2023-06-12
從認識核能發電原理找出核廢料如何被生成
核能電廠發電的原理和水力、火力發電廠有共同點，就是設法使渦輪機轉動將機械能轉為電能。核電廠的發電原料為「鈾礦」，自然界中的鈾礦主要包含鈾-235與鈾-238兩種原子，其中具有核分裂活性的是鈾-235，數量上較為稀少，為了進行發電，需要再將經過濃縮的製程，讓「鈾-235」約處於3～5％的範圍，將核子燃料棒放入反應爐，才能順利進行「核分裂」。藉由控制反應爐內中子的數量，來維持燃料棒內的中子裂變的連鎖反應，或者阻止連鎖反應的發生。以核分裂作用時的高溫高壓在爐心中將水沸騰成水蒸氣，經由導管送至渦輪機，進而帶動發電機發電，這就是核能發電的基本原理。而根據反應爐運作模式的不同，主流的核電廠又可以分為輕水式反應爐、沸水反應爐、壓水反應爐等。
核電廠發電的過程中，本身具有放射性或者受到放射性物質污染的物件，就稱為核電廠的放射性廢棄物，根據其放射性的高低，分為低階或高階放射性廢棄物。必須理解的是，整個核能發電供應鏈中，從開採鈾礦、提煉、濃縮、發電，以及用過燃料棒後續處理，都會產生放射性物質的污染。其中直接與間接排放的污染物質，包括重金屬、粒狀污染物以及輻射物質等。
核電廠放射性廢棄物的具體案例與其類別
放射性廢棄物（俗稱「核廢料」），依照受到放射性物質污染的程度或本身就有放射性物質的情況，大致可從高到低劃分種類，世界各國管理模式也大不相同，例如法國的核廢料就分為極低放射性廢棄物（VLLW）、低放射性廢棄物（LLW）、中放射性廢棄物（MLW）與高放射性廢棄物（HLW）四種。
台灣的核廢料分類，在放射性物料管理法施行細則第4條有明文規定，僅將核廢料劃分為高階、低階兩類。
- 高放射性廢棄物（High Level Waste）
根據法條定義，高放射性廢棄物是指「備供最終處置之用過核子燃料或其經再處理所產生之萃取殘餘物」。簡單來說，以台灣的定義，高放射性廢棄物意指使用過後的核子燃料，或者用過核燃料經過再處理製成，移除仍可以使用的核物質後剩下的殘渣。在此定義下，代表無論物品受到沾染的輻射值高或低，只有本身不具有放射性的物品，都不能屬於高放射性廢棄物。
- 低放射性廢棄物（Low Level Waste）
低放射性廢棄物是指除了高放射性廢棄物外，所有受到輻射汙染過的物質，又可概分為濕性廢棄物與乾性廢棄物兩種。來源包括在核能電廠的設備維修或改善工程、以及清潔與輻射防護，受到輻射汙染過的物品。像是廢棄樹脂、廢液濃縮液以及反應爐系統所產生的殘渣等濕性廢棄物；或是因維護、除汙、輻射防護作業，或運轉過程中受放射性物質汙染所產生的廢棄物質、防護衣物、手套、工具及廢棄的零組件、設備等乾性廢棄物。
另外，在核能電廠運轉終了時，各項廢棄核設施拆除過程中所產生之廢棄物也被視為是一種低階核廢料。
參考資料
聯合新聞網／北美智權報，《能源系列報導》從零開始認識核能發電：核廢料處理，2022。參考連結
聯合新聞網／北美智權報，《能源系列報導》從零開始認識核能發電：核反應爐之建置及運作，2022。參考連結
地球公民基金會，核廢料小知識PartI，2016。參考資料
行政院原子能委員會，核廢料從何而來，2021。參考資料
行政院原子能委員會，核物料與核燃料循環，2019。參考資料
行政院原子能委員會，核廢料的放射性，2010。參考資料
綠色和平氣候與能源專案小組，核能是什麼？核能發電的原理？核電有哪些優點與缺點，2021。參考資料
參訪放射性廢棄物除役設施及參加核能電廠除役國際會議(OECD-NEA-CPD、WPDD)（2018），台灣電力公司，頁8。
