美國新核能法規研究
-飛機撞擊損害評估-
侯明亮
台電核能技術處
一、前言
民國80年12月29日,一架華航貨機以倒栽葱式墜落在核二廠附近的萬里山區,由於衝擊力道兇猛,機體深入地下數十公尺,5名機師全部罹難,由於是貨機,因此並未引起社會廣大的注意。該貨機在失事前顯然已偏離航道,且離核二廠不遠,足令台電警惕,因此公司即由主管核能安全分析部門與土木結構部門會同,評估核二廠遭受飛機撞擊的風險,評估結果大致可歸納成四點:(1)以倒栽葱式墜落之某些角度,基本上不易抵擋,但直接撞擊圍阻體或用過燃料池造成核能事故之機率甚低;(2)以犁田式衝撞(如大園空難模式),雖然以此方式衝撞,機體所過之處,人畜草木無一倖免,但碰到圍阻體就如浮蚰撼柱,毫無作用不足為慮;如撞向用過燃料池,一方面因用過燃料池夾於兩大圍阻體之間,撞到的機率低,且因燃料池在地表下甚深處,因此不易受傷害;(3)以自殺式撞擊(如911恐怖攻擊事件,世貿大樓受撞擊模式),由於圍阻體不高,目標不夠顯著,受撞的機率雖高於倒栽葱式,但仍甚低,且依美國山迪亞(Sandia)國家實驗室於80年代,以幽靈式戰鬥機遙控模擬撞擊試驗結果,對圍阻體幾乎不造成任何傷害,唯一可慮的是飛機引擎在某些特定條件下,脫離機體而直接撞擊,造成的傷害可能較重,但機率低。至於用過燃料池,由於目標太小,受撞擊的機率極低;(4)核能電廠受撞擊後引發大火,此將實質造成重大財物損失,但因核能電廠的安全設備均具有重覆、隔離、多樣化等多重深度防禦設計,因此不致造成核能安全事故。經由以上分析,核能電廠若遭受飛機撞擊,由於受撞的機率低,且除非連續以相同角度撞擊,才可能撞破結構物,造成實質核能安全問題,該分析經審查後,確認未構成安全疑慮,因此無後續措施。
事隔十年,美國發生了911恐怖攻擊事件,美國核管會(U.S.Nuclear Regulatory Commission)有鑑於核能電廠可能成為恐怖攻擊目標。因此,在該會委員會指示之下,制定新法規置於10CFR 73“核能發電保安規定”章節下,新法規規定所有運轉中核能電廠業主必須建立適當的措施,以因應任何形式造成之大火及爆炸等事故,並應考量遭受超過設計基準(Beyond Design Basis)之飛機撞擊事故。
在編擬新法規時,核管會幕僚發現有關飛機撞擊之評估,並非三言兩語就可以說得清楚,而且業界意見可能不少必須妥當處理。因此建議與10CFR 73分開處理,另成立一個新章節,置於10CFR50.54“執照審查要項”章節之下。核管會委員會審查後同意該建議,但進一步要求,除10CFR50.54之外,在10CFR52的適當章節亦應有相同的規定,以鼓勵反應器設計者在設計之初就將相關設施納入整體設計之內。據此,核管會在2007年10月正式發佈新法規草案,公開徵求公眾意見,新法規將規定核能電廠執照申請者應評估遭受大型商用飛機撞擊之影響,並依評估結果採行所需之補強措施,並須在執照申請文件中說明該等措施對避免或降低飛機撞擊之影響,以及減少依賴運轉員動作之效果。
本文旨在探討美國新法規對核一、二、三廠,以及興建中核四廠的適用性,以及將來興建新核能電廠在設計、執照申請、以及工程成本等所受影響,做一個先導性評估。此外,本文將由法規的醞釀、成形、業界意見的徵求、公眾意見的處理、以及立法程序等,多方瞭解美國民主法治體系之運作,以供同仁、先進參考。
二、美國立法經過及各方意見之處理
(一)立法經過
911事件發生在2001年,美國核管會在完成相關資訊之蒐集後,即迅速做出反應,以核管會委員會命令方式,於2002年2月25日發佈暫行補充措施(Interim Compensatory Measures, ICM)命令方式,規定所有運轉中之核能電廠均須建立足以因應由任何原因導致核能電廠大火及爆炸之緩和策略,其中特別提及超過設計基準之飛機撞擊事件。至2006年4月,第一份為因應911事件之立法草案,由該會核能電廠保安部門提出,基本上是將前述2002年的暫行補充措施命令予以法制化,將在聯邦法規10CFR73中,成為正式的法規規定。
