核電廠事故分析 核電廠百分百安全 神話的破滅 美國三哩島電廠事故 蘇聯車諾比電廠事故

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1 核電廠事故分析 核電廠百分百安全 神話的破滅 1979.3.28美國三哩島電廠事故 1986.4.26蘇聯車諾比電廠事故
單元02-02能源與核能-核電廠事故分析 核電廠事故分析 核電廠百分百安全 神話的破滅 美國三哩島電廠事故 蘇聯車諾比電廠事故 日本福島核電廠事故

2 上圖為原子彈的連鎖反應，下圖為核電廠原子反應爐的反應示意圖。
此二者最大的不同是核電廠的連鎖反應是可以被中止的，而原子彈不行。

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4 美國三哩島核電廠事故 西元1979年美國賓州的三哩島電廠發生人類有史以來第一起核電廠事故，粉碎了專家認為核電廠不會發生致命災害的美夢。

5 美國三哩島核電廠事故 三哩島電廠共有兩座機組：一號機在1974年9月2日商業運轉，至今仍在服役；發生事故的二號機於1978年12月30日商業運轉，現已永久封存，待一號機除役時一並除役。

6 美國三哩島核電廠事故 1979年3月28日凌晨4點半 ，2號機組的主冷卻水閥故 障（錯誤1），備用冷卻水 閥在之前的維修中不明原
因亦無法運作（錯誤2），致使爐心的溫度狂飆、壓力上升，依照原始設計，當爐心壓力太高時釋壓閥必須打開以免反應爐爆炸，當釋壓閥順利打開後爐內原有的冷卻水卻跟著流失，爐心此時已嚴重熔毀47％、並造成核燃料二氧化鈾外洩。當時各種警報聲四起，工作人員竟忽略了最緊要的輻射外洩警示（錯誤3），美國原能會直到當日晚間8點才意識到它的嚴重性（錯誤4）。

7 美國三哩島核電廠事故 直到3月30日當時的州長迪克-松伯（Dick Thornburgh）出於安全考慮於3月30日疏散了核能發電廠5英里範圍內的學齡前兒童和孕婦（錯誤5），並下令對事故堆芯進行檢查， 發現2號反應爐嚴重破 壞，大量核原料洩漏 堆積於爐底，已無任何 移除或處理的機會。 所幸，大部份的極危 險洩漏都被強固的圍 阻體所阻攔，只有極 少部份的外洩發生， 事後對居民及環境的 調查都沒有發現異常 。

8 美國三哩島核電廠事故 一張提醒核能操作員注意該燈號亮起時即為冷卻水發生問題的字卡，竟遮蓋了救命的燈號，險釀成毀滅性的災難，幸賴兩層圍阻體的堅實防護才得以安全無虞。

9 蘇聯車諾比核電廠事故 車諾比核電廠位於前蘇聯烏克蘭共和國普里比亞特河(Pripyat River)左岸約 300 公尺處，距南邊的首都基輔(Kiev)約 130 公里

10 蘇聯車諾比核電廠事故 車諾比核能電廠四號機組於1986年4月26日凌晨1點23分發生爆炸，是歷史上最嚴重的核能發電廠意外事故。
這次災難所釋放出的輻射線劑量是投在廣島的原子彈的400倍以上。由於車諾比發電廠沒有保護掩體，導致受到核輻射塵污染的雲層飄往眾多地區，包括原蘇聯西部的部分地區、西歐、東歐、斯堪地那維亞半島、不列顛群島和北美東部部分地區。此外，烏克蘭、白俄羅斯及俄羅斯境內均遭受到嚴重的核污染，超過336,000名的居民被迫撤離。

11 蘇聯車諾比核電廠事故 事件發生經過1/3 ◎1986年4月25日下午，四號機按照計畫進行停機，操作人員開始進行一個有關安全系統的實驗，以了解在電廠失去所有電力下，仍在轉動的渦輪機是否有足夠的殘餘能量供應45秒鐘的電力，這是緊急柴油發電機發動所需的時間。 ◎下午2點時，反應爐功率減低到額定輸出的1/2，緊急爐心冷卻系統被關掉了，此時在基輔的人員要求四號機繼續供電到晚上11：10。但11：10後，他們並未將緊急冷卻系統打開，這是一件重大錯誤。接著一連串嚴重操作疏失是：把輸出功率降低到額定輸出的百分之一，遠低於實驗所需的功率；將絕大部分的控制棒抽出，關掉其它重要的安全系統。

