壹研究動機那一天轉開電視新聞報導的無非都是日本 311 地震後福島核電廠的情形直到聽到了這段報導: 今天日本發生了 8.8 級的大地震位於福島的核電廠在下午 3 點半有一間廠房發生爆炸這震驚了許多民眾我們也不例外開始對於核電廠有種莫名的危險感一直提心吊膽著擔心台灣的核電

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黏吕任
7 years ago
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1 投稿類別:史地類篇名: 核四在人間---核能發電之優劣與對臺生活之影響作者: 方博畇國立台南一中高一 15 班葉咨賢國立台南一中高一 15 班胡育晨國立台南一中高一 15 班指導老師: 翁惠君老師 ~1~

2 壹研究動機那一天轉開電視新聞報導的無非都是日本 311 地震後福島核電廠的情形直到聽到了這段報導: 今天日本發生了 8.8 級的大地震位於福島的核電廠在下午 3 點半有一間廠房發生爆炸這震驚了許多民眾我們也不例外開始對於核電廠有種莫名的危險感一直提心吊膽著擔心台灣的核電廠如果遇到大地震下場會不會和福島一樣鬧得全縣撤離如此心結一直盤纏在我們心中直到今日真正了解它遇到這次做報告的機會對於日本 311 大地震所引發的核災問題以及為了加強國中教材略微提及之核子知識本小組在一連串的商討激辯之下擬定了研究核能相關主題之計劃之後又正逢組長以及其家長的鼎力協助先後得以與台電主管和核三南部展覽館取得聯繫而擬定訪查行程遂確立此報告之主題--核能發電之優劣與對臺生活之影響憑藉著一份熱情一份求知慾組員們對於核能發電的過程影響與近日某些核子案件之疑問(例如蘭嶼核廢料爭議事件等)展開探討為了獲得最終結果本小組團結一心立誓要掀開其秘密並完成此報告圖為核廢料儲存桶模型 ~2~

一直盤纏在我們心中直到今日真正了解它遇到這次做報告的機會對於日本 311 大地震所引發的核災問題以及為了加強國中教材略微提及之核子知識本小組在一連串的商討激辯之下擬定了研究核能相關主題之計劃

3 貳研究設備器材與方法這次的報告所用到的設備與器材如下一實地訪查工作+問卷調查工作 (一) 錄音器具 (二) 數位相機 (三) 記錄本 (四) 問卷*400 (五) 墊板筆二室內工作 (一) 電腦 (二) 應用程式: Word Excel (三) 網頁: google earth (四) 參考資料(網路書本簡章 ) 方法方面在決定主題後我們先與台灣電力公司的高階主管見面與他交談後對於台灣的發電情形先有初步的認識再來是前往核三南部展示館在裡面學習了解到台灣整個發電模式並且清楚核電廠的發電方式保護措施後續處理等在民意調查方面我們印了 400 張的問卷先後於成大校區公司台灣文學館進行問卷調查結果共計 200 張問卷完成 ~3~

方法方面在決定主題後我們先與台灣電力公司的高階主管見面與他交談後對於台灣的發電情形先有初步的認識再來是前往核三南部展示館在裡面學習了解到台灣整個發電模式

4 叁台灣目前的發電情形台灣目前的發電方式有火力核能水力風力太陽能等而目前主要的電力來源還是火力以下是台灣發電方式的比例: 自民國 73 年至民國 93 年台灣發電情形變化民國73年石油煤炭水力核能 4% 3% 18% 7% 天然氣民國93年石油煤炭水力核能天然氣 8% 1% 16% 33% 59% 51% 石油自 59% 降至 51% 煤炭自 18% 增至 33% 天然氣自 4% 增至 8% 水力發電自 3% 降至 1% 核能發電自 16% 降至 7% 民國 94 年該年能源供給量為 13,550 萬公秉油當量依個別能源占總供給之比重分析依次分別為: 石油占 51.2 最高煤及其產品占 32.0 居次天然氣(含液化)占 8.0 水力發電占 1.5 核能發電占 7.3 民國 95 年 95 年能源供給量為 13,842 萬公秉油當量依個別能源占總供給之比重分析依次分別為: 石油占 51.0 最高煤及產品占 32.0 居次天然氣含液化天然氣占 8.4 水力發電占 1.4 核能發電占 7.2 目前石油占 8.89 煤及產品占天然氣含液化天然氣占水力發電占 11 風力發電占 1% 核能發電占 12.6 民間發電占 18.88% ~4~

別能源占總供給之比重分析依次分別為: 石油占 51.2 最高煤及其產品占 32.0 居次天然氣(含液化)占 8.0 水力發電占 1.5 核能發電占 7.3 民國 95 年 95 年能源供給量為 13,842 萬公秉油當量依個別能源占總供給之比重分析依次分別為: 石油占 51.

