核能思維模式的轉化 臺灣走向非核家園

文:楊士毅 教授|圖:楊士毅臉書提供

1950到1990年的世界主流思潮主流是,若擁有核電、核武即是先進現代化與先進國家的象徵。尤其有些貧窮落後國家更認為,「原子彈是貧窮國家最好的武器,因可嚇阻敵人進攻。」臺灣科學界及政府、甚至有些學生,在那個年代,也曾經如此想。

但1990到2021年,世界主流思潮逐漸轉向乾淨的綠能發展。擁有綠能才是最先進的現代化國家,臺灣因此也逐漸朝此方向發展。雖然2007年前後,核電廠似乎有重新開啟的趨勢,但整體來說,主流還是在朝綠能發展。本文扼要描述臺灣有關核能思考的轉化過程。

臺灣核能思考的轉化

1956年,新竹清華大學成立原子科學研究所;1961年,清大附設的臺灣第一個水池式原子反應爐開始運轉。1964年,清大成立核子工程系,此系一直到1985年前後,在大學聯考的入學成績非常高。但1990年後,反核意識愈來愈高漲,招收學生不容易,故改名轉型。

1960—1980年,物理系、核工系有些同學除了個人志趣外,大多帶著愛社會、愛國的情懐,走入專研核能的領域,希望能對核能的和平用途與保障國家安全等,作一些貢獻。1973年,我念中央大學物理系二年級時,還很高興去參觀清華大學核子反應爐,而且還在裡面拍照。

臺灣第一座水池式核子反應爐,位於新竹清華大學,1961年開始運轉,培養核子科技人材(1973年,筆者大二去參觀時拍攝)。

甚至我在中央大學物理系同班兩位女同學,一畢業即留美,也是專攻核子物理,其中一位取得核子物理博士。另一位則專攻幅射防護。還有位男同學則去清華念核子研究所,並拿國家公費赴美專攻核子物理。

但在1989年前後,有一天我收到原能會的一封信(問卷調查),一打開原來有兩位與我同屆的某大學物理系同學得了血癌,他們想調查當年去反應爐的人是否也如此,所以問我是否物理系同班同學是否也有生病,並表示這不會公開。另外,某大學也有兩位教授生大病。雖然由於人類的科學研究能力,仍不清楚幅射污染與癌症是否有必然的因果關係。但是,確實令人非常擔心。核輻射污染不同於傳統非輻射性的污染。

傳統非輻射性的化工污染經常可聞的到、甚至肉眼可見其顏色;所以,人們對此種污染的警覺性較高。其所導致的一般病症較有機會治愈、也不太會遺傳、或形成染色體或基因型的大變化,但核輻射乃無色、無臭,而且殺傷力可隱性及顯性遺傳,直接使基因突變的機率相當高,而且世代相傳。但染上者自己並不自覺,也不一定死亡,但這才更麻煩。因不知道自己後期人生、及下一代會發生什麼變化。

輻射污染反應因人不同

有可能長期暴露在輻射缐下,不久即白血球數量大增、也可能不久得癌症、也有可能本身仍健康,但隔一代、兩代,才會發現得癌症或其他原子病。但可能有的人現在看起來更年輕。簡言之,每個人長短期遭受到輻射污染的反應,多多少少都有差異性。但有兩點是非常確定的:

(一)過量的輻射及長期生活於輻射缐照射下,一定是不好的。

(二)順應達爾文(Charles Darwin)的演化論,大自然會選擇最能適應環境的存在物,使其繼續存活。

日本由於二次大戰被美軍丟下原子彈,一直到今日,還有當年尚存的後代染上原子病。例如:頭會變很大的原子大頭症……等。日本原爆紀念舘皆有展示各種照片,第一次看完,有的婦女常吃不下飯。

有些海域由於核能電廠的廢水造成溫度上升,造成附近海洋生態的改變,有的地區的某些魚會變種,成了有點怪怪的新魚(因看不習慣)。前蘇聯車諾比(Chernobyl)核災後,有的鹿、新生的嬰兒,形象比較特別。不知是否形成新種?當然,一定有的存在物被淘汰出局。