12 蘇聯車諾比核電廠事故 事件發生經過2/3 ◎4月26日1時23分，這些不當的操作使得四號機變得不穩定．輸出功率一直上升，技街人員很快對反應爐失去了控制，1時23分44秒，輸出功率高達額定輸出的100倍，部分燃料棒因而破裂，高熱的破裂物使冷卻水大量蒸發，導致蒸汽爆炸而摧毀了重約1千公噸的反應爐頂蓋，而後水蒸氣受高溫的石墨、鈷等材料影響產生氫氣，發生了後續的爆炸。約50噸的放射性物質噴發到環境中。 ◎5月1日，損壞反應爐內的燃料棒溫度上升到2000oC，這是因為仍留在損壞反應爐內的輻射物質衰變所產生的熱量。在泵入氮氣冷卻後，溫度到5月6日才下降 。

13 蘇聯車諾比核電廠事故 事件發生經過3/3 ◎為了避免反應爐內高溫的燃料燒穿爐底，5月21日開始在四號機底下興建一條隧道以放置冷卻用熱交換器，這是一項在飛快的速度和危險的環境下進行的龐大工程。動用了400名礦工，3小時一班，在6月24日，完成了168公尺長的鋼筋水泥隧道。 ◎為了長期安置四號機，被稱為「石棺」的巨大的圍阻體在6月開始動工，11月30日興建完成，總共用了超過7千公噸的鋼鐵和41萬立方公尺的水泥。 ◎在1996年初，烏克蘭學者和官方指出，石棺已產生裂縫，洩漏污染物質，並有發生爆炸的可能。

14 蘇聯車諾比核電廠事故 車諾比電廠發生事故的四號反應爐，在高溫高壓的蒸氣與氫氣交互作用下引燃反應用的石墨爐心，攝氏四千多度的高溫將反應爐及圍阻體完全炸開，放射線就在毫無阻攔下釋放到環境中。

15 蘇聯車諾比核電廠事故 車諾比電廠的四號反應爐只能被俗稱「大石棺」的圍阻體消極的封填。這是1995年10月所拍到的四號反應爐照片。

16 蘇聯車諾比核電廠事故 災變所造成的影響1/4 ◎由於炸開的反應爐排出極大量的放射物質，主要有長半衰期的銫134、137(各長達兩年及三十年之久)，及短半衰期的碘131(約八天)，和其他放射元素，受到當時車諾比爾夜空東南風的吹送，輻射(風)雲很快就籠罩附近的住宅區，再擴大到方圓三十公里外的烏克蘭、白俄羅斯共和國數百萬居民所住的生態環境，最後再擴散到整個歐陸各國，包括瑞典、芬蘭、德國、英國、法國、土耳其、義大利、奧地利在內，都偵測到超過正常範圍的放射性氣體飄浮。甚至美國、阿拉伯半島、亞洲都可以測得它的污染。

17 蘇聯車諾比核電廠事故 災變所造成的影響2/4 ◎災變初期，搶救人員中有31死亡。當年6月初，300名病情最嚴重的患者之中，20人死亡。災變發生36小時之後，風吹向人口區，當局採取緊急疏散避難。在3小時之內疏散核電廠同圍30公里內的92,000居民。基輔附近35萬兒童亦相繼撤離。 ◎在事故發生後36小時，政府決定將半徑30公里範圍內的13萬5千名居民全部強制疏散，據後來統計，從這一地區及附近的白俄羅斯和烏克蘭撤駐的人數達116,000人。居民於28日中午接獲消息，下午開始疏散，除眼鏡、身分證件和金錢外，任何東西都不准攜帶，一個疏散的車隊，包括1,216輛大巴士和300輛卡車，長度超過15公里。污染區內的貓、狗、家禽和家畜一律就地處死。

