中國工程師學會

:::

核能安全相關議題

使用過的核子燃料以乾式貯存是否安全？

Updated: 102年12月26日【說明】：
1.	乾式貯存因運轉維護容易、不會產生二次廢棄物及發生輻射洩漏等因素，已廣為世界22個國家採用，截至民國102年12月止，世界上的乾式貯存設施共有123座，分布於歐洲、美洲、亞洲及非洲共22個國家，其中包括瑞士有三個場址陸續運作中。美國首座用過核燃料乾式貯存設施，位於維吉尼亞州的 Surry核能電廠，運轉至今26年，美國核管會已核准該貯存設施可運轉至2046年，運轉使用年限可長達60年，顯示乾式貯存可靠性已獲確認。

2.	核一廠乾式貯存設施的設計，係引進經美國核管會核准之貯存護箱系統，台電已依法將安全分析報告送交原能會，經原能會邀集約30位各領域專家學者嚴格審查後通過，該貯存設施的設計不論是遭遇異常狀況、意外事故或假想天然災害時，貯存設施的結構、熱傳、屏蔽、臨界、密封或輻射防護等均能維持正常的安全餘裕，皆能滿足設施的相關法規要求，密封鋼筒維持結構完整，無輻射物質外洩之虞，可確保環境品質與民眾健康。

3.	美國桑地亞(Sandia)國家實驗室進行研究分析結果，核電廠用過核子燃料乾貯設施受到30倍以上反坦克武力攻擊仍不會造成放射性物質外釋到環境中，詳細說明如下：
	(1)	依據1949年8月簽訂之日內瓦公約的附加議定書(1977年第一附加議定書)第56條，明確規定作戰中攻擊方應避免將含有危險力量的工程或裝置（如堤壩與核電廠，無論民用或軍用），或其他在這類工程或裝置的位置上或在其附近的軍事目標列為攻擊對象。因此，核電廠係屬國際公約所規定避免受攻擊的特別保護設施。
	(2)	核一廠用過核子燃料乾式貯存設施係座落於核一廠址內，受日內瓦公約保護，屬避免受攻擊的特別保護設施。且就核電廠防空而言，應在我國的國土防空範圍內，可實施飛彈攔截，為核電廠內的設施提供了空中安全保障，但該資訊屬國土保安之機密文件，無法取得及對外公開。
	(3)	美國桑地亞(Sandia)國家實驗室曾做保守性假設，進行混凝土護箱遭受30倍以上反坦克武力攻擊之研究分析，其結果顯示，並不會造成放射性物質外釋到環境中。
	(4)	綜上，核一廠用過核子燃料乾式貯存設施受到日內瓦公約保護，屬避免受攻擊的特別保護設施。另，保守性假設，即使混凝土護箱遭受30倍以上反坦克武力攻擊，仍不會造成放射性物質外釋到環境中。

4.	乾式貯存設施進氣口不會因螞蟻築巢而阻塞通風，詳細說明如下：
	(1)	雖然螞蟻築巢阻塞乾式貯存設施進氣口發生機率不高，但於台電公司乾式貯存設施安全分析報告中已考量混凝土護箱進氣口可能由於風的流動所夾帶的碎屑、動物築巢或排泄物等因素而造成之半阻塞，因此在進氣口處已加裝空氣濾網以降低阻塞，可加速清除混凝土護箱外的阻塞物。
	(2)	空氣通道若被螞蟻築巢時，將造成空氣通道堵塞而減少空氣對流，使出氣口溫度上升，此可藉由混凝土護箱出氣口線上溫度之監測得知堵塞情況，或可由運轉人員或其他常態巡視活動得知。乾貯每組混凝土護箱每個出氣口皆設有溫度監測器，量測訊號連線至監控中心，並由專人每日定時檢視監測數據，如發現任何異狀，將立即至貯存場，確認各貯存護箱通氣口孔道通暢，且溫度監測系統設有警報裝置，若出氣口溫度與進氣口溫度(環境溫差)超過規定限值，將有警報示警。
	(3)	依安全分析結果顯示：混凝土護箱處於半堵塞狀態下，長期均無安全顧慮。故若發生全堵塞事件時，如於85小時內清理堵塞物，使護箱至少回復至半堵塞狀態，則無安全之顧慮。
	(4)	若發現螞蟻巢，可以水喉等工具或以人工清除之，清理時將由輻射防護人員陪同，先作輻射量測，再作清理螞蟻巢的工作；且將採取適當措施(如定期噴灑殺蟲劑等措施)預防螞蟻再次築巢。

5.	耐震說明
	核一廠乾式貯存設施的耐震設計，採用與核一廠相同之設計基準地震值0.3 g，此符合依美國聯邦法規(10 CFR 72.103)規定，核電廠內乾式貯存設施之耐震設計應與電廠相同之要求。同時，保守計算當核能一廠基岩發生0.3g地震時，經過土層放大作用後，位於地表之混凝土基座最大加速度達0.5g時，亦不會造成貯存護箱碰撞或傾倒的不利情況。此外，亦經國內地震工程研究中心、美國聖地亞國家實驗室(SNL)及日本原子力基盤機構(JNES)等進行平行驗證，以確保耐震設計安全。

6.	經核二廠用過核子燃料乾式貯存設施因應日本福島核災事故之安全評估專案報告評估結果顯示，海嘯對用過核子燃料乾式貯設施不會有安全上的影響，詳細說明如下：
	2011年東日本大震災雖然導致福島一廠發生嚴重核子事故，但該廠式貯存設施業經檢查確認無異狀。台電公司也已重新評估若地震引發海嘯，對核一、二廠用過核子燃料乾式貯存設施之影響。

