核電廠怕地震嗎?

「發生地震!核能電廠有沒有怎樣?」、「臺灣是地震帶,適合蓋核電廠嗎?」⋯⋯這些也是我們在推核能議題時經常碰到的問題,這篇就來討論到底核電廠怕不怕地震。

本質層面
目前的核分裂的燃料都是封裝起來的穩定固態物質(未來可能會有熔融狀態的釷鹽),適當地裝填在反應器中就可以穩定產生熱能,不像內燃機或傳統燃料鍋爐會有進氣、排氣、燃料與空氣混合等問題。而燃油、燃氣或燃煤,產生熱能的過程需要處理進氣、讓燃料與空氣充分混合、壓縮、燃燒、排氣等程序,相較之下就會有較多的可動零件、相關管路等需要考慮震動的問題。

不同應用場合
儘管內燃機有較多可動零件與管路,但仍然可以適用於如越野車輛或工程機具等極度顛簸的應用場合。而車用的內燃機和發電用的內燃機(一些備用電源發電機、離島小型電廠也是使用活塞往復式內燃機),原理一樣,但設計不太一樣,若把發電用的內燃機拿去裝在一個如越野車輛顛簸的應用場合,可能很容易就會因為震動而損壞。

海上的核能動力
核能動力的潛艦和核能發電機組幾乎同時期出現,潛艦在進行緊急上浮操作時承受的加速度可以遠超過地震帶來的加速度(緊急上浮時潛艦會以30度左右的仰角衝出水面,然後又摔在水面上濺起很壯觀的水花),而且過程中反應器仍然可以全功率運轉。除了潛艦外,大型的核能動力航空母艦、貨輪(1960年代就有出現了,但全世界只有幾艘,近年來隨著減少溫室氣體排放的需求,又再度被討論)遇到惡劣海象時的搖晃程度,或是核能破冰船在較厚的冰層間航行時的震動,也都可能超過地震能產生的加速度,可見核能有能力應付這些較為不穩定的應用場合。

大型的核能、火力發電機組一樣怕地震
核能或是傳統燃料都可以在一些可能會震動的場合使用,也都可以用在大型發電廠,但用在大型發電廠也都需要考慮地震的問題。大型的火力、核能機組都是用熱能產生水蒸氣並推動發電機,會有許多相關的管路、機組或是廠房本身的結構,從電廠營運、安全的角度看,都不希望這些管線或結構在地震中損壞;除了核子安全的問題外,傳統燃料也有可能引起嚴重的災害。但地震也不是時時刻刻在發生,所以大型電廠的機組設計規範是力求在可預期的地震中不至於發生嚴重損壞或災害,並且搭配地震過大時的緊急停止機制;在遇到較大的地震緊急停止後,經過檢查或修復,大部分的狀況仍然能夠繼續使用。
(以福島第一核能電廠來說,地震發生當下電廠並沒有達到會發生災害的程度,是後來遇到海嘯、人為應變不當才造成災害;而在福島隔壁、更靠近震央與海嘯衝擊的女川核能電廠,除了緊急機制有發揮作用外,因為處置得宜,後續經過修復後也恢復運轉)

那福島第一核電廠發生什麼事
詳情請見:一些關於福島的流言

讓我們用公平的角度看
如果用公平的角度看,核能電廠當然怕地震,但並不是故意要怕地震的,畢竟核能動力潛艦像緊急上浮那樣極端的狀況都能應付。而是和大型的火力機組一樣,考量應用場合、特性,在工程技術、成本、效率上取得一個合理的權衡,目前臺灣四個核能電廠的場址,在地質條件上都是符合國內外相關規範的。

展望未來
大型的核能電廠在選址上有較嚴格的要求,要建築在夠穩固的地質上,而目前小型模組化反應器(SMR)也非常受到注目,SMR將能夠對地質條件有更廣泛的適應能力,這點相當值得期待。

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