇太陽能和風能等可再生能源更好,因為後者的成本仍然很高。」

但是一些約旦科學家不同意這種看法。「用太陽能發電的成本每年都在下降,而核電的成本每年都在增加」,約旦大學能源中心主任Ahmed Al-Salaymeh說。他呼籲對核能選項進行更多的經濟可行性研究。

而哈希姆大學地球與環境科學系教授Ahmad Al-Malabeh補充說:「約旦不但太陽能和風能資源豐富,油頁岩也多,從中我們可以開採出石油,從2016到2017年起可以滿足約旦的能源需求……這可能讓我們有更多的時間去擁有更具經濟可行性的可再生能源。」

在福島核事故之後,政府對它在開普敦的兩座核反應堆進行了一次安全評議 Bjorn Rudner/ESKOM

財政原因,而非福島核事故,可能推遲南非僅僅在日本災後5天通過的核計劃。

南非仍然決心執行在2030年前建設6個新核反應堆的規劃。

南非能源部「核安全、責任與緊急情況管理」主任Katse Maphoto說,在福島核事故之後,政府對位於開普敦的兩座核反應堆進行了安全審核。

但是政府在福島核事故發生之後的5天就通過了2010-2030年整合資源規劃(IRP)。南非核能集團(NECSA)的媒體負責人 Elliot Mulane說,這個決定的時機表明「政府對核技術的信心」。NECSA是根據推廣核研究的1999年核能法建立的一個公立公司。

而且能源部長Dipuo Peters在今年稍早(5月26日)宣佈預算的時候,重申了推動核能的承諾。她說:「我們仍然認為核電是我們的戰略必須的一部分,這個戰略就是通過多種組合,包括基於化石燃料、可再生和能源效率技術,從而減少我們的溫室氣體排放。

南非威特沃特斯蘭德大學放射性與衛生物理學研究室主任James Larkin認為南非可能採用相對便宜的韓國第三代反應堆。

Larkin說核能是唯一能替代煤炭產生足夠電力的能源。

「我們有其他什麼替代方法?可再生能源幾乎什麼也做不了,」他說。

他認為核能有能力供應電力基本負荷的85%,而太陽能只能供應17%到25%。但是儘管政府有信心,Larkin說資金短缺可能延遲該國的核計劃。

「政府說要,但是沒有說它要如何找錢來付。建造核電站的規劃可能會延遲15年。」

越南希望它的首個核電站——寧順核電站將在2020年完工 Tuoitrenews

越南的核能目標仍然雄心勃勃,儘管科學家警告海嘯的風險。

越南計劃在20年內用核電提供電網10%的電力,是東南亞最雄心勃勃的核能規劃。該國的首個核電站,寧順核電站,是由一家俄羅斯國有能源公司幫助建造的,將在2020年完工。

越南地球物理研究所地震與海嘯預警中心主任Le Huy Minh警告說,越南的沿海可能受到南中國海附近海嘯的影響。

據越南國家媒體報導,寧順核電站可能位於越南沿海某斷裂帶80到100公里外,可能受到海嘯的威脅。

但是官方的越南原子能委員會主任Vuong Huu Tan在今年3月告訴國家媒體說,來自福島核事故的教訓將幫助越南開發安全技術

澳大利亞的能源顧問John Morris是在越南工作的地質學家。他說,只要正確建造核電站,該國核電站的地震風險就不是「一個大問題」。他還說,日本的核電站比越南的核電站「遠遠更容易遭受地震襲擊」。

菲律賓De La Salle大學的能源專家Kevin Punzalan說,越南不太可能遇到鄰國印度尼西亞和菲律賓那樣的反核抗議,在印尼和菲律賓,民間團體組織更有影響力。

Punzalan告訴本網站說,來自越南科學界的警告可能迫使該國執政的共產黨為核反應堆選擇另外的地點,或者修改反應堆的設計,但是這可能不會導致這個一黨國家核能戰略產生極端變化。

菲律賓總統貝尼格諾•阿基諾三世說被封存的Bataan核反應堆將永遠不會用於它的最初用途 Flickr/nznationalparty

菲律賓修復未開張過的核電站方案,能在福島核事故後倖存嗎?

