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更新時間:2017-05-31 16:35
    國際核能事件分級制(INES)
一、目的

世界各核能工業國家都設有核能管制機構,負責核子設施的安全監督與管制,其目的在於保護民眾健康與維護環境品質。核能安全管制機構依據核能法規,對核子設施之設計、施工品質及運轉狀況,作深入而嚴密的審查及監督。

目前我國有六部核能機組運轉發電中,二部核能機組封存中,近幾年來核能安全日益受到國人的重視,原子能委員會秉持「安全第一」的原則,對核子設施中與安全有關之各項工作嚴加管制,以期萬無一失。依據現行法規,核能電廠發生安全設備故障、安全系統不可用或動作、人員輻射曝露超過限值等異常事件時,除依規定在時限內通報之外,均應於事件發生後三十天內,向原能會提出書面報告。由於核能電廠事件涵蓋的範圍很廣,而且性質及輕重程度各有不同,為避免以訛傳訛,且使國內媒體、民眾清楚了解各異常事件的輕重程度,並可與世界其他各國發生之核能事件相對照,原能會特別參照及使用國際原子能總署(IAEA)和經濟合作開發組織核能署(OECD/NEA)訂定之國際核能事件分級制,針對核能電廠所發生的事件,逐件予以分級並定期公布,期使管制單位、民眾與媒體之間建立共通性語言,以簡單易懂的方式表達核能事件(incidents)及事故(accidents)的意義及其相對重要性,增進民眾對核能發電的瞭解,消除對核能安全不必要之疑慮。


二、分級制

國際核能事件分級制將核能事件分成7個等級,較低的1至3級總稱為異常事件,較高的4至7級則稱為核子事故,若干事件如無安全的顧慮則將之劃分成0級(或稱未達級數),此分級制的基本架構係以簡單的矩陣形式加上重要關鍵描述以指示事件的重要性,使用三種不同的準則(criteria)來劃分事件的等級。在「人與環境」、「輻射屏障與控制」(廠內衝擊)與「深度防禦」這三種分級準則中,僅有第一種「人與環境」準則會對民眾有直接的影響,分為2-7六個等級,最低級別為第2級,表示一位民眾接受輻射劑量超出10毫西弗,或是一位工作人員接受的輻射劑量超出法定年限值。最高級別為第7級,表示發生最嚴重意外事故,放射性物質大量外釋,具有大範圍健康及環境的影響。第二種準則為「輻射屏障與控制」(廠內衝擊),係以事件發生後對設施內的影響程度來劃分,級數由第2級(工作區的輻射劑量率超過每小時50毫西弗)至第5級(反應爐爐心嚴重熔毀)。第三種準則為「深度防禦」準則,以安全系統受損程度來判別其級數,由輕微到嚴重分成1至3三個等級。與核能安全或放射性物質無關的事件列為0級。

國際核能事件分級制(INES)
等 級 準則1 準則2 準則3
人與環境 輻射屏障與控制 深度防禦
7級
(最嚴重意外事故)
放射性物質大量釋放,具有大範圍健康和環境影響,要求實施緊急計畫和長期應對措施。    
6級
(嚴重意外事故)
放射性物質明顯釋放,可能要求實施區域性緊急計畫。
輻射造成幾十人死亡。
   
5級
(大範圍意外事故)
放射性物質有限釋放,可能要求實施部分區域性緊急計畫。
輻射造成多人死亡。
反應爐爐心受到嚴重損壞。
放射性物質在設施範圍內大量釋放,公衆受到明顯輻射曝露機率高。其發生原因可能是重大臨界事故或火災。
 
4級
(局部範圍意外事故)
放射性物質少量釋放,除需要局部採取食物管制外,通常不要求實施緊急計畫的應對措施。
至少有1 人死於輻射。
燃料熔融或損壞造成爐心放射性總量釋放超過0.1%。
放射性物質在設施範圍內明顯釋放,公衆受到明顯輻射曝露的機率高。
 