小結論 1. 由上面資料的得知火力發電比例最高而且煤炭石油天然氣皆屬火力發電 2. 絕大部分為進口 3. 台灣本島的能源產量少除了水力發電台灣所有的能源都仰賴進口再者台灣只生產極少量的天然氣而且蘊藏以新竹苗栗一帶油層較深蘊藏量最大但目前國內自產量約只佔天然氣總需求量的十二分之一 4.

5 小結論 1. 由上面資料的得知火力發電比例最高而且煤炭石油天然氣皆屬火力發電 2. 絕大部分為進口 3. 台灣本島的能源產量少除了水力發電台灣所有的能源都仰賴進口再者台灣只生產極少量的天然氣而且蘊藏以新竹苗栗一帶油層較深蘊藏量最大但目前國內自產量約只佔天然氣總需求量的十二分之一 4. 週遭海域尚未開採雖然南海釣魚台附近蘊藏石油天然氣但是因為國際政治因素經濟海域重疊等問題一直無法正式開採肆核能發電一核能介紹 (一)發電方式核電廠是藉由核反應(核分裂)產生熱能由熱能轉為動能再變為電能其運算公式為 e=mc2 (能量=減少的質量(公克)*光速 2) 目前台灣境內核能發電廠有三座分別是核一核二核三其中核一核二廠屬於沸水式發電機(BWR) 它是由燃料棒進行核反應釋出大量熱能將水加熱成水蒸氣在使水蒸氣去推動葉片讓發電機運轉進而達到發電效果由於該機組中水是直接接觸到燃料棒(見圖 1) 而造成水具有放射性為其缺點而核三廠是屬於壓水式發電機(PWR) 有三個獨立而不相通但卻相關的系統燃料在分裂反應中所產生的熱能使反應器中的水變成高溫高壓的熱水經過密閉的管道將高壓熱水送進蒸氣產生器在回到反應爐中這為第一個部分的水循環系統 ~5~

週遭海域尚未開採雖然南海釣魚台附近蘊藏石油天然氣但是因為國際政治因素經濟海域重疊等問題一直無法正式開採肆核能發電一核能介紹 (一)發電方式核電廠是藉由核反應(核分裂)產生熱能由熱能轉為動能再變為電能其運算公式為 e=mc2

當第一個水循環系統內的高壓熱水流至蒸氣產生器就與外圍冷水產生熱交換外圍冷水變熱產生蒸氣去推動渦輪機這是第二個密閉水循環循環系統第三個水循環是吸進海水冷卻第二個循環系統所產生的蒸汽最後排回海裡 (見圖 2) 圖1 圖2 (二)防護介紹一所核電廠除了主要發電的設備外最不能忽視的即後續廢料的處理及防護措施因為這牽涉到足以毀壞地球環境的輻射問題而核電廠防輻的措施

6 當第一個水循環系統內的高壓熱水流至蒸氣產生器就與外圍冷水產生熱交換外圍冷水變熱產生蒸氣去推動渦輪機這是第二個密閉水循環循環系統第三個水循環是吸進海水冷卻第二個循環系統所產生的蒸汽最後排回海裡 (見圖 2) 圖1 圖2 (二)防護介紹一所核電廠除了主要發電的設備外最不能忽視的即後續廢料的處理及防護措施因為這牽涉到足以毀壞地球環境的輻射問題而核電廠防輻的措施那就是圍阻體如附圖所示圖中兩個圓球稱做圍阻體其內部有反應爐核三廠的圍阻體主要是由 120CM 的鋼筋混凝土再加上 0.25CM 的不鏽鋼板在主體內由 34 股的預力鋼鍵做支撐圍阻體之功能有兩個一是防止異物入侵二是防止輻射外洩防止異物入侵方面除了防止一般的生物砂石進入反應爐內更重要的是就算被飛彈炸到時厚約 120 公分的圍阻體不會讓其傷到反應爐本身而有實驗測試過圍阻體被一台波音 747 直接撞擊飛機損壞然而圍阻體毫髮無傷由此可知圍阻體之強度而防輻概念則是由圍阻體本身不易穿透的厚度以阻擋由反應器所釋放的各種輻射物質而歷史上赫赫有名的車諾比事件其大量輻射外洩即肇因於沒有圍阻體的設計概念由此可見圍阻體可說是保護核電廠及環境的重要角色二核能廠設置優點 (一) 不造成空氣污染雖然核能發電的原理跟火力發電相似但核能發電是靠著核反應(核分裂)來產生熱能進而達到發電效用不像火力發電是靠燃燒石化燃料發電的石化燃料燃燒時會排放出大量的空氣污染物質 CO2 煤灰等而可能導致溫室效應加劇 ~6~

