《核彈MIT》被遺忘的TRR | 環境資訊中心

《核彈MIT》被遺忘的TRR

2015年07月26日
作者:賀立維
輻射警告標誌。圖片來源:pixabay。CC0

雖然核武計畫功虧一簣,但當初為了製造核武所建造的「台灣研究用重水式核子反應爐」(Taiwan Reserrch Reactor,TRR),從1972年1月達到臨界運轉,直到1988年1月張憲義叛逃、被迫停爐為止,總共運轉了16年。在這16年間,由反應爐煙囪連續排出來的輻射性氣體,與製造出來的699支可以提煉核武原料鈽 239 的高階核廢料,核研究做過哪些保護措施?對附近環境造成什麼影響?這些都是我們應該要關切的。

早年基於國防保密,這些事都被掩蓋住了,但如今台灣民主化了,政黨輪替也兩回了,這些事無關藍綠,而是跟國人的健康有關,應該要被公開討論、公開面對,找出最安全的措施,以免持續傷害全民健康。

汙染

先來談反應爐運轉期間所造成的後遺症。在它運轉的16年間,由煙囪排出的輻射性物質,隨著季節性的風向,飄落在附近的環境中。依據核研所保健物理組的偵測,發現在核研所與中科院附近蒐集到環境水中的氚活性,一直有逐年升高的趨勢。核研所的分析則顯示,其原因有兩個:一是來自反應爐煙囪排氣所含的HTO,另一個可能是反應爐運轉所產生的廢水中的氚所造成。

HTO指的就是重水,它會隨著大氣飄散到下風處,再經由雨水沖刷,進入地下水層。中科院附近的風向,每年約有一半時間是吹向崁頂、十一份及逸園一帶。而逸園就是我住了十多年的社區,也就是反應爐下風處約3公里的地方,當時我與許多同事都在此購屋定居!

而反應爐運轉所產生的廢水,其中的輻射核種雖經過某些特殊的處理,能將輻射物質過濾掉。但由於重水的化學性質與一般的水幾乎相同,所以很難與水分離,只好加以稀釋後再往外排放,而排放口就對著大漢溪。這也是為什麼在核研所鄰近的三坑仔與崁頂地區取樣站所採集到的水樣,會發現氚的活性有異常現象。

無論是煙囪還是廢水所排出的氚,都會對附近環境造成一定的影響。1987年8月,環境水樣中對氚活性的計測結果,發現距離反應爐1.5公里的崁頂,氚的活度大約是400 pCi/L,表示每公升的水中含有400微微居禮。一般正常的水中,氚的活度大約是80 pCi/L,也就是說,測出來的值是正常值的5倍。

距離反應爐2公里的員樹林,也就是我的母校中正理工學院所在地附近,所量到的數值是123 pCi/L,為正常值的1.5倍。我曾經住過的逸園是134 pCi/L,是正常值的1.7倍。50公里外的台北地區則是80 pCi/L,與正常值相符。但對於這些異常數值所代表的警訊,政府幾乎不聞不問。

而在核研所附近,緊臨大漢溪邊,由石門水庫的原水引水道所取得的水樣,大約是正常值的1.7倍。比較嚴重的是,1公里外的三坑仔民宅,測到的數值竟然高達1907 pCi/L,是正常值的23.8倍之多!也不知道政府究竟有沒有對這一帶的居民做過健康檢查、追蹤與醫療照顧?

氚的貝他(β)衰變會釋放出高速的電子,雖然不會穿透人體,但如果吸入或飲用到含有氚的水,就會對人體造成傷害。由於其生物學上的活性會被人體細胞用於細胞代謝,造成直接的體內曝照,因而嚴重危害人體健康。氚的半衰期約12年半,反應爐停爐至今二十多年,也只經過了兩個半衰期。一般輻射核種若要達到對人類或環境安全的程度,大約需要10至20個半衰期,所以,對核研所附近的居民來說,氚的汙染,還需要100年以上才能達到真正安全的程度。

高階核廢料

另一種汙染是更為嚴重的核廢料,也就是當初執政當局對它寄予厚望,準備要用來生產核武的使用過的燃料棒,這批核廢料沒能製成核武器,卻很可能會毒害桃園地區的土地和居民。

自從張憲義叛逃後,核研所於1988年10月歸建原能會。歸建後,研發宗旨改以原子能「和平用途」為主,承包台電的工程當然就成了核研所最熱衷的工作之一,但也因為「球員兼裁判」而屢遭詬病。連帶的,還有誰會去關心當初國家辛苦培養出來的核工人才?或者出面來處理這些反應爐燃燒後留下來的高階核廢料?一來吃力不討好,二來是這種高輻射線的物質若處裡不當,極可能發生危險,尤其是氫爆,會讓工作人員遭受輻射汙染,而傷害健康,甚至危及生命。

這些高階核廢料還含有各式各樣可怕的輻射物質,例如銫 137、鍶 90 等等,它們的半衰期都在數十年以上,像是銫 137 的半衰期為30年,如今二十多年過去了,但它的毒性還衰減不到一半。而最可怕的是當初主要的生產目標鈽 239,它的半衰期長達2萬4000多年,至今的輻射衰減程度,簡直是微不足道!

