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6 什麼是放射性和輻射?(四) 7 昔重核發 今談除役—台日核能安全交流30 年 8 台日核安研討會—參訪紀實
昔重核發 今談除役—台日核能安全交流30 年

7 昔重核發 今談除役—台日核能安全交流30 年

文‧ 編輯室


台灣與日本在核能界的交流長久且密切,由我國社團法人中華民國核能學會以及日本原子力產業協會(Japan Atomic IndustrialForum,簡稱JAIF)每年輪流在兩國舉辦的「台日核安研討會」已於今(2017)年邁入第30 屆,定期的召開研討會使得台灣與日本每年都可以獲得雙方在核能營運安全方面最新的資訊,互相的進行討論,來提升台日雙方於核能相關的技術與安全。由於原子力產業協會在2015 年舉行的上一屆會議上提出將會議更名為「台日核能專家會議」的規劃,將會中討論內容的範圍拓寬,並改為每兩年輪流於台灣及日本召開,此次的會議即為第2 屆的台日核能專家會議,於今年7 月17-22 日在日本東京舉行。

本次會議的討論內容主要著重在兩國「除役」方面的議題,包含除役實績與今後的規劃、廢棄物的處置、放射線與除污等。來自我國的代表團由中華核能學會理事長、同時也是清華大學工程與系統科學系潘欽教授擔任團長,以及台灣電力公司林德福專業總工程師擔任副團長,除了中華民國核能學會數名成員之外,還有來自行政院原子能委員會、放射性物料管理局、核能研究所、台灣電力公司、清華大學、核能資訊中心、益鼎工程公司、泰興工程顧問公司以及鋐原能源公司等單位一共近30名代表所組成。日方出席人士除了主辦單位原子力產業協會之外,還有日本電氣事業聯合會(FEPC)、原子力除役研究會(ANDES)、關西電力公司(KEPCO)、原子力發電株式會社(JAPC)、原子力研究開發機構(JAEA)、原子力後端推進中心(RANDEC),以及日本如日立、東芝等核電相關建設、運輸廠商代表,一共近50 名專家與廠商參與此次會議。而本次行程除了研討會之外還安排了至除役中之浜岡核電廠,以及除役業者第一刀具(DaiichiCutter)、三菱重工業神戶廠進行參訪,對兩者所提供的除役技術進行較詳盡的了解。

日本核能發電、除役與核後端業務現況

日本核電機組在2011 年經歷福島事故後幾乎全面關閉,但因日本無自產能源,日本政府必須向國外購買昂貴的天然氣來填補無核電造成的電力缺口,造成國家貿易逆差逐年升高,碳排量也因此增加。貿易赤字是一個原因,但從福島事故後日本陸續成立原子力規制委員會(NRC)、設立新式管制法規、公開2030 年能源政策——核電將占其中的2 成,到最近兩年的重啟核電機組,從這段時間日本所採取的措施可以推測出,或許日本從未有放棄使用核能發電的想法。

根據日本電氣事業聯合會代表於本次會議公布的數據顯示,日本45 部核電機組中已有26 部向原子力規制委員會申請新制法規審查,其中川內1、2 號機組陸續通過新制法規審核,分別於2015 年8 月、10 月正式重啟商轉,成為日本福島事故後首座重啟運轉的核電廠;隨後伊方3 號機組以及高浜3、4 號機組也分別於2016 年8 月以及2017 年中加入運轉行列,目前一共5 部機組運轉中。高浜核電廠兩部機組其實在2016 年初就已重啟運轉,但當時因有居民在重啟前向大津地方法院提出應停止兩部機組運轉的申請,大津地方法院隨後於3 月作出兩部機組停止運轉的假處分,營運廠商關西電力公司不服因而提出上訴,最終大阪高等法院於今年3 月底駁回地方法院做出的停機假處分裁決,允許兩部機組再度重啟。

另外,日本目前接近、或著已屆齡運轉年限40 年的商用核電機組有近20 部,其中有3 部已於2016 年獲准延役,分別為高浜1、2 號以及美浜3 號機組,其中高浜兩部機組目前已著手向原子力規制委員會申請試運轉。由於日本「2030 能源政策」的核電占比為20-22%,若到2030 年時半數的日本核電機組無法延役的話將無法達到該目標。而其他有12 部機組:敦賀1 號、美浜1-2 號、玄海1 號、島根1 號、伊方1 號以及福島第一核電廠6 部機組則已確定除役,加上2009 年就已除役的浜岡1、2 號機,共14 部機組。