25CM 的不鏽鋼板在主體內由 34 股的預力鋼鍵做支撐圍阻體之功能有兩個一是防止異物入侵二是防止輻射外洩防止異物入侵方面除了防止一般的生物砂石進入反應爐內更重要的是就算被飛彈炸到時厚約 120 公分的圍阻體不會讓其傷到反應爐本身而有實驗測試過圍阻體被一台波音 747 直接撞擊飛機損壞然而圍阻體毫髮無傷

7 相較之下核能發電對空氣的污染程度比起火力發電小很多 (二) 發電效能高根據右圖上半部顯示每次分裂後會有 2 到 3 個新的中子產生而這些中子也就是引發後續分裂反應的關鍵如果它們分別又引發了 2 到 3 次分裂反應則分裂反應的次數便會一直增加而且是以等比級數的速度增加即 1 次變 2 次 2 次變 4 次 4 次變 8 次 8 次變 16 次而因每次都放出巨大的能量故總量便很驚人 (三) 發電成本便宜且價格穩定由附表 1 可知核能發電成本為各類發電方式中價格最低廉的種類也沒有碳排放的問題另外核能發電的燃料成本費用及運輸成本亦較其他種類低依照比例來看一公克的燃料丸可發的電大約等於 2000 公升的石油或者 3 噸的煤所發的電如此懸殊的比例使得它的成本下降了一大截而且它不易受到國際情勢影響故發電成本較穩定附表年各類發電方式的成本比較 (元/度電) 發電方式發電成本加上碳排後成本天然氣燃油風力燃煤慣常水力核能三核電廠設置缺點 (一) 核廢料問題剛從爐心拿出的"高階"核廢料需放置在廠內之燃料池使放射性及熱量充分的衰減後移至廠內乾式貯存設施進行約 40 年左右之中期貯存最後再進行最 ~7~

2000 公升的石油或者 3 噸的煤所發的電如此懸殊的比例使得它的成本下降了一大截而且它不易受到國際情勢影響故發電成本較穩定附表 1. 2007 年各類發電方式的成本比較 (元/度電) 發電方式發電成本加上碳排後成本天然氣 4.7680 5.2380 燃油 3.7157 4.3157 風力 2.

