核能 學生:黃宗渝
不能逃避的問題─核廢料處置 核廢料分成高放射性與低放射性兩種,在核電廠中,除了用過的核燃料、用過核燃料再處理產生的廢棄物之外,所有的廢棄物都算是低放射性核廢料,包括核電廠運轉時產生的廢水、過濾用的樹脂,以及工作人員穿過的衣物、手套等,都或多或少帶有一些放射性核種。 低放核廢料依據其物理狀態,可分成氣體、液體、固體。 液體廢棄物主要是不同反應器產生的濃縮廢液,包括硫酸鈉或硼酸廢液,以及一些如去污等其他作業產生的廢水。
固體廢棄物則有用以過濾反應爐爐水或除礦的用過離子交換樹脂,以及被污染的衣物、鞋子、工具等一般用品。 世界各國對這些廢棄物的處理原則非常一致,就是先減少體積(減容),接著處理成大塊、安定的固體,然後暫時貯存起來,最後再進行「最終處置」,確保其輻射性不影響一般大眾的生活。
享譽國際的減容技術 處理液體廢棄物時,要盡量將其中的核種以沉澱、吸附或離子交換等各種方式分離出來,將其餘乾淨的水或溶液蒸發。 處理固體廢棄物則是能焚化的先焚化、能分解的先高溫裂解,金屬類就直接壓縮或熔鑄。 固化體必須具備良好的安定性,使得長期擺放也不易變形或損壞。 早期的固化較常使用柏油,然而自從1997年日本發生廢料柏油固化處理廠的嚴重火災後,現在已逐漸放棄使用。
黃慶村發明的「壓水式機組廢液高效率固化技術」(PWRHEST)在1996年曾登上《核子工程國際期刊》,並獲得第55屆德國紐倫堡國際發明展金牌獎與唯一的首獎。 目前已使用於核三廠,減容效果非常顯著,將原來每年400~500桶的固化廢棄物產量,降低到目前只剩20~30桶。 黃慶村為了解決核一、二廠所產生的問題,研發了「沸水式機組廢液高效率固化技術」(BWRHEST),其核心概念是「以廢棄物固化廢棄物」。
PWRHEST壓水式濃縮廢液高減容固化技術 主要包括廢液超濃縮與固化兩個步驟,當廢液超濃縮備料完成後,30分鐘即可完成一桶55加侖桶固化的操作。可硬化漿液凝固時間僅需一小時,且反應放熱少。經養生24小時即能獲得70%以上的強度。將成份調整後之硼酸溶液製備成過飽和溶液,使硼酸鹽形成高聚合硼酸鹽溶液。再使其直接與高效率固化劑混合後固化,或添加造粒劑完成造粒後,以高效率固化劑拌合後固化,產生之固化產物容積僅為傳統水泥固化法的1/6 。
馬鞍山核電站採用PWRHEST生產之固化體 馬鞍山核電站的高效率固化系統 馬鞍山核電站採用PWRHEST生產之固化體 馬鞍山核電站的 高效率固化系統 馬鞍山核電站採用PWRHEST生產之固化體 PWR高減效率固化技術締造世界最佳的核廢減容績效
BWRHEST沸水式溼性廢棄物高效率固化技術 本技術專爲沸水式核能發電機組而開發,可共同固化或單獨固化硫酸鈉廢液、粉狀廢樹脂與污泥等濕性廢棄物。將硫酸鈉轉化為安定之硫酸鋇,免除鈣礬石之產生,避免固化體龜裂,而研製特用之固化劑,將轉化副產物NaOH製備成可硬性漿液,再以可硬化漿液包埋固化粉狀廢樹脂。減容因數為水泥固化之2.5~3倍。
國聖核電站採用BWRHEST之技術 國聖核電站採用BWRHEST前後之產廢趨勢
台灣目前並沒有任何最終處置場,只能存放於蘭嶼的貯存場。 台灣發展的固化技術,已將台灣核電廠的固化核廢料年產量從最高的1萬2000多桶,縮減到目前的200多桶。 貯存廢棄物是以厚度80公分以上的鋼筋混凝土外牆阻隔輻射外洩,並有空調控制溫度、濕度,防止廢棄物鋼桶蝕。
政治與社會的問題 核能研究所發展出的固化技術雖然享譽國際,但卻未能廣泛運用。 目前只有核二廠在使用BWRHEST,PWRHEST則用於台灣的核三廠。 推廣受阻的原因之一是要遷就現有的核電廠設備、空間,硬要改建可能成本過高,不符經濟效益。 同樣受阻礙的還有最終處置場的選址問題,這也是核電發展所要面臨的棘手問題之一。
「多重障壁」是以層層的防護包住放射性核種,安定的固化體本身就是第一層障壁,第二層為固化體的容器,接著外層的混凝土結構物、可吸附核種的回填材料。 對於找到最終處置場來說不是技術上的問題而是政治與社會的問題。
別看見核能就開槍 法國國家放射性廢棄物管理局花下大筆的資金,為當地修整古蹟、建設學校,並使該地成為學習地球科學與環保的示範場所。 美國也採行各種回饋方案,包括支援當地財務、增加當地工作機會,並讓處置場周圍一定距離內的居民可以做輻射檢測等。 南韓政府提供了約三億美元的高額回饋金,並允許地方政府隨量徵收手續費,用做地方建設,此外還承諾將國營事業的韓國水力與核能電力公司總部遷往場址所在地,展現的魄力終於獲得民眾認同。
心得 我覺得核能其實可以繼續使用,甚至是在擴大發展;只要政府可以效仿國外那些成功的例子,有可能附近的人民也可以接受而不是一昧的反對,因為台灣的技術其實在全世界是排在前幾名的他們可以把好幾萬桶的核廢料縮減到剩下幾百桶,只要人民支持其實放廢料的區域也不會很大。