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台電核能月刊

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林志保（第二核能發電廠）

一、前言

核二廠自民國92年起迄今（民國98年），兩部機總計發生8次燃料破損。其間有4次期中停機進行破損燃料啜吸檢查及處理，另有4次於大修中處理。發現燃料破損日期、啜吸檢查日期、破損燃料燃耗、型式及肇因等摘要如表1。

表1　核二廠近期燃料破損摘要表

機組/週期	發現日期	啜吸檢查日期	破損燃料燃耗(GWD/MTU)/型式	破損肇因
KS2/16(MOC)	2003.4.15	2003.12.23	28.9/A9B	NC-PCI(熱室檢查)
KS2/16(MOC)	2003.4.15	2003.12.23	28.6/A9B	NC-PCI(熱室檢查)
KS2/17(MOC)	2004.6.21	2004.12.25	35.2/A9B	PCI possible (熱室檢查未發現MPS)
KS2/17(MOC)	2004.6.21	2004.12.25	33.8/A9B	NC-PCI possible(已斷裂，未送熱室)
KS1/17(EOC)	2004.8.9	2004.9.13	31.0/A10	debris
KS2/18(MOC)	2005.12.19	2006.1.27	30.7/A10	debris(熱室檢查)
KS2/18(EOC)	2006.7.1	2007.4.16-18	32.9/A10	debris
KS2/18(EOC)	2006.7.1	2007.4.16-18	33.2/A10	不明
KS1/19(MOC)	2006.9.27	2007.2.17	40.2/A10	PCI possible
KS1/19(EOC)	2007.8.15	2007.9.10-15	28.5/A10	debris
KS1/20(EOC)	2008.3.10	2009.3.12-14	26.6/A10	debris

註：MOC表示期中停機處理、EOC表示大修時處理。 A9B：ATR1UM - 9B，A10：ATR1UM - 10

本文旨在探討每次發現燃料破損時之處理經過及決策考量，並說明目前防範燃料破損之相關因應措施，以利經驗傳承。

二、燃料破損各機組週期處理經過

1.二號機週期16

二號機週期16於民國92年1月1日起動，於92年4月15日線上加馬核種活度分析儀器⁽¹⁾之Xe-133出現讀數，但隨後消失。4月16日線上加馬核種活度分析儀器出現Xe-133突增現象（FRI約1000μci/sec）。研判應有一根燃料棒產生開口裂縫。經過數月的追蹤及控制，情況尚能維持於可控制的穩定狀態。9月12日Xe-133再度突升（FRI約2000μci/sec），研判可能有第二根燃料棒破損。10月26日Xe-133明顯上升（FRI約4500μci/sec），顯示破損燃料已有顯著劣化跡象。從Cs-134/Cs-137取樣活度比值研判，破損燃料的燃耗約為25 ~ 30 GWD/MTU，應為該週期第二次燃燒的燃料。

11月22日至23日進行可疑控制單元「破損燃料定位測試」，並於11月24日至12月6日利用多次降載調整控制棒棒位機會，嘗試找出破損燃料可能位置。最終於12月6日將破損燃料可能（28-49、44-33）及鄰近（28-45）位置的控制棒插至全入位置（圖1），進行功率壓抑並減載至約90% 額定功率運轉。功率壓抑後廢氣活度明顯降低，進而降低分裂產物的釋出量及現場工作人員的輻射劑量。惟評估破損燃料仍有進一步劣化之可能，汽機廠房多處空浮已達示警值，考量工作人員心理、工作限制，以及減載運轉仍是損失等因素，決定於12月19日期中停機開蓋以進行破損燃料移除、更換及檢修作業。

爐內啜吸檢查作業自12月23日19:30開始進行，至12月27日11:40止，依計劃完成爐內580束燃料的啜吸檢查⁽²⁾。廠家判定及以真空啜吸設備雙重確認2束ATRIUM-9B型燃料破損（均為該週期第二次使用的燃料，燃耗約28 ~ 29 GWD/MTU，分別位於28-49及44-33控制單元內，與先前根據燃料完整性追蹤資料的研判相符合。池邊檢驗結果顯示該2束燃料二次劣化情形相當嚴重，已造成爐心污染。移除破損燃料重新起動後至週期末止，未再發現燃料破損。該2束之破損燃料棒經核研所熱室檢查結果，肇因判定為燃料丸表面製造缺陷引起之PCI（燃料丸與護套交互作用）破損。

