福島災變 核電廠危機圖解

2011/03/14
作者: 
苦勞網特約記者

責任主編:張心華

在大海嘯後,日本福島兩座核電廠發生災變的消息,震憾了全球,目前這個災變還在進行中,繼3月12號,發生氫爆與大量輻射外洩的核一廠一號機之後,三號機也在今天上午爆炸,日本政府除了緊急疏散了21萬人之外,跟幾座核能機組的「拔河」,大家只能乾著急,不管是核電廠或者核子武器的威脅,最重要的,都不在「爆炸」本身,而在緊跟著的輻射物質擴散,傷害重、範圍大、影響久。

到底福島核電廠出了什麼事呢?這要從核電廠的運作說起:

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【上】核電廠冷卻水系統與反應爐安全示意(製圖:孫窮理)

【左】日本媒體批露電力公司掩蓋BWR與ABWR反應爐的損傷事件,日本鹿兒島大學地球環境能源工程所講師菊地洋一指出這兩類核電廠在設計上有瑕疵。(資料提供:綠色公民行動聯盟)

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核子反應爐在爐心進行著「核分裂」反應,在過程中會產生出高熱,如果高熱持續降不下來,就會造成燃料棒、爐心的熔毀,所以攸關核電廠安全的,就是它的「冷卻系統」。沸水式反應爐的運作,是利用「再循環幫浦」將水抽進包裹爐心、燃料棒的壓力容器裡,當它們在運作的時候,是浸泡在這些不斷循環的水裡面,這構成第一個循環的系統。

第一循環系統裡的水,受到爐心核分裂產生的高熱,產生水蒸氣、推動發電機,之後再透過第二個循環系統,將第一循環系統裡的水冷卻,重新回到壓力容器裡;而只要這兩個循環系統水的供應出了問題,爐心與燃料棒就會產生熔毀、爆炸的危機,這有幾個可能,第一,是「再循環幫浦」的供電有問題,沒辦法把水抽進去,第二,是供水的管線斷裂,或者第三,壓力容器內部的結構變形,使得燃料棒與水蒸氣接觸。以上三種情形,固然在地震的時候會發生,但如果有設計施工不良、人為疏失等情形,即便在沒有任何天災地變時一樣會發生。

一旦燃料棒外露(在冷卻水面上)與水蒸氣接觸,就會產生氫氣、引起氫爆,12號福島核一廠一號機與今天三號機的爆炸,就屬於這個類型,根據日本官方的說法,這兩次爆炸,都只破壞了「第二次圍阻體(secondary conainment boundary)」,以及廠房,至於「第一次圍阻體(primary containment vessel)」則沒有受到損害。

而目前,要維持反應爐不爆炸,持續拉扯的,就是在冷卻水已經無法正常循環的情形下,讓反應爐的溫度降下來、讓它可以繼續浸泡在水裡,所以日本政府目前把海水灌進去,同時也使用冷卻劑希望把溫度降下來。

不過,從前面的描述裡,我們可以發現一件事情,那就是,造成目前這種狀況的因素,有好幾種可能,曾經參與日本核電廠建設工程的日本鹿兒島大學地球環境能源工程所講師菊地洋一曾經多次指出,不管是福島核電廠,以台灣核一、核二所屬的BWR(沸水式),或者日本柏崎刈羽核電廠,以及核四廠所屬的ABWR(進步型沸水式),在「爐心隔壁」以及「再循環冷卻水」的配管設計都有問題。自從2002年以來,日本已有多次媒體揭露,核電廠反應爐損害的事件,被各電力公司隱瞞住。

當然,目前災難還在持續中,還來不及細究它發生的原因,如果從目前日本官方企圖將海水灌入,卻一直灌不滿的情形看,是不是與菊地洋一所指出的這些瑕疵,造成反應爐的損害,還不可知;不過,福島災變,已經被媒體與三哩島、車諾比並列為核電史上最嚴重的三大災變之一,尤其重要的是,與1979、1986兩大災變的時空背景不同,就在核能工業趁著全球暖化威脅而企圖東山再起的時候,福島災變再度給予重擊,也使得他們「技術進步、不在會發生過去那樣嚴重的災變」的說法受到嚴重的質疑。

今天,已經沒有人能評估福島災變會多嚴重,一切的事情都還在發生中,尤其它是發生在二戰飽受核子武器傷害的日本。福島災變再次說明了永遠無法解決「核災變」與「核廢料」問題的核能發電不能是減少碳排放的選項,我們期望福島災變能在傷害最小的情形下,安然渡過,也但願它能夠繼三哩島、車諾比之後,成為人類反思、走出核電夢魘的契機。


菊地洋一指出BWR核電場再循環幫浦配管的問題。(資料提供:綠色公民行動聯盟)更多訊息,請參考菊地洋一:「BWR.ABWR之間共通的危險性—GE、日立、東芝的沸騰水型核子爐都是瑕疵商品—」;而菊地洋一對於台電公司的批判,請見「台電過度自滿‧核安最大危機── 專訪菊地洋一先生

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