3級
(嚴重事件)
輻射劑量超過工作人員法定年限值的10倍。
輻射造成非致命確定性健康效應(例如燒傷)。
工作區中的輻射劑量率超過1Sv/h(距離1公尺處)。
非設計預期的區域嚴重污染,公衆受到明顯輻射曝露的機率低。
核電廠接近發生事故,安全措施全部失效。
高活度密封射源遺失或遭竊。
高活度密封射源錯誤交付,並且沒有適當的輻射處理作業程序。
2級
(偶發事件)
一名公衆成員輻射劑量超過10mSv。
一名工作人員的輻射劑量超過法定年限值。
工作區中的輻射劑量率超過50 mSv/h。
非設計預期的區域受到明顯污染。明顯污染係指
(1) 相當於10 TBq鉬-99之液體污染。
(2) 相當於1 TBq銫-137之固體放射性物質洩漏。
(3) 相當於幾十 GBq 碘-131在建築物內的氣體放射性。
安全裝置失效,但無實際發生事件。
發現高活度密封無主射源、器件或運輸貨品,但安全裝置保持完好。
高活度密封射源包裝不當。
1級
(異常警示)
無安全顧慮。 一名民衆受到輻射曝露超過法定限值。
安全措施發生問題,深度防禦仍有效。
低活度射源、裝置或運輸貨品遺失或遭竊。
0級
(未達級數)
 

註:
1.原能會在對外界公布核能事件資料時,仿照氣象單位區分颱風為輕度、中度、強烈之方式,將第0級事件稱為「未達級數事件」,第一級稱為「異常警示事件」,第二級稱為「偶發事件」,第三級稱為「嚴重事件」,第四級稱為「局部範圍意外事故」,第五級稱為「大範圍意外事故」,第六級稱為「嚴重意外事故」,第七級稱為「最嚴重意外事故」,社會大眾可據此明瞭各異常事件/事故的嚴重程度,消除對核能安全不必要之疑慮。

2.當核能事件發生後,即以三準則分別評估事件等級,再選擇其中級別最高的做為事件等級。例如,某事件違反程序造成工作人員接受之輻射劑量超出法定年劑量限值,但未釋放出放射性物質至廠外。利用三項準則分別評估如下:準則1:不適用(未釋放出放射性物質至廠外),準則2:第2級(工作人員受到超出法定年劑量限值之輻射劑量),準則3:第1級(違反程序);最高之級數為2級,故此事件之等級被評估為第2級。

核能事件分級準則.gif
人與環境準則分級標準

級別 一般準則 備註
7 -放射性物質大量釋放,具有大範圍健康和環境影響,要求實施緊急計畫和長期應對措施。 I-131當量 > 5x1016 Bq
6 -放射性物質明顯釋放,可能要求實施區域性緊急計畫。
-輻射造成幾十人死亡。
I-131當量 > 5x1015 Bq
5 -放射性物質有限釋放,可能要求實施部分區域性緊急計畫。
-輻射造成多人死亡。
I-131當量 > 5x1014 Bq
4 -放射性物質少量釋放,除需要局部採取食物管制外,通常不要求實施緊急計畫的應對措施。
-至少有1 人死於輻射。
I-131當量 > 5x1013 Bq
3 -輻射劑量超過工作人員法定年限值的10倍。
-輻射造成非致命確定性健康效應(例如燒傷)。
 
2 -一名公衆成員的輻射劑量超過10mSv。
-一名工作人員的輻射劑量超過法定年限值。
 
廠內衝擊準則分級標準

級別 一般準則
5 -反應爐爐心受到嚴重損壞,超過幾個百分比的爐心熔融。
-放射性物質在設施範圍內大量釋放,公衆受到明顯輻射曝露的機率高。其發生原因可能是重大臨界事故或火災。
4 -燃料熔融或損壞造成爐心放射性總量釋放超過0.1%。
-放射性物質在設施範圍內明顯釋放,公衆受到明顯輻射曝露的機率高。
3 -工作區中的輻射劑量率超過1 Sv/h (距離1公尺處)。
-非設計預期的區域嚴重污染,公衆受到明顯輻射曝露的機率低。
2 -工作區中的輻射劑量率超過50 mSv/h。
-非設計預期的區域受到明顯污染。明顯污染係指
(1)相當於10 TBq鉬-99之液體污染。
(2)相當於1 TBq銫-137之固體放射性物質洩漏。
(3)相當於幾十 GBq 碘-131在建築物內的氣體放射性。
深度防禦準則分級標準