菲律賓正處於25年期的暫緩使用核能期,直到2022年為止。該國政府說它仍然考慮利用核能來長期解決不斷增長的電力需求。而它的科學技術部自從福島核事故之後已經公開宣佈支持追求核能。

然而,菲律賓科技部的官員在私下承認這次事故已經讓他們贏得公眾對核能支持的工作倒退了四、五年。

與此同時,政府正在設法增強實力。例如,該國缺乏技術專家。菲律賓能源部規劃局助理局長Carmencita Bariso說,儘管出現了福島核事故,他的機構仍然在研究核能的可行性、安全性和社會接受度。

Bariso說該研究將包括對Bataan核電站未來走向的建議。這座1985年竣工的核電站是當時東南亞的首座核電站。價值23億美元的西屋輕水反應堆位於菲律賓首都馬尼拉以北60英里,它從未被使用過,儘管它有潛力發出621兆瓦的電。

菲律賓總統貝尼格諾‧阿基諾三世的母親科拉松‧阿基諾總統,因為腐敗和安全問題而在1986年暫停了這座核電站的工作。阿基諾三世說它從未被當作一個核反應堆使用,但是可以私有化並改造成一個傳統發電站。

但是曾經擔任立法者的Mark Cojuangco在2008年提出了一個法案,尋求啟動Bataan反應堆的商業核運行。他的法案在去年國會休會之前沒有通過,他承認福島核事故讓他的工作更難做了。

「利用核能仍然是正確的選擇,」他說。「但是這需要一個社會的決定。一旦福島核事故的報告公佈,我們將啟動激烈的公眾辯論。」

尋求重啟反應堆以及通過改造或永久關閉從而解決這個問題的修正案,都在等待菲律賓參眾兩院的批准。

反對核電的綠色和平組織認為,福島核事故讓啟用Bataan核電站的機會變小了,因為「人們越來越意識到放射性可能對一地產生什麼影響」。該國的許多地方容易遭到地震和其他自然災害的襲擊,批評家說著讓菲律賓不適合建設核電站和處置放射性核廢料。

肯亞的電力需求很大 Flickr/computerwhiz417

 

在肯亞,核能的支持者提出了地熱核電的混合方案。

在福島發生核事故的同一個月(3月31日),來自國際原子能機構的調研人員批准了肯亞首個核電站的申請。這是一個35000兆瓦的核電站,建設成本是9500億肯亞先令(98億美元)。該電站將建在距離奈洛比50公里的阿西平原的200英畝土地上。

這座核電站是肯亞核電工程委員會主持建設的,計劃於2022年運營。該國政府聲稱它將滿足2040年之前肯亞的全部能源需求。

肯亞的電力需求很大。該國首都奈洛比不到一半的居民接入了電網,而農村的電網接入率是2%。肯亞國會能源、通訊和信息委員會主席James Rege的視角比政府的方針更加廣闊,他說來自裂谷計劃的地熱能是最有前景的選項。它的生產成本高,但是仍然是該國的「最佳希望」。核能應該作為「後備」。

「我們把核能視為一種替代能源。化石燃料的成本不斷攀升,普通肯亞人負擔不起,」Rege告訴本網站說。

他說,水電受到正在乾涸的河流的限制。而把該國的耕地轉為生產生物燃料將威脅糧食供應。

肯亞能源部核電發展項目秘書David Otwoma認為,如果不讓肯亞的能源組合包括更多的地熱、核能和煤炭,它就無法實現工業化。Otwoma認為,核能發電的成本可能有朝一日通過共享的區域項目分擔,但是在那之前肯亞需要自主前進。

Rege說,雖然核能替代方案有前途,非常重要的是考慮到福島核事故。

「現在有了數據,必須每次走一步,不能匆忙行事,」他說。

Otwoma說,新的有核電站的肯亞可以從頭發展良好的核安全文化,「但是為了實現這一點,我們需要願意學習所有的經驗教訓並且接受它們,而不是忘掉它們並且認為這些情況不會在我們這裡出現」。