8 終處置也就是說每一個核電廠本身至少就是低階核廢料廠(四十年) 高階核廢料廠(八十年) 而甚至可能就成為"永久"儲存廠而高階核廢料至今堆在核電廠的爐心水池裡已近滿池不知何去何從而低階核廢料則已經有二十多萬桶其中有九萬多桶放在蘭嶼 (二) 廢水問題核能發電的發電效率只有將近百分之三十而其他三分之二的熱能必須用海水來冷卻以為核能好像可以產生很多電其實有兩倍的熱能釋放到海裡而核電廠排出來的高溫廢水的可怕之處在於因為核電廠吸入海水時容易將海中的固著性生物或魚類吸入管線中電廠通常會在管線中滴放防附著的化學物質有機錫另外為了讓水淨化也加大量的氯再加上冷卻水必須經過爐心外管冷卻熱交換的過程管壁的細縫也會外露放射物質因此最後從出水口出來已經變成含氯有機錫化學物質放射核種的高溫廢水台大海洋系教授楊肇岳表示核二廠出水口排出含輻射物質的冷卻水加上原先出水口塗抹的有機劇毒(有機錫) 導致出水口海水呈黃色含海漬物還帶有揮發性有機溶劑的刺鼻惡臭這些毒物都有濃縮富集於底砂底泥的特性加上核二廠出口水導流堤設計不當毒性污染物無法藉海流擴散稀釋另外燃料池中的廢水也是一大問題其所帶的輻射量更多也更具危險性如果處理不當則後果不堪設想 (三) 土地利用問題核廢料最終需掩埋在地下若處理不當輻射外洩造成生物危害並對土壤造成汙染而無法種植作物無法住人 (四) 民眾反感 85 於核電廠附近鄉鎮及 97 貢寮的民眾認為核電廠對他們有較高健康風險不在核電廠附近地區的逾 9 成民眾也認為核電廠不利健康他們認為住在核電廠附近 30 公里內相較於住得更遠的民眾得到癌症的危險要高 2 到 6 倍更明顯的是民眾普遍不願意居住的太靠近核電廠地區認為至少要距離 90 到 100 公里才比較不危險有六成民眾希望政府要限期停止核電他們也希望替代能源比重能大幅增加到接近 50 全國約 6 成民眾反對核四運轉即使不反對核四的民眾中逾 8 成認為核電廠不利健康同樣也希望替代能源大幅增加核能安全管理上超過七成民眾認為台灣核能安全比日本差認為台電與政府的安全管理皆遠不及日本 8 成以上民眾不信任目前政府針對核電廠意外事故緊急疏散計劃 (五) 生物危害 1.珊瑚白化: 核電廠和珊瑚白化常常扯上關係珊瑚蟲在正常的代謝過程中會釋放出體內 ~8~

核二廠出水口排出含輻射物質的冷卻水加上原先出水口塗抹的有機劇毒(有機錫) 導致出水口海水呈黃色含海漬物還帶有揮發性有機溶劑的刺鼻惡臭這些毒物都有濃縮富集於底砂底泥的特性加上核二廠出口水導流堤設計不當毒性污染物無法藉海流擴散稀釋另外燃料池中的廢水也是一大問題其所帶的輻射量更多也更具危險性如果處理不當則後果不堪設想 (三) 土地利用問題核廢料最終需掩埋在地下

9 0.1%的共生藻但是珊瑚蟲在環境改變時(如過量陰影水溫升高鹽度改變過量紫外線..)會增加共生藻被排放的數量增加珊瑚豐富的色彩來自於本身的色素與共生藻類(蟲黃藻)的顏色失去共生藻後美麗的顏色也會消失便可透過透明的(或半透明)組織看到鈣質骨骼也就是所謂的白化失去共生藻的珊瑚蟲能靠捕食浮游生物維持生命但會變得非常虛弱且無法繁殖或製造鈣質骨骼也容易遭疾病纏身 2.秘雕魚花身雞魚若生長期中有連續兩個星期生長環境超過 37 度就可能發生脊椎彎曲的畸形(主因是溫度上升,導致魚體無法攝取足夠的維生素 C 和膠原蛋白中豐富的 hydroxyproline 氫基脯胺酸 ),然而只要溫度降到 32 度以下,三個月內就會恢復正常,所以這種畸形現像是種可逆(可恢復)的反應國內及日本學者也實驗證實魚卵暴露於輻射後會產出秘雕魚他們主張產生秘雕魚的主因是核電廠排放高溫廢水中的放射核種所引發的畸形而雖然目前秘雕魚的成因尚待討論但核電廠是也脫不了關係四問題探討 (一) 民眾反感自核子被開發以來用途上總難免與武器戰爭扯上一腳這或許就是民眾反核能發電的最主要因素探究一下民調數據有 51%的民眾認為核電廠是危險的另外 49%認為是有益的在有益的方面覺得是有益的原因第一名為發電效率高其次為增加電力來源在危險的方面其原因第一名為核廢料儲存問題其次為擔心輻射而有 48%的民眾認為不要加蓋核四 29%沒意見 23%認為要加蓋整體而言對於民眾為何反感的問題我們可以將其結果簡單的歸納一下 1.心理因素這大概是走過戰爭歷史的前輩才會有的問題因過去核子的開發多數用在軍事方面及至今仍有些許國家致力於開發核子武器曾一度飽受戰爭摧慘的人一聽及核能發電也就與此聯想在一塊兒當然反對的心理也就油然而生 ~9~