2.二號機週期17

二號機週期17於民國93年4月30日起動，於93年6月21日SJAE廢氣活度取樣FRI值為305.3μci/sec，達核燃料受損對策「零破損」定義之上限值（300μci/sec），而線上加馬核種活度分析儀器之Xe-133雖連續出現讀數，惟因前週期（週期16）2束破損燃料移除後殘留之廢氣活度背景值偏高，其讀數與背景值相當，不易研判是否有燃料破損。6月24日05:00，線上加馬核種活度分析儀器之Xe-133讀數突增一階（order），之後逐漸穩定於高出背景值約兩倍左右之讀數，出現疑似燃料破損癥候（圖2）。09:00 SJAE廢氣活度取樣結果，FRI計算值為1942.3μci/sec，研判發生燃料破損。

為避免燃料再度發生類似前週期嚴重二次劣化情形，迅速於93年8月7日至8月13日利用控制棒佈局更換時機，降載執行全爐心「破損燃料定位測試」。執行期間依據線上加馬核種活度分析儀器廢氣活度（主要為Xe-133、Xe-135）讀數變化情形，研判破損燃料最可能位於28-29控制單元內。為避免造成破損燃料再次承受不必要的功率變動，於執行期間已將該控制單元之控制棒插至全入，提前進行功率壓抑。該控制單元內之4束燃料為該週期第三次燃燒之ATRIUM-9B型燃料，當時燃耗約為32GWD/MTU，與Cs-134及Cs-137取樣分析結果吻合。負載回升後，持續觀察廢氣活度取樣分析結果，FRI計算值已降至1000μCi/sec以下，功率壓抑效果雖不似前週期顯著，但仍略顯成效。⁽³⁾

9月7日滿載穩定運轉期間，線上加馬核種活度分析儀器Xe-133讀數突升，研判可能又有新的破孔發生。10月2日更換佈局（A1->B2）後，Xe-133讀數上升一階，顯示新的破孔可能為其他位置，因此評估至少有2束燃料發生破損。歷次Cs取樣分析結果，顯示破損燃料燃耗範圍約為30~40 GWD/MTU。

鑑於二號機因前週期（16）破損燃料移除後，仍造成相當程度之爐心污染，且將影響未來數個週期。為免未及時妥善處理，而造成爐心污染持續擴大，因此決定期中停機進行進行破損燃料啜吸及更換作業。爐內啜吸檢查自93年12月15日起至12月18日止，共確認2束ATRIUM-9B型燃料破損。均為本週期使用第三次之燃料，與Cs取樣分析結果吻合。其中1束位於先前進行功率壓抑之位置，檢查結果符合預期⁽⁴⁾。池邊檢驗結果顯示該2束燃料已發生二次劣化，造成爐心污染加重。移除破損燃料重新起動後至週期末止，未再發現燃料破損。

該2束之破損燃料棒其中1根經熱室檢查結果，肇因判定為疑似PCI破損（熱室檢查未發現燃料丸表面製造缺陷）；另1根已斷裂未送熱室檢驗，但研判破損肇因應為燃料丸表面製造缺陷引起之PCI破損（為先前進行功率壓抑之位置）。

3.一號機週期17

一號機週期17於民國93年8月9日（距計畫大修日期1個月）線上加馬核種活度分析儀器之Xe-133出現讀數，研判疑似燃料破損。至9月9日停機大修前，燃料可靠度指標（FRI）均相當低，遠低於業界零破損300μci/sec之標準，研判最多僅1根燃料棒發生輕微破損。雖然如此，仍規劃於大修時進行爐內啜吸檢查。Cs取樣分析結果，顯示破損燃料燃耗範圍約為 30~40 GWD/MTU。

爐內啜吸檢查自93年9月13日起至9月15日止，共確認乙束ATRIUM-10型燃料破損。燃耗約為31 GWD/MTU，為該週期使用第二次之燃料，與Cs取樣分析結果吻合⁽⁵⁾。池邊檢驗結果顯示該束燃料破損之肇因為爐屑磨損（debris fretting）。