其中敦賀1 號以及美浜1、2 號機組的營運廠商日本原子力發電公司以及關西電力公司,均在此次會議對該兩座電廠的除役計畫作出較詳細的簡報。敦賀1 號的除役計畫已於今年4 月獲准,過程主要分成拆除準備作業(9年)、反應爐區域拆除(9 年)以及建築物拆除(6 年)3 個階段,整個過程需24 年的時間,現在還在第一個階段。最近3 年的主要工作順序為除污(已完成)、污水處理、放射性程度較低部分的拆除、核燃料遷移(36 束的新燃料元件移出後可再使用,314 束的用過核燃料則轉移至2 號機的燃料池中貯存)以及最後進入反應爐區域監護(care and maintaince)階段,定期進行輻射檢測。拆廠後所卸下的低放射性廢棄物預計有約20,600 噸,其中像是長椅、地磚等不需受到管制、可釋出再利用的有7,800 噸,占了近4 成,其他的則需依其放射性程度來選擇處置方式,如低放射性廢棄物最終處置場等。

至於美浜電廠1、2 號的兩部壓水式反應爐除役計畫也於4 月剛通過審查,將於近期開始分成4 個階段的除役工程:拆除準備、反應爐周邊設備拆除、反應爐區域拆除以及建築物拆除,預計於2045 年完成整個除役工程。廠內核燃料將在第二個階段工程完工前完成轉移,將移出約110 束的新燃料元件以及740束的用過核燃料元件。除役過程拆廠所拆解下來的低放射性廢棄物預計將有約12,600 噸,可解除管制直接釋出的數量超過6 成,其他需受到管制的低放射性廢棄物在除役工程完工後將會轉移至低放最終處置設施。旗下有11 部核電機組的關西電力公司表示,由於目前在日本尚未有任何壓水式反應爐完成除役,目前正結合各方力量來進行。

因福島事故所付出的代價慘痛,日本在事故後於核能安全方面也立即做出全面的改善,除了主管機關提高核安標準,使各電廠若要重啟運轉必須做出設備的改良之外,還有電廠事故發生時所採取措施以及工作同仁訓練教育的加強等,以降低事故發生率。另外,各電廠在核安方面作出的努力也不可以間斷,各大核電電力公司也互相簽署協議,或與如世界核能發電業者協會(WANO,於東京設有分部)、日本核能安全協會(JANSI)等民間組織合作,加強各方之間的溝通與技術交換,將核能安全的等級提升至全球最高。

在核能後端營運方面,由於用過核燃料經過再處理後可回收其中95%的鈾以及1%的鈽,並製成鈾鈽混合氧化物燃料(MOX Fuel)再次供核電廠使用,日本覺得採取用過核燃料再處理能確保能源的有效利用,以提高國家能源安全,還可以降低高放射性廢棄物的體積,因此成立日本原燃(JNFL)、原子力發電環境整備機構(NUMO)等單位,並在過去30年間在青森縣六所村建立如用過核燃料再處理廠、鈾濃縮廠、混合氧化物燃料製造廠、低放射性廢棄物掩埋場、高放射性廢棄物中期貯存設施等一系列核能後端營運設施,除了再處理廠以及混合氧化物燃料製造廠尚未竣工之外(預計分別於2018 年上半年以及2019 年完成),其他均已開始運轉。而為了確保遵守《核不擴散條約》,日本也表示由再處理過程中所提煉出來的鈽會全數進入混合氧化物燃料的製造,不會殘留。至於高放射性廢棄物最終處置場,日本目前仍處於場址調查的階段,由於高放射性廢棄物的重要性越來越高,日本原子力發電環境整備機構所需的人力也逐年攀升,各核電廠將持續加強相關的研究與理解,來承擔處理高放射性廢棄物的責任。

台灣核能發電、除役與後端業務現況

我國目前有核一二三廠、共6 部核電機組,以及封存中龍門電廠的2 部機組,2016年電力供給中占了13.5%,其中核一廠1 號機運轉年限只到2018 年年底,2 號機到2019年7 月中。由於電業法修正草案在今年初通過, 我國核電設備必須在民國114 年( 即2025 年)前全部停止運轉,不可延長運轉期限,以達到「非核家園」。為配合此政策,台電公司在2015 年底就已向行政院原子能委員會(原能會)提交核一廠除役計畫申請,於去年6 月獲准通過,台電隨後於8 月成立核一廠除役專案小組,開始各項除役準備工作。面對後續核二、三廠的除役作業,台電表示將會依據核一廠的除役技術及經驗推動技術自主,來降低除役成本,核二廠目前已開始除役計畫申請的準備作業。

