核能發電的歷史

禍福無門唯人自招

19世紀末，科學界普遍認為人類的科技發展已到了瓶頸，有人這麼說：「物理學家還能幹什麼？頂多就是修改修改數據罷了。」然而，在1896年，一張透視手骨的底片，讓貝克發現前所未見的新世界，人類的文明從此不同…

1939年，歐戰爆發，納粹軍隊席捲全歐，自由世界岌岌可危。同年德國Lise Meitner及Otto Frisch提出核分裂反應的理論，此時，因為擔心德國稱霸世界，愛恩斯坦寫信給美國總統羅斯福，促請進行原子彈的研究。美國軍方於是執行「曼哈坦計畫」，目的就是為早日結束戰爭而製造人類第一顆原子彈。

1942年，費米等人在芝加哥大學運動場看台下的室內球場，利用高純度的鈾和石墨，堆成了所謂的芝加哥反應堆（Chicago Pile），如圖1。這是人類第一座核反應器，也證實人類可以自由控制核反應的進行。

1945年8月，兩顆投在日本廣島與長崎的原子彈，結束血腥殘忍的第二次大戰。人類掌握無限能源的同時，也掌握自我毀滅的利器，是福是禍端賴人類睿智的決定。

1953年12月8日，美國總統艾森豪在聯合國大會發表演說，強調「原子能的和平用途」（Atoms for Peace），並將核能秘密公諸於世，開啟了全球核能發電的契機。非常有趣的，世界第一座發電用反應器，竟是蘇俄於1954年在莫斯科附近建造完成的Obninsk APS，容量僅5 MWe的一部小型輕水冷卻石墨緩和式反應器（LWGR）。

早期核反應器仍是曼哈坦計畫時代的石墨反應器，但它體積太大，也不容易控制，所以美國後來發展，以輕水式反應器（LWR）為主。英國則發展氣冷式石墨緩和劑反應器（GCR）；加拿大致力於重水式反應器（HWR）之發展；蘇俄為軍民兼用及經濟考量而發展獨特的水冷式石墨反應器，兼具商用發電及生產核武原料的雙重功能，如車諾比爾電廠所用的RBMK型反應器。

圖1 世界第一座反應器 – Chicago Pile

英國於1956年建造完成第一座氣冷式反應器（GCR）Calder Hall 1號。1957年西屋公司利用核子潛艇技術，在賓州Shipping Port 興建第一座容量為60 MW的商用壓水式（PWR）核能電廠。1960年，美國奇異公司設計的第一座容量184MWe沸水式反應器（BWR）在伊利諾州的 Dresden 核電廠開始運轉發電。1962年，第一座重水式反應器（PHWR）在加拿大誕生。

從此人類進入了商業化核能發電的新紀元，世界各國積極地研發核能相關技術，進行大規模的合作事宜。法國、日本、西德、瑞典等國亦經由西屋公司及奇異公司的技術轉移而建立了本身的輕水式反應器工業。輕水式商用核能電廠的容量亦自第一部的 60MW順利發展到300、600、900及至今日的1000、1300、乃至現在的1450MW級。

旭日東昇

早期核能的展望和成功，加上電力需求強勁、能源危機影響等，使得1970年代的核能電廠興建有如雨後春筍。單就美國，1971年就有41座核能電廠申請興建。1974年，有鑑於核能電廠的數目漸多，美國原子能委員會委託MIT的Rassmussen教授進行核能電廠的安全研究。Rassmussen以機率性風險評估的方法研究的結果，認為核能電廠的安全程度，大約是當時最安全的工業的十倍。

烏雲蔽日

然而在1979年發生的美國賓州三哩島事故，雖然民眾並未受到輻射外釋的威脅，但是電廠爐心卻有部分熔損。這個事件雖然對於民眾健康並無任何影響，卻對核能工業的打擊非常嚴重。事件始末請參考本網站：三哩島事件。

緊接著1986年前蘇聯的車諾比爾電廠，因為運轉人員的蓄意違法，關閉所有安全系統，終於釀成史上最嚴重的核能事故，有31位消防人員喪生，大量民眾遷居與大面積土地污染。關於本次事件始末與影響，請參考本網站：車諾比爾事故。

由於接連的事故，加上1980年代全球電力產能過剩、經濟不景氣、油價相對穩定等種種因素，使核電發展陷入空前低潮。此外，反核勢力在三哩島事故與車諾比爾事故發生後，在全球逐漸蔓延開來，透過錯誤的訊息與宣傳手法，灌輸民眾錯誤的資訊，更加深對於核能的疑慮。

If winter comes, Can spring be far behind?

在周圍誤解與不友善的氛圍中，核能業界並沒有懷憂喪志，反而坦誠檢討各項缺點，建立一套完整的「核能安全文化」-安全重於一切。世界性核能組織如WANO與INPO更透過評鑑、稽核與顧問，大力提升核能營運績效。

圖2顯示WANO評鑑全球四百多座電廠的營運績效紀錄，無論從每年跳機次數(2-a)、工作人員輻射劑量(2-b)、工安紀錄(2-c)與容量因素(2-d)，都有長足進步。至於我國電廠營運績效，請參考本網站：我國核能電廠運作績效。

我們可以非常自豪的說，今日的核電工業，工安紀錄是全世界最好的產業（甚至優於一般行政內勤工作）、容量因素也是所有發電種類中最高的（美國核能平均高達91%，燃煤只有68%、燃氣與風力都只有30%），成為國家電力最穩定的支柱。

a. 每年平均跳機次數

b. 工作人員集體輻射劑量(BWR)

c. 每200,000人時工安事故機率

d. 機組平均容量因素

圖2 WANO評鑑全球400座核能電廠營運績效(2002)

浴火重生的鳳凰

從南極發現臭氧洞起，人類最迫切的環保議題逐漸轉向到溫室效應與全球氣候變遷。所有先進國家民調都顯示，核能存廢已不再是焦點。相反的，因為核能的非碳能源特性、再生能源遙不可期的現實下，有越來越多的國家開始還核能一個公道：

1. OECD的秘書長Donald Johnston指出：核能是對抗全球暖化關鍵方式之一。

2. 聯合國IPCC氣候專家Robert Watson在COP-6會議指出：降低CO2排放最具經濟效益的方法，就是增加核能發電。

3. 瑞典1999年民調顯示：有高達82%的瑞典人支持繼續核能發電，卻只有16%支持政府的廢核政策。甚至有21%群眾，主張新建電廠。

4. 歐盟原子能協會秘書長W. J. Kuster直言，如果要達成京都議定書的二氧化碳減量目標，在未來25年，歐盟國家要相當於74座核四機組的核能發電，比現在核電規模增加1倍！

5. 歐盟副主席兼能源主管Loyola de Palacio女士表示：「從經濟或環境層面而言，放棄核能絕非妥當之舉。」她甚至將核能列為歐盟「綠色報告」（EU Green Paper）之中，供所有會員國參考。

6. 布希總統、錢尼副總統強調：美國應提高核能發電的比重，以對抗全球暖化趨勢。

在本網站《我國核能電廠的運作績效》已經討論我國核能電廠對於環境保護的重大貢獻、《我國核能電廠提前除役的損失》也提及任何替代方案每年代價就是上千億的損失，明智的您，是不是能思考一下：一個對於環境如此友善、如此經濟而安全的永續能源，是不是應該被合理的評價？