他們主張產生秘雕魚的主因是核電廠排放高溫廢水中的放射核種所引發的畸形而雖然目前秘雕魚的成因尚待討論但核電廠是也脫不了關係四問題探討 (一) 民眾反感自核子被開發以來用途上總難免與武器戰爭扯上一腳這或許就是民眾反核能發電的最主要因素探究一下民調數據有 51%的民眾認為核電廠是危險的另外 49%認為是有益的在有益的方面覺得是有益的原因第一名為發電效率高其次為

10 2.了解不周這是大多數民眾所共有的問題因為不了解所以很危險這樣的觀念導致眾多人只看見核能發電的缺點卻不願真正去探究核能發電益處何在自然的反對聲潮便隨禁錮的觀念洶湧著 3.事件影響正如我們探索的動機許多民眾反對的心理總是伴隨著一個偶發的事件做為後盾 (例如說日本福島核災) 但真正受事件影響的根源卻往往深受下者影響 4.媒體誤導關於一個事件的消息傳播媒體總是扮演著舉足輕重的角色民眾對於媒體的報導有時是囫圇吞棗有時卻是不信卻又不能不信因為媒體的炒作能力實在過強也因此誤導的結果總加深民眾反對的意識 (二) 防護部分自日本核災後民眾對於核能發電最感擔憂的莫過於輻射影響環境的問題甚至也有人一度懷疑連以高科技為自居的日本都難逃輻射的魔爪若台灣的核能發電廠仍持續營運哪日天災人禍降臨時豈不更加嚴重其實仔細調查日本核災的根源再與台灣核三廠的安全措施做個比較會發現核三廠的設計並不遜於日本唷以下就讓我們將其差異做個比較吧 1.日本核電廠主體距離海邊 100M 但台灣核電廠距海邊卻大於 250M 2.日本防海嘯能力不足台灣核電廠裝設了緊急用海水泵室而且有建築物保護不會直接遭受海嘯侵襲 3.日本緊要設備的後備電源不足台灣多一台氣冷式緊急柴油發電機與兩套位於海平面 35 公尺高的氣冷式氣渦輪發電機 4. 台灣的廠址與緊急柴油發電機都設在海平面 15 公尺以上 5. 日本反應爐與燃料池補水及冷卻能力不足台灣有位於 51 公尺高度容量約 10 萬噸的生水池不需電力就可以將水直接注入反應爐 6.日本面對超出設計基準事故時後勤備品與動員應變能力不足伍結論一台灣的核能發電比重次於火力發電而國內的核一核二廠使用沸水式發電核三廠為壓水式發電二核電廠優點有不造成空氣污染發電效能高發電成本便宜且價格穩定三核電廠缺點有核廢料處理問題廢水問題土地利用問題生物危害四對於核電廠民眾反感的可能因素是心理因素了解不周事件影響媒體 ~10~

哪日天災人禍降臨時豈不更加嚴重其實仔細調查日本核災的根源再與台灣核三廠的安全措施做個比較會發現核三廠的設計並不遜於日本唷以下就讓我們將其差異做個比較吧 1.日本核電廠主體距離海邊 100M 但台灣核電廠距海邊卻大於 250M 2.日本防海嘯能力不足台灣核電廠裝設了緊急用海水泵室而且有建築物保護不會直接遭受海嘯侵襲 3.

11 誤導五與日本相比台灣的防護措施多了緊急用海水泵室氣冷式緊急柴油發電機氣冷式氣渦輪發電機生水池且廠址距離海岸較日本遠所以比較起來台灣安全許多就目前來說火力發電還是占大宗但是其汙染程度也相當可觀相較之下核能乾淨許多其發電量也較大但是輻射則是另一項難題再說再生能源雖然 0 汙染但是發電效率過低無法當成主要電力來源每種發電方式都有其優缺點如何在之間取得平衡就是未來所要面對的新課題了陸資料來源網站: 核能發電原理: 維基百科: 黑暗騎士 Dark Knight's Recall - udn 部落格海洋與社會 OCEAN AND SOCIETY: O 核子: 書籍: 源[興達發電廠專輯] 第 90 期台電核能月刊第 348 期 ~11~

html 維基百科: http://zh.wikipedia.org/wiki/%e7%8f%8a%e7%91%9a%e7%a4%81 黑暗騎士 Dark Knight's Recall - udn

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