根據我國核子相關管制法規,我國核電廠除役計畫需採用「立即拆除(由國際原子能總署所定義之3 種除役方式的其中一種)」的方式,在核子設施關閉後數年內即將含有放射性廢棄物的設備與建築進行除汙與拆除作業,業者還必須在核子設施停運日期的3 年前向原能會與環保署提交除役計畫。另外,核子設施的除役時程應於獲得除役執照後的25 年內完成。根據台電公司本次簡報顯示,核一廠預計在完成約6 年的「除役規劃與執照申請」後於2018 年底開始除役計畫,整個過程分成停機過渡(8 年)、除汙拆廠(12 年)、最終狀態偵測(3 年),以及場址復原(2 年)共4 個階段,所需時間為25 年,符合法規年限。第一階段作業包含了反應爐關閉、用過核燃料轉移至用過燃料池、系統除污、場址特性調查,以及設立用過核燃料獨立貯存設施(即乾式貯存設施)等;第二階段作業有用過核燃料轉移至獨立貯存設施、反應爐壓力槽與燃料池等區域的拆解、混凝土與建築除污等;第三階段作業為反應爐外圍設備建築物拆除、土壤整治復原與最終場址調查;第四階段則是剩餘建築物的拆除以及地面復原作業。

另一方面,台電公司也與核研所合作,目前核研所已在廠區內完成了約10,000 個地點的初步輻射偵測,還建立了相關數位資訊系統,利用3D 模型來輔助核一廠除役計畫。核研所此次也特別介紹了數種適合核一廠建築的切割技術,並對各種技術的優缺點進行分析,還有對核一廠輻射偵測以及廢棄物的盤點、運送與管理等議題做出較詳細的簡報。台電人員此次也提到,目前我國的低放射性廢棄物都是使用55 加侖的特殊鋼桶包裝,貯存於各核電廠的低放儲存庫以及蘭嶼低放射性廢棄物中期貯存設施內。蘭嶼低放廢棄物中期貯存設施自1982 年開始營運,型式為壕溝式的地下貯存場,裡面所貯存的廢棄物有90%來自核電廠,剩餘10%為民用低放廢棄物,總貯存容量約是10 萬桶,已於1996 年貯滿,均定期進行輻射檢測;而暫貯在3 座核電廠中目前已累積了近十萬桶的低放射性廢棄物,占總容量尚不到一半(108,238/131,687桶)。有關國內低放射性最終處置場的設立,由於候選場址的地方政府均不願執行公投而停擺,導致目前暫貯於蘭嶼的低放廢棄物仍無法轉移出場。存於3 座核電廠內的低放射性廢棄物,若到電廠除役時場址問題尚未解決,廠內的低放廢棄物也將面臨一樣的問題。

屬於高放射性廢棄物的用過核燃料,在退出反應爐後需貯存在用過核燃料池中數年,待放射性自行衰退至一定程度後還需經過數十年的乾式貯存後才可進入最終處置的階段。但目前核一二廠的乾式貯存設施都因地方政府至今仍未核發水土保持完工證明,均未能啟用,導致核一廠2 部機組以及核二廠2 號機都無法營運至40 年運轉年限,因為這3 部機組的用過核燃料池都已在今年6 月接近貯滿的狀態,核二廠1 號機與核三廠2 部機組預計有足夠的貯存空間,可運轉至年限。台電估計,在3 座核電廠6 部機組均屆齡40 年後所卸下的用過核燃料約會有5,000 噸的鈾,對此核研所也表示,因為安全的問題,在用過核燃料未完全移出電廠內的用過核燃料池之前,廠房的拆解就無法開始,代表除役計畫一定會受到影響。

台電人員在最後綜合討論的時候提到,我國因為非核家園政策導致除役的計畫提早了有20 年,而於1986 年成立的後端基金,最初估計約需要3,350 億新台幣,至今已累積超過3,200 億,應可夠用,但由於反核聲浪仍過大,各貯存與處置設施仍面臨無法運轉的困境,台電在溝通這方面必須趕緊加強與改善。而日方專家也指出,電廠工作人員進入除役階段後的心態、思路都需要調整,因為除役跟運轉的方向完全不同,該注意的事項也不一樣,在除役後削減的人力也需做出適當的調配,才可完善的完成長達25 年、甚至更長久的除役過程。

結語

第二屆台日核能專家會議以核電廠的除役為重點,雙方共發表了10 篇論文,除了商用反應爐的除役之外還有研究用反應爐的除役技術等,吸引日本近40 個單位參加,對議題互相進行討論與意見交換,會議成果豐碩,感謝主辦單位原子力產業協會與中華民國核能學會,期待未來與日方的技術交流也能如此良好的延續下去。
6 什麼是放射性和輻射?(四) 7 昔重核發 今談除役—台日核能安全交流30 年 8 台日核安研討會—參訪紀實
Last modified:2017-12-04 14:49:53 by nicenter Powered by TadBook2
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