彭明輝:「斷然處置」,就保證不會有福島事件?

Q10:有了「斷然處置」,就保證不會有福島事件? 

核四的施工品質和主管單位監督核安的獨立性都有問題,如果發生重大核災,政府會採取甚麼防堵措施?自從福島事件發生後,政府與台電都一再宣稱:只要有「斷然處置」措施,臺灣就絕不會發生重大核災。

事實上,「斷然處置」並非新概念,甚至是一種未經驗證的危險觀念,有誤導國人之嫌。政府在日本福島事件發生後,將「人禍」解釋成日本東電決策遲疑且錯誤,宣稱只要在第一時刻放棄核電廠,「斷然處置」灌進海水就可以有效防止福島事件的發生。

事實上,台電所謂的「斷然處置」措施,構想跟1980 1995 年國外大規模研究的「蓄意洩壓」方式完全雷同,主要差別僅在於「斷然處置」是未經實驗的電腦模擬,未考慮到急速洩壓可能導致零組件故障,甚至提前引發氫氣爆的可能性,也沒有考慮到操作人員反應錯誤時,可能會擴大災情的機率。反之,國外歷經15 年的跨國研究和實驗,卻還是因為擔心各種難以事前防範的後遺症,至今不敢把「蓄意洩壓」當作標準作業程序。

根據台電和清華大學在學術期刊《Nuclear Engineering and Design》共同發表一篇有關「斷然處置」的論文中表示,「斷然處置」核心概念就是「兩階段降壓與注水」。第一個階段是利用洩壓閥,將爐心壓力從75 大氣壓降低到15 大氣壓,同時搭配著高壓注水,藉以補充爐心的冷卻水,避免燃料棒露出水面,引起後續激烈的化學反應,甚至引起氫氣爆;第二個階段是在低壓下,利用各種備用水源進行低壓灌水。

其實在1980 年代,國外就已提出類似做法,並且有大量的研究與論文, 歐美各國稱之為「蓄意洩壓」(intentional depressurization)與「注水並洩壓」(feed and bleed)的緊急策略。也就是指,核電廠在失去全部交流動力時,就要盡快進行爐心洩壓與高壓注水,同時準備接著進行低壓注水,降低核能災害。 

福島事件後,多份國外報告也都提到跟「斷然處置」異曲同工的「蓄意洩壓」,但兩者之間到底有何不同?

簡而言之,「蓄意洩壓」與「斷然處置」都需要兩階段降壓與注水,「蓄意洩壓」規定要緩慢洩壓,約兩小時完成,以避免零組件故障或系統故障,進而維持注水功能,但「斷然處置」則是在半小時以內完成洩壓。

但是,「斷然處置」措施洩壓太快的後果,會造成安全釋壓閥的O-ringO 型橡皮圈)可能因高溫蒸氣急速通過而損壞,導致卡住而無法再關閉,使得冷卻水持續洩失,讓爐心升溫的情況加速惡化。

此外,在急速洩壓的過程,也會釋出原本存在高壓水中的氣體,這些氣體可能會大量進入低壓注水的管路,聚積在U 型管內,使得注水流道縮小;又或者進入水泵後造成劇烈震動(cavitation),影響水泵運作,同樣使得後續的低壓補水嚴重受阻,甚至無法注水。

上述情況若真的發生,「斷然處置」不僅無法減緩核災,甚至還將是100% 人為製造的核災,不可不慎!

此外,不管這種方法叫做「蓄意洩壓」、「注水與洩壓」或是「斷然處置」,它們都建立在至少5 個假設條件之上:高壓注水系統( RCIC)持續運轉至少一個小時、儀器顯示正常、驅動各種閥類所需要的直流電供應正常、相關的電磁閥都沒有壞、冷卻水管路沒有洩漏。

然而,在福島事件裡,這些假設都不成立。事後,許多關於福島事件的檢討報告都強調:必須設法確保執行「蓄意洩壓」或「斷然處置」的相關零組件與設施,不能在緊要關頭故障。

但是,當第二波海嘯來襲,包括交流電源、直流電源、儀器以及緊急冷卻系統幾乎全都被破壞,在硬體故障的情況下,福島電廠人員根本無法執行「蓄意洩壓」或「斷然處置」,搶救反應爐的企圖也宣告失敗!

更危險的是,根據國外文獻,蓄意洩壓過程的操作程序,是違背現場人員平時訓練時的操作模式。一般訓練要求操作人員努力修護儀控系統,並使它發揮設計時的既定功能;但在「蓄意洩壓」的過程中,必須視不同情況,有時需要壓制儀控系統的既定功能,有時卻要順應儀控系統的既定功能,所以在緊急事故的慌張與壓力下,極容易犯下人為錯誤,使得災情像三哩島事件一樣持續擴大。

此外,「蓄意洩壓」的過程需要對爐心狀況有準確的判斷能力,但是既有核電廠的儀器系統配備並不足以因應這個需要。

因此,設計「蓄意洩壓」程序的人,必須熟知每一個電廠所有零組件的耐溫與耐壓規格,熟知在緊急狀況下,所有儀控系統與所有設備的反應與忍受極限,以便在洩壓過程中保持設備與零組件的完整性,必要時可以隨時中止洩壓。然而,國內到目前為止都沒有具設計核電廠能力的人才,這表示我們沒有能力在「超出設計準則」的情境下,發展出可靠的緊急應變措施,也暴露出臺灣核電安全上的一大隱憂。

 

圖片來源:天下資料

發佈日期:2013/12/20

瀏覽次數:1435

彭明輝

臺灣學者、作家、社會評論家。新竹中學畢業、國立成功大學機械工程學系學士、國立清華大學動機所固力組碩士、英國劍橋大學控制工程博士。曾任國立清華大學動力機械系教授,目前為榮譽退休教授。彭先生關注臺灣農業與發展問題,著有《台灣糧食危機關鍵報告》、《2020台灣的危機與挑戰》等書。

有核不可?擁/反核的33個關鍵理由

核四的抉擇攸關每一個人,更攸關我們子孫的未來。作者為釐清核電議題莫衷一是的觀點和表述,大量閱讀國內外可信的學術著作和研究報告,以及媒體與網路未曾揭露的重要核電資訊,深度解構核安文化和核廢料、缺電迷思和經濟問題,整理出33個你一定要知道的關鍵事實,同時輔以臺灣觀點,讓每一個人都可以依據嚴謹的資訊與數據,在核四議題上做出屬於自己的價值判斷。

購買這本好書