4.二號機週期18

二號機週期18於民國94年12月10日起動，於94年12月19日即出現燃料疑似破損跡象，當日SJAE廢氣活度取樣FRI值為1882 μCi/sec。隔日FRI值再上昇至2011 μCi/sec，之後穩定於1600 μCi/sec左右。此外，線上加馬核種活度分析儀器之Xe-133亦於12月18日起連續出現讀數，雖因前週期（週期17）2束破損燃料移除後殘留之廢氣活度背景值偏高，其讀數與背景值相當，但綜合研判應有燃料破損。

95年1月4日利用冷凝器水箱查漏降載機會，調整若干可疑位置之控制棒棒位，觀察廢氣活度變化，研判28-29控制單元可能含有破損燃料，因此，將其插至全入進行功率壓抑。功率壓抑後FRI明顯下降，至1月6日已降至476 μCi/sec。顯示28-29控制單元應含有破損燃料。該控制單元內4束燃料均為該週期第三次燃燒之ATRIUM-10型燃料，當時之燃耗約30 GWD/MTU。

為防止破損燃料持續劣化，加重爐心污染程度（前兩週期均有燃料破損，廢氣活度背景值已偏高），決定自95年1月27日起停機，進行爐內啜吸檢查及更換破損燃料作業。爐內啜吸檢查自95年1月29日起至1月31日止，共確認1束ATRIUM10型燃料破損。燃耗約30.7 GWD/MTU，為先前被功率壓抑之位置，檢查結果符合預期⁽⁶⁾。池邊檢驗結果無法判定該束燃料破損之肇因，最後送熱室檢驗結果，判定為爐屑磨損。

移除破損燃料重新起動後，自95年6月下旬起，FRI值多次超過業界零破損參考值300 μCi/sec，又出現燃料疑似破損跡象。此外，線上加馬核種活度分析儀器Xe-133連續出現讀數之頻度亦同時增加。7月1日執行控制棒佈局序列更換後，FRI值約在500至1000 μCi/sec之間。雖因連續數個週期燃料破損，造成殘留之廢氣活度背景值偏高，不易評估燃料完整性，但綜合研判應有燃料破損（圖3）。此為該週期(18)第二度發現有燃料破損。

鑑於二號機該週期已因燃料破損而於95年春節期間停機處理，且破損燃料移除後，仍造成相當程度之爐心污染，因此再停機處理需更加審慎。為適時妥善因應燃料破損狀況及兼顧供電穩定，因此當時研擬一應變方案⁽⁷⁾以為因應。最後規劃於大修時進行啜吸檢查及處理。爐內啜吸檢查自96年4月16日13:20起至4月18日08:12止共計發現2束燃料破損，均為該週期第2次使用之ATRIUM-10型燃料⁽⁸⁾。池邊檢驗結果研判破損肇因1束為爐屑磨損、1束原因不明。

5.一號機週期19

一號機週期19於民國95年4月26日起動，於95年9月27日發現燃料疑似破損，當日SJAE廢氣活度取樣FRI值為34.9 μCi/sec，隔日上升至274.2 μCi/sec。10月7、8日利用中秋節連續假期期間，降載進行局部範圍功率壓抑測試。針對較可疑之控制棒序列（B2及A1）進行測試，共計測試35個位置。測試結果顯示爐心座標16-21位置附近，可能含有破損燃料。因此將該控制棒插至全入，進行功率壓抑。Cs-134與Cs-137取樣結果（~10^-5 μCi/g），比值約1.2~1.4，評估破損燃料之燃耗約在20 ~ 30 GWD/MTU區間，為該週期第2次或第3次燃燒之ATRIUM-10型燃料，該控制單元含有此類燃料。功率壓抑後Xe-133穩定在約10μCi/cc左右，較諸功率壓抑前之20~30μCi/cc，相當有成效。

雖然已進行功率壓抑，但考量距大修尚約1年、依據國外經驗曾有壓抑後劣化之例子、壓抑可延緩劣化未必能防止劣化、以及停機移除破損燃料，比較不會發生劣化案例，不會造成類似二號機目前之污染狀況，也避免夏季尖峰時間的可能困境等因素，因此決定於96年春節期間停機進行爐內啜吸檢查及處理。爐內啜吸檢查自96年2月17日起至2月19日止，共確認1束ATRIUM10型燃料破損。破損燃料燃耗約40.2 GWD/MTU，為本週期第3次燃燒的燃料，與先前被功率壓抑之位置相鄰，結果尚符合預期⁽⁹⁾。池邊檢驗結果研判破損肇因為疑似PCI破損。

