行政院原子能委員會
用過核子燃料乾式貯存
更新時間：2023-08-15 15:08
Q2-1：什麼是用過核子燃料?
Q2-2：我國的用過核子燃料管理策略?
Q2-3：乾式貯存的特性？
Q2-4：國際間乾式貯存設施使用情形？
Q2-5：乾式貯存設施會不會變成永久儲存場？
Q2-1Q2-1什麼是用過核子燃料?
資料提供單位：物管局
答：
自然界中的鈾元素中，鈾235含量約0.7%，其餘則是鈾238。核子燃料的製造，係先採集鈾礦，經過精煉、純化後，將鈾235的濃度提高到3%到5%後，即可用以製作燃料丸。將燃料丸裝在具有抗腐性、高延展性的圓柱形的鋯合金，即成為燃料棒。將燃料棒依不同反應器的設計，組成8x8、9x9或10x10 型式的燃料束，置入核反應器進行核分裂反應，即可產生能量用來發電。
核子燃料置於核反應器運轉大約經過3-5年的時間，鈾235含量會逐步降低至1~2%，使得核分裂反應的效率降低，這些核子燃料必須更換，以維持發電效率。從核反應器退出之核子燃料，即稱為「用過核子燃料」。
Q2-2Q2-2：我國的用過核子燃料管理策略?
資料提供單位：物管局
答：
我國用過核子燃料管理策略，係採「近程以廠內水池式貯存，中程採廠內乾式貯存及在遵守國際核子保防協定下，尋求在國外進行再處理之可行性，長程推動最終處置」等短、中、長程方案對我國最為有利。
用過核子燃料從核反應器退出後，具有很高的放射性和衰變熱，必須放在反應器廠房的用過核子燃料池裡冷卻，待其放射性及熱量衰減後，再進行後續的乾式貯存及最終處置作業。
Q2-3Q2-3：乾式貯存的特性?
資料提供單位：物管局
答：
用過核子燃料在退出核子反應器的初期，具有較高熱量（每束高逹數萬瓦以上）及放射性，須放入核反應器廠房旁的用過核子燃料池，以循環冷卻水快速移除熱量並讓放射性衰減，此為濕式貯存。用過核子燃料於池水貯存一段時間後（10年以上），則可移至乾式貯存設 施貯放。
乾式貯存係將用過核子燃料置於金屬容器內，經充填惰性氣體後加以密封，藉由空氣的自然對流冷卻方式，將用過核子燃料產生的熱帶走，金屬容器外部則利用混凝土護箱或金屬護箱作為屏蔽，降低輻射強度。
圖片來源：台灣電力公司>用過核子燃料乾式貯存
Q2-4Q2-4：國際間乾式貯存設施使用情形？
資料提供單位：物管局
答：
依據原能會統計，截至112年1月，國際間已有28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145座，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。目前國際上常見的乾式貯存方式有5種：混凝土貯存窖、金屬護箱、混凝土護箱、混凝土模組、地下貯存系統。以美國為例，以上5種貯存方式均有採用，除混凝土貯存窖之設計有建築物外，其他4種乾式貯存方式均採取露天貯存方式。歐洲國家如德國以及日本則大多使用金屬護箱並採室內貯存型式，主要是考量再處理運送、再取出操作及重覆使用的方便性。
Q2-5Q2-5：乾式貯存設施會不會變成永久儲存場？
資料提供單位：物管局
答：
依據我國「高放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則」規定，高放射性廢棄物最終處置須採深層地質處置，意即用過核子燃料必須置放在地表下相當深度的處置設施，國際上一般指地下300至1000公尺深，用以長期將放射性核種與生物圈安全隔離。乾式貯存設施為地表設施，並不能做為處置設施，亦不可能變成「永久儲存場」。
圖片來源:社團法人中華民國核能學會
Q2-2：我國的用過核子燃料管理策略?
Q2-3：乾式貯存的特性？
Q2-4：國際間乾式貯存設施使用情形？
Q2-5：乾式貯存設施會不會變成永久儲存場？
Q2-1Q2-1什麼是用過核子燃料?
資料提供單位：物管局
答：
自然界中的鈾元素中，鈾235含量約0.7%，其餘則是鈾238。核子燃料的製造，係先採集鈾礦，經過精煉、純化後，將鈾235的濃度提高到3%到5%後，即可用以製作燃料丸。將燃料丸裝在具有抗腐性、高延展性的圓柱形的鋯合金，即成為燃料棒。將燃料棒依不同反應器的設計，組成8x8、9x9或10x10 型式的燃料束，置入核反應器進行核分裂反應，即可產生能量用來發電。
核子燃料置於核反應器運轉大約經過3-5年的時間，鈾235含量會逐步降低至1~2%，使得核分裂反應的效率降低，這些核子燃料必須更換，以維持發電效率。從核反應器退出之核子燃料，即稱為「用過核子燃料」。
Q2-2Q2-2：我國的用過核子燃料管理策略?
資料提供單位：物管局
答：
我國用過核子燃料管理策略，係採「近程以廠內水池式貯存，中程採廠內乾式貯存及在遵守國際核子保防協定下，尋求在國外進行再處理之可行性，長程推動最終處置」等短、中、長程方案對我國最為有利。
用過核子燃料從核反應器退出後，具有很高的放射性和衰變熱，必須放在反應器廠房的用過核子燃料池裡冷卻，待其放射性及熱量衰減後，再進行後續的乾式貯存及最終處置作業。
Q2-3Q2-3：乾式貯存的特性?
資料提供單位：物管局
答：
用過核子燃料在退出核子反應器的初期，具有較高熱量（每束高逹數萬瓦以上）及放射性，須放入核反應器廠房旁的用過核子燃料池，以循環冷卻水快速移除熱量並讓放射性衰減，此為濕式貯存。用過核子燃料於池水貯存一段時間後（10年以上），則可移至乾式貯存設 施貯放。
乾式貯存係將用過核子燃料置於金屬容器內，經充填惰性氣體後加以密封，藉由空氣的自然對流冷卻方式，將用過核子燃料產生的熱帶走，金屬容器外部則利用混凝土護箱或金屬護箱作為屏蔽，降低輻射強度。
Q2-4Q2-4：國際間乾式貯存設施使用情形？
資料提供單位：物管局
答：
依據原能會統計，截至112年1月，國際間已有28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145座，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。目前國際上常見的乾式貯存方式有5種：混凝土貯存窖、金屬護箱、混凝土護箱、混凝土模組、地下貯存系統。以美國為例，以上5種貯存方式均有採用，除混凝土貯存窖之設計有建築物外，其他4種乾式貯存方式均採取露天貯存方式。歐洲國家如德國以及日本則大多使用金屬護箱並採室內貯存型式，主要是考量再處理運送、再取出操作及重覆使用的方便性。
國際常見乾式貯存型式
Q2-5Q2-5：乾式貯存設施會不會變成永久儲存場？
資料提供單位：物管局
答：
依據我國「高放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則」規定，高放射性廢棄物最終處置須採深層地質處置，意即用過核子燃料必須置放在地表下相當深度的處置設施，國際上一般指地下300至1000公尺深，用以長期將放射性核種與生物圈安全隔離。乾式貯存設施為地表設施，並不能做為處置設施，亦不可能變成「永久儲存場」。
