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俄羅斯核商機

 LM0318 2011-04-07

當日本福島一電廠核災問題爆發,許多人立即憶起了 1986 年的蘇聯車諾比核電廠爆炸及爐心融毀的嚴重事故。當年激起全球反核聲浪的車諾比核災,如今卻成了俄國向全球推廣核電安全的最佳口號。

1986 年 4 月,車諾比核電廠工程師努力不讓融毀的爐心污染土壤,一位在事故現場協助的蘇堆埃物理學家,緊急設計了一個地底的巨大容器,打算用它來盛接液化的爐心。當時,數個礦工隊伍輪班在封死的核電廠正下方工作,建造出一個鋼筋水泥大槽,裡面裝滿了從外面抽進來的冷卻水。

不過後來,融化的爐心燃料棒只燒穿了電廠地下室 3 層,停留在電廠地基。這個緊急建成的大容器因此沒有派上用場。大量的融毀殘餘物到現在仍含有高度輻射,車諾比電廠殘骸也只能由石棺持續封住,科學家們仍無法接近。

图片说明
發生事故的車諾比4號反應爐及石棺 (圖自維基百科)

《紐約時報》報導,25 年後的今天,曾發生過史上 最嚴重核災的俄國,其國營核電公司 Rosatom ,以附有「爐心承接槽」的反應爐做為號召,向全球推銷其核電廠設計。3 月中,白俄羅斯才剛與 Rosatom 簽約建造一座這種新式反應爐,即使福島核災的問題正如火如荼。

在車諾比核災中設計出爐心承接槽的物理學家 Leonid A. Bolshov 當年獲頒勳章,目前則任核子安全與發展協會 (Institute for Nuclear Safety and Development) 董事。車諾比災後,俄國於 1988 年成立了此協會。

Bolshov 和俄國其他與許多核電業人士一樣,似乎對核電的未來感到過度樂觀。他們說,正因為發生過車諾比這樣嚴重的核災,所以俄國現在是最具核安意識的國家。Bolshov 認為,福島核電廠事故將會給全球好好上一課,災後的安全意識也將大幅提高。

■無法放棄核能

近年來,發展中國家的崛起和其對能源的渴求,讓俄國為其建造了不少核能反應爐,也從中獲取了豐厚的利潤。尤其是中國、印度對能源有大量需求,福島核災未能使她們放棄擁抱核電,不過也使政府承諾對核安更嚴格要求。

過去數年來,Rosatom 積極對全球行銷它安全的反應爐設計。俄國所建造的核電廠占全球比重相當高,目前全球正在興建的 60 座反應爐中,就有 15 座是俄國所建。Rosatom 表示,目前已有 30 張反應爐訂單在等候,預計還將售出更多。

去 (2010) 年底,Rosatom 訂立業績目標,希望至 2030 年能成長 3 倍,來到每年營收 500 億美元。但目前各國對核電設置都要再三思,要達到這個業績目標也更加困難。

俄羅斯官方看來對核電安全非常有信心。俄國總理普京 (Vladimir V. Putin) 日前於白俄羅斯簽訂 90 億美元的反應爐建設合約時指出,俄國投入了相當多的人力物力來確保核電的安全性。俄國總統梅德韋傑夫 (Dmitri A. Medvedev) 在前往土耳其會晤土耳其總理 Recep Erdogan 時,也大讚俄國的核電設計。俄國與土耳其簽訂了 200 億美元合約,將在土耳其南部地震帶區域建造擁有 4 座反應爐的核電廠。縱然日本發生核災,梅德韋傑夫仍說,安全標準沒有疑慮。

Rosatom 建設每座反應爐所收取金額在 20-50 億美元間,視其規模大小而定。除了其自稱的安全因素外,Rosatom 也因出價低於奇異 (General Electric) (GE-US)、西屋 (Westinghouse Electric)、東芝 (Toshiba)(1983-JP) 等大型企業而贏得核電廠標案。

獨立核安專家表示,俄國為其他國家所設計建造的反應爐和海外同業一樣安全,但俄國本身的核能技術發展卻是來自於利益考量。

挪威環保團體 Bellona 基金會的俄國核電專家 Igor V. Kudrik 指出,自車諾比事件以來,俄羅斯核安的確有相當進步,但因為俄國政治權力集中,核電公司又屬國營,使其發展主要為獲利導向。Kudrik 認為,俄國大力推動核能,一方面也是為了消耗蘇維埃時期所留下的龐大核能軍武資源。

 
■爐心承接設計

不管是俄國 Rosatom 的 VVER 壓力水反應爐,或福島核電廠採用的通用 Mark I 沸水反應爐,都比連圍阻體也無的車諾比核電廠來得安全許多。

壓力水反應爐和沸水反應爐都是以水冷卻核分裂的燃料棒。當水充滿於燃料棒間,冷卻效果會使中子速度變慢,使反應速率下降。福島核電廠雖在地震發生時就緊急關閉,但仍需要冷卻水來為爐心降溫。

雖然 Rosatom 的反應爐設計包括了額外的爐心承接槽,能防止融解的爐心污染土地,但仍欠缺冷卻系統失效時的緊急應變方案。不論反應爐如何設計,在實際運作上的安全程序都是至關重要的。俄羅斯科學家從車諾比核災之中得到的教訓,想必比其他國家來得更多──當真的走到爐心融毀這一步,恐怕絕大部分國家的核電廠都無力應付。

Rosatom 於 2007 年在中國田灣建造了全球第一座有爐心承接槽的反應爐,Bolshov 也參與了設計。Rosatom 新式反應爐地下的爐心承接槽中並非注滿冷卻水,而是合金。這合金在一般情況下是固體;但若爐心融毀,燒穿地下室地板後落入承接槽時,合金會因高熱而液化。當槽內整塊合金都液化後,核反應發出的熱能與水冷鋼壁之間的溫差,會使液化合金產生流動。

Rosatom 將此設計稱為防止核災擴大的最終安全措施、是防止爐心融毀失控事故的最終方案,然而它還未經真正測試。不過俄國已花了許多力氣說服世界,這個系統能確保核能安全。

■資金轉向

冷戰結束後,俄國握有約全球 40% 的濃縮鈾。俄國境內的反應爐並不需要這麼多濃縮鈾,因此轉為出口營利。俄國每年出口能源約達 30 億美元,Rosatom 表示希望能在 2025 年把全球市占率從目前的 17% 擴張到 25%。同時也將對建有俄式核電廠的國家提供購買能源的折扣。

日本福島核災對核能產業帶來很大的威脅。比如德國延長核電廠使用年限法規已翻盤,總理梅克爾決定提前關閉部分仍在營運的核電廠。而若有更多國家延後核電廠的預定建設計畫,勢必影響到 Rosatom 能源出口的野心。

美國能源顧問公司 The McIlvaine Company 預期,在福島核災殷鑑下,全球有 2/3 的反應爐建造計畫都將延後。這意味著在未來 5 年內,能源產業約 2000 億美元資金,將從核電轉向煤炭、石油等其他的發電方式。

在俄國努力推銷 Rosatom 設計的安全反應爐之際,該國國內卻還有數座車諾比等級的老舊電廠等待被汰換,卻因資金不足而延後。這些老舊電廠當然沒有地下室的爐心承接槽,甚至連最外面的圍阻體都沒有。(文:黃欣)

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