級別 一般準則
3 -核電廠接近發生事故,安全措施全部失效。
-高活度密封射源遺失或遭竊。
-高活度密封射源錯誤交付,並且沒有足夠適當的輻射作業程序進行處理。
2 -安全措施明顯失效,但無實際發生事件。
-發現高活度密封無主射源、器件或運輸貨品,但安全措施保持完好。
-高活度密封射源包裝不當。
1 -一名公衆成員受到輻射曝露,超過法定限值。
-安全組件發生些微問題,但深度防禦仍然有效。
-低活度的射源、裝置或運輸貨品遺失或遭竊。

三、國際核能事件分級制使用時注意事項

(一)此分級制的目的之一為當核能事件/事故發生後,能即時迅速的將之分級,然而在某些狀況下對事件/事故的分級,隨著事件的演變常需進一步的分析資料方可判定,因此初次判定的級數可能因事件/事故的發展及更多數據的提供而變更其級別。
(二)工安事故或一般事故其發生與核能安全或放射性物質無關者,通常均將之列為0級(即未達級數事件)。例如:若事件僅造成汽機或發電機之損壞,則列為0級。此外,火災事件若其未造成安全系統失效或放射性物質之外釋亦列為0級。事件級數的高低並不與該事件經驗回饋的效果成正比,某些事件或許其級數不高,然可從其中學習的經驗可能更有用。
(三)用事件級別的統計結果來評估世界各地核能設施之安全表現並不恰當。每個國家有其各自之通報系統,尤其是0級與1級之判別無法十分精準的判定,因此若欲用此分級制的統計結果作為國際間的比較並無實質的意義。


