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日本福島核事故 (Fukushima Daiichi nuclear disaster)– 比較台灣核電廠安全設施

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日本福島核事故 (Fukushima Daiichi nuclear disaster)– 比較台灣核電廠安全設施
大葉大學機械與自動
化工程學系吳佩學副教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題:

1. 比較台灣核一廠與日本福島第一核電廠的反應爐,台灣出事的風險如何?

2. 核災發生往往不只是純技術性的問題,還要考量哪些事項?

背景:
3月11日日本時間下午2點46分芮氏地震儀規模9.0級的強震襲擊日本,造成東京電力株式會社(Tokyo Electric Power Company, TEPCO)的福島第一核電廠發生輻射外釋的嚴重事故,引起全世界的關注。

地震震央位於日本東北地區牡鹿半島東岸130公里的海上,震源深度為32公里。地震發生數分鐘後浪高達10公尺以上的海嘯衝擊日本海岸,有些地區海嘯影響的範圍達內陸10公里。這是日本史上最大的地震,自1900年有記錄以來,世界排名第5的地震。日本首相菅直人認為這是日本二次大戰後所面對的最大危機。

圖1:日本311地震震央與福島電廠位置圖。紅點是核能反應爐所在地。 (圖片來源:《核能簡訊》No.129 (April 2011))

福島電廠:
日本東京電力株式會社是全日本最大,全球第4大的電力公司,擁有福島一廠、福島二廠、與柏崎刈羽電廠3座核電廠。福島一、二廠分別擁有6部與4部沸水式反應器,總裝置容量為469.6 與440萬瓩。福島一廠1號機為沸水式反應器第3型、2-5號機為沸水式反應器第4型、6號機為沸水式反應器第5型;福島二廠4部機組全為沸水式反應器第5型。基本上,這3型沸水式反應器的設計非常類似,而第4型與第5型可以視為標準化的機組。台灣核一廠所採用的機型也是沸水式反應器第4型,商轉時間也與福島一廠的3-5號機非常接近。

圖2:1975年尚未建成時的福島第一核電廠鳥瞰圖。6號機組正在興建。(圖片來源:http://tinyurl.com/5s5cjv5)

比較台灣核一廠沸水式反應器:
台灣核一廠位於新北市石門的天然峽谷,離台北市直線距離約28公里,廠區內裝置兩部63.6萬瓩汽輪發機組,總裝置容量為127.2萬瓩。核一廠1號機於1978年12月10日開始商業運轉,2號機則於1979年7月15日開始商業運轉。防護措施方面,兩座反應爐壓力槽的鋼板厚約13公分,重達450公噸,可承受高溫與高壓。發電用的二氧化鈾燃料密封裝置在壓力槽的核心位置。在反應爐外面,再以一個13-20公分厚,稱為一次圍阻體的燈泡型大鋼殼將反應爐及主要的冷卻設備包封在內,以防止輻射物質的洩漏。一次圍阻體外利用厚度達15公分多的鋼筋水泥遮蔽牆圍繞,以阻擋輻射及保護反應爐不受外物撞擊。水泥遮蔽牆之外再包封稱為二次圍阻體的鋼筋混凝土的廠房。一切有關安全的設備都以最高的耐震等級設計,且以雙重的氣鎖門封隔在廠房之內。這樣的設計的目的是希望,縱使有輻射洩漏也都會包容在多重的隔離之內,不致擴散到電廠外產生環境污染。

圖3:福島核一廠4號機構造圖。福島第一核電廠1至5號機使用的典型沸水反應爐馬克1號 (BWR Mark I),這與台灣核一廠的2個機組相同。 (表格出處:《核能簡訊》No.129 (April 2011), p. 14)

表1:日本福島電廠與台灣核一廠之比較(表格來源:《核能簡訊》No.129 (April 2011), p. 5)


日本核災發生後,台電公司宣布將進行8項核能安全強化措施如下:

  • 加強廠區防災演練
  • 加強預防性維修
  • 成立海嘯總體檢專案小組
  • 檢討各核電廠用過燃料池冷卻功能
  • 強化各核電廠的耐震能力
  • 加強緊急柴油機、氣渦輪發電機的可靠度
  • 提高核電廠硼酸存量
  • 檢討事故處理準則與日本福島電廠此次處置的改善措施

台電強調台灣核電廠的安全,但是環保團體則要求停建龍門廠(核四),反對運轉中的三個核電廠延役。台灣的核能政策爭辯,早已經不是技術層面的考量而已,還牽涉到民眾對政府和專家的信任,對風險的社會心理反應,對環保的價值認定,以及媒體和政黨政治的捲入。問題雖然複雜,但是提供管道讓民眾對於核災過程和背景有基本的認識,是健全民主政治素養裡不可或缺的一環。

表2:台電公司4座核電廠防海嘯、防地震設計一覽表。(表格來源:《核能簡訊》No.129 (April 2011), p. 5)

參考資料:
1. 李敏:日本福島核電廠事故說明與評析。《核能簡訊》No.129 (April 2011), p. 7-12。
2. 福島事故報導。《核能簡訊》No.129 (April 2011), p. 1-6。
3. 中文維基百科:福島核事故 (http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A6%8F%E5%B3%B6%E6%A0%B8%E4%BA%8B%E6%95%85)。
4. “Der Stromausfall " Der Spiegel 12/2011 (March 21,2011). p. 88-112。 (德國明鏡週刊)

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