核安全 Nuclear safety and security
核安全指核能運用達至正常狀態,預防事故或減輕事故後果,從而保護場區人員、公眾和環境免遭過量的輻射危害。現時,核能主要用於武器及發電之上,在二次世界大戰末,美國在日本廣島及長崎投下原子彈,是人類首次使用核武,造成大規模傷亡。而在核能發電上,歷史上曾發生多次核事故,當中以切爾諾貝爾及福島核事故最為嚴重;根據國際核事故分級表,兩次事故均被評級為最高等級的第七級,對人命財產、環境帶來極大破壞。由此可見,防止核事故發生對維護國家安全非常重要。
國際核事故分級表
核事故成因
核電廠設施設計不良
在1986年4月26日,位於烏克蘭(當時由前蘇聯控制)的切爾諾貝爾核電廠反應爐發生爆炸。事故主因之一是反應堆及其緊急停堆系統在設計上存在嚴重缺陷,例如:核電廠採用的RBMK-1000反應堆欠缺多重防護措施;用於減慢核裂變速度的控制棒在剛插入反應堆時,石墨端會取代冷卻劑,反而令反應堆功率急劇上升,結果破壞反應堆。
人為失誤
切爾諾貝爾核電站四號當時在進行實驗,測試在反應堆停機下,減速的渦輪機能否提供足夠的電力支援應急設備和堆心冷卻系統的運行,直至應急發電機開始供電。但機組人員與核安全管理人員溝通不足,未有做足安全預防措施,並違反反應堆實驗安全的有關程序,令事件一發不可收拾。
天災破壞
在2011年3月發生的福島核事故是由當地地震及海嘯引起,天災使福島第一核電站所有場外供電和大部分場內供電喪失,以及破壞部分冷卻設施,因而無法適當地冷卻反應堆及乏燃料池,令三個反應堆大部分的堆芯熔毀,以及損毀四個反應堆安全殼廠房,導致核泄漏。
核事故影響
人命傷亡
切爾諾貝爾核電廠爆炸直接導致兩名員工死亡,以及134名員工急性輻射中毒(acute radiation poisoning)。而在災難發生後的數週內,有28名工程師和消防員死於急性輻射症候群(acute radiation syndrome)。
由於原始數據不足,加上受內部(通過進食或呼吸進入身體)和外部(透過皮膚接觸)輻射影響的數據難以追蹤,令切爾諾貝爾核爆影響的人數備受爭議,聯合國認為事故導致4,000人死亡,而綠色和平研究則指事件導致9.3萬人死亡,並新增27萬宗癌症個案。
至於福島核事故中,當時沒有人即時死亡,但至少有16名工人在爆炸中受傷。據當時報道,有三人因受高濃度輻射影響而送往醫院。
環境污染導致土地不宜居住
切爾諾貝爾核電廠爆炸導致反應堆芯內180多公噸的強幅射物質外露,當時蘇聯科學家估計,5至30%的強幅射物質隨風飄散至前蘇聯西部及歐洲大部分地區。這場事故釋放出的輻射物質是二戰時日本廣島原爆的400倍,爆炸後約有35萬附近居民需要疏散。至今,反應堆30公里範圍仍是隔離區,需經許可才可出入。
而福島核事故中,東京政府亦發布多次的撤離命令,包括以福島第一核電站為圓心,畫出了20公里範圍的「強制撤離區」,及遠達30 公里的自願性撤離,總計有超過10萬居民撤離。至今,日本富岡內仍有五個紅區是禁止居住區域,市民進出紅區需特別通行證。另外,污染地區中仍有大量核廢料、燃料棒和100多萬噸放射性液體有待處理,2020年日本政府一度打算把經過過濾的放射性液體釋放到太平洋,相信巨大的海洋會稀釋污水,對人類和動物健康的風險不高;但綠色和平表示,這些水含有可能損害人類DNA的物質,日本政府至今仍未決定如何處理這些液體。
維護國家核安全