移除破損燃料重新起動後，於96年8月15日（距計畫大修前約1個月）11:00開始，線上加馬核種活度分析儀器之Xe-133讀數，突然上昇1個數量級後開始逐漸下降。當日上午SJAE取樣分析結果仍正常，因應前述狀況，下午再取樣結果，證實Xe-133活度由正常之0.5μCi/sec左右上升至12μCi/sec附近，燃料可靠度指標約為332.7μCi/sec，研判燃料疑似破損。因此規劃於第19次大修中進行爐內啜吸檢查。

爐內啜吸檢查自96年9月10日起至9月12日止並未發現破損燃料，但其中有一啜吸位置(67)所測得之廢氣讀數比其他位置平均值稍高，經對此一位置內共計8束燃料進行進一步真空啜吸結果發現其中1束燃料受損。該受損燃料為本週期第2次使用之ATRIUM-10型燃料⁽¹⁰⁾。池邊檢驗結果研判破損肇因為爐屑磨損。

6.一號機週期20

一號機週期20於民國96年10月18日起動，於97年3月9日16:30開始，線上加馬核種活度分析儀器之Xe-133讀數，開始高於最低可測值並且連續出現。3月10日11:30突然上昇約2個數量級，隨即迅速下降，回到稍高於最低可測值左右或低於可測值。其他廢氣活種活度有稍微上升之趨勢但並不顯著。化學組3月10日至12日SJAE取樣分析結果，Xe-133活度由正常之0.5μCi/sec左右上升至分別為1.32、2.03、2.11 μCi/sec，燃料可靠度指標FRI分別為25.5、47.6、49.4 μCi/sec，研判燃料疑似破損，但破損狀況相當輕微。

經長期追蹤廢氣活度變化趨勢結果，研判破損燃料可能位於爐心邊緣低功率區不易劣化，因此規劃於第20次大修中進行爐內啜吸檢查。爐內啜吸檢查自98年3月12日起至3月14日止，計發現1束破損燃料。該受損燃料位於爐心邊緣（爐心位置為05-18），為本週期第2次使用之ATRIUM-10型燃料⁽¹¹⁾，結果符合預期。池邊檢驗結果研判破損肇因為爐屑磨損。

三、處理決策探討

綜合核二廠近幾年燃料破損之處理經驗，可歸納出：(1)燃料破損狀況研判、(2)功率壓抑測試、(3)期中停機、(4)破損燃料偵漏方法、以及(5)後備方案等，為整體處理之重要決策考量因子。

1.燃料破損狀況研判

核二廠對於燃料完整性監測除了每日定期取樣分析廢氣核種活度外，另有特有之線上加馬核種活度分析儀器系統。該系統可每隔30分鐘自動偵側廢氣中放射性惰性氣體（XE-133、XE-135、XE-138、KR-85M、KR-87、KR-88、XE-135M、AR-41）之活度。其相關技術細節，請參閱台電核能月?第215期「核二廠廢氣線上核種分析技術應用在核燃料完整性監測之經驗」⁽¹⁾一文。

在此工具協助下，可早期偵知燃料破損及推測燃料破損可能原因。如：二號機週期16及週期17於控制棒佈局更換後3~5日內，即發現燃料疑似破損現象。推測該破損應與PCI有關，肇因分析結果亦予證實。另外，一號機週期17及19（第2次破損），發現破損時均距離計劃性大修約1個月時間，與控制棒佈局更換時間相隔甚遠，且數據顯示初始破損狀況輕微，可推測為非PCI因素所造成。肇因分析結果為爐屑磨損。

此外，在此工具之協助下，尚可評估及追蹤燃料破損狀況。如：一號機週期20，雖然距離計劃性大修約1年前發現破損，但期間多次控制棒佈局更換及負載變動，數據均無顯著變化，可推測破損狀況相當輕微、非PCI因素所造成且位於爐心邊緣低功率區。啜吸結果顯示破損燃料的確位於爐心邊緣低功率區，肇因分析結果為爐屑磨損。