18 蘇聯車諾比核電廠事故 災變所造成的影響3/4 ◎後來發現蘇聯境內的污染區遠遠超過離電廠30公里的範圍，嚴重污染的地區遠達300公里範圍，甚至到達莫斯科。被污染的土地散佈在現在的白俄羅斯、烏克蘭、和俄羅斯三個國家。1995年聯合國的資料指出。被污染土地面積超過16萬平方公里（台灣面積約3.6萬平方公里），被疏散的居民超過40萬人。 ◎在1986至89年工農業損失和保險金支付累計約36億美元，而政府在這段期間花在緊急處理工作的經費約140億美元。車諾比事件所釋放到環境中的輻射物質之總劑量，根據官方數據為5千萬居禮，非官方的估計為65億居禮。

19 蘇聯車諾比核電廠事故 災變所造成的影響4/4 ◎烏克蘭、白俄羅斯、蘇俄地區，至少有九百萬人受到輻射線影響，至今尚有數百萬人生活於污染區內。
◎白俄羅斯嬰兒出生率下降50%，兒童淋巴癌發生率上升28.5% 。保守估計蘇俄有7,000人死於此災難。保守估計烏克蘭有 125,000人死於此災難。 ◎白俄羅斯政府花費其年度預算20%於善後處理 ，烏克蘭政府花費其年度預算4%於善後處理，蘇俄政府花費其年度預算1%於善後處理 ，聯合國救災基金幾已全數用盡。世界健康組織估計，未來20 年核災復建經費將需二億美金 。

20 蘇聯車諾比核電廠事故 資料來源：由經濟合作發展組織與The radiochemical manual 各種放射性元素在災後的影響

21 蘇聯車諾比核電廠事故 左圖為事件發生後周遭地區主要由銫137同位素（ ）造成污染的劑量分佈圖

22 蘇聯車諾比核電廠事故 左圖為歐洲地區受車諾比事故影響，銫137造成輻射污染的劑量分佈圖

23 蘇聯車諾比核電廠事故 「巨大化」是核災後很難解釋的現象之一。這個農民手上拿的白香菇應該只有現在的1/10大小

24 蘇聯車諾比核電廠事故 「畸形」也是核災後的後遺症，醫生也很難說出個所以然，只知道與放射線污染有直接關係

25 蘇聯車諾比核電廠事故 「童話森林」是當時對車諾比電廠附近諸多異於常理生物產生所下的名詞，專家學者至今仍不明產生這些現象的機制是什麼？

26 蘇聯車諾比核電廠事故 孩童是這次核災事故最大的受害者，他們完全沒有提防輻射威脅的能力，只能讓自己曝露在致命的輻射下，任憑病魔及死神摧殘

27 蘇聯車諾比核電廠事故 因幅射污染而產下的畸形兒。這些不幸的孩子有的是肢體殘缺、有的是智力受損，對於整個國家社會不啻是個長遠且沉重的負擔

28 蘇聯車諾比核電廠事故 這個孩子因輻射污染而在出生時產生頭部巨大的畸形，並伴隨視力、智力、聽力等多重障礙

29 蘇聯車諾比核電廠事故 巴娘與亞沙沙正在奮力的與死神搏鬥，但脆弱的身驅總敵不過難纏的癌細胞，雙雙因白血病而與世長辭。輻射污染區內最常見的癌症為甲狀腺癌與血癌

30 蘇聯車諾比核電廠事故 在缺乏醫療照顧下，車諾比電廠污染造成的癌童無奈的蜷縮在醫院的角落，小小的心靈可知道他們的命運為何？

31 蘇聯車諾比核電廠事故 因輻射影響而罹患血癌的小朋友

32 蘇聯車諾比核電廠事故 連醫生也無法說出病因的肉腫正折磨著小女孩的軀體

33 蘇聯車諾比核電廠事故 臨床醫學上像圖中如此天生肢體嚴重殘障，但智能發育正常的孩子並不常見，但在車諾比電廠影響區內則並不罕見，雖尚未有能力直接證明確定是輻射的影響，但依統計學上顯示卻是異常

34 蘇聯車諾比核電廠事故 受輻射影響而畸形的孩子們

35 蘇聯車諾比核電廠事故 54歲的奧列格及13歲的狄馬都是甲狀腺癌的患者，奧列格曾是災難現場的搶救人員

36 蘇聯車諾比核電廠事故 輻射病輕時疲乏、頭昏、失眠、食慾減退和噁心等癥狀，症狀過後會恢復健康，永久傷害不易發生。
中或重度則會發生掉髮、感染、皮膚甚至器官出血、死亡率極高，事後恢復機率低。

