關於高階核廢料--請給我找一個最好的歸宿

林超

高階廢料,也就是用過的核燃料棒,是反核人士最喜歡用來倡議廢核理由之一。不錯,目前全世界,已經選定並且正在設計建造,高階核廢料最終儲存場的國家,只有芬蘭瑞典。爲什麼幾十個有核電廠的國家,只有兩個有規劃好高階核廢料的最終儲存場?難道是技術有困難?還是除了芬蘭和瑞典以外,其他所有核電的國家都找不到合適的最終儲存場?甚至是這些國家都負擔不起設計建造最終儲存場的費用?這三個問題的答案都是否定的。

原因當然不是隻有一個,但是有一件很重要的因素是,美國原來的計劃與現在芬蘭和瑞典的規劃,都不見得是最理想的處理。回想當年美國在研究探討高階核廢料的後端處理時,計劃將用過的核燃料棒,直接運至一個集中的永久儲存所,並不是唯一的選項。美國當時之所以選擇直接運去永久儲存,是爲了避免核武擴散的考量,而不先做回收的再處理。美國亞可山 (Yucca Mountain) 的永久儲存預定場所,是設計在地下約300公尺,在地下水位以上,但是它的深度,又足以保證高階核廢料的輻射性,和人類生活圈完全隔離開來。同時,後代子孫在永久封閉這個儲存所以後,不會意外的,開掘進入這個封閉後的儲存所。在永久封閉之前,它定有 150年的營運期,以做觀察與考覈儲存所的營運積效

在當時探討階段時,也有許多科技專家,主張先建造一個集中式的中短程儲存所,因爲科技日新月異,現在能設計建造最好的永久儲存所,在幾十年以後,就落伍了,而會變成一個並不是最理想的方案。既然如此,那何必當下就花鉅額的資金,去建造一個日後會變成並不理想的儲存所。不如,先蓋一個便宜很多的中短程儲存所,在儲存了一百至一百五十年以後,再考慮回收再處理以及最終儲存。屆時,不但回收再處理可能有更好的技術,連最終儲存都可能有更理想的方式。這並不是因爲現在的科技,還沒有發展出來回收再處理與最終儲存的方法,而是以時間換取更完美的科技以及更理想的最終儲存方案。

因爲,在技術面上,不論是高階核廢料的再處理,也就是從高階核廢料中回收可用的元素,或是設計建造高階核廢料的永久儲存所,目前都已經不是問題。高階核廢料的再處理技術,已經有幾十年的歷史,只因爲避免核武擴散, 核武俱樂部的國家,不允許其他的國家從事高階核廢料的再處理工作,以防止提煉出來的鈽元素,被用來製造核子彈。以目前的再處理技術來講,可回收的部分已經超過百分之九十,必須以廢料來儲存的,不到百分之十。而且,許多具有萬年不退的輻射性同位素,比如說,回收後的鈽,可以再做成核電廠的燃料,用來發電過後,它就被轉換成其他輻射期短甚多的元素。如此,高階核廢料的量可以減少很多。同時,必須確保隔離儲存的時間也可以縮短。

所以,經過一段中短程的高階核廢料儲存以後,再來考慮回收再處理以及最終儲存的好處是,可以享用更新的技術,以達到更好的回收與儲存效能。比方說,現在已經有人在研究,如何有效的將有輻射性的同位素轉換成沒有輻射性的元素,或是如何將高輻射性的同位素,加快衰變成低輻射性。更何況,屆時人類可能已經發明出預防或是治療癌症的方法,輻射線或許就無法再貽害我們的健康了。

那麼,美國當時爲何選擇了亞可山 (Yucca Mountain) 永久儲存場,而沒有選擇中短程儲存所?其實,美國當時是做了一個受到利益團體影響政治決定,兩年前,美國終止Yucca Mountain永久儲存所的經費與計劃,也是一個政治決定。而不是像反核人士所說:「美國是因找不到一百萬年地質環境不變的地方來貯存高階核廢料」,才終止了Yucca Mountain永久儲存所的計劃。第一,美國環保署從來就沒有一百萬年以後核輻射劑量的規定,只有要求做一萬年以及一萬年以後核輻射劑量的評估。試想,以人類今天的科技,那裡有能力準確的估計一百萬年以後的事情,連一萬年以後的估計都會有相當大的不準度。再說,人類現今的工程技術,也沒有辦法設計上千年的工程設施並確保它在此期間不會泄漏。這也就是爲什麼先建一箇中短程儲存所,應該是一個比較合理的途徑。

