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周南山觀點:從地質和耐震觀點,試算核四輻射外洩的風險

2021-12-07 05:50

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核四現況。(資料趙,王伯輝提供)

核四現況。(資料趙,王伯輝提供)

提到核四啟封,很多人都覺得危險。其實危險是一種感覺,無法量化。而風險才是科學分析,是可以量化的。我們應透過風險分析,才能瞭解核四是否真正危險?

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所謂風險,類似數學中的期望值,是發生事故的機率乘以發生事故的後果(化為金額)。因此討論風險,首先需要討論核四釀災的機率有多高。

最近有地質教授認為核四電廠一號及二號機組下面有S斷層,其長度約兩公里。這份地質報告是中興工程顧問公司在2005年所進行的補充地質調查。地調結果顯示有一地層構造,但並未認定為斷層。但後來審查會時有些委員認為它就是斷層,但似尚待進一步確認。

我們在計算可能出事的機率時,就保守地假設其為斷層。但這斷層是活動斷層還是死斷層呢?根據中央地調所的說明,S斷層並未擾動到上覆的沖積土壤層,以及由3個定年的結果推斷,S斷層有43500年沒有活動過。美國核能管制委員會(NRC)所定義的能動斷層(Capable Fault)為在35000年之內曾經活動過一次的斷層,也就是類似臺灣所稱的活動斷層(唯中央地質調查所則定義十萬年內曾發生移動者為活動斷層)。在此我們就假設它是介於活斷層與死斷層之間的35000年會再度活動的斷層。那麼在核四未來服務的50年間,可能發生斷層移位的機率是50除以35000,也就是千分之一點四。

這個兩公里長的可疑斷層因很短,其實造成的地動加速度 (PGA)大概不超過0.1g,相對於設計地震加速度0.66g以上,其實沒有什麼威脅性。有教授認為它有可能和外海的幾個其他斷層連成一線,而長達90公里,可能造成約0.6g地動加速度。我們尊重該教授的判斷,但是否真的連為一條線(嚴格說應是一個面)因沉在海底,其實無人確知,那我們保守地假設相連的機率為1/2。

但根據台大海洋所畢業的地質兼軟体專家張逸中博士在其臉書表示,他在做博士論文所做的東北角外海地質調查研究,認為這些斷層都是正斷層,而非破壞力較大的逆斷層(詳見下圖)。什麼是逆斷層呢?像921地震的車籠埔斷層就屬於板塊間推擠的逆斷層,由於是推擠產生,上下盤間摩擦力很大,一旦地震力超過摩擦阻抗,就發生天搖地動的劇震,然後釋放出能量。而正斷層正好相反,它不是下盤向上的推力,而是斷層上下盤之間的張力(圖中向左右拉開)使上盤向下滑動,類似溜滑梯。溜滑梯因摩擦力較小,引起的震動理論上要小很多。

斷層示意圖(圖/作者提供)
斷層示意圖(圖/作者提供)

近年來許多地質學者研究都認為:台灣北部和北部海域的地質屬於張裂陷落的正斷層,所以才有陷落的台北盆地和大屯火山。另根據中央地調所前所長林朝宗在應用地質技師公會大會中發表看法:在以水平伸張應力為主的大地應力作用之下,台灣北部各主要逆斷層再活動的能力較低,即使有活動亦應以正斷層潛移為主,是否可能造成地震性斷層,值得進一步研究。中央大學應用地質研究所的李錫堤教授也在地震、地變與防災一文中表示:台灣北部地區,現在的大地應力是屬於伸張型架構,在該區域內,一條斷層若沒有任何新期正斷層活動的証據,就很難認定它是活斷層。張逸中博士則在臉書中認為:正斷層引起的地震要小很多,甚至是無感的。但在九二一地震時台北不是也天搖地動得很厲害嗎?原來台北盆地震度高的原因是盆地軟弱土層的放大效應所導致,而核四是直接座落於岩盤,並無放大效應。

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