
台灣將於8月23日舉行重啟核三公投。由於恆春斷層直接穿越核三廠區,據台電自身的報告所述,地動加速度高達1.384G,為原始設計基準的0.4G的3倍以上。因此科學家究竟是如何看待位於斷層或斷層帶的核電廠,以及核安問題,就格外值得台灣重視。
本文先從美國核能管理委員會(NRC)從福島得到的教訓,以及近年的作為,對比美國科學家對魔鬼谷核電廠(Diablo Canyon Power Plant)位於斷層帶的意見,以及土耳其地震、能登半島地震帶給魔鬼谷核電廠的啟示等面向切入。
希望台灣各界討論是否重啟核三之時,務必正視科學意見,審慎面對我們所遭遇的巨大風險。
福島核災發生後,美國核能管制委員會立即成立專家小組,要求全面檢討美國核電廠的安全狀況,並以福島事件為重要借鏡。隨後,NRC於2011年7月12日發布了一份專家報告:《加強21世紀反應爐安全的建議》(Recommendations for Enhancing Reactor Safety in the 21st Century)。
這份報告明確指出,美國所有核電廠都應根據最新的科學知識與技術方法,重新評估地震、洪水等自然災害的風險。若有必要,應調整核電廠的設計基準、結構、系統與關鍵設備,以有效預防災害造成的破壞。此外,對於可能超出原設計基準的極端事件,例如強震與海嘯,也應提出具體的因應對策。
《加強21世紀反應爐安全的建議》同時強調,NRC應建立統一、明確且具科學依據的管制框架與標準,讓全國核電業者有所依循,確保核安管理不再流於各自為政。
核管會放任核電業者「自主管理」
福島核災之後,大家原以為NRC會加強核電廠的安全監督,但事實卻是相反的。憂思科學家聯盟(Union of Concerned Scientists)指出,NRC實際的做法,等同於放棄自己身為核電監管機構的職責,反而完全接受業界的意見,背離了專家小組的建議。
核電業者主張,他們可以「自行評估風險」、「確定採取何種措施」,也由他們自己決定要採取哪些措施來應對天災,以降低災害發生時的衝擊。NRC不僅接受這種說法,還拒絕訂定強制性的安全標準,讓業者自己負責,結果當然是多數業者根本沒有落實改進。
例如,業界不願投入經費全面升級電廠設計,反而提出所謂的「多樣而靈活的應對策略」(Diverse and Flexible Coping Strategies,簡稱 FLEX策略),也就是在核電廠內設置可移動的備用柴油發電機和抽水機,好讓電廠在遭遇地震或洪水後,不會因為斷電而導致爐心熔毀,或讓用過的燃料棒無法冷卻。
FLEX策略聽起來好像有做事,但憂思科學家聯盟指出,這種做法的真正目的,其實是為了讓核電廠不需要重新設計、不需升級設備、也不必增加安全措施,一切照舊。業者還為了省錢,使用不耐事故的商業設備,而非真正能應對災害的高規格裝備,這只是營造出「核安有改進」的假象而已。
這等於是,NRC和業界一起否定了福島核災後由專家小組提出的《加強21世紀反應爐安全的建議》改革建議,讓原本應該全面檢討與加強的核安制度,功虧一簣。
憂思科學家聯盟也提醒,FLEX策略最大問題是沒有保證能發揮作用。福島核災當時,其實也有備用電源設備,但當海嘯一來,這些設備也一併被毀。問題根本不是有沒有設備,而是設備能不能在真正的災難中發揮作用。
更糟的是,因為這套FLEX策略是業界自己提出的改善方案,NRC就把它當作「自願採行」的建議,既不審查細節,也沒權力要求執行或罰責。換句話說,核電業者愛做就做,不做也沒人管。
