演講主題:核電的未來
演講者:台電核能後端營運處工程技術組長 蕭向志博士
講座主持人:李季燃所長
記錄者:吳政龍
記錄者指導教授:孫茂誠 教授
共同指導: 李季燃 教授
日期:101.5.16( 15: 10~17 :00 )
福島核電廠內共有六個沸水反應爐機組,是由奇異負責研發設計,東京電力公司(簡稱「東電」)負責管理運作。在大地震發生時,為了準備定期檢查,4、5、6號機正處於停機狀態。當偵測到地震時,1、2、3號機組立刻進入自動停機程序。因此,廠內發電功能停止,由於機組與電力網的連接也遭受到大規模損毀,只能倚賴緊急柴油發電機驅動電子系統與冷卻系統。但是,隨即而來的大海嘯淹沒了緊急發電機室,損毀了緊急柴油發電機,冷卻系統因此停止運作,反應爐開始過熱。地震與海嘯造成的損毀也阻礙了外來的救援。在之後的幾個小時到幾天內,1、2、3號反應爐經歷了不折不扣的爐心熔毀。員工們努力設法使反應爐得以冷卻,但卻又發生了幾起氫氣爆炸事件。政府命令使用海水來冷卻反應爐,這也徹底打消了未來修復反應爐的念頭。
冷卻系統故障
爆炸前的1號機(圖左,攝於1999年)景像,可以觀察到下層混凝土建築與上層覆蓋物之間的連接橫線。上層覆蓋物於2011年3月12日因氫氣爆炸被炸毀,只遺留下在下方的混凝土建築。樹木與電燈桿顯示出 1號機的大約尺寸
反應爐建築爆炸
3月12日15時36分,1號機所在地的建築發生爆炸。四名員工因此受傷,都已被送往醫院治療,幸無大礙。反應爐建築的屋頂及外牆的上半部分被炸毀,只剩下不銹鋼樑架。屋頂與外牆是用來保護內部設備不至受到惡劣氣候影響,並不能夠抵擋爆炸所產生的高壓力,也不是反應爐的圍阻體。在每個機組的建築物內部,有「乾井」與「濕井」這兩個厚度超過2公尺的強力鋼筋混凝土結構形成「圍阻體」,緊密地包住反應爐壓力槽
視覺化技術製成的數據圖,顯示出爆炸前後的1號機
視覺化技術製成的數據圖,顯示出爆炸前後的1號機
一至三號反應爐之地下室、坑道與隧道積水
如左圖所示,福島核電廠有很多坑道和隧道,從每一個機組的反應爐建築先連接到渦輪機建築,再連接到大海。在某些位置,這些連接通道是露天坑道,在其它位置,是地下隧道。在坑道和隧道內部,鋪設有電纜與輸送管。
高輻射汙水經過礫石層洩漏的路徑。
1:反應爐建築。
2:渦輪機建築。
3:冷水進水口
高輻射汙水經過礫石層洩漏的路徑。
1:反應爐建築。
2:渦輪機建築。
3:冷水進水口
輻射影響
主條目:福島第一核電廠事故的輻射影響
- 輻射塵向全球飄散
- 週邊環境汙染
- 食品污染
- 外交風波
- 全球核能復興受阻
- 核工學者失去信任
- 食鹽供應恐慌
- 核電廠周圍輻射汙染區域圖(3月22日-4月3日)。
設計問題
1至5號機使用的典型沸水反應爐與馬克1型圍阻體截面圖。
‧橘色曲線勾勒出一次圍阻體的輪廓。
‧壓力抑制槽在底座周圍形成一個環形槽。
1:爐心、燃料棒,2:混凝土屏蔽塞,可開啟更換燃料5:用過燃料池,8:壓力槽,10:混凝土屏蔽牆,11:不鏽鋼乾井,13:埋置的混凝土,18:水(濕井),19:外殼被埋置部分,20:底座,21:反應爐建築,22:燃料更換平台,24:壓力抑制槽,25:排氣口,26:起重機,用來搬運燃料棒及替換組件,27用過燃料,28:冷凝液管,29:從渦輪發電機組來的冷水管,30:往渦輪發電機組去的蒸氣管,31:反應控制棒驅動,可調整反應控制棒插入深度以調節反應,39:反應控制棒。在1960年代,奇異(GE)開始生產的加壓沸水反應爐採用了馬克1型圍阻體,並使用了建造容易,較小、較廉價的設計結構。這種反應爐稱為「馬克1型反應爐」。福島第一核電廠的6座反應爐之中,有5座是馬克1型反應爐。在大地震與大海嘯之後,由於冷卻系統故障,有幾座馬克1型反應爐遭遇了爐心熔毀的命運。
‧橘色曲線勾勒出一次圍阻體的輪廓。
‧壓力抑制槽在底座周圍形成一個環形槽。
1:爐心、燃料棒,2:混凝土屏蔽塞,可開啟更換燃料5:用過燃料池,8:壓力槽,10:混凝土屏蔽牆,11:不鏽鋼乾井,13:埋置的混凝土,18:水(濕井),19:外殼被埋置部分,20:底座,21:反應爐建築,22:燃料更換平台,24:壓力抑制槽,25:排氣口,26:起重機,用來搬運燃料棒及替換組件,27用過燃料,28:冷凝液管,29:從渦輪發電機組來的冷水管,30:往渦輪發電機組去的蒸氣管,31:反應控制棒驅動,可調整反應控制棒插入深度以調節反應,39:反應控制棒。在1960年代,奇異(GE)開始生產的加壓沸水反應爐採用了馬克1型圍阻體,並使用了建造容易,較小、較廉價的設計結構。這種反應爐稱為「馬克1型反應爐」。福島第一核電廠的6座反應爐之中,有5座是馬克1型反應爐。在大地震與大海嘯之後,由於冷卻系統故障,有幾座馬克1型反應爐遭遇了爐心熔毀的命運。