37 蘇聯車諾比核電廠事故 車諾比核災後患無窮，烏克蘭學者科諾伐洛夫指他手中的人類（左）和豬（右）畸胎都是輻射外洩造成

38 蘇聯車諾比核電廠事故 巨大化的蚯蚓長度及直徑都無法用傳統的蚯蚓來比較

39 蘇聯車諾比核電廠事故 「生命啊！我的生命！我的童年時光！」 青草搔著光腳的癢 小麻雀向著天空啾囀 屋頂上的鴿子與我的笑聲一起唱和著
微風溫柔地追在我身後撫摸著 就這樣 溫暖的太陽公公烘暖了大地的萬物 呼吸著清爽芬芳的空氣 是多麼快樂舒服的感覺啊 可是，可怕爆炸事件把所有的一切都奪走了 小鳥的唧喳聲停了 溫暖的陽光消失了 孩子們的歡笑聲也不再有了 當我聽到很多人死去的消息 非常悲傷 生命 我的生命 我的童年時光啊！ （阿納斯希亞．耶魯大 ，十三歲） （繪圖：安納史達夏．維德維修維，男，6歲）

40 蘇聯車諾比核電廠事故 因舊石棺品質不佳，故新建的石棺即將覆蓋在舊石棺之上，這是2015年4月的照片

41 蘇聯車諾比核電廠事故 左上圖為坐落於莫斯科Mitino公墓中的車諾比紀念碑，用以紀念因救災而喪生的工作人員
右圖為頒贈給因勇敢堅守崗位而因急性輻射病過世的工作人員、消防隊員等的獎章

42 日本福島核電廠事故1/9 日本時間2011年3月11日14時46分發生於日本東北地方外海三陸沖的規模9.0地震。震央位於宮城縣首府仙台市以東的太平洋海域，震源深度測得數據為24.4公里（15.2英里），並引發最高40.5米的海嘯。此次地震是日本有觀測紀錄以來規模最大的地震，引起的海嘯也是最為嚴重的，加上其引發的火災和核洩漏事故，導致大規模的地方機能癱瘓和經濟活動停止，東北地方部份城市更遭受毀滅性破壞 福島縣

43 日本福島核電廠事故2/9 福島縣位於日本本州東本部偏南的區域，有東北新幹線通過，最大都市為福島市，全縣總人口約210萬人。
福島縣為農、漁業大縣，越光米、桃、蘋果、西洋梨、櫻桃、蕎麥麵、鮟鱇魚等都是著名的特產

44 日本福島核電廠事故3/9 根據日本第一時間估計，地震造成至少15,698人死亡、4,666人失蹤、輕重傷者5,717人，遭受破壞的房屋851,102棟 。 上圖為遭海嘯蹂躪後的沿海地區，右圖為千葉煉油廠在海嘯後的大火 福島電廠核事故

45 日本福島核電廠事故4/9 上圖為地震過後的海嘯造成「海漩渦」，地點位於日本福島縣的海岸邊。
右圖為大地震過後，宮城縣遭海嘯襲擊，房屋多半泡在水裡

46 日本福島核電廠事故5/9 東京電力公司是日本最大、全世界第四大的電力公司，擁有包含福島一、二廠在內的三座核電廠，左圖為發生嚴重事故的1號反應爐的資料照片。 福島第一電廠有6座核能機組、第二電廠則有4具機組，遭到海嘯破壞的是福島第一電廠。地震發生時福島第一電廠的4、5、6號機因歲修處於停止運轉的狀態，運轉中的第1、2、3號機因冷卻水閥無法供電而遭受損壞。

47 日本福島核電廠事故6/9 4 3 1 2 上圖為嚴重受損的第1~4號反應爐，第5、6號機組位於1號機右邊約數百公尺處。經評估，第1~4號機組應難以再行恢復(1號機幾乎100％損壞，2、3、4號機組約35％損壞) ，而第5、6號機組因並未受損，故應能正常運轉。圖中爐體外圍的破壞經專家鑒定是因氫氣爆炸高壓蒸氣所致，反應爐因厚達2m的圍阻體保護而未爆炸。