這批核燃料的護套是用鋁合金製成的,與一般核電廠所使用的鋯合金相比,顯然相當脆弱。由於沒有商業或學術價值,對於這些鋁合金護套的特性,沒什麼人有興趣去研究它。當初核研所只專注於能產生多少鈽 239 的同位素、如何將它們提煉出來、如何製成核子武器,另外,還要忙著跟老美玩「貓捉老鼠」諜對諜的遊戲,實在也無餘力或興趣去管數十年、數萬年後這些東西該怎麼辦。

不過,該來的還是要來,該面對的還是要面對,就在張憲義叛逃後,美方要求核研所將這些燃料棒運回美國。乍聽之下,這不是一件求之不得的事情嗎?當全世界都為核廢料傷透腦筋的時候,美國居然會主動要我們將這批核廢料交給他們。事實上,美國是為了避免這些燃料棒留在台灣,讓台灣當局再蠢蠢欲動,想打這些含有鈽 239 成分的燃料棒的主意。

7次氫爆

這項將使用過的燃料棒運回美國的計畫稱為「宏全計畫」。

反應爐先後燒出了699支的高階核廢料,當時就放置在核研所自己設計的乾式貯存槽裡面。這種乾貯槽的設計,上下是以水泥構成,其間有7乘25,共175個貯存空間,每個空間貯存了4根使用過的燃料棒。要將這些燃料棒運回美國之前,得先把燃料棒一支支地由乾貯槽內取出來,再裝進專用的櫃子,由海運送回美國。只是沒想到請神容易送神難,當初將燃料棒置入乾貯槽並不難,但在取出時卻難上加難。

核研所人員將燃料棒取出時,前前後後發生過7次氫爆及失火的意外,還導致其中的39支燃料棒因破損而無法取走。這下子,可要比氚汙染嚴重千百倍以上!這7次氫爆汙染了周邊的環境,也汙染了緊臨核研所東南側的大漢溪河床與溪水,而上游幾公里處,就是石門水庫。

當燃料棒退出核子反應爐的爐心時,它們還會繼續產生衰變熱,同時產生氫氣,這些氫氣的體積大於原有固體形態的鈾金屬,當氫氣膨脹時,會撐破外邊脆弱的鋁製護套而外洩,因此當貯存槽的蓋子一打開,而氫氣又沒有被妥當處理,就會發生氫爆。

追查後發現,在核研所緊臨大漢溪排洪道的下游,面積約2.3公頃的土地已經受到汙染。1992年6月25日那天,輻射值的活度已達到了提報的標準,核研所於是依照規定向主管單位原能會提報,這件事情後來被定名為「核研所六二五輻射汙染事件」。

也許氫爆的範圍有限,但爆炸後所產生的輻射物質卻會嚴重汙染環境。依據原能會經歷兩年多的調查,在1995年2月公布的《核研所六二五輻射汙染事件調查報告》 指出,核研所從1988年12月開始,到1991年5月為止,將核燃料由乾式貯存槽陸續取出時,共發生了7次強弱不等的氫爆,最後一次還發生了火災,在救火的時候,有大約60噸的消防水將輻射物質沖入了緊臨的大漢溪,而大漢溪下游就是北桃園與部分大台北地區的水源,包含板新水廠(翡翠水庫於1987年啟用)。

核研所在1991年5月的氫爆檢討會議下了結論:「對鈾金屬核燃料性質不夠了解。」

到了2014年,核研所對外發布消息說,這些因為氫爆而留下來的破損核廢料已做了「安定化」處理,但到底有多安定?能被「安定化」多少年?則語焉不詳。

當時對氫爆的原因不夠了解,氫爆後環境汙染的程度如何?汙染如何善後?是否要疏散民眾?官方檔案也記載得不多。但有學者的研究報告指出,在核研所附近的大漢溪河床有嚴重的銫 137 輻射汙染,另外,住在大漢溪畔受到輻射汙染的民眾,有較高比例的泌尿道上皮細胞基因突變的案例。

這份調查報告還指出,氫爆發生後,在核研所乾貯場附近及東邊的大漢溪畔,測出了比安全值高出千百倍的輻射物質;在核研所所區內,由熱發光劑量計(Thermolummescent Detectors,TLD)所測出來的輻射值,到達22,688微西弗/年的數值,是提報值8760微西弗/年的2.5倍。