憂思科學家聯盟於其報告《防止美國發生福島事件日本核電廠災難五年後進展有限》(Preventing an American Fukushima: Limited Progress Five Years after Japan’s Nuclear Power Plant Disaster)強調,由於「FLEX策略」為核工業所提,改善計畫因而淪為自願性質。NRC既無權力審查計畫內容,更無權力在自願計畫無法提升核安時,裁罰業者。
憂思科學家聯盟的核安主任萊曼博士(Edwin Lyman)強調,「福島事故的最重要教訓在於,因應計畫必須經過嚴格制定、維護、定期測試,並由NRC的強制執行與查驗。若非如此,應變計畫根本一文不值。」萊曼博士曾於福島核災時擔任福島第一核電廠受損情況的專家分析師。
然而,NRC卻無視這些建議。2019年1月24日,NRC以3票對2票的表決結果,否決了專家小組提出的《加強21世紀反應爐安全建議》。那三名投下反對票的委員認為,只要依據1960至70年代的地震與水文資料來應對災害就夠了,不需要採用更新的科學知識。
而支持專家小組建議的兩名委員貝倫(Jeff Baran)和伯恩斯(Stephen Burns)則強烈表達不滿。他們指出,福島核災之後,全面檢討設計、強化安全早已成為專家共識,但NRC卻拒絕這麼做。貝倫甚至批評,所謂的FLEX策略只是虛有其表的規則(this hollow shell of a rule),根本無法真正保障安全;伯恩斯則指出,NRC的消極態度,讓大家想改善核安的努力白費。
NRC自己在福島核災後曾重新評估發現,全美核電廠中,有33座面臨比原設計還高的地震風險,其中20座甚至是「嚴重超標」。但最後,他們只要求這20座進行「地震機率風險評估」(Seismic Probabilistic Risk Assessment,SPRA),評估如果地震發生,會不會造成爐心熔毀、圍阻體破裂,以及大量輻射外洩的可能性。
更值得關注的是,NRC對地震風險的態度也一直在變。以洪堡灣發電廠(Humboldt Bay)和其他面臨地震風險的核電廠為例,NRC在不同時期所持的標準和判斷方式,前後差異極大,顯示出缺乏穩定與一致的安全政策。
洪堡灣核電廠因位於斷層帶而關閉
洪堡灣發電廠第3號機組是一座63百萬瓦(MW)的沸水式反應爐,1963年8月啟用,1976年停止運轉。這座電廠由太平洋煤氣與電力公司(Pacific Gas and Electric Company,簡稱 PG&E)擁有,廠內同時設有核能與化石燃料的發電機組。
在核電機組啟用後,地質學家發現它位於小鮭魚斷層(Little Salmon Fault)附近,潛在的地震風險極高,而電廠的設計無法承受這種強度的地震。
1980年11月8日,北加州發生規模7.0的尤里卡(Eureka)地震,為當地28年來最大地震。事後,美國核能管制委員會針對洪堡灣發電廠進行系統性調查。官方確認,當時運作中的僅是兩座化石燃料機組,但地震仍對發電廠建築與設備造成損害,包括混凝土裂縫、螺栓斷裂、管線洩漏與牆面變形等問題。
核電機組最終未再重啟,原因除了位置緊鄰活動斷層外,還包括因應地震風險所需的安全補強成本過高。1979年三哩島核災加上1980年的地震,促使NRC強化監督,要求嚴格依規辦理。儘管PG&E曾希望升級設計、恢復運轉,但經評估後認為投入成本過高、無利可圖,最終於1983年正式宣布關閉核電機組。
核管會現今護航的立場
憂思科學家聯盟指出,NRC對魔鬼谷核電廠的護航態度,正凸顯其對地震風險的漠視。魔鬼峽谷1號機原由美國原子能委員會(AEC,核管會前身)審查核准,其許可標準與NRC現行規範已有明顯差異。
加州位處環太平洋地震帶,橫跨全州的聖安地列斯斷層(San Andreas Fault)全長達1,300公里,1906年4月18日舊金山曾遭芮氏規模7.9的強震襲擊,震央即位於該斷層帶。