奈及利亞:核能帶來的收益比石油更多嗎? Flickr/ezioman

奈及利亞沒有受到福島核事故的影響,正穩步推進核合作。

非洲和管理機構論壇主席Shamsideen Elegba說,沒有必要因為福島核事故感到恐慌。奈及利亞有保持核活動安全的必要的管理體系。

「尼日利亞核管理機構[NNRA]本身已經成為了監管該國電離輻射、核材料和放射源的可信機構,」最近成為NNRA主管的Elegba說。

「這不僅僅是我們自稱的:2006年國際審計機構來到這裡評估了我們的程序和過程,證實了同樣的結論。」

Elegba堅定地認為福島核事故的責任應該歸於大自然而不是人類錯誤。

「日本是不僅僅是這個產業的領導者之一,而且也是監管的領導者之一。它們有非常嚴格的授權體系。我們必須區分開自然事件(或者一系列的自然事件)與工程基礎設施、管理基礎設施,以及安全監管。」

奈及利亞原子能委員會(NAEC)的主管Erepamo Osaisai說,在福島核事故之後,奈及利亞的核能項目「不會倒退」。

奈及利亞很可能讓俄羅斯國家原子能公司(ROSATOM)建設它的已經規劃的首個核電站。俄國代表團於7月26-28日訪問了奈及利亞,雙邊文件將在12月前正式定稿。

ROSATOM的主管Nikolay Spassy在這次訪問期間說,「和平利用核能是發展的基礎,實現[奈及利亞]到2020年成為20個最發達國家的目標將嚴重取決於開發核電站。」ROSATOM指出,國際原子能機構在此前的非核國家監管了核電站的建設。

但是環境權利行動/奈及利亞地球之友(ERA/FoEN)的主管Nnimmo Bassey說,「我們看不到政府支持這樣一種技術的邏輯,在歐洲和其他技術先進的國家,這種技術過去的支持者如今已放慢腳步。」

「奈及利亞如今需要投資安全的替代能源,那些不會損害環境和人民的。我們不能接受核選項。」

埃及是中東和北非地區首個擁有核計劃的國家 Flickr/WanderingtheWorld

對電力和政治影響力的渴望讓埃及認定福島核事故——或者革命——不會讓它的核計劃出軌。

埃及是中東和北非地區首個擁有核項目的國家,在1961年啟動了一個科研反應堆。在2007年,埃及「解凍」了一個在車諾比核事故之後停滯的核項目。在2011年早些時候埃及的反抗活動以及福島核事故之後,政府推遲了建設它的首座核電站的國際投標。

埃及核電站管理機構的主席Yassin Ibrahim告訴本網站說:「我們採取了額外的措施避免任何緊急狀態,但是由於這次反抗活動,招標延遲了,直到我們在2011年底的總統和議會選舉後擁有了政治穩定性。」

Ibrahim否認核項目會被取消。他說:「埃及核電站的設計指標考慮到了抗地震和海嘯,包括那些比該地區過去4000年裡曾發生的地震更大級別的地震。」

「反應堆的類型是一種第三代壓水堆,自從60年代早期運營以來,它們還沒有對環境產生任何副作用。」

埃及核電站管理機構的核事務與核能顧問Ibrahim El-Osery指出,埃及有限的石油和天然氣資源將在20年中用完。

「然後我們將不得不進口電力,而我們不能依賴於可再生能源,因為它尚不經濟——埃及在2010年的可再生能源僅僅提供了它的需求的2%。」

但是Assiut大學的礦物學教授Nadia Sharara說,擁有核技術還有其他的動機。

「擁有核電站首先是一個政治決定,特別是在我們的地區。任何獲得了核技術的國家都在國際社會擁有了政治權重,」她說。「埃及有潛力擁有這種能源,因為埃及的核材料管理機構估計埃及有15000噸未開採的鈾。」

她還指出,這也是為了跟上技術。她警告說:「如果埃及因為福島核事故而凍結它的計劃,在未來至少50年中它將在許多科研領域落後。」

本文由如下作者撰寫:Hanan AlKiswany (約旦), Lizette Damons (南非), Mike Ives (越南), Theresa V. Ilano and Joel Adriano (菲律賓), Ochieng’ Ogodo (肯尼亞), Emeka Johnkingsley (尼日利亞), Ma. Nehal Lasheen (埃及)