燃料破損狀況研判對於功率壓抑測試時機、期中停機時機、及破損燃料偵漏方法之選取至為重要。

2.功率壓抑測試

核二廠使用線上加馬核種活度分析儀器系統，分析各核種隨著控制棒抽插之讀數變化，進行功率壓抑測試，藉以研判可能破損之位置。雖然整個過程相當耗時但結果具有相當高之可信度。此外，為避免控制棒抽插造成燃料受損，整個測試程序須在約50%功率進行，對系統供電能力有顯著影響。核二廠近幾次燃料破損，共進行4次規模不等之功率壓抑測試。分別為：2號週期16、17、18及1號機週期19。以下就各次執行情形及結果進行探討：

2號機週期16於發現燃料可能開始劣化之後進行。依據控制棒佈局更換前後廢氣活度變化情形，研判某一特定序列(B1)之控制單元可能含有破損燃料。因此規劃約24個控制單元進行測試。由於這些控制單元實際含有2束破損燃料，致使初期測試及功率壓抑效果不明顯。最後利用多次降載調整控制棒棒位機會，才找出破損燃料可能位置，進行功率壓抑。然而此時已無法防止破損燃料持續劣化。

鑑於2號機週期16執行功率壓抑測試時機可能太晚，週期17於發現燃料可能破損約1個半月後，即進行全爐心功率壓抑測試。測試結果順利找出可能受損位置並進行功率壓抑。但隨後於其他位置又發生燃料破損，使整體功率壓抑效果有限。原先受壓抑之位置（28-29爐心正中央）雖然於破損初期即已進行功率壓抑，但最後池邊檢驗結果，破損棒二次劣化情形仍相當嚴重。推測該位置即使壓抑，局部功率仍高。

2號機週期18於週期初達滿載後，調整控制棒棒位過程中發現燃料破損。因此迅速以該次調整棒位之相關控制單元測試並進行功率壓抑。池邊檢驗結果顯示破損棒於棒位調整之區間內有嚴重之縱向劈裂，研判與該次棒位調整有密切關連。最終肇因分析結果顯示初始破損為爐屑磨損，破孔在燃料之最上端隔板（spacer）附近，該縱向劈裂應為二次劣化結果。

1號機週期19測試範圍與2號機週期16類似。該週期第一次發現破損於控制棒佈局更換後約3日，因此選定與該次佈局更換之相關控制單元（20個），於發現破損後約2週內（10日）即進行功率壓抑測試。測試結果順利找出可疑控制單元並進行壓抑，然而最後啜吸檢查結果，發現破損棒位於不受壓抑之控制單元，而在緊臨被壓抑之控制單元內。此即為有限範圍功率壓抑測試之缺點。

歸納功率壓抑測試之考量因素如下：

(1) 功率壓抑測試若全爐心進行，約需半載運轉1個星期。時機可選在更換控制棒佈局前後，在更換佈局前先進行目標佈局之測試，在更換佈局後再進行其餘控制棒之測試。最邊緣之控制棒，可考慮一次2支（對稱位置）方式進行測試。

(2) 若僅對部分可疑位置進行測試，準確性較低。

(3) 功率壓抑測試，半載運轉時間長，需考量系統供電能力。

(4) 若廢氣活度低，半載運轉期間可能更低，甚至低於最低可測值，致結果無法判讀。

(5) 若背景值高（高污染爐心），可參考使用其他指標如：EPRI背景值扣除公式，協助判讀。

(6) 功率壓抑測試成功後，進行破損燃料功率壓抑，其成效可能需一個星期後才顯現；功率壓抑後，將對週期能量造成影響。若壓抑測試成功，僅需將該控制單元之控制棒插至全入，即可達到良好壓抑效果。

(7) 功率壓抑測試，因控制棒快速抽插，有可能加速破損燃料劣化。

3.期中停機

核二廠近幾次燃料破損，共進行4次期中停機處理。分別為：2號機週期16、17、18及1號機週期19，與有進行功率壓抑之機組週期完全相同。其中，功率壓抑後造成容量因數損失或需提前進行週期末遞載運轉（coastdown）、可能無法防止破損燃料持續劣化、為預防爐心嚴重污染等為重要之考量因素。

2號機週期16自燃料發生破損後約半年開始迅速劣化，雖已進行功率壓抑，但功率壓抑後僅約90%功率運轉。評估破損燃料仍有持續劣化的可能，汽機廠房多處空浮達示警值，考量工作人員心理、工作限制，以及減載運轉仍是損失等因素，且時序已進入冬季，系統供電壓力較輕，因此決定期中停機處理。