在研擬前述核能電廠新保安法規時,美國核管會內部評估,有關因飛機撞擊核能電廠造成事故之評估工作,其複雜度頗高,且各界意見反應,尤其是執行方面的問題,有必要事先瞭解、妥善評估與採納。因此建議,將此部分自10CFR 73移出,並在10CFR50.54“執照審查要項”成立新的章節,以作為新保安法規的一個追加規定;該立法草案定案版已在今年七月正式提出,新法規發佈生效後將對現有運轉中及將來新建核能電廠一體適用。除了因應大火及爆炸事故的防制策略之外,也將規定新建核能電廠,必須在設計之初就要先行評估並將足以避免或緩和飛機撞擊事故所須之額外設施預先納入整體設計之中。
核管會委員會在綜合各項新法規制定案後,不完全同意幕僚所做前述建議之處理方式,主要係因核管會委員會認為應鼓勵核能電廠的設計者在設計之初就要及時將因應飛機撞擊所需設施納入,進而指示幕僚,應在10CFR 52另立新章節。據此,核管會在2007年10月3日完成法規草案的研擬,並由聯邦註冊署(Federal Register, FR)以72FR56287編號正式公告徵求大眾意見。
新法規草案規定,核能執照申請者應評估其核能電廠遭受大型商用飛機撞擊之影響,並依據該評估結果,提出所須用到的設備(包括新增設備)、說明各項設備之功能、說明如何避免或緩和事故之策略、以及如何能減少倚賴運轉員之操作。
(二)與業界的先期溝通
在準備立法草案的同時,核管會幕僚主動與曾獲得設計驗證(Design Certification)或正進行設計驗證的各個反應器系統供應廠家溝通,其中包括西屋公司(W)、奇異-日立核能公司(GEH)、三菱重工(MHI),以及Areva核能公司,核管會並提供該會所蒐集整理以供進行飛機撞擊評估之保安等級資料庫(Safeguards Information Guidance Document, SGI)以便各公司可先進行評估。事實上,核管會內部已先自行針對GEH、W、及Areva的設計做過評估,並將評估結果與各該等公司討論過;同時該會也剛完成MHI進步型壓水式反應器系統之評估,將於近期安排與MHI討論。
除了各反應器系統供應廠家外,核管會亦於2008年4月間與南德州核能公司(STPNOC),就核管會對ABWR所做的評估結果與該公司討論,由於STPNOC正計畫興建兩部ABWR機組,該公司也表示有意先自行評估飛機撞擊之影響,因此核管會也提供一份保安等級資料庫(SGI)供該公司使用。
此外,核管會幕僚亦於2007年11月向反應器諮詢委員會(ACRS)報告該會內部對ABWR、AP1000及ESBWR所做的評估結果。
做為美國核能工業界喉舌的核能協會(Nuclear Energy Institute, NEI),核管會也與主動溝通,並將依該協會建議,於新法規公佈後,另行制訂一份供各界因應新法規之法規指引(Regulatory Guide, RG),該指引將提出一個可行的方法供業界參用,只要遵循該建議之評估方法,即可符合新法規精神,亦得為核管會接受。
(三)公眾意見的徵求及處理
在討論本節之前,有必要先討論一下美國的法規制定程序(Rulemaking Process),根據美國聯邦行政程序法摘要,法規的制定程序可歸納為六個主要的步驟:
Ι.立法草案預告:由聯邦各行政單位公布,將準備起草法規的摘要先行通告週知,尤其是可能受新法規影響到的團體,應個別通知,並聽取各團體的初步意見,因此,此階段也稱為立法協商期。
Ⅱ.法規草案(Proposed Rule)公告:由聯邦各行政單位草擬實際法規內容及各項說明,由單位首長簽署後在聯邦註冊署(Federal Register)公布。
Ⅲ.公眾意見徵求:一旦在聯邦註冊署公布之後,每一立法草案皆應訂定一個徵求公眾意見的期限,有意見者均須以書面方式於期限內提出,每一個意見都會被受理並予以個別答覆,公眾意見徵求期限之訂定,視該法案複雜程度而定,通常是30天至180天。