本文是福島事故之後的核電專題聚焦的一部分。

轉載自SciDev[2011-09-28]

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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

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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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考慮輻射粉塵飄落,福島五縣食品改為「品項限制」是較有保障的作法
台灣科技媒體中心_96
・2022/02/18 ・1636字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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行政院於今(111)年 2 月 8 日宣布取消日本福島地區食品進口禁令,以「回歸科學檢驗、比國際標準更嚴格、為食安把關」 等三原則調整管制措施,其中包括從「禁止特定地區進口」改為「禁止特定品項進口」、風險品項需提供雙證(輻射檢測證明及產地證明),以及福島等五縣食品必須逐批檢驗才能進口等三項配套措施。

由於目前大眾仍未能有機會看見和理解「日本進口食品」相關的科學證據,常出現因政治而失焦的非理性討論,台灣科技媒體中心於 2 月 17 日召開記者會,邀請慈濟大學公共衛生學系謝婉華副教授與清華大學原子科學技術發展中心許芳裕教授,分別說明輻射食品的科學證據,以及目前制訂福島食品進口的規範時,如何評估對人體健康的影響。

台灣科技媒體中心邀請許芳裕教授、謝婉華副教授一同召開記者會。圖/台灣科技媒體中心提供

許芳裕表示,目前世界上很多國家都遵循國際放射防護委員會(ICRP)的建議,制定與核輻射有關的法規。ICRP 將輻射的危害分為「確定效應」和「機率效應」,前者是指過量輻射對人體的損害會隨著劑量提高而加深,後者則與癌症發生的機率有關。從 1945 年開始的輻射效應數據研究顯示,只要劑量低於每年 1 毫西弗(mSv),對人體的影響都是可以忽略的。

目前國際標準指出,若是單次或年累積曝露的劑量低於 100 毫西弗,都可以忽略,若超過 100 毫西弗,可能會有健康影響。研究證據也說明 100 毫西弗對人體沒有確定效應(損害),機率效應(癌症發生率)的影響則可以忽略。因此目前各國法規均訂有人員劑量限值:輻射工作人員職業曝露每年不得超過 50 毫西弗,一般人則不得超過 1 毫西弗——只要符合法規劑量限值內,健康效應的風險應可忽略。

至於國際是如何換算「食品檢驗」到「人體接受的安全劑量」。許芳裕說明,國際上是透過國際食品法典委員會(Codex)的規範,假定成人每年攝取 550 公斤的食物量、嬰幼兒的每年攝取 200 公斤的食物量,再參照各國進口日本食品的比例,來制訂食品輻射限量標準。假設日本食品佔所有飲食的十分之一,納入放射性元素和劑量的影響後,就可換算出各國成人和嬰幼兒的食品輻射限量標準。

日本在制訂國內標準與估算安全劑量時,是以銫-134 和銫-137 為準,假定每人 100% 會攝入輻射食品。

以衛福部的資料為例,台灣目前是參照日本較嚴格的數值,相對其他國家來說較為嚴格。

謝婉華依據其在 2017 年的研究結果表示,大部分的檢測結果都顯示「若台灣民眾因進口食品產生額外的輻射曝露,健康危害應是可被忽略的」。在計算這些額外的輻射總曝露風險時,0-3 歲兒童的額外輻射曝露總量為每年 0.000147 毫西弗,相比照一張胸部 X 光片的 0.02-0.05 毫西弗,風險極低,但和攝入的曝露風險無法類比。

澳洲官方報告也指出,日本福島事件帶給澳洲居民的風險低於 1 毫西弗的輻射曝露量,對人體的機率效應影響可以忽略。另外,在去(2021)年 9 月,美國也解除日本食品輸入的「進口警示」,並且分析 1,749 筆資料,發現僅有 3 筆(2 筆綠茶、1 筆薑粉)檢出輻射量,但遠低於標準。