2號機週期17於週期初起動後約1個半月即發生燃料破損，至計畫性大修需經過2個夏季。依照前週期處理經驗，破損燃料劣化迅速，若被?停機，對系統供電穩定性將造成隱憂，因此需擇機進行期中停機處理。由於當時時序已進入夏季，為減輕對系統供電之衝擊，決定先進行功率壓抑，並於友廠大修後停機處理。有關當時對功率壓抑及期中停機之決策考量歸納如圖4。

2號機週期18於週期初起動後即發現燃料破損，其處理決策考量與週期17類似（圖5）。由於時序為冬季，因此決定於春節進行期中停機處理。惟過早停機處理之風險為一旦該週期又發生燃料破損，將難以再進行期中停機處理。2號機週期18於停機處理後約5個月又發生燃料破損，由於時值夏季，已無再進行期中停機處理之空間。

1號機週期19於週期初起動後約5個月即發生燃料破損，至計畫性大修需經過1個夏季。為避免1號機造成類似二號機之污染狀況，雖然已進行功率壓抑，但考量距大修尚約1年，破損燃料劣化風險仍高，因此決定於96年春節期間停機進行爐內啜吸檢查及處理。有關當時對於期中停機與否之決策考量因素如圖6。

歸納期中停機之考量因素如下：

(1) 期中停機進行破損燃料偵漏（爐內啜吸檢查），從機組解聯至併聯約需10日，對系統供電能力影響甚巨，需審慎考量。

(2) 廢氣活度甚低時（如：FRI低於100μCi/sec），除非不可抗力，否則不考慮期中停機。

(3) 為因應夏季供電能力，期中停機時機可考量夏季前之長假期進行。

(4) 期中停機處理再起動後至週期末運轉期間，仍可能發生燃料破損。

(5) 若破損燃料已成功壓抑，需一併考量其劣化速率、對週期長度影響之綜合利弊評估。

4.破損燃料偵漏方法

一般而言，沸水式反應器破損燃料偵漏方法分為：燃料台車內啜吸法（in-mast sipping）、爐內啜吸法（in-core sipping）及真空啜吸法（vacuum sipping）等三種。

燃料台車內啜吸法於吊鉤抓起燃料時，利用位能壓差變化，偵測放射性廢氣藉以研判是否破損。由於可配合燃料挪移時同步作業，不需額外要徑工期，適合大修時進行。但靈敏度較差，核二廠一號機週期14曾有失敗的例子。此外，大修燃料挪移期間長，又區分為燃料退出及爐內挪移兩階段，若未能於早期即找出破損燃料，將不易應變（如：無法儘早開始進行替代燃料佈局設計）。

爐內啜吸法利用啜吸罩（sipping hood）罩住燃料束的頂端，阻斷燃料束內的冷卻水流，燃料溫度因而上升，使護套有破孔之燃料棒內積存的分裂產物由破孔處釋出，藉以研判是否破損。一次可啜吸8束燃料，但對於爐心最外圍之燃料需改用單一啜吸罩（single hood），一次僅能啜吸1束燃料。本法工期短、靈敏度適中，適合期中停機時進行。對於破損非常輕微的狀況（通常FRI低於100μCi/sec），需有後備計畫，如：事先規劃可疑的受損位置，以備萬一無法找出破損燃料時，利用真空啜吸法再行確認。

真空啜吸法將燃料束置入真空啜吸設備之啜吸罐（sipping can）內，密封後將啜吸罐頂端之水排出建立空體區（void），再將空體區抽成部分真空，藉由壓力差使分裂氣體釋出循環經過偵檢器。若燃料棒護套有損壞的狀況，其內部積存的分裂氣體在循環過程中即可被偵測器計讀得知。本法一次僅能啜吸1束燃料，相當耗時，但靈敏度甚高，適合做為其他兩種方法之後備。

綜合上述，考量靈敏度、作業時程、作業便利性及因應措施準備時間，核二廠這幾次破損燃料偵漏方法均採用爐內啜吸法。而對於破損較輕微之狀況，均備有後備方案因應。

5.後備方案

所謂「後備方案」係指萬一所採取之啜吸方法無法順利找出破損燃料時之替代措施，通常應用於破損相當輕微之狀況。1號機週期14破損相當輕微，當時於週期末大修時，採用類似燃料台車內啜吸法（ABB公司的telescope sipping）無法順利找出破損燃料。但Cs取樣結果顯示破損燃料應為退出燃料，在評估不影響下週期爐心設計下重新起動運轉。大修後於燃料貯存池採用真空啜吸法才得以順利找出破損燃料。