被核汙染的表土含有鈷 60、鍶 90、銫 134、銫 137、鈽 238、鈽 239 與鈽 240 這些人工核種,被汙染的水源則含有人工核種鍶 90、銫 137、鐳 226 和鈚 214;在距離核研所排水的溢流口外30公尺的汙泥中,驗出銫 137 的輻射活度竟高達每公斤140萬貝克,是提報值每公斤740貝克的1900倍!在大漢溪畔的瓜田附近,也測到銫 137 的輻射活度達到每公斤10萬2000貝克,為提報值的160倍;至於大漢溪邊土堤的草樣分析,銫 137 的輻射活度也達到每公斤3600貝克,是提報值每公斤74貝克的49倍。

所謂的「提報值」,意思是說,一旦偵測到的輻射汙染達到此一數值時,偵測單位就必須通報原能會,而且要在30天內報告調查結果。

所謂「環境試驗區」

核研所東邊大漢溪畔,被汙染的那一大片約2.3公頃的土地,被稱為「環境試驗區」,為何不直接叫做「輻射汙染區」?應該是為了要掩飾輻射汙染的事實吧!

「環境試驗區」中的表土裡面,鈽 239 與鈽 240 為每公斤107貝克,因為鈽是人造元素,在天然環境中並不存在,所以是不應該被檢出的。這些核種的半衰期由30年至1萬4000年不等,直到目前也只過了二十多年,這些核種的輻射強度至今幾乎沒有衰減。

這件事當初會被發現,是在1991年5月3日最後一次氫爆大約一年後,也就是1992年的6月2日,核研所人員在執行例行的環境偵測時,發現在某個排水口附近,水樣的貝他活度不正常,而且超過了查驗值,所以展開調查。但讓人質疑的是,為何到了一年之後才發現輻射值有問題?而且是在例行偵測時發現的。又為什麼在發生第一次氫爆時,不立即展開全區域的輻射偵查?而且緊接著在兩年半內接連發生6次氫爆,怎麼都沒有對環境做詳細的偵測?一直到了距離第一次氫爆三年半之後,才發現輻射值異常,而這三年半來,難道對核研所內的員工,對僅一牆之隔的中科院員工,對龍潭和大溪附近的居民,對大漢溪下游及自來水廠的進水沒有任何影響嗎?

六氟化鈾

還有一件麻煩的問題,早年核研所為了研究核武而輸入了一批核子原料,至今貯放了三十多年,因為到了非處理不可的時候,才在編預算時曝了光。

核研所當年為了核燃料研發任務需要,於1979年至1982年間,分別由美國與法國輸入了數十公噸的核子原料六氟化鈾(uranium hexafluoride,UF6),這是一種鈾的化合物,是用於製造濃縮鈾的原料。在一般的狀況下,六氟化鈾是一種灰色的晶體,有很強的毒性,會與水起劇烈的反應,並且會腐蝕大多數的金屬容器。

後來因為核研所張憲義副所長的叛逃事件,所剩餘約35公噸的UF6就「暫時」被存放在原桶槽內,這一存放就過了三十多年。UF6因含鈾而具有輻射性,且容易氣化成氣態,一旦遇到水氣,會產生具強烈腐蝕性的氫氟酸(HF)而侵蝕容器,造成UF6洩漏,使得輻射擴散汙染環境。目前國際上還沒有研發出可以長期貯存UF6的容器,所以這35公噸的UF6,就面臨了輻射擴散的風險。

美國的環境保護署也曾提出要求,在美國境內的各個國家實驗室裡所暫貯的UF6,必須做穩定化的處理,而且也建造了兩座UF6的穩定化處理工廠。而我國並沒有UF6穩定化處理的設施與技術,這件事情就被擱置了三十多年。終於在2014年,因核研所向立法院提出1億2000萬元運回美國處理及處置的經費預算,才曝了光。

二十多年前,核研所為了將使用過的燃料棒由乾貯槽中取出,準備運回美國而發生多次氫爆,這次又要將具有強烈輻射性的UF6由貯存場所運回美國,實在相當令人擔憂。


《核彈MIT》書封。圖片提供:我們出版社

核彈MIT:一個尚未結束的故事

作者:賀立維
出版社:我們出版
出版日期:2015/5/25
ISBN:9789869125215

如果爆炸,苗栗以北都將化為灰燼,
全台都可能變成核子廢墟……

台灣曾在極度機密的狀態下,「幾乎」成功自製了一個爆炸威力驚人的核武裝置。但令人不解的是,它為何要設置在距石門水庫幾公里之遙的大漢溪畔?為何是固定式的?是為了「先求有,再求好」,還是「寧為玉碎,不為瓦全」?兩位蔣總統的盤算為何?張憲義是叛逃的賣國賊,還是救了台灣的悲劇英雄?

而尚未結束的則是因之而來的核汙染!它使得桃園竟成為沒有核電廠、卻受核汙染最嚴重的地方……

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