綠學院》核能復興三部曲：亡命四十載之龍困淺灘
這系列一開始我們把核能比擬成一個王儲，少年時意氣風發，卻因為權臣合謀，被迫流亡數十年，嘗盡冤屈和孤獨，直到機緣降臨，班師回朝登峰造極。
這可不是瞎說，你想想，目前全美94座核反應爐，除了前兩年才上線的兩座AP1000是3.5代，其他全都是老舊的2代，怎麼直接跳到最新的3.5代？這絕對不是iPhone或Windows直接由8跳到10的商業戰略，而是美國迷航流亡40年的核能寒冬。業界如是，學界亦如是，例如臺灣唯一的核工系早在卅年前就改成了不知所云的工程與系統科學。本世紀初，因共和黨執政，一度喊出核能復興(nuclear renaissance)，但歐巴馬的崛起，再度全面封殺核能，核能龍頭西屋公司也宣布破產。等到川普捲土重來，加上AI發展及淨零排放，才有機會讓我們開啟這系列的文章討論。為了讓你看懂核能發展的技術路線，我們有必要先了解核能亡命四十載的因果始末，讓我們用Youtuber說電影的方式開始吧！
遙想曾經的能源護國神山
結束二戰的原子彈，讓世人見證了毀天滅地的威力，也引發科學家與知識分子的道德焦慮，其中的帶頭大哥就是原子彈之父奧本海默，開始呼籲對核武進行管制。然而冷戰時期的核子恐怖平衡那是大人的事，升斗小民實際上蠻崇拜核能，認為這是高科技的象徵，原子筆、原子褲、原子小金剛等都是當時的時尚夯品，比現在的韓團文創商品還熱銷。進入1980年代，核電還是能源護國神山，當時最大的芝加哥電力公司過半的來源是核能，其手中還有大把1970年代的庫存訂單，新核電不斷推出，承包商Sargent & Lundy是當年土木人就業的首選。
進入到反戰、嬉皮、搖滾、重金屬的年代，環保意識抬頭，開始從反核武外溢到了反核能，核能安全與核廢料是訴求焦點。當冷戰對峙巔峰，全球都籠罩在美蘇「確保互毀」的恐怖平衡之下，催生了史上最大的1982年紐約百萬人反核（武）示威，許多反核組織崛起，結合了環保、醫療與和平理念，推動核能與核武的全面反思。反核武是反核最主要的源頭與動力，限核武擴散因涉及國安，且不是民間核能科技主要考量，非三言兩語說得清，故暫且略過。
驚天三劫：恐核、限核、禁核
清明時節雨紛紛，路上行人欲斷魂。清明前後的大事還真不少，1979年3月，美國賓州的三哩島核電廠爐心部分熔毀，導致輻射外洩，成為核電史以來最嚴重的事故：五級國際核事件。該事故源起非核系統(non-nuclear system)故障及操作失誤等（註一），導致部分爐心融毀及輻射外洩，雖然未對環境造成任何顯著影響，但引發了公眾對核能安全的廣泛關切，促使核能產業面臨更嚴格的監管。
1986年4月，當時的蘇聯的車諾比核電廠反應爐大爆炸。巨量輻射物質噴散遍全歐洲，不但數十名員工死亡，更讓數百萬大眾暴露在輻射的威脅之下，是為最高的七級核災。原本就有相當致命設計缺陷的RBMK-1000型反應爐，在進行冷卻實驗測試中，外行瞎指揮內行，操作違反了多項安全規定，先是關掉自動關機，等於拉掉保險絲，又將反應爐調在極不穩定的低功率狀態，終於導致失控的連鎖反應，大爆炸威力是廣島原子彈的400倍以上，影響遍及歐洲大陸。
2011年3月，一場日本史上最強的9.1級地震，襲擊了福島第一核電廠。電廠沒垮，但50分鐘後的40公尺大海嘯摧毀廠內廠外所有的電源，導致反應爐的冷卻失靈，最終爐心熔毀，並引發了幾次廠房氫氣爆炸，無庸置疑只能是七級巨災。
第一次是久安輕敵的美國，第二次是劣質設計和核安輕率的蘇聯，第三次卻是發生在科技發達、紀律嚴謹的日本，可就讓全世界瞠目結舌、匪夷所思了。
紀律嚴謹的日本竟然也發生核安事故
福島第一核電廠是七十年代核能巔峰的產品，有六座美國設計的第二代沸水式反應爐，三哩島事故後全美核電廠展開了總體檢改善，其中之一就是氫氣爆炸的控管，但自豪的日本嗤之以鼻。此外，海嘯Tsunami源自日語，是日本長久以來不陌生的災難，但美國海嘯威脅並不多見，所以美國核電的設計對地震有嚴格規範，但海嘯並不是重點。福島為了取水考量，削短了廠址，之前有幾份建議加高海嘯牆報告，都被認為太貴誇大風險而否決了。精簡設計，把六座反應爐的儀控機電共用並集中一處，固然節省成本人力，但卻嚴重違反了系統冗餘的安全設計，若有多幾套獨立分開系統，便可以大幅提升整體安全。
而關鍵的反應爐冷卻系統（註二），得靠電力操作，當碰上史無前例地的廠內廠外全黑，備用柴油發電機又全泡湯，緊急電池苦撐了三天。更倒楣的是，甲午戰爭後，日本發展了兩套電力系統，關東是德國系統、關西是美國系統，因此三天後等來的電發現電力系統不匹配，造成冷卻不足，終於導致爐心熔毀，大量產生氫氣而炸翻了號稱銅牆鐵壁的圍阻體建築。總之，整個福島事故，有太多說不盡道不完的缺失誤判，讓核能寒冬又多了十年，許多國家的反核更進一步走到廢核，反諷的是這場事故並未有任何核能相關的傷亡，但地震海嘯天災卻直接造成近兩萬人死亡，超過十六萬居民被迫疏散。
