核能發電安全嗎? Taiwan Nuclear Power Plants Safe?

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核二廠(新北市萬里區)機型:奇異公司沸水式第6型

發電量:985 MWe x 2商轉日期:#1 70/12/28

#2 72/3/15

核一廠(新北市石門區)機型:奇異公司沸水式第4型

發電量:636 MWe x 2商轉日期:#1 67/12/6

#2 68/7/16

核三廠(屏東縣恆春鎮)機型:西屋公司三迴路壓

水式

發電量:636 MWe x 2商轉日期:#1 73/7/27

#2 74/5/18

核能發電

101年發電量389億度

占總發電量18.4%

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核能電廠安全嗎？核能發電為什麼會有危險?

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核能發電示意圖

※圖片取自美國NRC網站

壓水式核電廠

(核三廠)

沸水式核電廠

(核一二廠)

熱能 動能 電能

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核能依據的自然法則：物質不滅與質能互換

2CmE

核分裂反應

中子鈾-235

鋇-137

氪-96

+ 193.6百萬電子伏特能量

中子

中子

Albert Einstein

(1879 ~ 1955)

原子核分裂導致物質質量損失

7

以核二廠年發電150 億度電力，所需之燃料體積比較如下：

鈾燃料 68 公噸

天然氣 219 萬公噸

石 油 366 萬公噸

煤 548 萬公噸

貨機 1架次

5.5萬噸LNG船40船次

37船次10萬噸級油輪

92船次6萬噸級煤輪

每次運送九個貨櫃之核燃料儲存廠內，即可維持18個月運轉使用每次運送九個貨櫃之核燃料儲存廠內，即可維持18個月運轉使用

核能 準自產能源

7

以核二廠年發電150 億度電力，所需之燃料體積比較如下：

鈾燃料 68 公噸

天然氣 219 萬公噸

石 油 366 萬公噸

煤 548 萬公噸

貨機 1架次

5.5萬噸LNG船40船次

37船次10萬噸級油輪

92船次6萬噸級煤輪

每次運送九個貨櫃之核燃料儲存廠內，即可維持18個月運轉使用每次運送九個貨櫃之核燃料儲存廠內，即可維持18個月運轉使用

核能 準自產能源

55 55

66 6

7

核能電廠有多重多樣的電源供應

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Primary Containment一次圍阻體(PCV)

Reactor Vessel反應爐壓力槽(RPV)

FuelPellets燃料丸

Fuel Cladding燃料護套

5th barrier第五層屏障

4th barrier第四層屏障

3rd barrier第三層屏障

2nd barrier第二層屏障

1st barrier第一層屏障

Secondary Containment二次圍阻體(SC)

輻射外釋之防護

核電廠多層障壁的深度防禦

9

為什麼還會發生福島電

廠事故呢？

圖片來源：路透社 9

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本世紀以來各地的重大天災

2013年11月海燕重創菲律賓(美聯社)2011年3月日本海嘯與福島一廠核災(NISA)2011年1月澳洲百年大水(澳abc電台)

2010年1月海地地震(英國BBC）2009年8月莫拉克颱風襲台(蘋果日報)2008年5月四川汶川地震(蘋果日報)

2006年印尼爪哇地震(阿波羅網)2005年8月卡崔娜颶風(TVBS)

2004年南亞地震海嘯(佛教僧伽醫護基金會)

2011年3月日本海嘯與福島一廠核災(NISA)

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2011年3月11日14:46日本東北海域

發生規模9.0地震，並引發海嘯，造

成福島第一核電廠1~4號機嚴重損毀

3/12 14:40 洩壓

3/12 15:36 氫爆

3/12 20:20 注入硼酸海水

3/13 11:40 洩壓

3/13 13:12 注入海水

3/14 11:01 氫爆

3/15 08:54 失火(可能亦有爆炸)

3/16 05:45 火災

3/14 13:25 注入海水

3/15 06:14 氫爆

福島事故的原因

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福島事故的原因

資料來源：日本原子力規制委員會

•因超出設計地震及海嘯導致安全功能共因失效

•加上其後無法有效制止嚴重事故之進展

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日本東北沿海核電廠位置圖

13

14

項 目 福島一廠 福島二廠 女川電廠 東海電廠

機組數目 6 4 3 1

廠址設計高程(公尺)

1-4號機 5-6號機

12 14.8(加海嘯牆)

8.9

10 13

防海嘯設計水位(公尺)

5.7 5.2 9.1 7.0

此次海嘯上溯高程(公尺)

14~15局部區域達

14~15 13 6.3

海嘯淹浸廠址(公尺)

4~5 1~2 2~3 未淹浸 未淹浸

目前機組狀態 受損 安全停機*1 安全停機*2 安全停機 安全停機

註1：僅依賴6號機1台有鋼筋混凝土廠房保護之氣冷式緊急柴油發電機可同時提供5號機使用

註2：福島二廠未發生喪失外電

事故原因：海嘯預防準備不足

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福島的啟示…

不能輕忽共因失效的可能性

安全系統同時失效

同廠區不同機組(多機組事故)