隨氣候變化加劇,核能作為一種潔淨能源,被視為能夠取代化石燃料的重要資源。近年,中國積極發展核電,至2021年2月,中國有50間核電廠正在營運,並有12間正在興建當中,在提供電力的同時,亦帶來安全風險。中國為維護核安全,防止核事故,作出多方面的努力。
立法規管
中國在2019年9月發表《中國的核安全》白皮書,提出維護核安全的大方向,當中提及建立核安全政策法規體系。當局亦持續更新有關核安全的法規,例如: 2019年6月頒布《民用核設施安全監督管理條例》、《民用核安全設備監督管理條例》、《核材料管制條例》、《核電廠核事故應急管理條例》等行政法規九部;發布部門規章30餘項和安全導則100餘項;制定核安全相關國家標準和行業標準1,000餘項;31個省、自治區、直轄市制定地方性法規文件200餘個,以嚴格標準監督及規管核設施,藉此平衡核能發展與國家安全。
核電廠的安全設施
設計優良的設施是確保核電廠正常運作及防止核事故的重要防線,以大亞灣核電站為例,其裝備了兩台法國設計的反應堆(法馬通900兆瓦級壓水式反應堆),是全球最多核電站採用的反應堆類型,具優異的安全紀錄。反應堆設有三重屏障,以防止放射性物質洩漏:
- 燃料包殼 ─ 鈾燃料被密封在燃料棒的金屬包殼內,構成燃料組件;
- 反應堆壓力殼 ─ 燃料組件包容在20厘米厚的壓力容器內,壓力容器與一迴路管道,用以密封反應堆的冷卻水;
- 安全殼 ─ 由90厘米厚的預應力鋼筋混凝土建成,並在內包裹6毫米厚的鋼襯裡層。
另外,核電站設有專設安全設施,一旦發生意外,會提供足夠的冷卻效能,令反應堆在安全穩定的情況下停止運作;並設有砂堆過濾器,可控制放射性物質從安全殼向環境釋放,以免安全殼因壓力過高而失效,亦會過濾和減少外洩物質的放射性。
在多種防護設備下,大亞灣核電站在世界核營運者協會(World Association of Nuclear Operators)的表現指標達到中位數至最高四分一位的水平,顯示其可靠性、績效和安全方面表現卓越,有效預防核事故。
通報及應急機制
核電站及政府部門需時刻為核意外作準備,確保在意外發生時,能夠減低人命傷亡。以廣東省為例,大亞灣核電站與廣東的政府部門會定期舉行聯合安全演習,並設有一套場內及場外應急計劃,以應付因不同程度事故而出現的各種應急狀態,繼而採取相應和必要的行動。
如發生緊急事故,核電站工作人員將立即通知國家和省政府的有關部門,包括廣東省核電站事故應急指揮部,該機構在公布進入緊急狀態的同時,將會通知香港保安局。而中國當局亦會執行國際原子能機構「及早通報核意外公約」的規定,立即通知國際原子能機構和鄰近國家及地區有關於事故的消息。透明的資訊令各地可及時作出應對,減輕核事故的影響。
應對核事故方案
核事故往往事出突然,各地政府應制定應對方案,確保公眾健康和安全。以香港為例,政府已制定大亞灣應變計劃,明確定明核事故下政府應變架構,在必要時安排市民撤離、劃定屏蔽所、提供甲狀腺封閉劑予市民服用,亦有制定邊境管制措施,對旅客進行輻射檢查和清除,並嚴格監察本地的食水和食品安全,防止市民進食受污染食物,藉此減少市民受放射性物質影響。
上載日期:2021年4月20日
核安全 — 香港天文台
https://www.hko.gov.hk/tc/radiation/monitoring/nuclear_safety.html
大亞灣核電站的問與答 — 香港核電投資公司
https://www.hknuclear.com/dayabay/faq/pages/faq.aspx
大亞灣應變計劃網站