Ⅳ.法規定案版(Final Rule)公告:通常法規草案,經納入公眾意見後,經過少量修改即成為定案版,經由單位首長簽署後,由聯邦註冊署公布並登錄在聯邦法規彙編中(Code of Federal Regulation)。在此階段,主辦單位應將公眾意見及其完整答覆附上並一併公布;此外,在草案階段所做的各項說明也應予以適度的更新。但若因公眾意見或其他原因致使法規草案必須做大幅度之修改,或加入了新的議題,主辦單位就有需要草擬第二版的法規草案,並須重新徵求公眾意見。
Ⅴ.法院審理:有時,或因新法規與其他單位法規有牴觸,或因主辦單位處理公眾意見時引起爭議,而必須訴諸司法救濟,這時,受理法院會另請獨立專家針對該法案再審慎評估後由法院進行適當的裁處。
Ⅵ.生效日期:法規完成立法程序之後,通常會在公布日之後有一段緩衝期或稱適應期,才正式發生效力,有些法規甚至允許在公布之後數年之久才生效,以利民眾有妥當之調適,美國核管會的法規緩衝期通常為30天。
本法規草案版在2007年10月3日公布,並開始徵求公眾意見,至12月17日截止,為期75天。核管會總共收到32封來自各界代表的意見函,總共四百餘項意見,期間核管會曾多次召開會議與各界公開討論意見之處理。
在這些意見中,有31個提意見者贊同核能電廠應做遭受飛機撞擊評估,只有1個反對,其中沒有1個提意見者完全認同法規草案,或多或少都有些修正意見,這些意見的處理及答覆經核管會整理後,設立一個專章,隨同法規定案版將由聯邦註冊署一併公布。檢視這些意見及其處理情形,核管會事實上有超過半數接受了提意見者的看法,並修訂了法規的內容,只有少數未被接受,但核管會均有答覆,並說明該會不接受意見的理由。比較重要的意見可以歸納為下列五項,事實上,沒有一項是胡亂提出來的,核管會對每一項意見也都沒有隨便答的,可以說精彩紛陳,限於篇幅只好割愛了。茲將所歸納的五項意見摘要介紹如下:
1.評估結果的可接受標準:核管會原訂的可接受標準係比照設計基準事故(DBA),規定不可超過10CFR100”Siting Criteria”所訂的輻射外釋劑量限值,有三個團體提出反對意見,其中美國核能協會(NEI)建議採用證明以下兩項功能之導向來訂定可接受標準:
(1)證明核反應器冷卻功能或圍阻體完整性可維持。
(2)證明用過燃料池冷卻功能或用過燃料池完整性可維 持。
核管會考慮之後,基於核能電廠遭受飛機撞擊已屬超過設計基準事故(Beyond Design Basis Events),若要遵照10CFR100限值,必須使用有別於設計基準事故的保守分析方法,執行上確有困難,因此基本上接受了NEI的意見並修改了法規草案。
2.新法規的適用範圍:有許多提意見者均對此點提出意見,有些團體主張,不只新建核能電廠,所有運轉中核能電廠皆應遵行,但意見相當分歧。核管會綜合各方意見後,對法規草案做了兩個顯著的修改:
(1)新建核能電廠以10CFR50或10CFR52兩套不同執 照審查作業程序提出申請者,均必須符合新法規;但若提出運轉執照申請者,倘其建廠執照頒發日期在本法規生效日之前者,可不必適用新法規(註:準此,核四工程即不必適用此新法規)。核管會解釋其考量係著眼於,若已擁有建廠執照者,其設計恐已大體完成,且部分可能已施工,適用新法規對業主將造成過大之干擾。
(2)法規草案規定10CFR52附錄A至D所指四個已獲設計認證者,均必須符合新法規;核管會同意多數提意見者的看法,改為當這四個已獲設計認證者,若被採用於合併執照(Combined License)申請時,才適用此新法規。但若該標準設計在獲得認證後15年內未被採用,則依10CFR52.55其效期15年屆滿後,必須重新提出申請,這時,該設計就必須符合新法規才可能再獲新的設計認證。
3.新法規的適當安插位址:法規草案原依核管會委員會指示,以新的條款方式放置於10CFR52之下,核管會認同業者意見,將它移到10CFR50之下,另成立新條款10CFR50.150安置。主要原因是新法規制定時雖預期執照申請者較可能採用已驗證過的標準設計提出合併執照申請,但也不應排除業主以舊有的方式,依據10CFR50所定執照審核程序,以兩階段方式分別提出建廠及運轉執照申請。核管會認同這種看法,因此將新法規置於10CFR50之下,因為10CFR50對兩種執照申請程序皆適用,而10CFR52則僅適用於採用標準設計的合併執照申請程序。
