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福島事故之後的核電:破滅的夢想?

SciDev
・2011/10/23 ・2184字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 555 ・八年級

Pervez Hoodbhoy說,核電並不是一個魔法解決方案——它不安全,也不廉價,而且它還會導致核武器計劃。

一批缺乏能源的發展中國家把核能視為一個魔法解決方案。不需要石油、天然氣和煤——這是一種空氣污染或二氧化碳零排放的燃料。高技術再加上其聲望,它看上去似乎是相對安全的。

但是然後就出現了福島核事故。這起事故的全球心理衝擊超過了車諾比核事故,而且讓全世界如今不確定核電是不是解決問題的答案。

一個福島類型的核事故在災害管理能力低的發展中國家可能更嚴重

核心擔憂

福島第一核電站的應急發電機失效之後的火災增加了輻射洩漏和擴散的恐怖前景。1號反應堆的核心熔燬,儲存在水池中的乏燃料隨著冷卻水泵停止工作而再度活躍起來。

福島的核反應堆被建造成能夠抵擋最壞的情況,包括地震和海嘯。傳感器成功地關閉了反應堆,但是當30英呎高的海浪衝過20英呎高的混凝土防波堤之後,冷卻反應堆必需的電力就失去了。

輻射塵最遠到達了加拿大。其實它遠遠更糟糕。日本知道它的大片國土將被污染,或許在本世紀剩下的時間裡都無法居住。例如,在今年7月,在超市銷售的牛肉、蔬菜和海洋魚類被檢測出放射性銫的劑量是安全水平的數倍。[1]

日本人一直是很小心的。在這個「被爆者」(廣島和長崎的倖存下來的受害者)的國家,所有的反應堆接受的檢查比其他地方都更仔細。但是很明顯這並不足夠。其他高度發展的國家——加拿大、俄羅斯、英國和美國——也都發生過嚴重的反應堆事故。

這對於一個典型的發展中國家意味著什麼?在這些國家,輻射的危險和反應堆的安全性尚未進入公共辯論。管理機制由政府嚴格控制著,它們聲稱這是出於安全的理由。個人或非政府組織被禁止監測任何核設施附近的輻射水平。

印度和巴基斯坦貧窮而弱勢的村民社區因為鈾和釷礦的開採而受到了健康的影響,他們被迫撤銷了訴訟。

福島類型的事故的後果在許多發展中國家可能看上去很不一樣。由於存在容易波動的人群,而且幾乎沒有災害管理能力,社會相應有可能非常不一樣。

在日本,海嘯倖存者相互幫助,救災隊伍的運作暢通無阻,而且救援人員有充分的防輻射裝備。在反應堆爆炸之後沒有驚慌,也沒有反政府的示威活動。

關於成本的問題

核能具有成本效益嗎?

2009年美國麻省理工學院的一項研究強烈建議增進核電的作用從而抵消氣候變化[2],它發現核電的每千瓦時(kWh)的成本更高,核電的是8.4分,煤/天然氣是6.2/6.5分。它提出隨著化石燃料的枯竭,核能-化石能源的價格比將會倒轉。但是目前尚未實現。

世界銀行把核電站稱為「大白象」。[3]它的《環境評估來源手冊》說:「因此核電站是不經濟的,因為根據目前和預計的成本,它們不太可能是成本最低的替代方案。」

「也有證據表明提供者常常引用的成本數字在很大程度上被低估了,而且常常無法充分考慮到廢物處理、退役和其他環境成本。」[4]

根據美國核管理委員會的數字,永久性關閉一個反應堆的成本大概在3億到4億美元之間。[5]這佔了反應堆的原始成本的很大一部分(20%到30%)。

儘管諸如法國和韓國等國家確實讓核能盈利,它們可能是一個一般規則的例外情況。缺乏建設自己的反應堆的工程能力的國家將花更多的錢用於進口和運行技術。

不良的記錄、軍事的野心

發展中國家的核電的記錄很少能讓人有信心。

以目前仍然面臨長時間的日常電力缺乏的巴基斯坦為例,40年前,巴基斯坦原子能委員會曾承諾核反應堆將滿足該國全部電力需求。

儘管該委員會幫助製造了100件核武器,並僱傭了3萬多人,它並沒有滿足電力的目標。兩個反應堆總共產生了大約0.7GW的電,這滿足了巴基斯坦電力需求的約2%。

印度的記錄也遠不是一流的。在1962年,它宣佈到1987年已安裝的核能力將達18-20GW。但是到了1987年它只達到了1.48GW。今天,印度的電力 只有2.7%來自核燃料。

1994年,Kaiga發電廠的兩座反應堆的建設過程中發生了一次事故,這讓其成本增加到了最初估計的4倍。超過成本以及延誤頻繁出現,這不僅僅是在印度出現。

而且一些發展中國家對核能技術的興趣可能掩蓋了另一個目的。印度和巴基斯坦圍繞著它們的民用核設施建設了它們的武器製造能力。它們不是第一批,也將不會是最後一批。

當石油生產大國開始尋求建造核反應堆的時候,警鈴便拉響了。擁有全世界第二大石油儲量的伊朗如今處於使用其核反應堆用低濃度鈾燃料製造核武器的邊緣。如果伊朗製造出核武器,伊朗的對手沙特阿拉伯也將尋求製造自己的核武器,它已經計劃在未來的20年投資3000億美元建造16個核反應堆。

氣候變化讓尋找非化石燃料替代能源的工作具有了迫切性。但是說服人們使用核電正在變得越來越難。它既不便宜也不安全,它面臨著一個費力的戰鬥。除非出現根本的技術突破——諸如可行的核聚變而非核裂變反應堆——它的增長前景看上去就是暗淡的。

Pervez Hoodbhoy在美國麻省理工學院獲得了和物理學博士學位。他在巴基斯坦的Quaid-e-Azam大學和Lahore管理科學大學科學與工程學院授課。

本文是福島事故之後的核電專題聚焦的一部分。

參考文獻

[1] Japan’s Food-Chain Threat Multiplies as Fukushima Radiation Spreads(News, Bloomberg, 2011)
[2] Deutch et alUpdate of the MIT 2003 Future of Nuclear Power Study [223kB] (MIT, 2009)
[3]The Least Cost Path for Developing Countries: Energy Efficient Investments for the Multilateral Development Banks, M. Phillips, Washington DC, IIEC, 1991.

[4] World Bank, Guidelines for Environmental Assessment of Energy and Industry Projects. World Bank technical paper No. 154/1992. Environmental Assessment Sourcebook, Vol. III, 1992

[5] Fact Sheet on Decommissioning Nuclear Power Plants (US NRC, 2011)

本文轉載自SciDev[2011-09-28]

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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

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