台灣核能發電廠發展歷史

台灣核能發電緣起	台灣電廠基本資料	台灣核能電場介紹
介紹核反應器	台灣核電廠安全設計	輻射管制區
輻射監測站	進場手續	輻射工作許可證

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台灣核能發展歷史

★台灣核能發電緣起

◆　1905-愛恩斯坦的質能互換說：E=mc2

◆　1932-英國查德維克發現中子

◆　1939-奧地利Lise Meitner及Otto Frisch

　　提出核分裂理論，依E=mc2公式，核分裂鏈鎖反應。

◆　1942-費米驗證連鎖反應可以控制

◆　1945-歐本海納領導完成原子彈的製造

◆　1945-原子彈提前結束二次大戰

◆　1951-第一座實驗用反應器供電

上圖為愛因斯坦

◆　1953-鸚鵡螺潛艇開動反應器

◆　1953-艾森豪發表核能和平用途計畫

◆　1954-蘇聯-水冷式石墨反應器-5MW

◆　1956-法國-38MW

◆　1956-英國-氣冷式石墨反應器-50MW

◆　1957-美國-PWR-60MW

◆　1972-2月核一廠一號機開工，1978-12月商業運轉

◆　1974-9月核二廠一號機開工，1981-12月商業運轉

◆　1978-1月核三廠一號機開工，1985-5月商業運轉

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★台灣電廠興建歷程

◎台灣核電廠基本資料

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◎ 台灣核能電場介紹

在廠址選擇階段，即就地形、地質、氣象、水文、洋流等資料有系統之勘查，台電方面聘請中外專家顧問會同縝密研討，咸認現址為興建核能發電廠之適宜地點。為確保公眾安全，電廠在運轉後，亦持續對環境進行長期之監測。

（1）第一核能發電廠

核一廠是於民國59年核准興建，60年底開始施工，68年7月15日開始商業運轉。核一廠位於台北縣石門的天然峽谷，離台北市直線距離約28公里，廠區內裝置兩部63萬6千瓩汽輪發電機組，總廠裝置容量為127萬2千瓩。址附近人口稀少，沿廠側山路可達民風純樸的茂林社區。核一廠由商轉至92年9月，提供台灣

地區已達約2128.9億度之電力；同時為了盡到做為附近鄉鎮好鄰居的責任，每年依發電量銷售值提撥基金以回饋、繁榮鄰近的鄉鎮；未來更將利用電廠的溫排水養殖魚苗，放流近海以增加沿海的漁獲量。

（2）第二核能發電廠

第二核能發電廠於民國六十三年九月開工興建，反應爐壓力槽繼於同年十一月二十二日吊裝完成。七十一年三月完成鈾燃料裝填。一、二號機分別於民國七十年十二月及七十二年三月商業運轉。第二核能發電廠位於本省北端，離台北市直線距離

約22公里，佔地約為220公頃，共裝置兩部機組，容量各為985,000瓩。目前為本省電力供應系統中，裝置容量最大的發電機組。

（3）第三核能發電廠

在石油危機之後，政府為了執行能源多元化除在台灣北部相繼成立核能一、二廠後，為了南北電力平衡，減少電力輸送，於本省南端的恆春成立第三核能發電廠，廠址離恆春鎮直線距離約6公里，離恆春鎮直線距離6公里，共裝置兩部容量各為951,000瓩之機組。

（4）第四核能發電廠

興建中的核四廠

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◎介紹核反應器

◆反應爐與燃料原件

◆反應器介紹

（1）輕水式反應器

用輕水為冷卻劑兼中子緩和劑，以低濃縮度鈾為燃料，又分為壓水式反應器（核三廠）和沸水式反應器（核一、二廠）

（2）氣冷式反應器

用氦氣或二氧化碳做為冷卻劑，石墨為中子緩和劑，以中濃縮度鈾為燃料，效率較高，英國核電廠大部採用此一類型反應器。

（3）重水式反應器

用重水做為冷卻劑兼中子緩和劑，以天然鈾做為燃料，採用高壓間接循環，可同時生產鈽元素，且不必停機即可更換燃料，使用的國家有加拿大及印度，韓國也在建廠中。

（4）石墨型輕水式反應器

以輕水為冷卻，石墨做為中子緩和劑，可在運轉中更換燃料及較經濟的燃料利用性，但石墨能引起燃燒，又是正溫度功率設計，也沒有圍阻體的設計，為蘇聯共產國家的獨特發展。

（5）快滋生反應器

又分兩種型式：

液態金屬快滋生反應器，即使用液態金屬為冷卻劑；氣冷式快滋生反應器，以氦氣或乾燥的蒸汽為冷卻劑。此兩者均以「金屬鈽-鈾氧化物」，或「鈽-鈾合金」等為燃料，以快中子進行核分裂反應，並可利用鈾-238產生鈽-239作為分裂的核燃料，法國鳳凰號和日本的文殊號是屬液態金屬快滋生反應器。

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◎台灣核電廠安全設計

核能電廠如果無法提供使用者穩定而安全的用電，是沒有存在的意義。在核分裂的過程中，不可避免的會產生放射性物質，所謂「核能安全」就是要確保這些放射性物質不會污染環境與影響民眾的安全。

