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8 給核能事業部同仁的一封信 9 核一廠燃料水棒連接桿斷開 真相問與答 10 薛丁格的貓
核一廠燃料水棒連接桿斷開 真相問與答

9 核一廠燃料水棒連接桿斷開 真相問與答

文‧ 編輯室


問:
是如何發現燃料束把手鬆脫?

答:
一般而言,核電廠每運轉約18 個月須停機大修,更換部分的燃料及進行設備維護,此稱為一個燃料週期。核一廠1 號機組全爐心中共有408 束由亞瑞華(AREVA)公司所生產的ATRIUM-10 燃料束,每次週期約更換100束,並須重新調整所有燃料束的位置,稱為燃料布局。

核一廠於103 年12 月10 日開始進行1號機第27 次大修作業,並進行燃料束挪移及填換作業;在12 月28 日於爐心內抓取一束已使用3 個週期的燃料時,發現燃料吊車抓鉤的重量指示較輕,疑似把手鬆脫情形。經檢查該燃料束確認是水棒連接桿斷開(圖1)。



問:
為什麼會發生燃料束把手斷開?

答:
連接桿斷開的原因,經燃料廠家檢驗發現連接桿斷開處有表面瑕疵,此表面瑕疵在應力作用和環境影響的因素下,經由沿晶應力腐蝕龜裂機制形成裂縫起始,隨著輻射照射,再轉為輻射促進腐蝕龜裂機制,使裂縫往連接桿內部成長,最終在本次大修進行該束燃料吊運過程中,因殘留面積不足以支撐該束燃料重量而導致連接桿斷開(圖2)。

原能會評估認為,連接桿斷開應屬長期應力和裂縫成長機制所造成,也評估認為上述各項因素同時發生的機率很低,可說明此事件為何過去未發生過,而歸屬於單一偶發失效的合理性。

問:
其他電廠或機組是否會發生同樣的問題?

答:
核一廠1 號機爐心內所有的燃料束都已執行吊升測試,重量指示也都正常,確認所有燃料束水棒連接桿沒有斷開的情況。至於核一廠2 號機和核二廠1、2 號機有使用同型的ATRIUM-10 燃料,目前並沒有發生相同的問題。

雖然目前沒有其他電廠發生同樣的問題,燃料供應廠已針對與異常燃料束同型的燃料完成「燃料吊運指引」,強化燃料吊運安全,並通知國際上有使用該型燃料的電力公司。於本案審查期間,美國已有兩座電廠依據該燃料吊運指引順利完成大修燃料挪移,並已啟動運轉,至今未發現異常。



問: 這次事件發生的原因和核一廠老化有沒有關係?
答:
由於燃料使用是以燃耗值為使用限制,當燃料達到該限制前即退出換新(約3-4 週期,約54-72 個月)。本案異常的燃料束遠低於原能會核准的燃耗限值(54.0 GWd/MTU),而連接桿斷開的原因,經燃料廠家檢驗發現連接桿斷開處有表面瑕疵,此表面瑕疵在應力作用和環境影響的因素下形成裂縫,並往連接桿內部成長,此與電廠40 年的運轉年限所考量的老化效應無關,並非電廠老化所致。

(註:燃耗值是指核燃料在反應爐中因核分裂反應而消耗可分裂材料的累計值,一般是以每噸鈾所發出的能量來表示。)

參考資料:原子能委員會http://www.aec.gov.tw/%E7%84%A6%E9%BB% 9 E % E 5 % B 0 % 8 8 % E 5 % 8 D % 8 0 / % E 6% A 0 % B 8 % E 4 % B 8 % 8 0 % E 7 % 8 7 % 8 3 % E6 % 9 6 % 9 9 % E 6 % B 0 % B 4 % E 6 % A 3 % 9 2 %E 9 % 8 0 % A 3 % E 6 % 8 E % A 5 % E 6 % A 1 % B -F/%E5%95%8F%E7%AD%94%E9%9B%86--218_2482_2487.html#4
8 給核能事業部同仁的一封信 9 核一廠燃料水棒連接桿斷開 真相問與答 10 薛丁格的貓
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