核能發電須要再改造嗎?(上) 江銘輝 五夢網
上篇:從日本大地震,談核能發電須要再改造嗎?
圖:就像三哩島事件及車諾比事件一樣,今日核能也須再改造
許多事故很快被忘掉
許多工業界事故,事後證明是造成該工業興衰的轉捩點。但可悲的是這樣的事故往往已經造成嚴重傷亡或環境破壞。
一些此類的事故,在公眾的印象中,長期生動清晰。例如1984年12月3日,發生在印度波帕市(Bhopal)的大災難,由40噸劇毒的異氰酸甲酯洩漏進入波帕市。數千人當場死亡,估計超過50萬人受傷,其中有數千人後來死亡。
但是很許多事故很快從人們記憶中消失。1998年,英國北海阿爾法(Piper AlPha)鑽井平臺大爆炸,平台上226人中有167人死亡,但此事件世人早已忘光,只有英國人記憶猶新。較少被人提起的是位於義大利威尼斯北部100公里的維昂特壩(Vaioint)水壩,1960年啟用,不久後發現水壩後方的山坡出現移動,因監測結果移動幅度不大,並合理認定都在安全掌控範圍內,一直不以為意。1963年發生大豪雨崩潰,水從水壩溢出,摧毀5座村莊,2500人死亡。此外,中國以外很少人知道,它是發生於2005年2月的遼寧省阜新孫家灣煤礦氣爆事故,有209人不幸遇難,29受傷人,失蹤6人。
地震的災難
地震是人類的主要天然災害,當地面振動劇烈時,它可破壞房屋及其他建築物,並常使人類生命財產蒙受嚴重損失。有時在一瞬間使繁榮的都市變成廢墟。30幾年前(1976)大陸發生芮氏規模8.2的唐山地震,震驚全世界,死亡人數據大陸當局報導為24萬人,但外國專家估計達80萬人。最近幾年地震更加頻繁, 1995年由日本阪神首先揭開序幕,接著1999年8月土耳其發生大地震,1個月後(9月21日)發生震驚台灣人民的921集集大地震。921集集大地震後世界又發生多起大地震,著名的有二,即:2004年12月26日的印度洋大地震(又稱南亞海嘯);2008年5月12日的汶川大地震(大陸四川), 2007年7月16日,在日本中越沖(即柏崎刈羽核電廠附近)發生芮氏規模6.8大地震,該次地震對日本核能電廠的設計與運轉沖擊極大。但日本是否有記取這次的教訓,只有等待事後專家學者的檢討。
核能的宿命是:「一旦發生事故,永遠不會被人遺忘」
姑且不談地震對核能安全的重要性,我們先談核能事故的宿命,核能發生災難永遠不會被人遺忘,容易成為公眾談論的事件,例如美國1979年的三哩島事件(Three Mile Island)和烏克蘭1986年的車諾比(Chernobyl)事件,在民眾討論核能電廠的安全時,仍然留下不可磨滅的印象。
規模9.0是歷史上罕見的大地震
這次日本大地震是千年罕見,筆者在核能電廠與地震漫談一文指出:「自芮氏地震規模被採用以後,9.5以上的地震從未發生過,其實連世界上是否曾經發生過9.0以上的地震,目前仍在爭論中。因為歷史上公認最大的地震,它發生在1960年智利,其規模最高有人測到9.5,但也有人認為只是8.9,該次地震無疑極為強烈,因為在短短一天半內規模8以上的地震至少發生3次以上,地面形狀的扭曲和海嘯的巨大,也是世界上罕見的。縱使如此,從1935年芮氏規模被採用後也只有1960年智利的9.5,1964年阿拉斯加的9.2,以及1952莫斯科的9.0被測到超過規模9以上的地震。」
因此可見芮氏規模9.0的地震,在世界上實在罕見,這個突然發生在日本的大地震,出乎許多核能專家意料之外,真的應驗中國的一句成語,某事在人,成事在天,千算萬算,不如老天爺的一算。
難怪2011年3月11日大地震,處於震央附近的核能電廠,事故頻傳,受影响的核电電廠有:
福島第一核能電廠、福島第二核能電廠、女川核能電廠、東海第二核能電廠。
損害情況如下:
1、 福島第一核能電廠受影響最為嚴重,6個機組中的4個受到影響。
(1)1號機組:12日,確認反應器爐心開始熔燬,工作人員採取釋放反應 器內蒸汽並灌入海水的方法以減壓降溫,當日下午發生氫氣爆炸,但安置反應器本身並未在爆炸中損壞,當晚,燃料棒熔毀初步得到遏制。
(2)2號機組:12日,工作人員開始釋放反應爐容器內的蒸汽;14日,反應器失去冷卻能力,工作人員開始向爐心灌入海水降壓,但燃料棒仍在一段時間內完全露出水面,周邊放射線劑量上升,爐心可能已經出現部分熔毀;15日上午傳出爆炸聲,初步分析認為,核反應爐中的壓力容器可能出現損壞。
(3)3號機組:13日,反應器冷卻系統失靈,開始排氣注水;14日發生與1號機組情況類似的氫氣爆炸,反應器所在建築遭到損壞,反應器爐心部分熔毀,但放置反應燃料的容器損壞的可能性很小;15日,反應器廠房上方出現白色蒸汽,機組附近輻射量最高達每小時400毫西弗。
