我們與「核」的距離 Part 3:南韓千年古都慶州的中低階核廢料最終處置場


研討會野外考察團在中低放射性核廢料最終處置場入口合影(KORAD, Korea radioactive waste agency, https://www.korad.or.kr/korad-eng/index.do )。(圖 / 鍾令和)

本文藉由筆者曾前往南韓造訪「慶州中低放射性核廢料處置場」的經歷,來談談有關使用過的核燃料與核電廠廢棄物處置方式。

之前因媒體報導某位副總統候選人飛往杜拜參加 2023 聯合國氣候變遷大會(COP 28),而讓筆者注意到此次會議再次因減碳議題,使得核電使用又被拉回到談判桌上。有 22 國達成核電協議(不包含中國與俄羅斯),大部分願意背書的國家目前都已有使用核電。以 2025 非核家園為目標的臺灣,我們的環境部長薛富盛表示:核廢未解決,談核電是假議題。但目前主要 3 組總統候選人(包含本來要參選的第四組人馬)都不排斥核電的立場下,核廢料該怎麼處理就成了關鍵議題。

目前核一廠、核二廠與核三廠無法延役的主要原因,就是廠區內囤放用過核燃料棒的燃料池都已經滿了。在新北市卡關 10 年的乾式儲存槽許可未核准之前,這些用過的核燃料棒勢必只能堆在沒辦法繼續發電的核電廠裡。如果臺灣要達到 COP 28 會議 3 倍核能發電的目標(也就是從核二廠 + 核三廠的 4 部發電機組增加到 12 部),主要方式除了靠興建新核電廠外,若能讓退役核電廠在處理好用過核燃料棒的問題後,能繼續服役當然是最好的狀態。而筆者在前文「我們與『核』的距離」中有提到南韓是亞洲核電佔比最高的國家(31.7%),就讓我們來看看南韓是怎麼辦到的。

亞洲的核電大國 – 大韓民國的手段

南韓目前擁有 24 座正在運轉的核電機組,加總起來的基載發電量可達每日 28850 萬瓩,大約是臺灣總用電量的 70 ~ 75 % 。除了光州的韓光核電廠,其餘的都位在東邊的日本海沿岸。跟臺灣核三廠一樣,這些核電廠都蓋在遙遠偏僻、人口稀少的地方,並藉由高壓電塔傳送電力到人口稠密的都會區 ( 釜山市與蔚山市除外 ) 。光是這些傳輸 756 kv 的高壓電線就曾在 2012 年,引發老農夫自焚抗議的社會事件,還被拍成紀錄片「密陽的眼淚」。

但是就算有這些抗議活動,南韓仍然在 2015 年完工啟用了亞洲第一座核廢料處置場「慶州中低放射性核廢料處置場」。可以完成這座延宕 38 年的核廢料處置場的原因之一,是南韓於 2005年在國會通過「中、低階核廢料處置場申辦地區支援特別法」。法案主要內容是提供場址所在地及鄰近鄉鎮會得到 3000 億韓元回饋金(約 72 億新臺幣)與每年 85 億韓元(約 2 億新臺幣)的核廢料處置手續費,由地方統籌運用於振興地方發展。

在重利的誘因下,有 4 個地方政府舉辦公投希望能爭取這筆經費(群山市、慶州市、浦項市與盈德郡)。最終由 70.8 % 投票率(89.5 % 同意)的慶尚北道慶州市贏得這個艱鉅任務(?)。而其他未獲選的 3 個鄉鎮,居民支持度也都在 67 % 以上。如此高額的預算再加上 10 年的工期,南韓終於在 8 年前完成可容納 30 年中低階核廢料的儲存場第一期廠區 – 130 公尺深的地下儲存槽。

而所要存放的是跟臺灣暫時放在蘭嶼一樣汙染程度的中低階核廢料,筆者前文「福島核災區見聞已經介紹過,有興趣的讀者可自行閱讀。然而,臺灣真正會影響人類的高階核廢料,目前仍存放在核反應爐的燃料池中,等待不知何時完工的乾式儲存槽與高階核廢料的最終處置場。

南韓核電廠與大都市的分布關係圖。紅色虛線圈圈是以核電廠為中心半徑50公里的範圍。此外,最近的核電廠距離首爾約350公里。(南韓核電廠圖參考來源:維基百科https://commons.wikimedia.org/wiki/File:South_Korea_Nuclear_Powerplant_location.svg#/media/File:South_Korea_Nuclear_Powerplant_location.svg
南韓核電廠與大都市的分布關係圖。紅色虛線圈圈是以核電廠為中心半徑 50 公里的範圍。此外,最近的核電廠距離首爾約350公里。(圖/取材自維基百科)

適合發展核電的南韓地質條件

若將朝鮮半島跟臺灣的地層相比,前者年齡上古老非常多。寒武紀以前的岩石佔 40 % ,最年輕的地層也大約是白堊紀時期形成的(與臺灣最老的南澳變質岩相似)。而且有許多堅硬的花崗岩體,最後一次的主要構造運動,是日本海擴張運動在中新世早期(1500 – 3000 萬年前),也比臺灣的蓬萊造山運動(約 650 萬年前)古老許多。在可找到的歷史地震記錄中,過去 2000 年規模 6 的地震只有 19 次,平均每一百年一次(臺灣平均一年約 3 次)。整體而言,整個朝鮮半島的地質環境算是非常穩定且古老堅固,而且地震事件很少,這是適合發展核電的地質條件。