儘管如此,PG&E在1960年代選址於距聖安地列斯斷層僅72公里的地點興建魔鬼峽谷核電廠,仍宣稱不構成核安問題,因而引發加州民眾抗議。在1981年1,900名抗議者遭逮捕。這是美國反核運動史上規模最大的逮捕行動。
1971年,地質學者發現與聖安地列斯斷層相連、距廠區僅4.83公里的霍斯格里斷層(Hosgri Fault),2008年又進一步發現可能引發規模6.5地震的海岸線斷層(Shoreline Fault),其位置距離渦輪建築僅609公尺,距離冷卻水取水設施僅約300公尺。

儘管地震威脅顯而易見,PG&E卻於2008年11月13日告知NRC,稱海岸線斷層「不構成新風險」,因其造成的地震影響預期將小於霍斯格里斷層,甚至主張兩者互相限制活動。然而NRC竟接受此「先知先覺式」推論,認為既有地震模型已隱含處理潛在未知風險。
2011年10月20日,PG&E向NRC申請調整設計基準,將耐震強度針對霍斯格里斷層調高至0.75G,卻未針對更靠近的海岸線斷層進行科學分析。憂思科學家聯盟直言,這樣的評估根本是掩飾風險的假象。
NRC前魔鬼峽谷駐廠首席查驗官佩克博士(Michael Peck)明確反對NRC的立場。由於他在魔鬼峽谷擔任查驗官長達5年,所以對業者實際操作方式,知之甚詳。
他在審查PG&E書面計畫與實際對應措施後,在報告中指出,PG&E無法證明「反應爐冷卻劑壓力邊界元件在新地震資訊所顯示的高應力條件下,仍符合美國機械工程師學會(The American Society of Mechanical Engineers)壓力容器標準的驗收限制」。
佩克博士在其報告強調,業者並未證明所有設備可在更新後的地震資訊條件下持續安全運作;更指出PG&E對海岸線斷層的初步評估顯示,該斷層造成的地震將超出原始設計強度,若與反應爐相連的冷卻劑系統失效,放射性水體可能直接洩漏至環境。
地震機率風險評估還發現其他潛在危機,包括圍阻體破壞、關鍵管線斷裂、渦輪廠房倒塌,進一步導致備用冷卻系統癱瘓。憂思科學家聯盟批評,核工業並未採取強化措施來提升圍阻體與系統韌性,更未正視這些結構缺陷可能導致放射性物質外洩。
佩克博士的報告最終指出,PG&E送交NRC審查的311報告中,每頁皆顯示,業者作法違反NRC規範。在PG&E評估海岸線斷層的報告,違反 NRC 所訂的標準的次數,高達數百次。根據NRC自訂規範,任何無法確保安全功能的反應爐與結構設備,皆不應繼續運轉。但NRC卻在評估PG&E報告後,接受業者使用針對霍斯格里斷層的舊模型來評估海岸線斷層,繼續批准魔鬼峽谷核電廠運轉。
這不僅顯示NRC機放棄維護核安的職責,更突顯官方與業者共謀,掩飾震災和核災的潛在風險。
評估主震,忽略餘震與顫振風險
憂思科學家警告,NRC現行的「地震機率風險評估」中,關鍵的「地震易損性分析」(Seismic Fragility Analysis)僅聚焦於主震的影響,即評估核電廠在單一次強烈地面運動下的脆弱性和抗震能力,卻未納入餘震及其累積效應。
近年研究已顯示,地震事件往往由多次衝擊波組成,首波主震之後緊接的餘震或餘震序列,雖震度較弱,卻可能造成結構或設備的累積性損傷,影響整體安全。
美國地質調查局指出,儘管多數餘震震度低於主震,仍有機會引發破壞甚至致命後果。部分地震序列中,前震可能比初期判定的主震還大,正如2011年日本311大地震前兩天發生的7.3級前震,當時被誤認為主震,真正的主震則是隨後的9.1級主震。
一般而言,主震越強烈,餘震的強度和數量也越大,持續時間越長。位於活躍斷層帶的核電廠,面臨的實際地震威脅常超過歷史記錄或現有預期。福島第一核電廠及美國維吉尼亞州北安娜核電廠(The North Anna Nuclear Generating Station)即曾遭遇歷史上最嚴重的地震挑戰。
