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更新時間:2017-09-13 13:56
   用過核子燃料乾式貯存的安全管理
更新日期:106年3月20日
近年來核能話題有關放射性廢棄物的管理,已漸成為民眾關心矚目的議題,其中用過核子燃料的安全管理,更是民眾關切的重點。放射性物料管理局為放射性廢棄物監督管制的尖兵,對用過核子燃料的管理一向採取「安全優先,嚴密管制」的原則,並已規劃一套完善的管理制度。

* 用過核子燃料的來源
核子燃料使用一段時間而降低效率時,這些核子燃料必須更換,而從核反應器退出之核子燃料,即稱為「用過核子燃料」。當其剛從反應器退出時,具有很高的放射性及熱量,必須先貯存於廠內的用過核子燃料池中冷卻,待其放射性及熱量衰減後,再進行後續處理。

* 用過核子燃料的管理策略

由於用過核子燃料可經再處理回收鈾與鈽等有用資源,而僅含百分之三的高放射性廢棄物,因此是否將其視為廢棄物而直接處置,依各國的國情與社會環境,而有不同的選擇。我國現行的管理策略為「近程採廠內水池貯存、中程以廠內乾式貯存、長程推動最終處置」。

台電公司經評估各種用過核子燃料的管理方式後,決定採行在國外已有實際使用經驗的乾式貯存技術,以維持核能電廠的正常營運,並順利銜接將來的最終處置。


* 乾式貯存的特色

將用過核子燃料置於金屬容器內並填充惰性氣體後加以密封,藉由空氣的自然對流冷卻,外部有混凝土護箱來保護金屬容器並降低輻射劑量,此種貯存方式稱為「乾式貯存」。乾式貯存因運轉維護容易、操作成本較低、燃料較不易腐蝕也不會產生二次廢棄物及發生輻射洩漏等因素,已廣為世界各國核能電廠所採用。

目前許多核能電廠採用乾式貯存以解決燃料池貯存容量不足的問題。依據原能會統計,截至105年12月底,國際間已有 23 個國家設置乾式貯存設施,包含美國、加拿大、德國等,目前正在使用中的乾式貯存設施共有 129 座,另有5座興建中或待啟用之乾貯設施,顯示乾式貯存已是國際間普遍採用及成熟的用過燃料貯存技術。

* 乾式貯存的安全管制

核一廠於96年3月向原能會提出建造執照申請,採用核研所技轉轉移美國核管會核准之NAC-UMS系統(稱為INER-HPS護箱系統),目前核一乾貯設施已興建完成,台電公司於100年11月提報核一乾貯設施試運轉計畫申請,經原能會審查後於101年5月核准試運轉計畫書。102年1月台電公司完成核一乾貯設施功能驗證測試,並提報整體功能驗證之測試結果,經原能會邀請專家學者審查確認符合安全分析報告的要求,原能會於102年9月同意台電公司續依已核准的試運轉計畫書,進行後續熱測試作業。核二廠乾式貯存設施採用美國核管會核准之NAC- MAGNASTOR系統,原能會於101年3月正式受理核二乾貯建造執照申請。為執行核二廠乾式貯存設施的安全審查,原能會邀請國內專家學者參與審查,歷經六回合審查,已逐項釐清各項審查意見所提出之問題。核二廠用過核子燃料乾式貯存設施建造執照申請案經本會依法辦理公告展示、徵詢各界意見及依行政程序法辦理完成聽證;另依物管法規定完成審查,審核結果確認本申請案符合物管法之規定,於104年8月7日發給建造執照。

原能會對於乾式貯存的安全管制如圖,安全管制採取建造執照與運轉執照的兩階段審查制度,同時在設施興建、試運轉與運轉期間執行安全與品質檢查,以確保用過核子燃料的貯存安全。設施興建申請階段,原能會依舉辦聽證;另為加強管制作業之公開透明,核一廠乾貯設施興建期間,原能會將邀請民眾參與訪查及現地監測,俾民眾對設施安全能充份了解。
原能會在安全管制上的做法簡述如下:

一、建構完整之法規體系:為確保安全,保障公眾健康及維護環境生態品質,原能會已建構整體的管制法規,包括放射性物料管理法及其施行細則、放射性廢棄物處理貯存最終處置設施建造執照申請審核辦法、申請設置用過核子燃料乾式貯存設施安全分析報告導則、核子保防作業辦法等。此外,原能會亦參考美國聯邦法規10 CFR Part72及美國核管會相關審查規範及技術導則,作為安全管制的依據,形成綿密的法規體系。

二、建造與運轉兩階段審查制度:核一、二廠用過核子燃料乾式貯存設施設置案,原能會於受理申請案後,即分別展開安全分析報告的審查作業與聽證作業。

設施建造完成並經試運轉成功後,台電公司依規定應提出試運轉報告、運轉技術規範、最新版安全分析報告及意外事故應變計畫等文件,經原能會審查合格發給運轉執照後,始得進行貯存作業。貯存期間原能會亦將派員檢查,以強化營運品質及安全。

三、嚴格的安全條件:核一廠用過核子燃料乾式貯存案為國內首宗本土製造的案例,台電公司為確保乾式貯存設施之安全,乃引進美國核管會認可並具有運轉實績的產品,經由技術移轉於台灣設計與製造。乾式貯存設施的設計,其輻射劑量限值為0.05毫西弗,是一般人年劑量限度的1/20。貯存設施將設置兩道圍籬,以防止人為入侵破壞。另外乾式貯存護箱的設計,必須能確保將放射性物質侷限在貯存鋼筒內,維持次臨界狀態,並於任何狀態下可安全再取出用過核子燃料。

四、安全管制措施公開透明:原能會在核一乾貯設施興建期間,邀請邀請地方人士、環保團體及學者專家等,辦理民間參與設施興建品質訪查活動;未來乾式貯存設施營運期間,原能會將持續嚴格檢查,規劃將乾式貯存設施之輻射劑量及溫度監測資訊,連結至原能會核安監管中心,進行全天候24小時的監督,並公開於原能會網站,讓民眾能夠安心、放心。


* 乾式貯存設施興建申請案核照流程
乾式貯存設施安全管制流程包含1.申請建造執造 2.設施興建 3.申請試運轉 4.試運轉作業 5.申請運轉執照 6.正式運轉,詳細如下圖:
乾式貯存設施興建申請案核照流程

* 結語
原能會的主要任務就是嚴密監督核能安全,以保護民眾健康及環境安全。對於用過核子燃料乾式貯存的安全管理,原能會歷年來已投注相當多的人力及物力,從事於管制法規的研訂、審查技術之建立、管制人力之培育與管制技術之提升等工作。原能會將本其職責,對用過核子燃料乾式貯存設施之建造、施工、試運轉、運轉等一系列作業嚴密把關,確實達成保護民眾健康與環境安全之目標。