核能電廠具有安全系統的設計，可用以防止核子事故的發生及輻射物質的外洩，這是火力電廠所沒有的，也是核能電廠的初期建廠成本較高的原因。

◆ 核能電廠是透過多重屏障的設計原理，縱使發生最嚴重的假想事故時，可將核分裂產生的放射性物

質重重包封，防止釋放至外界，危及民眾的安全。放射性物質外洩至大氣要經過五種屏障：

（1）燃料丸：

燃料丸外形如半吋長粉筆一般大小的圓柱體，是由高密度陶瓷性的二氧化鈾製成，可將大部分的核分裂產生的輻射物包封在其內，只有小部份的氣態分裂產物，才會逸出燃料丸外。

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（2）燃料護套：

燃料丸串疊在特製的鋁合金管（稱為燃料棒護套）裡，兩端封閉起來（就稱為燃料棒），逸出燃料丸的氣態放射性物質，會被包封在護套內。

上圖為核燃料丸

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（3）反應爐壓力槽：

反應爐壓力槽是以特殊鋼料製成，能耐高溫高壓的大容器。燃料就在這壓力槽中，若放射性產物因燃料護套損壞而逸出，仍被包容在壓力槽內。

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（4）鋼筋水泥圍阻體：

若反應爐破漏時，內襯鋼板的水泥圍阻體可以封閉從反應爐壓力槽散逸出來的放射性物質，不致洩漏出去。

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（5）反應器廠房：

為鋼筋水泥作成的建物(又稱二次圍阻體)，將鋼筋水泥圍阻體包封在裡面，壓力比外面大氣壓力低，萬一有放射性產物洩漏至反應器廠房內，排放外界的氣體需經特殊的處理設備過濾其中的輻射物質，不致直接逸散到大氣中。

圍阻體

◆ 多重防護的設計：

在電廠的營運上，「強化核能電廠的運轉安全管制措施」，加強從業人員的訓練、防止人為疏失的管制作業與未雨籌謀的緊急計畫演習。

◆ 防止錯誤操作的設計電廠運轉儘量採取自動化控制。重要設備的狀況，集中顯示於控制室，提供運轉員正確的判斷與操作。重要機件都以「失靈安全」或「聯鎖系統」的觀念來設計

◆ 重要的設備分別安裝在不同的位置多套的安全設備要安置在不同的位置，以避免發生火災或其他意外的情況下，造成重要的設備都同時失去功能。

◆ 對機器和設備實施嚴密的維修與檢查所有的機器和設備，按事先安排的週期，做定期測試或保養，以保障安全。每一年半皆安排停機大修，除更換燃料外，對每一個

重要設備分屬不同地區

安全有關的設備，實施最精確、最嚴密的檢查，並做適當的維護及更新。

◆ 防止事故發生及擴大的設計核能電廠的電氣、機械等設備極多，難免會發生不正常現象或故障，為了確保電廠的安全運轉，要能確定設備是否正常與能否滿足設計的功能，方可避免因設備故障而影響到安全與事故的擴大。

核電的監測設計

（1）監測設計

雖然運轉值班人員會定時巡視現場，但仍會有不易察覺的異常現象。藉著許多自動(溫度、壓力、水位、流量、輻射、振動......等)監測儀器及自動化驗設備，能及早發現異常，而採取因應措施。

（2）急停設計

當儀器偵測到不正常現象，而有停止運轉的必要時，能立即傳送信號，將控制棒自動快速的插入反應爐中，使○連鎖反應停止。同時裝置兩或三組相同的安全設備相同功能的安全系統設備同時安置多套，只要任何一套能發揮功能，即可確保電廠的安全，使電廠不會因其中一組安全的設備發生故障，而降低了安全性。　

（3）多樣性的安全系統

以「多樣性」(Diversity)的觀念來設計。所謂多樣性是以不同的系統，組件或方法，來達成相同的功能。譬如萬一控制棒不能移動時，還有一套硼酸(一種強力的中子吸收劑)系統，能注入反應爐使其停機。

◆ 消弭事故、防止放射性物質外釋的設計

冷卻水流失應變措施

（1）緊急爐心冷卻水系統

核能電廠若發生「冷卻水流失事故」(這是假設反應爐冷卻水的主配管，瞬間斷裂)，反應爐內的冷卻水會很快的減少。若燃料棒無水淹蓋時，燃料棒就會因高溫而破裂，導致大量的放射性物質將釋出。為了應付這類事故，電廠具有幾套緊急爐心冷卻系統，當事故發生時，這些系統，會按設定好的程序，自動的把水注入反應爐中，將燃料棒淹蓋並加以冷卻，避免燃料護套損壞而造成輻射物質逸出。

（2）圍阻體自動隔離

在核能電廠發生異常的情況，監試儀器監測到可能造成輻射物質逸出的事故時，會引起圍阻體自動隔離的動作，將輻射物質封閉在圍阻體內，不致洩漏出去。

◆ 輻射防護作業－核三廠為例