目前地震預測仍無法達到精確科學水準,當前抗震設計多以「安全停機」為目標。一旦遭遇超過設計基準的強震,核電廠可能缺乏足夠的安全裕度,難以避免災難。
此外,若核電廠經歷超設計基準的主震,設備中如電驛(繼電器)等電氣元件因耐震能力不足,可能產生「顫振」(chatter)現象,電驛顫振與地震交互影響,導致閥門等關鍵安全設備失靈,進一步影響反應爐安全。
例如2011年8月,北安娜核電廠遭遇5.8級地震,雖無明顯結構損害,但場外電源中斷。主要原因是高頻地面運動引發變壓器繼電器誤動作。核電廠緊急啟動4台備用發電機,卻又有一台很快發生故障,凸顯備援系統在實際地震中可能面臨的脆弱性。
未納入多重天災與工業災害交互作用風險
憂思科學家警告,核電廠的設計基準往往僅考量單一外部災害,卻忽略了複合災害可能帶來的累積效應,這些效應的破壞力遠超過單一災害。業者普遍未評估核電廠周邊多種風險交錯曝露的狀況,如地震主震與餘震、地震引發海嘯、地震誘發潰壩或山崩滑坡等。
現今核電廠面臨的複合災害往往包含自然與人為因素,核安全的維護需結合地質學、地球科學與結構工程等多領域專業知識,方能有效因應。
最具代表性的案例即為福島核災。事故發生前,日本政府及東京電力均將強震及隨之而來的海嘯視為低概率事件,認為發生可能性極低,因此無須投入資源防範。
事實上,福島核電廠的反應爐在主震中未遭嚴重損害,但海嘯造成的洪水淹沒並摧毀了緊急電源與備援系統,導致核電廠幾乎全然斷電。東京電力為冷卻反應爐被迫注入腐蝕性極強的海水,進一步損害反應爐,最終引發爐心熔毀。
換言之,自然災害可能以單一事件形式發生,也可能多重災害同時或接連發生。核工業將災害視為低概率獨立事件,這一假設顯然不合理。
此外,自然災害與工業災害之間的複雜交互作用,為災害預防和應變帶來嚴峻挑戰。應變人員必須同時因應災害對工程系統及供水、道路、電力、通訊等基礎設施的破壞,而這些公用設施一旦受損,災害應對能力將大幅受限。
萊曼博士以南卡羅來納州的魯賓遜核電廠(The H. B. Robinson Steam Electric Plant)為例,說明自然災害與工業災害交互作用的嚴重性。美國地質調查局指出,該州是全美地震風險最高的地區之一,魯賓遜核電廠面臨的風險不僅在於設計基準耐震不足,更在於地震可能導致地基土壤強度喪失,進而失去對建築物及結構的支撐。
更令人擔憂的是,地震可能引發鄰近的魯賓遜大壩潰壩。該大壩蓄積的魯賓遜湖是核電廠反應爐燃料及緊急柴油發電機等關鍵安全設備的主要冷卻水源。一旦潰壩,核電廠多座機組同時受災的風險遠高於單一機組事故。
地震引發的潰壩與颶風或暴雨引起的洪患截然不同。洪患通常可提前數小時至數天預警,給予核電廠一定時間採取應變;然而,地震誘發的潰壩往往毫無前兆,瞬間釋放洪流,令核電廠措手不及。
NRC於2011年報告指出,美國已有超過700起潰壩事件。南卡羅來納州奧科尼核電廠上游的喬卡西水壩(the Jocassee dam)運轉許可仍有20年,潰壩機率估計約為1/180,雖看似不高,但已達NRC要求必須採取行動的門檻。
美國現有34座核電廠位於50多座水壩下游,任一核電廠遭潰壩影響的機率不容忽視。然而,現行風險評估尚未將地震引發潰壩及其核災影響納入考量。
憂思科學家聯盟批評,NRC將反應爐機組視為完全獨立,但實際機組往往共用安全設備與操作人員。以福島為例,兩座機組因共用設施而互相關聯。若考量機組間的相互影響,魯賓遜核電廠因地震誘發潰壩,導致多機組同時爐心熔毀的風險明顯高於單機組事故。
更令人擔憂的是NRC在明知地震引發潰壩威脅後,非但未盡責監督,反而蓄意隱瞞該風險。
本文於2025/07/31登於《關鍵評論》