觀點投書: 美國、蘇聯、日本都會,台灣不會?

2017-01-12 06:10
新北市貢寮區的龍門核能發電廠(核四廠)(資料照,取自行政院)
新北市貢寮區的龍門核能發電廠(核四廠)(資料照,取自行政院)

林義雄先生在「台灣不該有核四」一文裡,表達他的看法:「核四廠的爭議,不單是要不要電的問題,而是要不要命的問題。-----美國、蘇聯、日本都是科技先進的國家,仍然發生了核災,可見核電災變無法絕對避免。---」

這篇文章道盡眾多民眾心中的疑慮。如果真的如林義雄先生所說的,牽涉到要不要命的問題,基於愛台灣的熱情,我相信我是第一個跳出來反核的人。

在本文,我將說明何以我認為核能發電是安全的。核能發電的災害分為兩大類。一種是「反應度事故」,也就是如蘇聯車諾比爾事故,而另一種則是由於喪失冷卻水導致無法讓反應爐的餘熱順利排除,終於發生爐心熔毀的事故。後者則是三哩島與福島事故。

1.自動煞車─反應爐的自我控制性

憑什麼你說台灣的輕水爐安全可靠不會發生像蘇聯的車諾比爾型反應爐一樣的事故呢? 這裡牽涉到所謂輕水式反應爐的「自我控制性」。 

當反應爐因為某種原因核分裂異常地增加時(也就是「出力」(OUTPUT) 異常上升的時候),這時水的溫度也節節上升,而水的溫度一上升,水就會膨脹,在超微細的世界來看,這就是氫原子間的距離變為更大,更稀疏了。這麼一來中子就不容易碰到氫原子,速度就降不下來。速度太快那麼會燃燒的鈾就沒法捕捉到中子了。 這樣子順理成章地, 核分裂的次數就減少了。

這就是「水的密度效果」。 輕水式反應爐由於使用水做減速劑,因此像這樣子,會自然而然的抑制核分裂,不讓它失控。 (常溫的水的密度接近1,3000C的高溫的水,其密度會降到約0.7)。

當溫度上升後,數量上佔大多數的「不會燃燒的鈾」(即鈾238)會拼命的把中子吃掉, 中子的數目急劇的減少,稱為「都卜勒效應」。另外溫度上升後也會呈現VOID(氣泡)效果,具有很大很大的抑制核分裂反應的效果。 以上的「水的密度效果」,「都卜勒效應」與「void(氣泡) 效果」合稱為反應爐的自我控制性。

而蘇聯的車諾比爾型反應爐則使用「石墨」作為減速劑。 當反應爐因為某種原因核分裂異常地增加的時候, 溫度上升,但因為石墨是固體因此幾乎不會膨脹,石墨中的碳原子彼此間的間隙仍舊不變,一樣地狹窄,這時所增加的中子也就急速地被減速, 一個個被「會燃燒的鈾」所吸收,也就是核分裂愈來愈多,演變成「失控」(暴走)的情形。

車諾比爾型反應爐在低出力的時候不具有自我控制性,因此運轉規則上嚴格地禁止反應爐在低出力下做長時間的運轉,以免失控。 不過當時的值班人員不清楚違反這規定的嚴重後果,而在低出力下做長時間的運轉以致闖禍。 (相關報導: 趙嘉崇觀點:瑞士公投不廢核的啟示 更多文章

(作者提供)
「你想知道的核能發電」(作者提供)

2.把總理大臣帶到車諾比爾事故原因的暴走實驗的現場,是不是太危險了?

1961年1月發生的美國SL-1事故,死了三名員工。經過美國在不同型式的十部機組的反應爐上實施加以破壞的實驗。如此一波三折,終於證明 了破壞反應爐的元兇乃是「燃料犯人」,這是1967年春天的事,距離SL-1事故已有六年的歲月,總算真相大白。弄清楚反應爐能夠承受到多大的「反應度」。在某一範圍內的失控出力會受到自己引起的自我控制效果所抑制。

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