大部分國立大學化學系,若有輻射性的同位素館,通常會規定只有已生過或有小孩的人,才能進入該館。某些修理電視機的男性技工由於在修理時,長期染上輕微輻射線,但累積久了之後,性能力減弱。某醫院的急診室由於有捷運每天在附近經過,因而產生強烈的電磁干擾,急診室的有些女護士由於長期工作被影響到身體,乃申請調職。

臺灣臺北市某社區曾於1983年前後,被發現有一些由輻射鋼筋所產生的輻射屋。原能會對住戶也追蹤了一、二或三代。根據臺大與陽明大學公衞所的追蹤研究:到1997年,輻射屋住戶中已經有十八人產生癌症病變。我前述念那位研究輻射防護的女同學在此時,還回國開公司,確認那些房屋是輻射屋……等等。後來,政府規定,任何新建物都必須檢測。許多公司都想加入。我同學就離開臺灣了。

到目前難題仍然無解

(一)核廢料置於何處、或如何處理更是大問題。尤其臺灣面積小、人口稠密,很難找到適切的地方。臺灣剛開始是偷偷摸摸的利用深夜運到蘭嶼,但達悟族到總統府抗議。想運到離福建不遠的烏岴島,島上13戶住家反對。運到北韓、南韓等國也反對。只好放在核電廠,但總有一天會滿。

在進步國家,為了避免數百年、數千年後的人類及動物看不懂現代人的語言,而不小心打開現在置放核廢料的設備,因此,語言學家在設計如何讓未來的人及動物也看得懂,那是不能開的致命危險標誌。

新北市萬里核二廠一帶的反核象徵。圖中骷髏即是核廢料的標誌。是經過許多專家討論後的符號。但我想只有人看的懂。各種非人的動物不見得看得懂,但即使看得懂,未來有一天,也可能會因為天災、戰爭而毀壞存放的設備,造成地球長期的輻射污染。

圖片中的骷髏即是核廢料的標誌。是經過許多專家討論後的符號。但我想只有人看的懂,各種非人的動物不見得看得懂,但即使看得懂,未來有一天,也可能會因為天災、戰爭而毀壞存放的防輻射的設備,而造成地球長期的輻射污染。甚至使某些人無感中染上各種怪異的疾病。

新北市野柳、萬里一、二廠一帶反核廢料的標語。輻射與癌的因果關係始終是一個令人非常擔心的問題!圖片是在萬里一帶拍攝到。當前臺灣最基本問題即核廢料的處理。其次,則地震、海嘯……等天災與人難免會犯錯等因素,都可能使輻射缐外洩,電廠附近有些住民憂心,也是正常。誠然,設計時,有安全距離。

(二)人非完美的存在物,難免會犯錯。只要一次的不小心,導致嚴重的核電場事故,就很難善後。其災害可能會拖到百年。其他的發電方式,萬一發生嚴重事故,仍可在短時間或明確的進度補救其傷害。

(三)臺灣地震多,面積小,禁不起任何嚴重的核電事故。

(四)核電廠退役,清理乾淨現場所需的經費非常高,淸理時間至少二十五年,而且不見得清的很乾淨。傳統非輻射性的化學污染還比較好清理。

(五)或有專業人士認為理論上,核融合比現在核分裂的核電廠的污染較低,但問題是:人類仍沒做出來。即使做出來,也等其進入穩定成熟期再説。但更重要的是,臺灣還可使用其他無輻射的發電方式。

(六)更且基本的,也許是人類理性認知能力的先天限制,到目前為止,人類對核分裂或核融合或原子核的世界,並不是瞭解得非常清晰明確或非常有限。

(七)雖然透過人類的努力,對小宇宙與大宇宙的瞭解增加許多。但愈瞭解,也發現不瞭解的更多,似乎解決了舊問題,但自己又製造了新麻煩、新問題。亦即「人定勝天」的心態必須修改。人面對大自然的力量,還是謙卑一些,比較保險。