四、實際案例

(一)2011 年3月11日日本福島第一核電廠,因為外海規模9.0大地震並引發海嘯,造成嚴重核子事故,有大量放射性物質外洩並造成公眾健康影響故歸為7級。
(二)1986年前蘇聯在今日烏克蘭共和國內,發生車諾比爾核能事故,因有大量放射性物質外洩並造成公眾健康影響故歸為7級。
(三)1957年前蘇聯在今日俄羅斯共和國內,位於烏拉山區車里雅賓斯65號城的一個再處理廠核廢料槽發生爆炸,將近11,000人被迫撤離,這次事件又叫吉斯亭(Kyshtym)事故,歸為6級。
(四) 1957年位於英國Sellafield處Windscale廠的氣冷石墨反應器,發生大量放射性物質外釋,基於對廠外影響程度歸為5級。
(五)1979年美國賓州三哩島核能電廠發生事故,造成反應爐爐心嚴重毀損,雖然放射性物質外釋量很有限,然以廠內衝擊程度判定為5級。
(六)1973年英國Sellafield處的Windscale再處理廠發生事故,放射性物質洩漏流入作業區,造成處理槽放熱(Exothermic)反應,依廠內衝擊準則,列為4級。
(七)1980年法國Saint Laurent核能電廠發生事故,造成反應爐部份毀損,但沒有放射性物質外釋,基於廠內衝擊程度,判為4級。
(八)1983年阿根廷Brunos Aires處的Embalse核能電廠內,由於工作人員在執行爐心修改作業時未遵循安全規定,發生燃料臨界,功率突升事故,當場造成3~4公尺外的運轉員死亡。據估算該員承受加馬劑量21戈雷,中子劑量22戈雷,依廠內衝擊準則,列為4級。
(九)1999 年9月30日日本JCO公司核燃料處理廠在核燃料轉化過程中,未遵照安全規定擅自更改程序,造成「臨界事故」,使得工作人員一員死亡,附近居民局部疏散,依廠外衝擊準則,列為4級,依廠內衝擊程度,亦判為4級,合併認定為4級。
(十)1989年西班牙Vandellos核能電廠發生異常事件,結果並未有放射性物質外洩、也沒有造成反應爐或圍阻體受損,但因火災關係使機組安全系統受到損害,嚴重波及深度防禦機能,故依深度防禦準則,判為3級。
(十一) 2012年巴基斯坦3名工作人員執行完工業輻射照影後,沒發現Ir-192 (67 Ci)射源卡在導管未退回屏蔽內,置於身旁開了30分鐘車程回到辦公室,全身輻射劑量經推算分別為2.02 Sv, 0.81 Sv, 0.81Sv,超過法定年限值的10 倍,列為3級。
(十二) 2013年8月福島第一核電廠H4水槽因水位降低,發現輻射水外漏,洩漏量約300立方公尺,測得輻射值Cs-134:4.6×10 Bq/cm3, Cs-137:1.0×102Bq/cm3, β emitting radionuclides: 8.0×104Bq/cm3,鄰近海域沒有偵測到顯著的輻射值上升,依「輻射屏障與控制」準則,判為3級。
(十三) 2012年澳洲航空運送Cs-137 (54 GBq)包裹,觸動法蘭克福機場輻射警報,檢查發現其中一個Cs-137 (18.5 GBq) 屏蔽不完整,包裹表面劑量33mSv/h,一米外量測0.94 mSv/h,包括機上與各機場行李處理員工,計10人以上受到輻射照射,接受劑量在3至6.6mSv間。依「深度防禦」準則,只要一名民衆的輻射劑量超過法定限值1mSv,就是1級,由於有多人輻射劑量超過法定限值,判定為2級。
(十四) 1992年12月13日我國核二廠一號機滿載運轉中,因汽機廠房冷卻器故障致主蒸汽管路隔離閥關閉,反應器急停。急停後因運轉操作不當致短時間內高壓爐心噴洒系統及爐心隔離冷卻水系統均不可用,反應器水位持續下降。依深度防禦準則,判為1級。
(十五) 1993年2月15日我國核一廠二號機起動執行汽機功能測試時發生急停事件,經查係大修執行現場變更申請時未遵守程序所致。依深度防禦準則,各項安全系統均可用,基本等級為0級,但本事件顯示品質管理上的疏失,故提升為1級。
(十六) 1993年3月20日核二廠事故,核二廠二號機於大修中執行用過控制棒傳送作業,因控制棒吊至接近水面位置,造成工作人員約1小時內接受之劑量超過法定年劑量限值事件。依廠內衝擊程度準則,判為3級。
(十七) 1993年4月29日我國核三廠一號機年度大修時,因值班人員機警度不夠且反應不當,造成用過燃料填換池水位下降、廠區內非預期的區域重大污染及約5000加侖之放射性廢水排至廠外海域事件。依廠外衝擊準則,放射性物質外釋對民眾之影響微小,尚不足以夠成第3級;依廠內衝擊程度準則,為2級事件;依停機期間異常事件分級,屬影響用過燃料池事件中的1級事件;綜上判定此事件為2級。
(十八) 1994年1月1日我國核二廠一、二號機穩定運轉中,因廢料系統清出之污泥袋發生破漏使得廢水的導電率升高,廢料人員在處理過程中操作不當以失效的除礦器處理廢水,導致廢水酸性過高。電廠人員估算經廠內熱廢水(即循環海水)稀釋後排放值可符合放流水標準,乃排放兩批次酸性偏高之廢水。本次事件所排放之廢水放射性均遠低於排放限值,並未造成廠內外輻射影響;另依深度防禦準則,各項安全系統均可用,故判為0級。
(十九) 1999年7月29日我國核一廠一、二號機及核二廠一、二號機滿載運轉中,輸電線路系統中位於台南縣山區之326號高壓鐵塔倒塌,導致龍崎嘉民海線及龍崎中寮山線同時跳脫,造成電力系統南北解聯,北部電力系統頻率降低,使得核一、二廠反應器保護系統自動動作急停,主汽機、發電機跳脫。依深度防禦準則,各項安全系統均可用,急停原因為單純之輸電線路故障,故判為0級。
(二十) 1999年9月1日,核一廠承包商司機駕駛廢料運送車,載運31桶由二號機燃料池拆換下來的燃料儲存舊格架,當運送至廠內一號廢料貯存庫門口,司機下車辦理入庫手續時,運送車順著坡道滑下掉落乾華溪中。本案件對環境沒有影響,按廠內衝擊及深度防禦準則,應為0級,但是此事件卻顯示電廠在廠內放射性廢料運送的程序不當,品質有缺陷,所以提昇為1級。

參考資料:國際原子能總署出版品 INES: The International Nuclear and Radiological Event Scale User's Manual, 2008 Edition