自序
澈底認識核電
核電其實是一門很具趣味性的專業，可惜的是人們一想到核電就會聯想到輻射，核電的趣味性就完全被輻射所帶來的恐懼給淹沒了，當然，這種情況也是可以理解的，只是太可惜了。希望這本書能使一般讀者能夠深入了解核電，而又得到掌握一項新穎科技的樂趣。
我常在走廊或餐廳遇到了熟人，就被問起很多有關核電的問題，這表示有不少人很關注這個話題，而且從他們的態度看得出來他們很希望知道正確的答案，因為這情形常常發生，久而久之，我就開始思考為什麼會這樣？我唯一自己想出來的答案是，報章雜誌裡有關核電的報導似乎不能完全滿足他們。多年下來，我得到一個結論，所有報章雜誌的報導，即使是長時間累積全部加起來，也不能成功地拼成一個完整核電的概念。核電涉及的專業深度與各類關聯的專業題目太廣泛又複雜，而很難使人在短時間內拼出一個完整的圖案，同時，如果沒有把完整的
圖案一次呈現，每次得到的核電資訊也一定是片面的，容易掉入以偏概全的陷阱裡。
核電直接涉及了科學、經濟、政治、軍事、法律、工程等諸多領域，這本書中，核電與這些領域的相關性與互動性都會一一陳述，詳細的內容包括了這些領域在實質上如何被包涵在核電內，它們如何互相影響，其中涉及的因由、原理、歷史、實例等都會被描述得很清楚。舉例來說，核電工程或核能工程包括了核子物理、核反應器物理、機械工程、土木工程、材料力學、航空工程等基本學科，這些學科如何應用在核電上也會詳細描述，而且以完全不涉及複雜的公式為原則，用深入淺出的文字來描述為手段，必把複雜的概念解釋清楚，讀者不必有任何專業的基礎或訓練就可以看懂，而達到可以掌握又能享受到新概念的喜悅。
所有核電的題材都會被囊括在這本書裡，除此之外，我會加強兩個近年大家很重視的題目：核電安全與核廢料處理。為了讓大家澈底了解這兩個題目，我會做更深入，也更廣泛的討論。
寫這本書有另外一個重要原因。這許多年來做了很多場演講，也被媒體訪問過很多次，次次都是意猶未盡，而且每次事後，在現場都有人問了更多的問題，演講完的發問場無人離席，而且觀眾發問的時間比演講的時間還長。還有一次被一位媒體人訪問時，中途我主動要求可否不要談別的，給我連續二十分鐘，讓我專門談一下核廢料，不要打斷我，只談這個話題，主持人也欣然接受。但事後檢討卻發現二十分鐘怎麼夠？從另一個角度來看，核廢料的處理在核能的科技世界裡已經是一個執行了數十年的題目，核廢料可以討論的話題很多，我在書中會傾囊相授的全面探討。
核電安全也是另一個爭議性頗大的題目，要用更大的篇幅來澈底解說。擁核的人說：「核電很安全。」反核的人說：「既然安全，為什麼日本還有福島的核爆？」擁核的人說：「那是氫氣爆炸不是核爆，所以核電很安全。」反核的人針對這點說：「不論是核爆還是氫爆，都是爆，而且造成了實質的損害，核反應爐的建築外殼已毀，造成了輻射外洩，有本事就不要讓氫爆發生嘛！」擁核的人說：「日本人在核安的認知與執行上有瑕疵，所以核災在別的國家不會發生。」反核的反應是：「這還得了，日本這個科技大國都不懂核安，怎可指望其他國家能夠超越？」
雙方立場都有一個共通點：以偏概全。現代核電廠的設計與建造、設備檢驗與人為操作，尚不能百分之百保證在其設計預定的存續之年達到完全安全，但是有核安概念的操作與堅守加強設備的態度，就可以在核電廠所設計的使用年限裡，達到完全不出事的標準。海嘯重創了東京電力公司的福島核電廠，但是同一海嘯也抵達了日本東北電力公司的女川核電廠，卻未造成危害，就是因為兩個核電廠或電力公司在人員操作與安全設備的要求上，其基本的態度就有明顯的差異。我會把這個重點在文中做一個明白的剖析，藉此解說很多有關核電安全的法則與防災設備的作用，讓讀者可在這個話題上獲得充分的理解。
我在最近兩次的演講中，大膽預測了下一次世紀性核災的地點與原因，在書中就以文字詳細陳述我這樣預測是根據什麼，進一步讓大家能掌握到核電安全的本質，一則不必產生不必要的惶恐或懼怕，再者可以有效監督政府的核安措施，甚至可以再進一步來正確地影響政府的核能政策。
我不設立場也不埋伏筆，絕不推銷核能，也不打壓核電，文字的出發點，一切以供應資訊為主，並把重點放在闡明核能技術的諸多複雜概念，以淺顯的語言剖析核電的專業知識，把原本深奧的理論與物理概念變得易懂，即使沒有理工背景，也能對核能艱澀的理論在概念上迅速融會貫通。
