• 兩岸對決
20171031-SMG0035-快訊小紅條兒

江仁台觀點:核廢料處理的三大法寶─固化.乾儲存.廢燃料再處理

圖為核一乾式貯存桶。(台電提供)

圖為核一乾式貯存桶。(台電提供)

「以核養綠」公投通過後,媒體顯示:蔡政府、新北市政府、屏東縣政府與許多非核民眾對核廢料處理仍有疑慮。實際上,核廢料是可以處理的,核安全也是可以控制的,否則發生過核災的日本、美國、俄國就不會繼續使用核電。

在龍潭的核能研究所,1998年研發成的高效率壓水式核污染廢液固化技術,獨步全球,獲得美、日、法等十多個國家的專利。使用這種固化技術後,馬鞍山核三廠每年由以往的四、五百桶的核污染廢液,1999年驟降為34桶固化核廢料。在技術繼續改進後,2002年更降至17桶,使該廠成為全世界核廢料總量最少的核電廠。

在核電廠中,主要的核燃料是鈾235,鈾235是一個核種,鈾代表化學元素,235代表質量數,是核裡中子數與質子數的總和。鈾235在吸收中子後,會產生核分裂,每次核分裂,鈾原子核會裂成兩半,產生兩個不穩定、比較輕的原子核,被稱為核分裂產物 (Nuclear Fission Products),最有名的核分裂產物是碘131和銫137。不穩定的核分裂產物會連續衰變,放出約一百萬電子伏特左右高能量的Beta 粒子(電子)和Gamma射線 (高能量光子)。核廢料含有許多這類核分裂產物,於是這類核分裂產物成了核廢料的主要 (大於95%)放射源。另一類放射源是中子活化產物 (Neutron Activation Product),是核電爐中核燃料以外的材料,在吸收中子後產生的,最有名的中子活化產物是鈷60(可供放射治療用)。這些核分裂產物和中子活化產物,各有不同的半衰期,譬如碘131的半衰期約八天,銫137的半衰期約30年,鈷60的半衰期約五年。很多核分裂產物半衰期短,故核廢料的輻射度不斷在衰減。

核廢料中,最強的(大於95%)放射源是燃燒過的核廢燃料,最大量的放射源是核污染廢液。因此,核能研究所發明的高效率壓水式核污染廢液固化技術,將馬鞍山核電廠每年由以往四、五百桶的核污染廢液固化成17桶,是了不起的大成就,是一大法寶,日本人也來取經學習應用。

蔡總統曾以臉書表示「非核家園」主張有個最困難的問題,就是核廢料的處理…(圖/Tetzemann@pixabay)
蔡總統曾以臉書表示「非核家園」主張有個最困難的問題,就是核廢料的處理…(圖/Tetzemann@pixabay)

核電廢料分為高、中、低放射性三類,高、中放射性的核電廢料(主要是燃燒過的核廢燃料)量較少,放在核電廠內儲存。低放射性廢料(包括核污染的廢樹脂、廢液固化物、殘渣、衣物、零組件等)量較多,須運往核電廠外(如蘭嶼貯存場)儲存。與大眾健康有關的,主要是低放射性廢料的儲存。

影響大眾健康的放射源,分為人體外放射源和體內放射源。體外放射源輻射的強度大致與距離平方成反比,此外會受到地形的影響。台北市為盆地,與國聖核二廠和金山核一廠隔著高聳入雲的大屯山群,與龍門核四廠也隔著高聳的獅球嶺山群做天然屏障,比福島核電廠與東京市間一片平原、無屏障的地形,要好得非常多。放在核電廠內儲存的核電廢料,對住在台北盆地的台北市與附近新北市居民的健康,因有高山屏蔽,加以距離遙遠,不會有影響。

人要呼吸和喝水,為減少體體內的放射源照對人體健康影響,須要控制空氣和地下水。只要空氣和飲源中,所含各種放射線核的濃度低於該最高准許濃度 (Maximum permissible concentration) ,對健康就沒有壞的影響。

停機後,燃過核廢料放射的強度與餘熱成正比,為正常運轉時6.5% ,一小時後迅速下降至 1.5%,一天後降至0.4%,一週後降至0.2%,五年後降至0.05%。這些核廢燃料須放在儲存池至少五年,等餘熱與放射強度降得很低後,可轉換成乾儲存,用流動的空氣冷卻少量的餘熱。核電廢燃料在儲存池中和乾儲存時,在低溫下都不會漏出放射性的氣體汙染空氣。核廢燃料乾式儲存裝置,通常設於核電站內。

2018-11-12_以核養綠公投辯論,正方代表黃士修拿出「核廢料遷出蘭嶼」的公投提案書。(翻攝youtube「中視 CTV 官方頻道」)
2018-11-12_以核養綠公投辯論,正方代表黃士修拿出「核廢料遷出蘭嶼」的公投提案書。(翻攝youtube「中視 CTV 官方頻道」)

美國核管會官網刊載核廢燃料乾儲存的背景資料顯示,核廢燃料乾式儲存系統設計能有效散熱、遏制輻射洩漏和防止核裂變,還可抵抗地震、砲擊、龍捲風、洪水、極端溫度等狀況,是安全和無害環保的。一個核廢燃料乾式儲存桶產生的熱量,通常小於一個家庭加熱系統的熱量,乾式核廢燃料儲存桶是用空氣自然對流冷卻,熱量和放射性將隨著時間減少,不需要風扇或泵的冷卻。此外,乾式儲存桶是不斷被監測和監督的。自從1986年核廢燃料乾式貯存場設置以來, 乾式貯存沒有釋放任何輻射核分裂產物污染環境, 影響公眾健康。多年安全的核廢燃料乾儲存,確認乾存儲系統提供了安全可靠的核廢燃料存儲。

乾儲存的好處是不會造成地下水污染,而且廢燃料包管因不與水接觸,比較不會被腐蝕,是新技術,也是一項大法寶。同樣,核污染廢液固化後,容器比較不會被腐蝕,而且也可以乾儲存,不會造成地下水污染。

低放射性核電廢料在固化量大減後(儲桶量減至低於原來的二十分之一),又可乾儲存,不會造成地下水污染,因此選低放射性廢料儲存場地就比較容易。

以後,核廢燃料還可送到法國或美國再處理,取出有用的鈽,做成核燃料再燒。這種核燃料,有別於原來的鈾核燃料,叫做鈽鈾混合核燃料。目前,法國核廢燃料再處理的技術比美國好,因為法國的核能發電量佔該國總發電量的百分之七十五,有許多核廢燃料須要再處理。這種核廢燃料再處理的技術,可解決核廢燃料長期儲存的問題,所以也是大法寶。

有了固化、乾儲存與核廢燃料再處理,這核廢料處理的三大法寶,加以人體對微量輻射線的傷害(民眾每年所得平均來自地表及宇宙輻射劑量約為3.012毫西弗)有抵抗和修補能力。因此,核廢料是可以處理的,大眾對核廢料處理,應可放心。

*作者為佛羅里達大學前核工系教授  

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