1號機週期17距計畫大修日期1個月前發現破損，FRI相當低。評估大修進行爐內啜吸檢查可能無法於第一時間內順利找出破損燃料，因此另選定36個位置預備進行真空啜吸。1號機週期19距計畫大修日期1個月前又發現破損，FRI亦相當低。且該週期因機組跳機而提前大修，廠家設備無法及時到廠，從停機至開始啜吸之時間拉長，燃料衰變熱大幅減低，致使啜吸檢查工作業更加不易找出破損燃料。因此，依啜吸檢查數據、應力分析、廠家建議、Cs取樣資料及再使用燃料等優先順序，選取可疑對象進行真空啜吸（圖7）。該次大修爐內啜吸檢查並未發現破損燃料，但其中有一啜吸位置所測得之廢氣讀數比其他位置平均值稍高，因此對該位置內共計8束燃料進行真空啜吸結果發現其中1束燃料受損。後備方案之重要性可見一斑。

四、破損肇因及因應措施

檢討核二廠近年發生燃料破損主要原因有二：「燃料丸表面製造缺陷引發之PCI」及「爐屑磨損」。

針對「燃料丸表面製造缺陷引發之PCI」所採取的對策如下：

(1) 燃料廠家自93年6月起改善製程，採用較嚴格燃料丸表面製造缺陷接受準則及檢驗規範，目前運送至核二廠之新燃料，均已改善。一、二號機目前爐心仍有一、兩批舊製程燃料。

(2) 核二廠廠自96年2月起升載採用最嚴格的緩慢升載策略（soft startup & operation）。包括：取消燃料預調節規範中之Pcfc值、限制ramping rate為0.12 kw/ft/hr、限制ramping時功率上升速率每值小於10%、於90%功率附近暫停升載4個小時以釋放燃料丸與護套之應力等。

(3) 儘量減少不必要的升降載，如：自96年5月起將控制棒可用性測試分為全出棒及部分抽出棒兩組，將每週需降載的測試改為每個月降載測試。另外亦檢討整合需降載測試之偵測試驗，配合更換控制棒佈局調整測試週期，均有效減少升降載次數。

(4) 更新循環水泵設備以提升海水冷卻效率，減少夏天因海水排放高溫降載次數。兩部機均已完成。

針對「爐屑磨損」所採取的對策如下：

(1) 核二廠自二號機週期21（99年3月）起所使用的新燃料，均將採用高效能的爐屑過濾底部繫板（Fuelguard debris filter），其濾除效率為90%，較舊式小孔式底部繫板之濾除效率（約50%）大幅提高。目前一號機（週期21）已有18束新燃料採用。

(2) 持續強化防止異物入侵措施，包括：建立燃料廠房3樓防止異物入侵措施、落實大修中防止異物入侵查核（專屬網頁）及研擬反應爐爐底清理策略等。其中一號機已於今年(98)大修優先進行反應爐爐底部分區域清理工作，成效良好。由於一號機週期20仍有因爐屑磨損造成之破損，防止異物入侵相關措施仍需持續加強。

五、結語

燃料一旦發現破損，其應變措施通常需依據當時之時空環境背景擬定。除了考量燃料方面相關因素外，內部系統（如：重要組件檢修）及外部系統(如：供電穩定性)等相關因素均需納入考量，而且隨著狀況演進需適時改變。雖然處理措施有一定之模式，但並非一成不變，仍應因時因地制宜，以利做出理想之決策。

六、參考資料

(1) 鍾滄賢、盧儒煌、沈四杰等，「核二廠廢氣線上核種分析技術應用在核燃料完整性監測之經驗」，台電核能月?，215期，民國89年11月。

(2) 「核二廠二號機（週期16）燃料破損啜吸檢查結果」，第二核能發電廠，民國92年12月31日。

(3) 林志保，「二號機週期十七破損燃料定位測試經驗回饋報告」第一版，民國93年8月21日。

(4) 「核二廠二號機週期十七燃料破損爐內啜吸檢查結果」，第二核能發電廠，民國93年12月22日。