核能專業上有幾個比較深奧的物理概念，涉及複雜的物理現象，但會在書中以淺顯的文字來描述，讓一般大眾看懂、了解，甚至可以完全掌握，這幾個概念包括了超臨界、臨界與次臨界的物理現象。因為這三種物理現象與軍事、政治、核電廠運轉，與核廢料處理有密切的關係，能夠掌握這三個概念，就能夠比較容易看懂核能、核電、軍事、政治、經濟與安全之間的因果關係，甚至可全面融會貫通。當然，若略過這些理論觀念的解說，仍然可以看懂這些大議題間的因果關係。
鈾二三五與鈽二三九這兩個元素，兩者各是核能發電的原料，也是原子彈的材料，能不能做成原子彈要看這兩者之一有沒有足夠的數量，有足夠的超臨界所需的基本數量，才能考量能不能達到超臨界的條件，而要達到超臨界的狀態，所以一些國家企圖製造核武，第一步就是想盡辦法來生產或製造出足量的鈾二三五或鈽二三九。
國際已有上百個國家簽署了防止核武擴散條約，就是因為大家怕非擁核武國家想製造核武，會造成國際上的政治動盪與軍事衝突，甚至觸發危險的核戰。為了防止核武擴散，做到實質上的遏止，大家授權給位置在維也納聯合國大樓隔壁的一個機構，名稱為「國際原子能總署」，有了諸國的授權，這個機構就可以到任何有核子設施的地方去檢查，其主要目的就是去勘查並印證那個國家或他們的核子設施有沒有能力製造，或已經製造出足量的鈾二三五與鈽二三九，而有能力做出原子彈。
這二、三十年有很多國家試圖自製原子彈，想自己製造而未成功的國家有利比亞、巴西、臺灣，已有能力自製但半途自願放棄的有南非、哈薩克，未放棄的有北韓與伊朗。這些國家製造原子彈的企圖、背景、經過與現況都將在書中一一介紹。這些實例的介紹可以反映出核廢料為什麼令人矚目，為什麼「國際原子能總署」除了管制監控核廢提煉廠之外，也管制監控核能電廠的活動。有關的解說可幫助了解存在於核燃料與核廢料內的元素在經濟、軍事、政治上的意義。
因為核武原料鈽二三九可從核廢料提煉出來，設計消除核廢料的特殊核反應器或核反應爐就面臨到核武擴散的防範考量，因而會涉及到管理、法律與工程設計上的複雜性，本書會敘述這些有關議題的現況與展望。
我心中經過了一些掙扎，最後還是決定把一個走在時代前端有關輻射的話題放在書裡，畢竟我對這個議題的陳述，並無誇大其辭的成分，也無危言聳聽的心態，只覺得既有了科學的根據，就需要不畏社會的反應或輿論立場，只要本著良知報導實情就好，所以在書中會添加闡述低量輻射對人體產生免疫力效果的這個話題。
四十年前，臺灣各地有一些公寓建築材料發現有輻射，媒體報導稱之為「輻射鋼筋」事件，造成人心惶恐，因為大家都怕輻射會對身體造成危害。現在事隔數十年後，危害的程度應該可以看出一些端倪，臺灣大學與陽明大學許多位醫學教授共同執行了一項研究，他們對近一萬人的「輻射鋼筋」受害者做了近三十年的完整醫療追蹤，也發表了他們的結論，發現這些人的癌症發生率與一般民眾比較，有相當明顯的降低。
美國核能學會在2018 年的一期月刊裡，有一篇有科學根據的報導，從近六十年以來各地所有的數據發現，如果人體常被輻射照射，而所受劑量又未超標，得癌症的統計數比未經輻射的人要低20%。這是實際的數據，醫學界尚未掌握到癌症發生率降低的理論基礎，初步猜測是少量輻射能激發人體的免疫能力。
顯然，工業界、科學界、醫學界幾十年沿用的輻射劑量安全標準有過分苛求之嫌，但什麼標準才真正適當尚不得而知。少量的輻射只要沒有超標，顯然有實質上的防疫功能，但是要完全具體化又全面化的了解其機理，並制訂出真正安全又有助益健康效果的標準，仍需要有進一步的研發確認，才能夠訂出新標準，建立法律上的架構。美國前總統川普在2017年2月24日簽署了一項命令（13777 號），給美國國家環境保護局一項行動指令，要求他們開始在這個領域找出答案。書中也會針對這個題目有詳細的敘述。
人類的文明不論是有了幾千年也好，幾萬年也好，卻在近兩百年左右才有了科學上彰顯的成績，人類生活的品質也因為科學進步而得到實質上的優渥。水、電、各種日用品、通訊、醫療產品的出現，使人類文明與一百年前的生活品質相比不可同日而語，但是這一切的科學產品都有一個共同點，就是所有產品的製造，或人們每天生活使用這些產品時，面對人體中產生的化學變化，不論是消化器官在進行食物消化的化學反應，能量攝取的化學反應與物理反應，或是醫療上醫治性質的分子反應，都是屬於原子或分子外圈的運轉電子在進行交換的動作，而這類動作所涉及的能量交換，都在個位數字的「電子伏特」的範圍裡，每筆化學反應都涉有1至4個「電子伏特」，姑且不管電子伏特在能量上當成一個單位有什麼特殊意義，我們放眼望去，所面臨、所即時看到的或看不到的一切，在眼前發生的所有的、全部的生活機能，與所有的、全部的千萬類產品的製造，包括人體內千千萬萬的化學變化都同時涉及億萬個電子，而每個電子的能量交換，其單位都是區區幾個電子伏特而已，大多數都在1到4電子伏特的範圍。