綜上所述,現今開放日本福島五縣市食品,對國人的健康風險應該可被忽略。

許芳裕和謝婉華都同意,因台灣對福島地區食品的檢驗標準比國際嚴格,在符合檢驗標準下,進口該地區食品的健康風險極低。至於法規將原先的「地區限制」修訂為「品項限制」,確實是更安全的方法,因為輻射粉塵可能會飄落其他縣市,使得鄰近福島 5 縣的地區也有風險,所以改為品項限制更能安全把關,也更符合科學做法。

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福島五縣食品即將開放進口!——安全嗎?如何以科學方法評估風險?
Evelyn 食品技師_96
・2022/02/15 ・4361字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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  • 文/Evelyn 食品技師

2011 年 3 月 11 日,日本發生福島核災事件,釋出放射性物質汙染土壤、水源及食品。之後我國立即對福島、茨城、櫪木、群馬、千葉等 5 縣生產製造之食品啟動暫停輸臺管制措施。

而在 2022 年 2 月 8 日,也就是事故即將滿 11 年前夕,行政院宣布「日本福島五縣地區食品進口」正式解禁[1],該消息一出,便掀起全臺一陣軒然大波。

有關福島五縣食品的爭議不斷,相信民眾想知道的是,現在開放日本福島五縣地區食品進口到底安不安全?政府如何把關民眾的安全?

核災發生十年後,採取「地區式」管制措施已不合時宜

福島核災事件發生第一時間,各國皆因緊急應變考量,採取「地區式」管制,也就是禁止包括福島在內附近縣市的食品進口,為最安全保守的做法。

然而,以「地區」作為管制,很容易對該地區造成污名化,因為並非所有來自於日本某特定地區的食品都會有輻射污染,也不易使民眾聚焦到底進口的食品是否有受輻射污染之風險。

輻射殘留超過標準的區域分佈,並非所有來自於日本福島五縣地區的食品都會有輻射污染。資料來源/參考資料 4

加上 11 年的時間過去,風險的影響已有所改變。依世界貿易組織(WTO)規範,會員國採取食品安全檢驗措施,應有科學根據,且不應構成對國際貿易的隱藏性限制,美國、歐盟等國家,早已皆調整其管制密度。

我國這樣故步自封的管制方式,容易引起與日本之間的糾紛,亦難以符合國際自由貿易的發展原則,連帶影響其他經濟貿易的發展。

對於半衰期較長的放射物質,是否有輻射殘留的疑慮?

有醫師提出其對於福島五縣食品的質疑[2],舉出輻射物質銫-134、銫-137 和鍶-90 的半衰期分別是 2 年、30 年和 29 年,後兩者可能仍有輻射殘留的安全疑慮。

根據 106 年度「受核事故影響食品之人體健康風險評估」的報告指出,日本厚生勞動省於 2012 年修訂食品管制標準時提及,就福島電廠影響及調查分析結果,將半衰期超過 1 年之放射性核種,如銫-134、銫-137、鍶-90、釕-106、鈽及鋂等,列入風險考慮。

銫以外的核種只約占總劑量之 12%,鍶-90 半衰期雖然為 29 年,但因其含量較低且需要耗時 2 星期(甚至更久)的時間來偵測,故厚生勞動省評估以上之比例修正因數,選擇以「銫」作為輻射檢測食品標準之主要代表性核種

歐盟法規也特別指出,依日本電廠事故狀況,鍶、鈽及鋂釋出到環境的量非常有限,所以對於日本食品不需對鍶、鈽及鋂等核種實施檢測或特別管制,僅規定檢測銫-134、銫-137 即可。

對於醫師質疑有安全疑慮的銫-137,我國一直有列在監測指標中;鍶-90 在日本、歐盟的評估下,釋出到環境的量有限、可忽略,故兩者輻射殘留是不需擔憂的。

「零檢出」不等於「零含量」,應以科學方法做決策

衛福部公布草案的第一時間,還是可以聽到許多人要求輻射要「零檢出」,這是不合理的,因為零檢出易遭解讀為「含量為零」,有諸多爭議。

隨著檢測儀器及分析技術的進步快速,現在先進的儀器感度可達到十億分之ㄧ(1 ppb)的層級,過去食品檢驗不出來的物質現在可能驗得出來,但它並不是零濃度,而是趨近於零、非常低的濃度。 

現今面對食品安全問題時,應以客觀、理性的角度,運用一套以科學為基礎的「風險分析」,來做食安風險的決策。

所謂風險分析,係為評估食品對於人體健康與安全所可能造成的風險,確認並執行控制該風險的適當措施,且就該風險與該措施與利害關係人進行溝通。

風險分析是由風險評估、風險管理與風險溝通三個要素所構成,細節可詳見此文:福島 5 縣食品輸入,如何知道風險可接受?分析報告說了什麼?,這邊就不多加說明。

如何透過「風險評估」瞭解致癌風險有多少?