4.執照申請文件應如何妥當反應以符合新法規:除NEI,也有許多業界代表對本項提出意見,多數認為,執照申請者宜簡要說明其符合情形即可,以免在個別的執照審查過程中衍生枝節造成困擾。因此在定案版中,核管會做了適度的修改,個別的執照申請者僅需在安全分析報告中說明如何符合新法規(如下節5. (1)、①及②),不必附上飛機撞擊評估報告。至於申請設計驗證者,則應依據其飛機撞擊評估結果,詳述所須用到的各項設計及其功能,並說明所列之各項設計及其功能如何能符合新法規的各項規定。
5.用詞用語的斟酌:為預防日後新法規施行時產生困擾,業界對新法規的用語,尤其是關鍵字的使用相當審慎,因此提出許多意見,以下舉其中二個例子來彰顯美國核能界人士的細心與用心。
(1)有關評估(Evaluation)一詞的使用,在草案中原訂”依據個別設計所做的飛機撞擊評估結果,申請執照者應說明及”評估”(Evaluation)其設計、設計功能,以及所採取之策略(Strategies)足以避免或緩和飛機撞擊之影響”。由於草案中”評估” 一詞用了很多,而且意義都略有不同。為免將來執行中造成混淆,因此核管會同意,在定案版改為較明確的規定:”申請執照者應提出:①飛機撞擊影響評估中所指出之設計及其功能之描述,②說明設計及其功能,在遭受飛機撞擊後,如何可以避免或緩和事故之影響,並可實質減輕對運轉員操作之依賴。”。
(2)有關策略(Strategies)一詞的使用:如前(1)所引述,在草案中使用了”策略”這個關鍵字,仔細推敲策略這一詞的涵意,不論用在何處皆隱涵有人的作為之意,與新法規的本意顯然有所衝突,新法規的本意是要以設計的補強與改善,來降低對運轉員操作之依賴。因此在定案版,核管會將“策略”(Strategies)這一詞刪除。簡言之,將來執照申請者,在其申請文件中只須說明兩件事:所須用到的設計之描述,及說明該等設計之功能如何確保可以發揮,而不必著墨於“策略”了。
三、新法規重點
(一)新法規的目的
新法規立法的目的在規範新建核能電廠,必須在設計之初就要先做一個嚴謹的評估,並依評估結果確認電廠在遭受飛機撞擊時,可用以避免或減輕事故後果,以及可有助於減少對運轉員操作依賴之設計及其設計功能。核管會希能透過新法規的頒行,使新建核能電廠更有能力抵擋飛機之撞擊。
(二)新法規適用對象
新法規的適用對象可以概分為七類:
1.新建廠執照的申請者。
2.引用已擁有的建廠執照而提出新運轉執照的申請者。但若其建廠執照頒發日期於本法規生效日期之前者,則可不必適用新法規(註:核四工程即屬此類)。
3.新標準設計驗證(Design Certifications)的申請者。
4.新標準設計許可(Design Approvals)的申請者。
5.合併執照(Combined Licenses)的申請者。
6.製造許可執照的申請者。
7.在10CFR52附錄A至D所列四組已獲設計驗證者,而且該標準設計已被引用於合併執照申請時。
以上7類執照申請者依據新法規,必須執行下列三項工作:
(1)評估其所指核能設施遭受大型商用飛機撞擊之影響。
(2)確認並指出其設計及功能如何能避免或緩和飛機撞擊之影響,這些功能應包括爐心冷卻能力、圍阻體完整性、用過燃料池冷卻能力,以及用過燃料池完整性。
(3)說明其設計功能如何可以減少對運轉員操作之依賴。
(三)法規對運轉中電廠的規定
檢視現行法規及正進行立法程序中的新保安法規,核管會認為現有電廠即足以保障公眾安全及健康。自從2001年9月11日事件之後,核管會已進行了一系列的評估與研究,包括評估運轉中核能電廠受到飛機撞擊的可能潛在弱點,並發佈了多項規定及指引,要求各核能電廠先執行一些緩和事故之策略。核管會所做的早期評估包括:結構之破壞機制、受衝撞及振動之效應、以及大型火災之效應等。核管會表示,各核能電廠現階段只要確實符合2002年2月25日該會所頒暫行補充措施(ICM),即可有效緩和上述現象。