核子武器研究與發展

1973年,我當時念中央大學物理系大二,德文必修兩年。教德文的女老師先生即是當年臺灣發展核能、核武等最重要專家之一。這位老師在德國拿核子物理博士時,校方為他設立轎子,抬著辦遊行,街道全改為綠燈。他在中大演講時,曾播放校方幫他拍的整套幻燈片。不是一般人的德國博士!當時的瑞士、德國等國想留他在歐洲服務,但是他還是回到自己的國家。老師曾邀我們去中科院宿舍區玩。這位優秀的老師即是中科院核子所的副所長,所長必須是軍人(中正理工畢業,留美)。後者與吳大猷都不贊成蔣經國時代的發展核武計劃。但是在世界競作核武時代,臺灣的中科院也不例外。

1977年,龜山島曾規劃成核武軍事區。為此,龜山島的漁民280戶,乃遷村至島內新北市的大溪漁港,原本島上唯一廟宇「拱蘭宮」的媽祖也移到大溪漁港,軍隊則供奉觀音佛祖,並改名為「普陀巖」。2000年開始開放觀光。請參考下圖文字說明。

宜蘭縣,龜山島外形。
龜山島上,戰備坑道入口。2000年,已開放觀光。但1977年,曾規劃成核武軍事區。當時的想法是:擁有核武,才能嚇阻敵人。但今日來看,有核武似乎也是一種麻煩與風險。
977年,龜山島曾規劃成核武軍事區。故龜山島的住民約280戶,全遷到宜蘭縣大溪漁港。圖片中門牌號碼是282號,是服務處的門牌。扣除其他政府單位,即居民戶數。原本的媽祖也移到大溪漁港,軍隊改供奉觀音佛祖。
龜山島上僅存兩棟正式使用中的公家建築。一是服務處(兼展示廰)。此圖乃是安檢所。1977年未遷村前,是龜山島國民小學遺址。扣除此兩個門牌號碼,遷村居民應是280戶。
龜山島廟宇。1977年,未遷村時,原廟名「拱蘭宫」,供奉媽祖。
遷村後,媽祖遷走。駐軍供奉觀音佛祖,改名「普陀巖」。
漁民將媽祖神像移送到大溪漁港供奉,故空下來。
1977年,住民遷村,龜山島駐軍供奉觀音佛祖,改名「普陀巖」。
龜山島上的戰備坑道。2000年,為了發展觀光,將通道加高、加寬。

當時的想法,擁有核武才能嚇阻敵人。但從今日來看,有核武似乎也是一種麻煩與風險。因為現代核子彈、氫彈遠比二次大戰的原子彈威力大太多太多了!因此,只要發生一次嚴重意外,不只當地住民很難承擔得起,更麻煩的是輻射污染面積非常非大,甚至可大到中國江蘇省那麼大,且傷害是持續百年以上。這也是為什麼會有「反核運動」、「反核能電廠」及「反核戰爭」的根本理由。

我常這樣開玩笑:「核彈、氫彈最後可能自己炸自己。」就如同生物科技的P4實驗室(生物安全等級達至最高級別),經常還沒有正面貢獻,就使得自家的人民被自己實驗製造的新病毒傷害了。

但幸運的,臺灣政府因為國際因素影響與所長不合作,後來改往建構核能電廠的方向發展。

臺灣核電廠的概況

1978年12月6日,新北市石門區核一廠第一機組啟動。1981年12月28日,新北市萬里鄉核二廠第一機組啟動。1984年7月24日,屏東恆春南灣核三廠啟動。

墾丁南灣附近的核三廠的排水出海口,運轉初期由於溫度、水質與一般海水有差異,曾影響附近海域生態。幸經核工專家處理,使得南灣一帶的海域維持常態的活力。而此排水道與出海口,呈現出另類陰陽海,也成為觀光拍照的特殊景點。據朋友說:在裡面工作的他的同學,即工程師,看起來似乎比一般同年齡的人更年輕。

核四廠位於新北市貢寮區,自1980年規劃,就命運坎坷。1986年。蘇聯車諾比核電廠發生事故,被污染的許多區域,至今(2021年)仍嚴重傷害。至此,全世界反核意識更高漲,但核四預算仍在使用中,中間又遇亞洲金融危機。1999年3月17日正式施工。2013年世界核電廠協會(World Association of Nuclear Operators),從5月初到8月25日並沒有完全通過全部126個系統的安檢。但其後雖可修訂。