左圖顯示朝鮮半島歷史地震分布圖;右圖為歷史地震發生時間圖(資料來源:2019韓日臺地球科學聯合研討會野外手冊)。
左圖顯示朝鮮半島歷史地震分布圖;右圖為歷史地震發生時間圖。(圖/取材自 2019 韓日臺地球科學聯合研討會野外手冊)

虛驚一場的 2016 年慶州地震與 2017 年浦項地震

但即使是地質環境這麼穩定的南韓,在 2016 年至 2017 年間,還是在核電廠眾多的東部連續發生了 4 起規模 5 的地震事件(臺灣平均一年約 18.5 次)與 400 多次的小地震,其中 2017 年浦項地震還造成近百人受傷。引發這一系列地震的蔚山斷層,就是前面所提到中新世早期日本海擴張邊緣的斷層系統。雖然對臺灣人來說,地震或許是稀鬆平常的事,但這著實讓南韓政府想起日本福島核災帶來的恐懼與災害;同時也開啟南韓活動斷層調查工作的新章。

近期朝鮮半島的歷史地震分布圖(1978-2021)。資料來源:韓國氣象廳Korea Meteorological Administration。
近期朝鮮半島的歷史地震分布圖(1978-2021)。(圖/取材自韓國氣象廳)
表1 1978-2021年之間朝鮮半島一共記錄到2024次地震。左側縱座標為發生的地震次數,2016年為過去25年來地震最頻繁的一年,右側縱座標標示規模大於5的地震次數。資料來源:韓國氣象廳Korea Meteorological Administration。
1978 – 2021 年之間朝鮮半島一共記錄到 2024 次地震。左側縱座標為發生的地震次數, 2016 年為過去 25 年來地震最頻繁的一年,右側縱座標標示規模大於 5 的地震次數。(圖/取材自韓國氣象廳)

南韓的活動斷層野外考察

2016 年慶州地震發生後的第 3 年,筆者因參加在南韓釜山舉辦的學術研討會會後野外考察,因而有機會前往蔚山斷層進行調查。釜慶大學的金教授(Kim,Young-Seog) 很仔細地在野外進行蔚山斷層槽溝挖掘工作,並確實找到 4 – 5 個斷層活動跡象的位置。但野外調查結果顯示,斷層最近一次的活動時間大多在數萬年至數十萬年之間,也很難確定斷層的活動週期。在斷層上面水平覆蓋的沉積物多數年齡都老於全新世,這暗示斷層至少在近 1 萬年來是沒有活動的。

筆者在看完這些斷層露頭之後的感想是,如果這樣的斷層條件就可算是活動斷層的話,那麼臺灣應該不只有地礦中心公布的 36 條活斷層,可能至少有一千條活動斷層吧!不過,金教授的調查結果,至少證明這裡主要斷層的活動性相當低,也確保附近地區供應 20 – 30 % 南韓電力的核電廠安全性。

蔚山斷層系統的野外考察。(圖 / 鍾令和)
蔚山斷層系統的野外考察。(圖/鍾令和)

他山之石的核廢料處置場

在金教授的努力下,我們這群有十多個外國學者的參訪團,很幸運地可以有機會參訪慶州中低放射性核廢料最終處置場。預計存放在這裡的中低核廢料總量達 80 萬桶,由鉛桶(第一層)、水泥箱(第二層)與花崗岩基盤(第三層)組合而成。原本調查顯示花崗岩基盤本身就會放出微量的輻射,預計放在此處的中低核廢料儲存桶並沒有超過背景值的輻射劑量,所以判定是安全的存放方式。

參訪團的重點之一是進入已完成的 130 公尺深的地下儲存槽,預計可存放 10 萬桶核廢料。進入地下儲存槽的方式,是搭乘特別設計過的運輸車,因為鉛製儲存桶非常重,所以長達 1415 公尺的斜坡車道非常地緩,而且開車速度十分地慢,光開車從地面到海平面以下 95 公尺深的儲存點就花了 20 分鐘,讓本來很興奮的筆者到最後只覺得搭車搭到懷疑人生。在抵達終點後,大約只能待 2 – 3 分鐘,整體環境感覺就像是個巨大的地下停車場,之後又搭 20 分鐘的車才會回到入口。

不過,當初埋這麼深的原因,就是為了遠離人類活動的地區,可是因為在海平面以下 95 公尺深,所以在開挖時就開始出現地下水滲入的問題。所以之後第二階段的 12.5 萬桶,就準備利用近地表花崗岩區開挖進行存放。在跟金教授閒聊過程中,他透露為什麼當初公投的正向表態這麼高,其實還包含了另一個理由。原先這個廠址本來是預計要蓋核電廠的,所以部分居民覺得與其未來可能在這裡蓋核電廠,不如現在蓋核廢料處置場……。

看完南韓如何處理核廢料之後,不禁讓筆者回頭思考臺灣怎麼做這件事。如果要以相近的地質條件來看,大概只有金門或馬祖這些花崗岩質的離島具有這樣的條件。但以臺灣的情況,舉辦公投大概是一個不太可行的辦法。所以目前的情況,就如同環境部長薛富盛直言:「沒有一個縣市長,敢站出來說,核廢料就儲存在我們縣市。當你沒有辦法儲存核廢料,有什麼資格去談核能?」

研討會野外考察團在中低放射性核廢料最終處置場入口合影(KORAD, Korea radioactive waste agency, https://www.korad.or.kr/korad-eng/index.do )。(圖 / 鍾令和)
研討會野外考察團在中低放射性核廢料最終處置場入口合影。(圖/鍾令和)
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