文 劉振乾
前言
石川迪夫先生是日本最權威的核能安全泰斗，承蒙石川先生贈送大作《考證福島核能事故—爐心熔融與氫爆如何發生》，筆者拜讀之餘，特此介紹其中精彩內容，讓關心福島事故的人士能稍微瞭解事故發生的來龍去脈，並進一步釐清一般人的誤解。文中標題是筆者為了醒目而自創，未經石川先生過目，特此申明。
本文結構有一部分是直接從原書翻譯的，但是解讀爐心熔融與氫氣爆炸的部分是筆者將原著融會貫通後以表列方式顯示出來。因為原著共有 352 頁，不做如此處理，斷難在一兩萬字的篇幅內知其大要。
出版發刊辭
作者：有馬 朗人，東京大學理學博士 ( 核子物理 )，東京大學前校長 (1989~1993) 曾任文部大臣，科技廳長官等職。
石川迪夫先生是日本引以為傲的核能安全工程權威人士，在全球核能界聲名遠播。
依據石川先生的說法，輕水式反應爐發生冷卻劑喪失事故，即使燃料溫度非常高，藉著蒸氣冷卻與輻射的放熱，以及在護套表面形成的強韌的氧化膜，仍得以維持其燃料形態；之後如果被急速冷卻就會分段且掉下，而引起爐心崩壞。只靠燃料持續產生的衰變熱並不容易熔融，當護套材料 ( 鋯 ) 與水發生激烈的氧化反應，而出現無法停止的發熱才會產生爐心熔融。
不過，因為熔融物與水之間會形成像蛋殼 (crust) 一樣的東西，將熔融的爐心緊緊保護於其中，因此不會發生水蒸氣爆炸。這是 1970 年代，日、美、德 3 國合作進行反應爐安全實證研究的成果之一，石川先生本人也親身參與實驗，並透過1979 年發生的三哩島事故，就其反應爐壓力容器內部所殘留的熔融爐心形狀的調查結果，再次證實上述現象。
石川先生據此分析福島事故，為什麼 1、 2、3 號機的爐心熔融發生時間不同？與爐心熔融同時發生的大量氫氣為什麼會在圍阻體外爆炸，使得反應爐廠房受損嚴重？而這氫氣爆炸只發生在 1 號機最上層，2號機沒有發生，3 號機的爆炸中心則移往下層，而 4 號機爆炸中心又由下層移往最上層。針對這許多的「為什麼」，石川先生都提供了明確的解答。
石川先生也指出，日本國會事故調查委員會輕率的認為在海嘯來襲前，1 號機的配管就因為地震而破斷，這是很大的錯誤。而在福島事故後所設置的原子力規制委員會所訂定的新管制基準，只想要全世界「第一嚴」，卻沒有考慮整體的最適化。舉例來說，高得過份的防波堤，如果一旦海嘯超越而過，那滯留於內側的海水，必須花很長時間才能排除，弊多於利。另外他也尖銳的指出，由福島事故的分析，沒有必要設置過濾釋壓器 (filter vent)。他認為強化安全設計的要求欠缺平衡，整體而言，有可能讓安全性反而下降。
針對未來的建言，就過去已採用的安全設計，再加上針對共通原因的自然現象與反恐，其對策必須追求多樣性；從防災安全對策而言，需要進行分散配置包括從核電廠外支援的可移動式系統，這些才是最基本的對策。
石川先生的提案：應該盡早將除污目標與返鄉標準從 1 毫西弗 / 年，改為 20 或 50 毫西弗 / 年，將研究據點化與除役工程緊密聯繫，結合全世界的知識與見解，早日讓福島得以復興並再生，這些確實是值得重視的意見。
如今只要陳述真正的事實，例如直接因輻射導致的死亡人數為零，就會遭到圍攻，而且也不承認避難者返鄉困難的現狀。石川先生指出，當時政府若考慮接受國際原子能總署（IAEA）的避難基準，與福島的實際輻射曝露劑量，就不會發生不必要的避難，以及連帶產生的「震災關連死亡」與「返鄉路遙遙無期」的現狀。石川先生認為這都應該反映在今後的核能防災對策上。
石川先生的分析與考證的結果，證明核能發電安全性的再構築是有可能的。在缺乏資源的日本，核能是不可或缺的現實情況下，能夠繼續安全的使用核能乃是一個大好消息。
根據本書，福島的爐心熔融、爆炸的原因與經過，都被完全的解明。為了讓一般讀者能更了解，作者採取如教科書一般的，仔細又反覆複習的獨特記述形式。由於福島事故的過於複雜，且核能災害的內容又過於專業，即使是核能技術人員或是研究者要想完全掌握重點也要費盡功夫。因此對於一般大眾，我推薦您不必過於拘泥於細節，可以一直讀下去。
即使是如此，相信對於核能災害與事故也能增進不少瞭解。但是對於學習核能安全的專業人士來說，就一定要再三推敲，把握其中內容。本書將日本的傷痛經驗細說分明，世界各國專家可加以活用，提升核能的安全性。