但除了安檢之外,更重要的是測試運轉的安全性未達標準。很多零件目前已不再生產。核四廠所在位置是在S斷層,雖然目前判斷不算是活斷層,但附近海底有活斷層。更麻煩的是,斷層是會隨時間而變化,人類目前的科技仍無法預測目前非活斷層,是否將來是否會變化,亦即受其他人活斷層或日後數十年地震發生的影響,而影響其生態。附近海底活斷層也可能延伸到陸地。就算沒有延伸到陸地,海底斷層引發的地震,必然影響到附近的陸地及核四廠,至於影響會多大,人類也沒有能力精準預測。既然有此風險,又有其他較無風險的發電方式,何必去冒險啟動有相當風險的核四廠。

基本上,核四電廠是採用日系核能廠的建築設計與結構,但核電設備是取自歐美,兩者整合並不是那麼貼切。故2014年4月28日封存。2020年12月,使用執照已過期。2021年3月28日,最後一批燃料棒全送去美國封存或拍賣。2017年12月,臺電計劃改成火力發電廠,曾詢問當地居民。

非核家園獲廣大支持

京都大學物理學研究舉世聞名,共14位獲得諾貝爾物理學獎。但此校一方面積極研究核能的和平用途,另一方面又以反核聞名,可能瞭解愈多,愈能深入的反核。

2002年,8月20日拍攝。日本京都大學當年學生運動,所留下的「反核、反戰、反帝」的海報痕跡。

臺灣較早到處演講,告知核能負面影響及強化反核意識的教授,是臺大物理系教授張國龍(耶魯大學物理博士)及「臺灣環境保護聯盟」創始人、臺大化工系教授施信民。1989年,世新曾邀張國龍教授來演講。他準備的幻燈片非常充實。但當時聽眾實在不多。我只能透過《世新人》刊物去傳播。

但自1988年迄今(2021年),透過教育、課外活動的演講與宣傳,希望臺灣建構成非核家園的人愈來愈多。我們可透過遊行人數的變化來判斷:1991年5月4日撤銷核四廠夜宿臺電大樓前,以及5日大遊行約五千多人。

1991年,5月5日,反核與撤銷核四遊行。人數已增加到五千多人。5月4日,也有許多人夜宿臺電公司前。

由於有許多人看不懂「要孩子,不要核子」此口號所藴含的意義,故在此多解釋一下。早期反核或非核遊行,經常以幼兒車作前導,標語是:「要(健康的)孩子,不要核子。」這是一種比喻,且有押韻。因為核子與幅射污染,是短期看不到、聞不到,但會造成基因突變,一代傳一代,不同於傳統的化學等污染。

1991年5月5日,早期反核遊行,經常是小孩或幼兒車作前導。標語是:要孩子,不要核子。這是一種比喻。且有押韻。指的是基因正常的健康的孩子。因為幅射污染,短期雖然看不到、聞不到,但會造成基因突變,得的原子病等,會一代傳一代,不同於傳統的化學等污染。
1991年5月5日。撤銷核四廠大遊行。早期反核的遊行,經常是幼兒車作前導,標語是:要孩子,不要核子。這是一種比喻,且有押韻。因為核子與幅射污染,是短期看不到、聞不到,但會造成基因突變,一代傳一代,不同於傳統的化學等污染。
1991年5月5日,撤銷核四廠大遊行。東吳大學學生。右至左:陳文一、吳音寧、楊錫禎、蔡志宏、楊士毅等。

各種發電夢想會成真

但由於臺灣後來確定不發展核武、且1990年代中期,反核及反核四核電廠的意識愈來愈高漲。故1964年成立的清華核工系也擔心招不到優秀學生,就在1995年開始轉型。1997年改名「工程與系統科學系」。系所除原有核工、幅射防護仍持續發展展。另增加微機電,電漿、奈米科技、系統科學、光源等學程。此外,原子科學系轉化成生醫工程與環境科學系(簡稱醫環系),偏重保健物理、放射化學、核子醫學、納入生命科學與醫學院(生醫院)。