應有超過設計基準事故的因應能

力，以避免爐心燃料熔毀

不能因事故發生機率低而忽視

事故當時日本政府和東電公司應

變體制和指揮系統紊亂

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福島事故後，

我們做了什麼？ …

16

17

3月11日

中央災害應變中心

3月12日

原能會應變小組

3月13日總統府國安會0311專案

核安監管中心

24小時持續監控

3月底行政院災防會接辦311專案

3月15日

總統視察原能會

政府立即啟動國安應變機制…

•境外因應

•邊境管制

•境內偵測

同時立即啟動國內核

電廠安全防護總體檢

記者會

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日本福島核災事故與對策

複合性與共因性失效

造成緊急電源喪失

爐心熔毀

喪失爐心冷卻功能

圍阻體失效滲漏到反應器廠房

抑制放射性

物質擴散

防止圍阻體損壞

防止反應爐失效

強化緊急電源供應

與爐心冷卻措施

強化耐震與

防治海嘯措施

海嘯衝擊設計基準高度:5.7m海嘯高度:15.5m

大量釋出放射性物質到環境中

反應器廠房氫爆

喪失通訊與儀控功能

改善電廠監測

與管控功能

防止持續喪失

廠外電源

<事件次序>

<因應對策>

地震發生

喪失廠外電源

反應器停機

緊急發電與爐心冷卻系統啟動

強化耐震/抗海嘯能力

增加緊急電源

和長時間供電

增加最終熱沉

與冷卻能力提昇災害

應變能力

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耐震能力檢討

建廠設計：核能電廠除在選址之初即要考量地質、斷層條件，

且廠房需座落在堅固岩盤之外，並需依據核能法規，將電廠耐

震能力納入設計考量，評估各電廠廠址的耐震安全停機設計。

我國與日本都已加裝強震自動緊急停機裝置。

各電廠現有耐震設計基準︰

核一廠 核二廠 核三廠 核四廠

安全停機

評估

1909板橋7.3地

震

1909板橋7.3地震+1867基隆海嘯震度8級

1920花蓮外海8.3地震

1908台灣東

部7.3地震

保守假定

距廠距離

新莊斷層

(8公里)新莊斷層

(5公里)恆春斷層

(35公里)地體構造區

分界(5公里)

地震

加速度0.3g 0.4g 0.4g 0.4g 0.4g

測得最大

加速度

1999年921地震

7.3規模(0.037g)2002年331花蓮外海

6.8規模(0.053g)2006年1226恆春

7.0規模(0.171g)

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耐震能力檢討

再評估：針對核電廠附近斷層新事證，執行耐震安全

再評估精進作業，重新調查核一、二、三廠周圍地質

條件。已完成初期海陸域地質調查，將持續進行山腳

斷層海域擴大調查、地震危害度分析與耐震餘裕檢討

和補強作業。

山腳斷層

恆春斷層

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地震規模與斷層(或地殼)錯動面積

台灣地震規模

遠小於日本

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核電廠海嘯防護

廠別(高度：公尺) 核一廠 核二廠 核三廠 核四廠

廠址歷史上最高

可能海嘯高度10.8 10.3 12.53 8.1

廠址設計高度 11.2 12 15 12.0

規劃建置防海嘯牆後

的抗海嘯高程17 17 19 14.5

22

23

斷層(或海溝)與海岸的相對方向

海嘯對台灣的威脅遠小於日本

24

防海嘯及後備電源、水源

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增加長時間供電抵抗電廠全黑的能力

福島之初：已有氣冷式緊急柴油發電機

福島之後增加：

＊後備移動式電源(電源車、發電機)＊強化第5台柴油發電機廠房之水密性

蓄電池:

直流電力由8小時提升到72小時(固定式24

小時+移動式電源充電)

480伏柴油發電機

4仟伏電源車

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核電廠安全防護總體檢

日本福島一廠

台灣核電廠

防海嘯設計水位高度 5~7公尺 12~15公尺

緊要海水泵(提供最終熱沉) 裸露在外 鋼筋混凝土建築保護

緊急柴油發電機在地下層容易被淹沒

每部機組各2部共4部在地面層

後備電源

氣冷式緊急柴油發電機 無 配備1部

氣冷式氣渦輪發電機 無配備2部高於海平面22公尺以上

生水池(重力注水進入反應爐) 無高於海平面50公尺以上設置3.7~10.7萬噸容量

增置海嘯牆

14.5~19公尺

加強水密性

增加後備電源

移動式電源車

及蓄電池能力

加強耐震性

加強耐震性

福島事故後福島事故前

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執行歐盟壓力測試與同行審查 邀請公正獨立第三方專家，來台協助原能會執行核能電

廠壓力測試國家報告之同行審查

102年3月邀請OECD/NEA專家小組

102年9月再邀請歐盟核安管制組織(ENSREG)

壓力測試的目的︰確保安全標準的一致性，且互相學習其他國家的優良作法(good practices)

審查結果確認我國核能電廠普遍採用高安全標準，且在多數領域符合國際目前的先進技術實務

在某些特定的安全相關領域，同行審查專家小組提出明確的進一步改善建議，包括 確保適當的核能電廠設計基準，維持核能電廠在超越設計基準情

況下的強韌性

確保適當嚴重事故應變措施的可用性

確保核能安全現況之透明度。

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小結：對核電安全的認知

核能發電具有高能量密度的優點，但也因此具有天生的危險因素。為控制這些潛在的風險，核電廠採取多重和多樣性設計的安全系統，以控制核反應並提供緊急冷卻功能，同時核電廠也採用多層屏障的深度防禦設計，以防止放射性物質外釋。

日本福島電廠事故的啟示是，不能夠輕忽會發生安全系統“共因失效”和發生“超過設計基準事故”的可能性，即使發生的機率很低。

福島事故後的“核安總體檢”和“壓力測試”，以及核電廠安全強化措施已採用國際間的優良作法，強化了國內核電廠抵抗異常天災和因應“超過設計基準事故”的能力。經國際專家檢視，我國安全強化的作法與國際間的作法一致。事實上，也因為台灣處於地震帶，且易受異常氣候影響，國內核電廠採取比國際上一般核電廠更嚴格的標準。

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謝謝耐心的

聆聽！！