除了上述ICM外,美國核管會現正進行10CFR50.54修法的立法程序中,該修法案旨在規定各核能電廠,在遭受大火或爆炸事件而失去廣大面積時之因應措施,以期緩和此類事故之後果,此法案生效後將適用所有核能電廠,並包括將來新建核能電廠。此外,美國核管會已頒布設計基準威脅(Design Basis Threat, DBT)之修訂版10CFR73.1,新增法規對放射物遭受劫奪或破壞有新增規定,並要求提升核能電廠保安措施。因新版法規將遭受飛機故意之攻擊視為超過設計基準威脅(Beyond Design Basis Threat),現有三個團體有意見,因此向法院提請訴願中,預期尚須些時日才能完成立法程序。
基於以上討論,核管會確信現有核能電廠遵照上述法規確實執行之後,即使在遭受飛機撞擊,已不致對公眾安全及健康造成威脅,由於本項新法規著重於設計之初就納入考量,以求彰顯效果,因此決定不適用於現行運轉中核能電廠。
(四)新法規對已獲核准之標準設計驗證及合併執照引用驗證過之標準設計者的規定
業界咸認為,依本法規原意,新核能電廠的設計或建造若發生在本法規生效日之後,就必須遵循本法規各項規定,因此四組已驗證過的標準設計均應先確定可以符合新法規的各項規定,此舉可簡化合併執照之申請程序,減輕業主負擔。但核管會考慮後,認為四組標準設計有的可能不會被採用,也就是說,至少不會在美國興建,若要求其符合新法規並無此必要。因此核管會決定,若四組已核准的標準設計被合併執照申請者採用時,才必須符合新法規;此外,依據10CFR52.55規定,已核准的標準設計,在15年效期屆滿後,若欲申請更新其設計驗證許可,則必須符合新法規。
至於將來業者欲更新各項執照時,譬如:依據10CFR54更新運轉執照,或依據10CFR52.107更新合併執照,依據新法規所做的飛機撞擊評估是否也需要更新?核管會認為該評估非屬老化相關事件,因此與執照更新無關。
(五)新法規對新建核能電廠的規定
1.屬於設計者的責任
依據新法規規定,新建核能電廠必須如前第(二)項’’適用對象’’所述,加做三項工作。新法規的基本精神在於,規定未來的新建核能電廠,必須要能以其設計及設計功能,來避免或緩和遭受飛機撞擊的影響,並可藉由設計來減少或解除運轉員操作之需要;由於這些考量,因此如能在設計之初就納入,其效果才會顯著,核管會因此認為,新法規是針對電廠的設計者(Plant Designers)而做的。
雖然新法規要求必須藉由設計來減少或解除運轉員操作之需要,但核管會並不期望只靠設計就足以避免或減輕這種超過設計基準的大事故,如果硬性規定要這麼做,其代價肯定會太大;核管會的目的是要設計者,在各種不同的考量下,審慎選擇一個足夠確保安全的折衷方案。
2.超過設計基準之飛機撞擊事故一般說明
911事件之後,核管會曾以現有最新之技術,選了幾個核能電廠,評估該等電廠遭受飛機撞擊之影響,在評估中,核管會也曾做了相當深入且廣泛的研究,以期發掘核能電廠在遭受大型商用飛機故意撞擊下所有可能的弱點所在;在此期間,核管會也曾請幾個國家實驗室協助,從事結構及大型火災之深入分析。
這項評估工作係以超過設計基準事故的方式為之,所謂大型商用飛機係以美國國內使用之長途客機並以一般加油慣例做為評估標準,至於撞擊角度及速度,則須視駕駛員熟練程度及飛機飛行高度有所不同,因此駕駛員分為有經驗及無經驗兩類,至於飛行高度則因核能電廠皆不高,因此均以低空飛行做為評估標準。
除了這些一般性質外,核管會也蒐集了一些有關大型商用飛機之保安等級資料,彙編成一資料庫(SGI),電廠的設計者需用時可以提出申請,經核管會評估確有需要,即可提供使用,SGI屬機密性資料,為免恐怖份子盜用,因此核管會不會公開發佈。為讓業界在尚未取得資料前先行瞭解,核管會對此資料做了一些說明,摘要如下:
(1) 911恐怖攻擊被劫之飛機
核管會詳細審查了911事件中飛機撞擊世貿大廈及五角大廈所獲之資料,核管會曾用此資料覆查了之前對運轉中核能電廠的各項評估結果,並用於此次新法規制定之依據。
(2)與美國聯邦各機構之溝通