開卷語—寫下本書的動機
「灼熱的爐心燃料七零八落地熔解崩壞，化為圓形灼熱的溶液，掉落到壓力容器底部。由於這種熱度讓周邊的水與熔融爐心因反應而產生氫氣，引起氫氣爆炸而破壞反應爐廠房。灼熱的熔融爐心將壓力容器的底部熔融貫穿，掉落到圍阻體的地板上，並使圍阻體的混凝土地板熔化。幸好爐心的衰變熱已經下降，因此以毫釐之差沒有演變成貫穿圍阻體的重大事故。」
以上的報導是在福島事故後，日本 NHK播放好幾次的事故說明。事實上，這是錯誤的。其證據在於事故後經過 3 年，卻未見日本中央政府或是核能業界或是東京電力公司就爐心熔融如何發生，又是如何引起氫氣爆炸等事故的本質做一說明，因為福島事故發生的過程實在是太過複雜。
本書為糾正這些錯誤，並試圖將福島第一核電廠 1-4 號機事故的具體現象加以分析。所使用的數據，除了明確的事故情況與現象之外，就只有 2012 年 6 月由東京電力發表的「福島核能事故調查報告書」裡的實測數據與作業紀錄。其他都是根據考察的現象而分析。考察的根據則來自美國三哩島核電廠、舊蘇聯的車諾比核電廠兩事故所發生的事故現象加以分析，以及過去美、德、日 3 國所做的安全實驗的結果。換句話說，基於實際發生的事實作演繹與考證而得出本書的內容。
我之所以下定決心要寫本書，乃開始於 2012 年 11 月應邀參加美國科學院調查團的會議。這次會議主要目的為調查福島事故的事實，不過都集中於藉著計算CODE，來確認與比較與事實的關係；我對此感到質疑，這與解明事故真相的討論有點不同，似乎只是計算 CODE 的內容核對而已。
業界有名的計算 CODE，是在發生事故之前在電腦裡製作出來的，當然會有與事故事實不符的地方。會議目的主要是想找出其中的差異，以便改訂計算 CODE。但是這次事故極為複雜，包含很多事前設計的計算 CODE 所沒有想到的現象，因此計算結果與事故現象不太一致。如果想勉強讓它一致而將輸入稍微調整，那麼整個事故的整合性就無法成立了。也因此理由，到現在為止，針對福島事故尚未能做出明確的說明。
而不能做出明確說明的理由，在於不是針對事故的物理、化學現象尋求解答，只想靠電腦計算的脆弱方法來解明，我感覺這是美、日兩國都相同的問題。以前我覺得不必老朽出馬，因此一直以來都將事故的究明置之腦後，不過這次的美日會議改變了我的想法。既然我們栽培的晚輩們無能為力，只好老驥伏櫪，重出江湖。對於老人家來說，這是一次艱辛的再用功。
對於事故的進展與現象的解釋，在事故剛發生時就有大致的方向，不過要將現象逐一細細解讀卻需要花費很大的精力。大約有半年時間，我將事故現象、事故數據一一對照，在大致解明後才執筆寫下。但是一路寫下來，有時對於自己的檢討產生疑問，有好幾次解決結果會影響到整體，想將它毫無矛盾的寫出來，可是一連串下苦工的日子。如今，自認對於事故整體總算沒有大的遺漏。
本書分為兩大部分：第一部分是試著將福島事故的爐心熔融與氫氣爆炸的機制加以考證；第二部分是包含事故的原因與影響在內，綜合性的將核能安全與福島復興彙總在一起。而本書最大的目的則濃縮在第一部分。
在第一部分，考證的基礎是三哩島與車諾比兩事故的事實，以及從 1975 年開始約 10 年間，以美、德、日 3 國為中心所做的輕水爐安全性研究中，稱為「燃料行為實驗」的一連串實驗結果，其精髓在第一部的第 1 章。對於福島事故的考察是以這些基礎知識為根本而組成。
因此，對於有志於核能相關工作的晚輩們，第一部分的第 1 章與第 2 章，請務必集中精神熟讀。經過這一番功夫，必能了解在上述所說的爐心熔融的報導為何錯誤，而這知識必有助於提升今後的核能安全。
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| 《考證福島核能事故—爐心熔融與氫爆如何發生》 (下圖)2018 年03 月增補改定版。 |
參考資料：
《考證福島核能事故—爐心熔融與氫爆如何發生》，石川迪夫，日本電気協会新聞部，2014 年 03 月出版
本文出自核能簡訊 2020.06 NO.184
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