48 日本福島核電廠事故7/9 福島第一核電廠原始的設計強度為耐震7級、極限加速度0.46g(4.51m/sec2) 、防波海堤高5.7m，實際上發生地震時機組並非受地震破壞，而是高15m的海嘯越過海堤，將13座緊急柴 油發電機組中的12具損壞，致使冷卻水因沒電而無發順利送到爐內而發生爐心熔解。 事後，全世界各國建立在海邊的核電廠皆注意到這個狀況，而紛分加高海堤，並加強備用發電機的防水設計、如將機組移至電廠較高處等具體作為。

49 日本福島核電廠事故8/9 福島第一核電廠事故重要整理1/2 3月11日14時46分，日本本州島東北海岸發生9.0地震。
15時41分，一共有12台緊急發電機因海嘯襲擊中止運轉，供給反應爐的交流電源即告失效。 3月12日15時36分，1號機所在地的建築發生爆炸。 3月12日20時05分，日本政府命令將海水注入1號機，盡力冷卻反應爐內可能會熔毀的爐芯，1號機確定將報廢。 3月13日清早，3號機的緊急冷卻系統已失去功能。13時12分，由於水位繼續降低，壓強不斷升高，所以決定改使用海水。 3月14日上午11時01分，3號機發生氫氣爆炸，造成11人受傷，建築物屋頂及外牆的上半部分被炸毀，爆炸威力比1號機強烈。 3月14日13時25分，2號機的冷卻功能完全停止，二號機面臨爐心熔毀的命運，晚間廠方注入海水進行降溫。

50 日本福島核電廠事故9/9 福島電廠核事故 福島第一核電廠事故重要整理2/2
3月15日6時10分，2號機傳出爆炸聲。這爆炸可能損壞了圍阻體底部的抑壓室。 3月15日上午4號核能機組著火，著火原因待查規估與1、3號機相同狀況氫氣爆炸，16日清晨，福島第一核電廠四號機二次起火，外壁兩處破洞。 電廠附近在8月初曾測出每小時10000mSv的超高輻射量，人們在這個劑量下約1小時即會死亡。 （中央社台北8月26日電）日本政府估計，福島迄今外洩的放射性銫137放射總量等於168顆廣島原子彈放射量。自電廠受海嘯襲擊至今，總共約釋放出1萬5000兆貝克的銫137，而美國在第二次世界大戰末期對日本廣島投下的鈾彈「小男孩」則釋放了89兆貝克。 福島電廠核事故

51 核能輻射的單位1/2 「放射性活度」是指放射性元素或同位素每秒衰變的原子數，可用來描述核種釋放放射線強度的大小。
最早用的是居里(Ci) ，相當於1g的鐳226放射性活度，現今採用貝克(Bq) ，一定量的放射性核種，若每秒有一個原子衰變，其放射性活度即為1貝克，例如，一克的鐳226放射性活度有3.7×1010Bq。 居里與貝克的換算關係：1Ci＝ 37GBq。 根據日本厚生省(衛生部)食品衛生法規定，以碘與銫為例：半衰期很短的放射性碘131活度上限，飲用水、牛奶及乳製品為每公斤300貝克，蔬菜類（根莖類、薯類除外）為每公斤2000貝克；至於半衰期很長的放射性銫134及銫137活度上限，飲用水、牛奶及乳製品為每公斤200貝克，蔬菜類、穀物類、水產品、肉、蛋等都是每公斤500貝克。

52 核能輻射的單位2/2 貝克(Bq)是描述放射源活性強度(單位是sec-1) 的單位，而西弗(Sv)則是描述被輻射物體所受單位輻射劑量(單位是m2sec-2)的單位。 貝克強調放射源的放射性強弱，而西弗則著重表示放射性被害尤其是對人體健康的危害程度。 貝克只與放射源物質的元素性質和數量有關。而西弗由放射源活性強度，放射物性質，離放射源的距離，障礙物的有無，地形，風向等等因素決定。 地球上普通人每年受到的累計輻射平均為2.4mSv，做一次胸部X光約0.1~0.3mSv，做一次全身電腦斷層攝影是7mSv，一天抽一包煙的癮君子一年約合計20~40mSv，1000mSv以上會出現嘔吐、頭暈，3000mSv以上人類死亡率50％，7000mSv以上人類99％會死亡。

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