周南山觀點:從地質和耐震觀點,試算核四輻射外洩的風險

2021-12-07 05:50

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耐震分析也必需符合美國核能管制委員會(NRC)的設計規範,和台電、原能會各種設計及施工重重審查,以確保耐震能符合各項要求。因此,即使地動加速度到達設計值0.66g或1.3g(反應爐),因設計時各種安全係數之故,並不代表耐震不足,結構体會塌陷。這部份因無核四的設計細節,我們非常保守地假設耐震不足的出事機率是0.5。

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日本2011年發生311地震,不是地震毀了福島核電廠,而是隨後的13公尺海嘯襲擊下,海水倒灌入地下室,使設在地下室的緊急柴油發電機淹水而停止運轉,導致全廠停電。補水幫普無法向反應爐注入冷卻水,致爐心融毀。爐心向反應爐及汽機房釋放出大量氫氣,導致氣爆,使廠房及設備嚴重損壞,管道蒸汽及冷卻水洩漏,以致放射性物質外洩。為了避免重蹈日本福島電廠覆轍,核四做了七道防範(如表一),包括建築14.5m高的海嘯牆(雖然最高海嘯只有3米)、提供後備電源之發電機開關場且不放在地下室而是在30m高,並增設多重備用電源,抽水機採密封系统以免海水入侵、放在高處利用重力下放的生水池,以及緊急操作時可由值班經理依SOP做斷然處置,寧可放棄電廠也不容輻射外洩等等。這七項保護措施假設每項失效的比例是5成,則全部失效的機率是0.5的七次方,即0.0078,我們保守地提升十三倍,以0.1估算即可。最後,萬一七項保護措施完全失靈,還有那固若金湯的包封圍阻體把輻射圍起來不致外洩。這部份再出事的機率保守地假設為0.5。

核四廠與福島電廠不同的的七道防線。(圖/作者提供,資料來源:中國工程師學會)
表一:核四廠與福島電廠不同的的七道防線。(圖/作者提供,資料來源:中國工程師學會)

把以上各種風險發生的機率(相乘彼此是獨立事件故可相乘),就是真正在核四服務50年間,因地震可能發生輻射外洩的機率,即:0.0014(活斷層)x0.5(S斷層)x0.2(正斷層)x0.5(耐震設計)x0.1(七道防護)x0.5(圍阻體)=0.0000035或百萬分之3.5而已。這比飛機失事或天然氣管線爆炸的機率要低很多很多,當然更比因燃煤造成空污而引起肺腺癌及心血管死亡的機率天差地遠。

表一為美國富比世(Forbes)在2018年刊出的一篇文章,比較各種能源的致死率(每兆千瓦/小時)。其中燃煤最多,是10,000人,天然氣是4000人,核能最少,只有九十人。此數字比大家公認是綠能的太陽能(440人)、風能(150人)、水力發電(1400人)於還要少很多。

Forbes各種能源的致死率比較。(圖/作者提供,資料來源:Natural Gas And The New Deathprint For Energy by James Conca)
表二:Forbes各種能源的致死率比較。(圖/作者提供,資料來源:Natural Gas And The New Deathprint For Energy by James Conca)

另一份世界衛生組織(WHO)所做的研究也獲得類似的結論(見表三):核能的死亡率是燒煤的萬分之四,天然氣的百分之一,風能的1/4和太陽能的1/11。這兩份報告是否顛覆一般人的想像?

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