2016年曾透過原子爐硼中子補獲治療(BNCT放射治療),成功治療17位頸、喉部腫瘤,也擴大到治療其他器官腫瘤的臨床實驗。2011年與臺灣地理環境相近的日本,發生福島核災(由地震引發海嘯,進而造成非常嚴重的核災),使日後參加遊行的人增加數倍。2014年4月5日,在凱達格蘭大道參加反核四遊行的人數增加到近十多萬人,且包含許多藝人與企業界人士。

2014年4月5日,反核四,終結核四的集會遊行在凱達格蘭大道舉辦。參加人數已增加到二十多萬人。
2014年4月5日,終結核四遊行,在凱達格蘭大道集會。參加人數已增加到二十多萬人,且包含許多藝人與企業界人士。
2014年4月5日,終結核四的集會,在凱達格蘭大道舉行。參加人數已增加到二十多萬人,且包含許多藝人與企業界人士。

除了傳統水力、火力、核能發電外,從我大學時代(1971年)的孟寰雄教授透過國科會輔助,發表了「潮夕發電」的論文。有時覺得電流會穩定嗎?2016年,屏東縣政府、成功大學、中山大學,共同在屏東海域,利用黑潮,完成深海潮夕發電的測試。

大三時(1974年),有位教核子物理的老師,一回臺灣,看到中大風很大,就立即說:「可以試驗風力發電!」,我當時聽了,還覺得只是閒聊。沒想到他是非常認真的。四十多年後,2015年開始,臺灣真的在大規模發展離岸風力發電。不只是傳統陸地上的風力發電。

多善用蘊藏的地熱能

大學時(1971年),太陽能發電只是實驗室的研究。但1985、90年代,去日本鄕下,已看到整個村落民宅皆在太陽能發電。臺灣在2015年後,也在南部陽光充足的地區建構太陽能發電。1974年,大三時,老師帶我們搭臺灣中油的小車子去宜蘭鄕下,行經兩旁樹葉會擦碰到車窗的小徑,去實習地物探勘。一聲爆炸巨響,形成小型人造地震。

二十分鐘即取得地層震波圖,老師按圖說明,地層下可能存在的資源。包含地質結構、岩石類別、地熱、天然氣或石油、地下水……等。臺灣蘊藏相當多地熱、天然氣可供發電。

最近數年,看到學長王乾盈曾在宜蘭羅東地熱公園一帶,重新嘗試地熱發電。仍有待進一步發展。至於天然氣發電或燃氣發電、汽電共生在臺灣已實現一段時間了。我大學同學曾經是負責建構天然氣發電。同學會閒聊時,面對某些環保團體的質疑,他有時説,到底要不要電。我常常想:如果要全面保存原來的生態,那人類建構什麼都是會影響原來的生態。世界不可能是完美的,人只能在利弊相參中,擇一弊相對少一點的方案。

1980年代,臺南新化畜產試驗所很早就用豬的糞尿從事沼氣發電,供應試驗所所用的電。「綠色公民行動聯盟發布「2021世界核能產業現狀報告」中文摘要。研究員陳詩婷指出,核能佔全球總發電量的比率,從1996年達到最高峰17.5%後,便一路持續下降,至去年創下10.1%的新低。

至於全球運作中的反應爐數量,相較2002年的高峰減少了23座,且原有13座反應爐訂於去年啟用,卻僅有五座如期啟動。另在均化能源成本上,十年間,太陽能成本下降90%,風能下降70%,但新的核電成本卻增加了33%,已約為風能、光能的四倍。」(自由時報,2021年,11月24日)

人類會逐步找到更多元化的發電方式,並減少污染。甚至走向各地區享有自己的微型電廠,降低單一大型電廠萬一發生嚴重意外時的風險。總之,臺灣經三十多年的敎育與宣傳,贊成臺灣走向非核家園的人愈來愈多。已成臺灣能源思考與政策的主流。可惜,臺灣有些人,只是政治掛帥,仍想重啟核四廠,好在沈默的大多數在非常必要時,往往會挺身而出,化解臺灣的困境。畢竟使用乾淨的綠能,才是最先進的現代化國家。這是目前世界潮流的趨勢。

 

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