機緣降臨，班師回朝玉嘉山
美國共和黨上台，延宕卅年的核廢料千億美金工程玉嘉山(Yucca Mountain Project. YMP)終於正式啟動，因之前核能嚴峻寒冬，瀕臨絕種的核能人才頓成搶手貨。根據法定分工，核電後端的核廢料處置由能源部(Department of Energy, DOE)負責，並由核能發電收入抽成進入核廢料基金，審核監督是核管會(Nuclear Regulatory Commission, NRC)。因核廢料的終極處置無先例可循，而美國的核廢料量（註三）及反核氛圍都是世界之冠，由能源部得標承建的工程團隊必須創意突破克服重重挑戰，經過六年數度改組重整磨合不斷地過關斬將，終於完成安全分析報告提出建照申請（註四）。
商機在手，政壇驟變，隨後新上任的歐巴馬任命反核大將分別執掌能源部及核管會，能源部向國會提出十年掛零的玉嘉山預算並裁掉主管部門，核管會主席未審先判，說絕不通過玉嘉山預算，參議院議長更揚言說等我死了再說吧，在國會與行政部門全力封殺下，玉嘉山只有黯然關門。
如今共和黨的川普捲土重來，蓄勢再發的新核能科技自然必將直球對決前述核能安全與核廢料訴求。是否能順利進入迦南福地，時乘六龍，以御在天，下一篇，我們就可以開始來談核分裂的技術路線。
（註一）大型核電廠的控制系統並不單純，但核電發展一路凱旋高歌，忘了居安思危，刀槍入庫，馬放南山，各種應變被簡化成操作手冊，反應爐操作員僅要求高中程度、最多加兩年大學即可，但智者千慮必有一失，三哩島核災發生時，在那沒電子書又沒AI的年代，操作員手忙腳亂地翻那厚厚的操作手冊，寄望能有對症的錦囊奇蹟，偏偏碰上的是手冊沒有列到的意外，盲人瞎馬的結局不該意外。
（註二）核反應爐關機指的是終止核分裂連鎖反應，但核分裂產物仍有強烈的核蜕變熱，1分鐘後為正常全功率的3.5%，1小時後再減一半，1天後又一半，1周後再一半，所以關機後仍需相當長時間積極冷卻以防死灰復燃，而導致爐心熔毀，高溫產生氫氣等，連用過核燃料都要浸在水池中冷卻五年才能移到乾式貯存，所以冷卻系統常是核能安全最重要的考量。
（註三）截至目前美國已關掉了41座核能反應爐，其中17座是最早的第1代技術，其他的是第2代技術，恐怖的是自福島核災後十年內連關了12座，關廠後的後續核廢料處置費用早就上繳政府，但政府收錢不辦事，自1998年以來，超過了70件狀告能源部違約，確定國賠給電力公司金額已超過百億美金，若政府繼續裝睡，估計總理賠將超過五百億美金，也就是將賠掉全部千億家當的一半以上，但核廢料處置政府還是兩手一攤。核廢料中真正棘手的是需要考量千年萬載的是高強度廢料(High Level Waste, HLW)，除了發電的核廢料，美國不但是世界核能龍頭，更是核武盟主，從二戰發展核武更產生的許多複雜的核廢料。以高強度廢料數量來說，目前來自核電的是93,000噸的用過核燃料，佔總輻射量95%，而來自國防的主要是近億加侖的液體及2,500噸固體。這些高強度廢料的終極歸宿原本都指望玉嘉山，如今可是望穿秋水遙遙無期了。
（註四）玉嘉山不但是千億天價經費，工程的挑戰性更是空前地艱鉅，核能安全是重中之重，安全分析報告當然是建照申請的專業核心，以概率風險評估(Probability Risk Assessment)鉅細靡遺全程貫穿，務求對社會環境的風險控管在嚴格的可接受範圍內，專業團隊的SOP嚴謹程度遠非圈外人所能想像。除了確保百年廢料處置場的運轉安全，關場後更需千秋萬世全面周延環境影響之「永續保障」，其中地下水爭議尤與環團一路纏鬥到最高法院，最終以百萬年環境考量收場，人類至今也才上場三十萬年。玉嘉山建照申請提交後，一直與核管會審查專業小組密切互動隨時補正，基本上各項重要安全分析皆已一一認可，三年後核管會的安全評估報告審查結果已完成，但官網上公布的版本，其中一些不符「聖意」的結論字眼盡數塗黑，這種願賭不服輸的手法真是一皮天下無難事。
作者：王曉中
台大土木系畢業，美西北大學環工輻射博士。縱橫產官學研四十餘年，歷任原能會客座專家、國科會（芝加哥科學組組長、環發會執行祕書）、及美國家研究院、美核能工業界核安專家等，並在台大土木及公衛、成大、中醫大、北科大、政大、淡江、雲科大等授課。業餘耕耘文字，當過數種科技刊物總編，拿下國科會首屆科普文學獎