(4)4號機組:12日,喪失冷卻功能;15日,日本內閣官房長官枝野幸男說,4號機組可能發生小規模氫氣爆炸,有起火現象,但不會是核燃料起火。
2、 福島第二核能電廠共4個機組。
12日,1號、2號和4號機組喪失冷卻功能,處於緊急狀態,開始釋放反應器容器內的蒸汽;15日,1號、2號和4號機組已進入穩定狀態,3號機組已成功得到冷卻,福島第二核能電廠徹底擺脫緊急狀態。
3、女川核能電廠共有3部機組,其中只有1號機組的汽渦輪機房地下一層在11日發生火災,但沒有對洩漏到外面,造成放射性污染,其餘機組未出現事故。13日,女川核電電廠周邊地區的輻射量為正常標準。此前,曾在其周邊檢測到的放射性物質超標,事後有報告說上述超標可能與曾發生爆炸的福島第一核電站有關。
4、東海第二核能電廠只有一個機組,11日,反應器停止運轉,水泵持續開動;13日,兩套冷卻系統中一套系統的冷卻泵失靈;14日,重新獲得長廠外電力供應,代替應急柴油發電機來冷卻其反應器溫度,預計近期將進入穩定的低溫狀態
三哩島事件後,美國對該事件的教訓
1979年三哩島2號機事件後,美國本土為記取該事件的教訓,組合全國的核能電力公司,及核能機組的建造廠商,在該(1979年)合組一個核能組織,叫美國核能運轉協會(INPO:Institute of Nuclear Power Operations),總部設在喬治亞州的亞特蘭大市。
車諾比事件帶來改變
1986年4月26日的車諾比4號機事件是核能史上最嚴重的狀況。正因如此,它變成核能工業改變的主要催化劑,該事件所帶來的長期教訓應用至今。
車諾比主要造成的改革如下:
1. 1989年成立世界核能發電協會(WANO:World Association of. Nuclear Operators),主要目的是透過全球性的計畫,諸如:同業評估(Peer Review)、技術支援任務、運轉經驗和核能營運績效指標等措施防止另一次車諾比事件再發生。
2. 1989年建立「國際核能事故指標(lNES:International nuclear event scale),以共同的核龍安全術語迅速向民眾報告,車諾比在INES的等級是最大級的7(日本福島核能一廠發生核的事故,為最嚴重的7級。)
車諾比事件後
車諾比事件後,大多數核能事件所造成的實際大災難(例如車諾比事件),核能電廠和核能工業的人,一直學習它的教訓。這次事件對於核能的設計及運轉已有重大改變。
從三哩島和車諾比,這些事件,核能工業發現了設計、運轉和管理上的基本缺失,透過處理這些缺失,核能工業努力改善全世界的核能安全。經過多年的努力,核能工業自認已萬事具備,核能小事雖偶而會發生。如美國2002年3月6日大衛.貝斯核能電廠(Davis Besse)發現壓力容器(RPV)頂端靠近控制棒驅動機構噴嘴洩漏因為遭受嚴重的硼酸腐蝕而破洞, 且多年未察覺。日本美濱核能電廠也於2004年發生汽機冷凝器水管的事件,該事件有5個工人死亡,6個受傷。事件調查發現破管原因是由於該廠1990年製作的管路檢查表,沒有將事故的這一段列入檢查。當包商發現時,也沒有告訴電力公司這段管路沒有檢查。
好景不再,核能須要再改造嗎?
前二次核能出現危機,如1979年的三哩島2號機事件後,美國本土為記取該事件的教訓,誕生了美國核能運轉協會(INPO:Institute of Nuclear Power Operations),1986年4月26日的車諾比4號機事件後產生了世界核能發電協會,這次日本多機組的核能事故,其嚴重性比其前二次有過之,而無不及。從報章雜誌看來,發現是燃料棒露出水面,應該是缺少冷卻水,至於為什麼缺少冷卻水是冷卻水系統的管路地震損害,或缺乏電力(喪失柴油機,或廠外電源),有待專家討論。又報載福島核能機組有氫爆現象,這是燃料有燬損,跑出氫氣在空氣中與氧結合,發生爆炸現象。但無論如何,這又是核能專家要深思熟慮的時候,本文開始,也約略的說:「2007年7月16日,在日本中越沖(即柏崎刈羽核電廠附近)發生芮氏規模6.8大地震,該次地震對日本核能電廠的設計與運轉沖擊極大。但日本是否有記取這次的教訓,只有等待事後專家學者的檢討。」
有關這次福島電廠的大災難,世界反核聲浪,蜂擁雲起,核能好不容易建立起來的優點(無二氧化碳排放及發電穩定,價格便宜),全部賠光。世界各核能專家是否會記起它的教訓,讓我們視目以待。
有關世界核能發電協會的組織如下篇,讓我們視目以待檢驗核能是否有改善。