核電或核能基本上已把科學與科學產品帶進了一個更高的層次。電子不再是主要的媒介了，取而代之的是中子，每一次或每一個化學變化或物理變化所牽涉的能量不再是個位數字的電子伏特，而是一千萬電子伏特或者一億電子伏特。所有涉及的物理反應不再只牽扯到一個原子表面的電子，而是牽扯到深入原子內部的原子核。這意味著，人類的日常生活與日常所需的所有產品，已經由牽涉到原子表面的科學，更進一步牽涉到原子極深內部的原子核，所涉及的能量動輒增加了一千萬倍。若能夠很熟練的掌握這類更深層的科學，就能探索到自然界更深邃的資源，如果能把這些資源控制好，發揮成更大的效果，就能為人類帶來更多的福祉。
當然，現代的核能科技尚未達到至善或熟練的地步，而要繼續努力完全擺脫或有效地掌控核能所附帶的危險。隨著核能科技而來的是具有高放射性輻射的副產品，這種情況也是人類在發展核電或核能產品的同時要面對的，書中針對這個話題有全面性資訊，其中有不設立場的剖析，包含世界現況與各國在這方面進行中的研發與展望，都有詳細的說明。
下一代核電的設計與應用正在世界各地如火如荼地進行，很多媒體對於各類新型發電用的核反應爐的報導也不完全到位，甚至有張冠李戴之嫌。在書中，所有新型發電廠用的各式核反應爐，與近年美國國家航空暨太空總署將採用的赴火星核能飛行器與已在火星上使用的核能電源，都有描述與解說。
我也有一些朋友對我說過，他們把希望放在以核融合為主的核能技術上，因為這類核電的輻射量減少甚多，而且這類型的核能反應與太陽核反應的性質相同，而且這類核反應無虞原料的匱乏，但是所需達成的物理條件與技術尚未成熟，等到完全能夠商業化，還需假以時日，雖然要等得久一點，甚至要再等二、三十年，但仍然是值得的。這個立場我能理解，正好這個題目也與我的學位論文有關，這幾十年我對這個題目的關注不亞於核廢料與核安全，所以這方面的技術層面整理也包括在書裡。
風險評估這門學科被廣泛應用在許多不同的工程與技術領域上，包括近四十年來很成功的應用在核電安全上。大約在二十五年前左右，美國核能管制委員會正式把這門學科帶來的分析方法加入正式的法規裡，核能電廠或其他核能處理廠若有任何設計上的改變，或加入處理一些設備或操作上的變化，可用這門科學方法來分析，以證明改變後的安全程度未被降低。若證明屬實，美國核能管制委員會就可依此作為審查的標準，認可或批准有關執照的申請。
世界上有兩、三個核電大國並未接受這門學科，沒有全面採用風險評估作為實質上在安全的評估與審查，這兩、三個大國包括了日本，雖然日本沒有全面採用風險評估，也未做成正式規範，但是在日本的十多個電力公司中，東北電力公司主動在自己內部做了完整的風險評估，找出瑕疵所在面對了瑕疵，藉以改進設備在安全上的品質，而成功的躲過了引發福島核災的海嘯。
書中會用淺顯易懂的文字來解說風險評估的原則、過程，與在核電安全上的應用，並且闡明一些比較容易混淆視聽的錯誤觀念。
這本書希望給擁核的群眾帶來一些重要的概念，那就是：核電安全須全心全意去維護才能達到目的，目前核電廠的硬體在設計的原意上都能達到百分之百的效果，但是若人為的操作失誤，或發生了未被原設計考量的情況，甚至政治凌駕了核電安全的要求，仍會導致核事故。核能電廠的硬體尚未能夠做到至善至美，可以面對任何諸如此類的挑戰。
也希望這本書能給反核的朋友帶來一些啟示，我能理解反核的心態基本上出自懼怕，這個立場可以了解，但是這本書的內容能提供真正評論或衡量核電危險性的依據，了解內容後，若仍然反核，也會更能夠據之以理，繼續努力反核。但若改變了立場而變得不再反核，也可節省精力，把時間有效率的用在監督核電安全上。
三十年後核電給人的觀感或在技術層面的特質，都會有重大的改變，這本書的主要目的，是在此刻提供給大家一個全面的、完整的、正確的核電資訊，作為有教育意義的開始。
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趙嘉崇