風險分析首先要做的便是「風險評估」,有四項重要步驟,分別為:危害辨識、劑量反應評估、暴露評估及風險特徵描述。

以下就 109 年度「輸入食品風險分析」報告中,以成年人的風險評估為例,解釋其致癌風險是如何判定的:

一、危害辨識(Hazard Identification)

按國際標準,以銫-134、銫-137 作為危害辨識標的。

二、劑量反應評估(Dose Response Assessment)

針對存在食物的生物性、化學性、物理性因子其可能造成的不良健康效應進行定性或定量的評估。

依國際放射防護委員會第 119 號報告,一般民眾攝入每單位放射性核種的約定有效劑量(Committed Effective Dose),銫 134 的劑量為 1.9×10-8 西弗/貝克,銫-137 的劑量為 1.3×10-8 西弗/貝克。

三、暴露評估(Exposure Assessment)

進行食品輻射劑量估算,以每人每年暴露多少西弗分析,透過不同年齡族群、不同類食品的平均攝食率資料庫,套入公式換算。該報告得出成人每年平均輻射曝露劑量為 0.002814 毫西弗。

四、風險特徵描述(Risk Characterization)

將前面三者的資訊進行整合後,向風險管理者提供科學建議。

依國際放射防護委員會第 103 號報告,每 1 西弗輻射曝露會增加成年人 4.2% 的癌症及遺傳效應之風險,也就是癌症斜率因子(cancer slope factor; CSF)[註 1]

接著計算致癌風險有多少,依據美國國家環境保護局(U.S. Environmental Protection Agency; US EPA)所公佈之風險評估流程,化學物質對人體之致癌風險可以下式計算[5]

致癌風險 = 化學物質之暴露量 × 癌症斜率因子

= 成人每年平均輻射曝露劑量 0.002814 毫西弗 × 10-3(單位轉換成西弗)× 4.2%,

得出成人每年平均輻射曝露所產生的癌症及遺傳效應增加風險為 1.18 × 10-7。 

按 US EPA 之標準,風險發生率低於 10-6 者,歸類為「可忽略之風險」。就該報告的結果來看,除了成人之外,所有年齡層的癌症風險均判定為可忽略之風險。 

各年齡層的癌症風險,均判定為可忽略之風險。資料來源/參考資料 4

我國的「風險管理」措施是結合美國與歐盟的做法

風險評估完成後,接著進行「風險管理」,也就是要確認控制該風險的適當措施。從日本公布之官方資料中可以發現,輻射超標產品不限於分布在我國管制地區,已不適用「地區管制」的方式。

日本當地針對食品放射性物質的管理除了持續監控及公開相關資訊外,也有訂定食品的檢查計畫。若監測發現食品有超過輻射標準值時,會將其回收、銷毀,同一生產批次的食品亦一併處理,並以縣或部分區域為單位進行出貨管制等措施,此法結合特定產品與地區式的管制。

美國雖仍管制日本 14 縣市的食品輸入,但管制輸入的「特定品項」會依輻射檢驗數據滾動式調整,而非只管制「特定地區內的全數食品都不能進口」。

歐盟則是未禁止日本食品的輸入,僅要求「特定地區的特定食品」須檢附官方輻射檢驗證明。

而臺灣這次解禁有三大配套措施把關[6]