7.	乾貯鋼筒使用材質妥適可靠
	台電公司乾貯密封鋼筒外殼材料採用15.9 mm厚之304L低碳不鏽鋼材。304L不銹鋼具有極佳的耐熱性、耐久性及抗腐蝕性，依據美國金屬協會測試結果，即使性能較差的304不銹鋼50年之<局部孔蝕累積深度僅0.094 mm。更何況304L耐腐蝕能力較304為佳，因此局部孔蝕不會影響密封鋼筒結構完整性。
	應力腐蝕發生必須要有殘餘應力與較高的氯離子濃度。密封鋼筒製造過程採用銲後熱處理(PWH)技術消除殘餘應力，並進行非破壞檢測確保銲接品質。由於乾貯期間之密封鋼筒溫度高於環境溫度(平均溫度約70℃)，加上空氣自然對流作用，鹽分不易在鋼桶表面附著，可有效避免氯離子腐蝕。
	核一乾貯密封鋼桶的304L材質是美國核管會(NRC)核准且業界普遍採用的設計；至於美國核管會民國101年底以「資訊通告」提醒業主需慎防不鏽鋼304、304L、316及316 L等四種材質之乾貯筒產生應力腐蝕乙節，其實該公告是以其它使用該等材質之應力腐蝕案例提醒業主需注意監測，原因大抵均源於設備或管路的銲道殘留應力，加上鹽份潮解沈積所造成，但目前並未發現使用該等材質之乾貯設備發生應力腐蝕案例。
	台電公司針對NRC之預防性提醒，已提出完整監測計畫如下:
	(1)	台電公司對乾式貯存設施均有完整之監測計畫，除自動化監測設備外，並有專人定期巡視。為進一步監測，在混凝土護箱的進氣口處並放置與密封鋼筒銲道同材質之試片，可透過定期檢測確保密封鋼筒之完整。
	(2)	針對報導中指出美國曾發生乾貯設備氫燃乙節，係發生於密封銲接階段，其主因為鍍鋅材質之設備接觸到燃料池內之硼酸而產生氫氣，氫氣接觸到銲接時的火花而燃燒，之後美國核管會已要求業界慎選不會產生氫氣之乾貯設備材質。台電公司核一乾貯設備不含鋅，且其為沸水式反應爐，燃料池內並無硼酸，材質與設計都不同，不具備產生氫氣條件，且銲接全程進行氫氣濃度監測，不會發生類似事件。

8.	乾式貯存廠址可防天災侵害
	依民國101年04月「核能電廠海嘯總體檢評估」結論顯示：
	(1)	核一廠海嘯最大溯上高度在海拔4.11~5.47公尺之間，遠低於該廠主廠區基地高程海拔11.2公尺，而該廠乾貯場址高程約22公尺，更不會受海嘯影響。
	(2)	核二廠海嘯最大溯上高度在海拔4.37~4.66公尺之間，遠低於該廠主廠區基地高程海拔12公尺，該廠乾貯場址高程約12.3公尺，未來該廠將興建可防禦17公尺海嘯高度的抗海嘯牆，也不會受海嘯影響。

9.	農委會調查資料顯示，核一廠用過核子燃料乾式貯存設施並不會受到上游地區土石流災害之影響。詳細說明如下：
	(1)	根據農委會水土保持局於民國94年3月全國現地調查後所公布之資料，乾華溪上游雖有2處土石流潛勢溪流，但在進入溪流滙流處附近，坡度驟降為約2°~4°，若上游地區發生土石流，則將在此一地區產生沉降與堆積作用，該土石流潛勢溪流堆積段與進入核一廠範圍內之間長度約5 公里，故本乾式貯存場場址並不會受到上游地區土石流災害之影響。
	(2)	核一廠乾式貯存場址雖然不致受土石流影響，且乾華溪上游地區地質情況穩定，但台電公司在未來乾式貯存設施營運期間將對此一地區加強監測工作，除進行不定期的土石流巡視，注意是否有河道阻塞淤積、坡地地表異常改變或異常坍滑等影響河道正常輸水之情事產生，隨時掌握乾華溪水文狀況之外，台電公司將持續以福衛二號衛星進行每半年一次的影像變異監測，並輔以人工現場勘查，以瞭解本廠廠區及乾華溪上游地區四周地形及植被等之變化，並注意是否有濫墾濫伐等情形，達成乾華溪上游土石流發生的預警效果。若集水區內產生潛在危險因素時，將即時通報地方主管機關處理，掌握預防災害之先機。
	(3)	保守假設，如發生混凝土護箱遭受土石流掩埋最壞的情形，即混凝土護箱進/出氣口完全堵塞，台電公司已建立「核一廠用過核子燃料乾式貯存設施意外事件應變計畫」，其中針對各種意外情節皆有應變措施，可確保進出氣口在完全堵塞85小時內完全清除土石，而不致使混凝土護箱溫度升高而產生輻射外釋的情事，此計畫書已於民國100年8月17日獲原能會物管局核備。

10.	核一乾貯場址山坡整治無水保疑慮
	核一乾貯場址週邊環境因素已充份考量並多重監測：
	核一廠乾式貯存設施計畫已通過場址地質調查及分析評估，確認非屬順向坡，邊坡除進行加固工程，並設置多項監測設備，且定期派員檢視及24小時線上監測，確保邊坡穩定性。為進一步確保安全，在貯存設施的靠山側設有緩衝區，不會造成掩埋。