反核人士又說,「美國政府想不到地下水會有影響」,看到這樣的論述,真是讓人啼笑皆非。在評估一個地下永久儲存場是否合適,以及它對人類所造成的核輻射劑量時,最重要的工作就是,整體儲存積效評估 (total system performance assessment)。這項工作最主要就是,分析水如何藉滲透腐蝕,進入高階核廢料的貯存容器內,然後水如何把有輻射性的核種帶出儲存所,再進入人類的生活圈,以造成輻射影響。Yucca Mountain永久儲存計劃花了十幾年做這項工作,怎麼能說沒有想到呢?

目前,世界上絕大多數核電廠的高階核廢料,都是先貯存在廠房內的核廢料儲存池,用池內的水做冷卻。經過五年的儲存池冷卻以後,再將之取出以置入乾式儲存場。因爲這時核廢料所產生熱量已經極低,乾式儲存的自然空氣冷卻,就足以保持用過燃料棒套管完整性,以及乾式儲存的安全。事實上, 經過三年的儲存池水冷卻後,乾式儲存的空氣冷卻就足以移除核廢料所產生的熱量。但是,爲了保守起見, 核電業界的做法,都是在儲存池冷卻五年。在乾式儲存期結束以後,才考慮將此時的用過燃料棒移至最終儲存場。

乾式儲存的設計是把用過的燃料棒,放入密封內層不鏽鋼金屬容器。除此,外面還有一層可防氣候影響的容器。外層容器的構造,是在兩層金屬板之間注入混凝土。外層容器的設計,包括有讓空氣自然對流的溝道,以提供空氣冷卻。同時,乾式儲存場也是具有耐震的設計,它又不需要任何電力或是其他輔助系統與設備。目前,乾式儲存的容器,可以設計爲一百年或是更長的時間。管制單位,一次可以批准四十到六十年的執照,六十年到一百年之間,業者可以依檢測結果,決定是否或是何時需要更換包封容器。因爲乾式儲存的安全性非常高,而且又可以更換包封容器,它的儲存期實際上可以無限期的延長,這就是爲什麼尋覓最終儲存場的處所並不是非常迫切。再說,如果有更多的時間,一定可以找到一個更好的最終儲存方式。

回過頭來看臺灣高階核廢料處理的規劃,臺電公司從好多年前就開始計劃,設計,和建造乾式儲存場,應該很快就會有成果,可以開始使用。而且臺電公司的後端營運處,一直以來,都在探討最好的最終儲存方式,而不是像反核人士所說的:「已拖待變」。也有反核人士說,核四應該停建,因爲我們沒有最終儲存場。這個邏輯是不通的,因爲不論有沒有核四,我們都必須處理高階核廢料。

目前有些國家,比如說法國,是可以幫其他國家,做高階核廢料的回收再處理工作。但是,對於回收後的可用核元素,因爲有核武擴散的顧慮,國際間還沒有一個定論。其實,北韓曾經希望取得臺灣的高階核廢料,但是因爲國際政治因素,沒有成就。不過,以大陸核工業水準,應該很快就會有高階核廢料的回收再處理設施。在兩岸經貿合作的架構之下,大陸應該會很樂意,替我們做高階核廢料的回收再處理,甚至可能會提供最終儲存的服務。

所以,臺灣當然可以處理核廢料,我們乾式儲存場的容量,綽綽有餘。因爲乾式儲存極高的安全度,我們可以長久的把高階核廢料存放在乾式儲存場,實在沒有必要急就章的,現在就定出一個最終儲存處所。相信臺電公司並不是像反核人士所說的,「一切都是四十年,五十年以後再說」。我們實在是有很長的時間,去替高階核廢料找一個最好的歸宿。

●作者林超,現任職於核電安全與風險管理顧問公司。本文言論不代表本報立場。ET論壇歡迎更多參與,文章請寄editor@ettoday.net