自從911事件後,核管會與國土保安部、國防部及其他機構有更緊密合作,一方面從而瞭解恐怖威脅之新動向,同時提出核管會的各項研究結果給各部門參用。
(3)與外國政府之溝通
核管會持續與各擁有或可能興建核能電廠各國家之核管機構交換信息,以瞭解各國做法,並提供核管會的研究結果及各項計畫,以供各國參用。
(4)評估各種商用飛機
核管會已完成美國國內飛航中商用飛機的型式、數量及其設計特性等資料的蒐集、整理。
3.飛機撞擊評估
由於遭受飛機撞擊屬超過設計基準之事故,所以評估方法及可接受條件,均應基於實際的(Realistic)假設為之,所應評估的項目及方向如下:
(1)撞擊飛機之特性
評估中應以目前美國使用中之大型、長途、商用飛機為對象,至於詳細的評估用參數,請查保安等級資料庫(SGI)。
(2)應評估之電廠特性
包括設計功能、結構物、系統、組件及其所在之位置;核能電廠的關鍵性功能有爐心冷卻能力、圍阻體完整性、用過燃料池冷卻能力,以及用過燃料池完整性等四項。要確保這些功能的完整性,必須考慮的不只是這些功能的關鍵組件,亦應注意發揮該等功能所需之電力供應、電纜鋪設途徑及其他必須用到的設備,並應考慮包括該等設備所在之結構物是否會遭受波及;此外,在評估時,除安全等級設備外,其他可用之非安全等級設備亦均可考慮。
(3)損害機制(Mechanisms)
評估中應包括結構物之反應模式、衝擊(Shock)及震動(Vibration)效應,以及大火之延燒模式等。結構物評估時,局部作用及全體(Global)作用亦均應考慮,並應考慮大火對結構物造成之熱效應。
(4)緊急應變及策略之考慮
進行評估時,可行的運轉員反應及合理的動作,仍可列入考慮,而不必僅要求由設計及設備來達成避免或減輕事故的目標。
飛機撞擊評估完成後,該報告並不須陳送核管會審查,但該報告及其相關之佐證資料均應妥善保存,以供核管會稽查之用。至於那些資訊應放入安全分析報告書(FSAR或PSAR)供核管會審查?依本法規定案版所述,應包括:①由評估結果,明確指出核能電廠為因應旨述事故所應具備之設計及其功能,②說明這些設備及功能如何能避免或減輕事故的後果,以及③說明這些設備及功能如何可減輕事故後對運轉員操作之依賴。至於詳細程度,應與嚴重核子事故,或超出設計基準事故之說明相當。如果審查過程中,核管會發現申請者所提資料不完整或不夠充實,核管會將派員稽查其評估報告;核管會所要求的是一份嚴謹的評估,若稽查結果判定它無法合理評估飛機撞擊所應有的設計及功能需求,核管會將認定,該執照申請者違反了本項新法規。
4.抵擋飛機撞擊所需之設計及其功能
完成飛機撞擊評估之後,新核能電廠的設計者應指出並說明,那些設計及其功能可用於避免或減輕飛機撞擊所造成之後果,並可減少對運轉員之依賴。
電廠用於包容上述功能所需設備之結構物,在遭受飛機撞擊後應不致全毀,而且飛機組件及噴射油料也不應進入結構物內。如果分析結果顯示,飛機組件及噴射油料會進入結構物內或損傷設備,則結構物及其佈設必須重新評估,以確保爐心冷卻能力、圍阻體完整性、用過燃料池冷卻,及用過燃料池完整性等四項關鍵性功能。換句話說,即使在飛機組件及噴射油料進入結構物內之後,不論是因結構之負荷、震動、衝擊及大火所造成之內部損傷,其可用之設備必須仍能確保關鍵性安全功能之維持。
核管會在2002年2月25日針對所有運轉中核能電廠所發布之暫行補充措施命令(ICM),規定了核能電廠在遭受大火及爆炸造成喪失大面積事故之緩和措施,該命令中,允許依賴一些運轉員的操作,譬如運轉員可以重新整頓(Realignment)系統以確保在喪失大面積事故下,反應器爐心冷卻可繼續維持。對於新電廠,由於尚未建造,核管會認為,應將可行之改善設計及時納入,以減少對運轉員操作之依賴。
在草擬新法規期間,核管會內部已做了相當廣泛的推演,預期不致造成核能工業界太多困擾,所需費用也在可控制範圍。核管會認為核能電廠原本就相當強韌,現有結構物之設計,已可抵擋龍捲風、颶風、地震、淹水及其他嚴酷之天然與人為災害。而且系統的安全設備亦考量了重覆性、多樣性;因此,如果有一設備故障,另一設備或系統立即可以取代其功能。據核管會內部的評估推演,核能電廠至少有下列特性,可以在抵擋飛機撞擊時,發揮優異的效果:
(1)高度強化的混凝土牆。
(2)關鍵性系統、組件及結構物具有重覆性及空間分隔性。
(3)電源供應具多樣化設計。
(4)內部結構物之隔間牆及特殊設計門可耐高壓。
5.安全分析報告書所應提供之資訊內容
用於避免或減輕飛機撞擊影響之設計或功能,應在安全分析報告書(PSAR及/或FSAR)第19章”嚴重核事故”內說明。所謂設計,應包括:
(1)結構物或設備在飛機撞擊評估之前已存在者(譬如,某一原有之牆壁經分析後,確認其強度夠用。)。
(2)結構物或設備經過強化或改善以因應飛機撞擊者(譬如,原有牆壁業經強化處理過。)。
(3)結構物或設備係針對飛機撞擊事故而新增設者(譬如,建造了一面新的牆壁。)。
至於這些結構物或設備,為因應飛機撞擊所做的設計變更,應依據何種法規執行,則應視該結構物或設備之原有功能分類而定。如果某一結構物或設備單純為符合此項新法規而增設,則符合新法規的各項規定即可;但若原屬安全相關設備或結構物,被考慮用在抵擋飛機撞擊事故時,除應符合新法規的各項規定外,仍應繼續接受10CFR50App.B”核能電廠及燃料再處理廠品質保證準則”及10CFR21”缺陷及不符合報告”,以及其他法規之相關規定。
四、展望
本項新法規定案版已由美國核管會幕僚擬妥,預期短時間內即可獲該會委員會批准,並由美國聯邦註冊署頒行,除了新法規的發行,核管會亦已承諾將頒行法規指引(Regulatory Guide),以利遵行。據該會官方說法,法規指引將與新法規同步頒行,因此也應在短期內可以同時看到。
過去本公司進行各核能電廠安全評估時,若考慮遭受飛機撞擊事故時,雖知核能電廠遭此事故之機率甚低,且已可符合美核管會所訂的標準審核計畫書(Standard Review Plan)之可接受標準,但由於並未確切掌握飛機之結構設計資料,因此心裡仍有些掛慮。而且世界上有許多國家,在設計核能電廠時已考慮了飛機撞擊事故,即使本世紀新推出的歐洲壓水式反應器標準設計(European Pressurized Water Reactor, EPR),也強調其具備抵擋飛機撞擊的能力。
自從911事件以來,美國核管會瞭解,若加上故意攻擊,則核能電廠遭受飛機撞擊的機率就要重新考慮了。因此將規定現有核能電廠及新建核能電廠,均應考慮在飛機撞擊時,如何可將災害減至最低。此舉,無意間將核能發電安全的一個可能的潛在問題一併給予解決了。
至於新法規的頒行會不會對開發新核能電廠的業主造成負擔?此點美國核管會的一個獨立組織-核反應器安全諮詢委員會(Advisory Committee on Reactor Safety, ACRS),也曾有相同的疑問,但在聽取核管會幕僚簡報後,ACRS於今年7月18日致函核管會主席,即建議批准本法規之頒行,其理由有二:
(1)核管會在草擬新法規時,已充分與業界連繫,而且已先對四組新型反應器之標準化設計:AP1000、ABWR、ESBWR及EPR,做了飛機撞擊影響評估,刻正進行US-APWR的評估,確信符合新法規所需負擔都在可控制範圍。
(2)對於核能電廠遭受大型商用飛機撞擊事故,新法規係以超過設計基準事件(Beyond Design Basis Event)處理,因此設計上具有彈性。
除了本文所談的新法規外,美國核管會另外有一件新法規正制定中,也與抵擋飛機撞擊有關,即前面所提的10CFR50.54(hh)新法規制定案,它的主要目的在將2002年2月25日核管會委員會所頒發用以因應911恐怖攻擊事件的暫行補充措施命令,予以法制化。目前也在定案版的核准階段,有機會將再做一廣泛的研究,在此先將其要點說明一下。
10CFR50.54(hh)頒行後,將對現有運轉中核能電廠及新建核能電廠均適用,現有核能電廠均已遵照2002年的暫行補充措施命令,編寫並實施各項因應飛機撞擊事故所需作業規程,應已符合即將頒發之新法規-10CFR50.54(hh)。至於新建核能電廠的執照申請者,亦須比照現有電廠,發展並實施各項作業規程,以因應核能電廠因爆炸或大火造成廣大面積失去功能之事故,並不局限於飛機撞擊事故。