一、福島 5 縣食品現行規範從「禁止特定地區進口」改為「禁止特定品項進口」。

二、針對高風險品項需提供「雙證」,提供輻射檢驗證明、產地證明。

三、所有產品在邊境需逐批檢驗合格才能放行。

其實就是結合了美國與歐盟的管制特色,還是相當嚴謹,標準並沒有比別人寬鬆。

政府輕忽「風險溝通」,導致資訊不對稱

雖然風險的決策過程是科學、客觀、理性的,卻與民眾的認知有所差距。

不管是美牛還是核災食品,為何科學無法克服民眾的食安疑慮?一文,說明了政府在食安問題上,用「低風險」來遊說社會大眾,之所以沒有效果,是因為一般民眾對於機率的認知,通常帶有主觀的成分。

且最令民眾困惑的是,為何在有食安疑慮的情況下,政府仍亟於開放進口這些食品?若政府願意公開把不開放進口的負面後果明確讓民眾知道,或許民眾就會比較願意承擔風險,轉而支持開放進口。

這凸顯出「風險溝通」在風險評估與風險管理中所扮演之重要性。

風險分析架構,須透過風險溝通交換並整合風險評估與風險管理的資訊和意見。圖 / 參考資料 4

一般法規命令草案公告期間,應至少公告 60 天[8],以蒐集各界意見或評論,但這次的草案僅進行 10 天的預告期。如此匆促的決策時間,真能夠將「風險溝通」這一部分做得完善嗎?

再者,情況特殊,有定較短期間者,應於草案內容公告時,一併公告其理由,先予敘明。這部分似乎沒有看見衛福部有說明清楚[1]

其實,端看我國食品最高法規《食品安全衛生管理法》第 4 條,雖然揭示了風險相關的基本原則,但並沒有風險溝通中的雙向資訊交換與公眾參與,導致我國食安主管機關組織架構中,並未有風險溝通的專門小組或人員,風險溝通具體的實施程序也付之闕如[8]

當然,媒體、整體公民亦必須同時善盡其在風險分析體系中的積極義務:媒體應多擷取學術研究單位所提供之健康風險資訊;社會公民亦應提升自身閱聽素質,對於未來食品議題的溝通才較有根本性的助益。

科學證明日本食品是安全的!惟須確實執行進口管制措施

回歸到日本食品進口到底安不安全的問題,科學性的風險評估結果已證實其風險之低微可忽略,且臺灣訂定的規範相較於國際是嚴謹的,可惜的是食安風險溝通的品質還有待加強。

最後要注意的是我國的管制政策,是極仰賴邊境嚴格的查驗、充沛的檢驗量能,以及進口業主是否清楚相關規範,故需要各方共同努力並執行確實,才能為社會大眾做好安全把關。

註解

  1. 癌症斜率因子(cancer slope factor; CSF):又稱斜率係數(slope factor; SF),或是單位風險係數(unit risk factor; URF),即是在說明每增加一個單位之劑量所增加致癌的風險。

參考資料

  1. 衛生福利部食品藥物管理署,2022。衛生福利部預告調整日本食品輸入管制措施
  2. 趙于婷,2022。台灣解禁日本福島核食!毒物專家點出「關鍵隱憂」。ETtoday新聞雲。
  3. 謝婉華、陳國瑋、吳涵涵,2017。106 年度「受核事故影響食品之人體健康風險評估」計畫之日本進口食品風險評估。衛生福利部食品藥物管理署委託。
  4. 姜志剛,2020。109 年度「輸入食品風險分析」計畫。衛生福利部食品藥物管理署委託。
  5. 陳慧諴。如何搜尋及解讀毒性物質資料?。國家環境毒物研究中心。
  6. 行政院,2022。政院:調整日本食品輸入管制措施 以「三原則、三配套」為國人健康嚴格把關
  7. 中華民國法務部,2022。行政程序法第 151、154 條行政函釋
  8. 潘誼鎂,2019。我國食品安全風險溝通法制之建構。國立交通大學科技法律研究所碩士學位論文。新竹。
Evelyn 食品技師_96
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一名食品技師兼研發專員,對食品科學充滿熱忱。有鑒於近年發生許多食安風暴,大眾對於食品安全的關注越來越高,網路上卻充斥著不實資訊或謠言。希望能貢獻微薄之力寫些文章,讓更多人有機會認識食品科學的正確知識!想獲得更多食品營養資訊可追蹤作者的粉絲專頁喔!https://www.facebook.com/profile.php?id=100066016756421