新建核能電廠的執照申請者,必須符合本文所闡述的新法規及10CFR50.54(hh),新法規著重於加強未來核能電廠的設計,以抵擋大型商用飛機撞擊,同時應減少對運轉人員操作之依賴;10CFR50.54(hh),則著重在確保核能電廠,透過運轉員之妥當操作,執行有效的緩和措施,以因應大火及爆炸事故(包括遭受大型商用飛機撞擊事故);核管會認為兩項新法規在涵蓋範圍及目標上,具有互補作用。
在核管會公布新法規定案版後近一個月來,各界對此新法規除了兩機構外,多表贊同。有不同意見的兩個機構,其一是憂慮的科學家聯合會(Union of Concerned Scientists, UCS),認為新法規沒有統一規定一個特定的新設備來加強防衛以抵擋飛機撞擊,而且將飛機撞擊事故視為超過設計基準事故,皆有所不妥。另一個是美國國會能源自主及地球暖化小組(Select Committee on Energy Independence and Global Warming),該小組主席民主黨麻州眾議員艾德華馬侃(Edward Markey)表示,新法規未直接規定新核能電廠必須設計可以抵擋大型商用飛機的撞擊,是個缺點,他將在國會促成一個法案做此規定,民主黨紐約州參議員希拉蕊柯林頓(Hillary Clinton)也認同馬侃的看法。
由於反對聲音尚屬和緩,且沒有訴諸法院裁決之意向,預期新法規近期即可通過核管會批准,並正式由聯邦註冊署發布施行。
本文將新建核能電廠必須進行嚴謹的飛機撞擊評估之新法規,從法規制定之背景、立法草案研擬之過程、立法草案的公告程序、公眾意見的徵求及處理,以及法規定案版的確定過程等,做了一個完整的摘要,其間所蒐集的資料超過七百頁,本文將它們濃縮了三十多倍,並以儘可能通俗輕鬆的方式予以平鋪直敘,希望讓同仁閱讀此一法規解讀文章,不會覺得索然無味,進而產生興趣,升起進一步追尋全貌的動力;事實上,在立法過程中,有許多精采的片斷,涉及的領域甚廣,包括科學、工程、法律、語文,甚至是邏輯演繹等層出不窮,有興趣追尋的同仁,必不會失望的;同仁只要懇切追尋參兩個例子,就可以對核能安全理論的心髓有不同的認識;同時可以發現,在每一個立法過程中,總有那麼多人投入那麼多的心力參與討論,只為了要讓法規更完整和週延,從而建立守法的習慣與文化,其實這才是編寫本文的目的。
五、參考資料
1. 73FR19443, Final Consideration of Aircraft Impact for New Nuclear Power Reactor Designs, SECY-08-0152, USNRC, October15, 2008。
2. Nuclear Energy Practice, Winston & Strawn, August, 2008。
3. Inside NRC, Vol. 30, No.22, October27, 2008.
4. 71 FR 62664, Proposed Rulemaking-Power Reactor Security, SECY-06-0244, USNRC, October26,2006。
5. 72 FR56287,Proposed Rulemaking- Consideration of Aircraft Impact for New Nuclear Power Reactor Designs, SECY-07-0178, USNRC, October3, 2007。
6. SECY-06-0204, Proposed Rulemaking- Security Assessment Requirements for New Nuclear Power Reactor Designs, USNRC,September28,2006。
7. SECY-08-0099, Final Rulemaking- Power Reactor Security Requirements, USNRC, July 9,2008。