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2020年2月日本核電廠除役的最新進展
日本在 2011 年福島事故後，為了防止類似的意外再度發生，制定了更嚴格的核能安全標準，有 1/4 的核電機組因為經濟或安全等原因無法達標，因此無法重啟。除了東海核電廠 1 部、浜岡核電廠 2 部在福島事故前就已開始除役作業的機組之外，在 2013 年、新制核安標準啟用後已有 15 部機組宣布除役，加上受到事故重創的福島第一核電廠 6 部機組，日本商業用機組除役的數量在今（2020）年已邁入 24 部（加上 2 座研究用反應爐文殊與普賢則為 26 部），另外有 9 部機組至今仍未向管制機構日本原子力規制委員會（NRA）提出重啟申請，也未宣布是否除役，情況未明。
除役計畫申請
根據日本法律規定，電力公司在停止核電機組運轉時應依照管制機構的規定，適當處理機組內部的燃料；核電機組在開始除役作業前，也必須先向管制機構提出該部機組的除役計畫，待管制機構批准其除役計畫後才可開始執行。
除役計畫的內容也必須包含以下項目：
1. 核燃料的管理與移轉；
2. 需要拆除的建物與拆除方法；
3. 受到核燃料污染區域的除污；
4. 放射性廢棄物的管理；
5. 除役程序；
6. 除役期間仍會維持運作的設備的管理；
7. 除役期間工作人員的輻射曝露管理；
8. 除役期間造成公眾輻射曝露的預測；
9. 意外事故以及事故可能對公眾帶來影響的預估；
10. 除役所需經費（金額）與財務計畫；
11. 除役期間的組織架構；
12. 除役期間的品質保證計畫。
而管制機構基於《商用核子反應爐設置與運轉規定》所訂定的「除役計畫核准前提」，需確認電廠營運公司的除役計畫已符合以下條件才有可能給予核准：
1. 用過核燃料已從反應爐爐心中移出；
2. 核燃料應有合適的管理與移轉計畫；
3. 核燃料、放射性廢棄物應有合適的管理、處理與處置計畫；
4. 對核燃料、放射性物質與反應爐可能導致的災害應有適當的防護措施。
核電廠標準除役過程
待除役計畫獲管制機構批准後，即可開始除役作業。首先，必須先將含有高放射性的用過核燃料，自已終止運轉的反應爐爐心中轉移至可暫時貯存處（如乾式貯存設施或再處理廠）。之後，再進行廠內放射性污染調查，與執行系統除污。而反應爐區域因為放射性強度較高，在除役期間必須先進入 5-10 年的「安全貯存」期，讓該區域的放射性自然衰減，使執行除役作業的工作人員所接收到的放射性劑量程度，能與運轉期間的運轉人員相同。
日本核電機組除役時間表（圖片來源：日本經濟產業省）
日本商用核能發電廠營運現況，除役機組的數量已達到 24 部（圖片來源：日本經濟產業省）
將核燃料自爐心移出後，爐心內核分裂反應因此無法進行，可減少大部分的放射性來源，反應爐也會進入「靜止」的狀態，發生事故的風險也會因此消失。雖然已將用過核燃料移出，但電廠設施內的配管、桶槽內仍有大量的放射性物質殘留，為使後期的廠房拆除工作順利進行，必須使用化學藥品來清理、去除配管及桶槽內的放射性物質，再依序拆除反應爐外圍設備、反應爐本體，與最外圍的建築物本體。處理或處置建築拆除後所產生放射性廢棄物，待完成拆除、放射性強度降至正常後，進行地面復原，最終釋出廠址供再次使用，此為一般核電廠的除役程序。日本電力公司大多將一般核電廠的除役流程分成 4 個階段，分別是：
I、拆除準備（約需 7 年）
II、反應爐區域外圍設備拆除（約需 12 年）
III、反應爐區域的拆除（約需 7 年）
IV、廠房建築的拆除（約需 4 年）
總共需要 30 年的時間，但由於每部機組的情況不大相同，也有需要 40 年來進行除役的機組。日本經濟產業省（經產省）表示，現在已開始除役作業的機組採用跟運轉中機組幾盡相同的安全規範，未來也將根據除役每階段可能存在的風險進行安全制度的檢討，以達到將安全擺在第一優先的目標。
目前各商用機組除役現況日本目前首座、也是唯一一座完成除役階段的大型核子設施，是由當時的日本原子力研究所〔現為日本國立原子力研究開發機構（JAEA），如我國的核能研究所〕負責營運、管理的動力實驗用反應爐（JPDR），該座反應爐同時也扮演著日本除役技術的試驗角色。JPDR 的除役計畫主要分為兩個階段，自 1981 年開始的第一階段為相關技術的研發，1986 年開始拆解、移除反應爐，整個除役計畫至1996 年結束。
福島事故前僅有日本第一座商用反應爐的東海核電廠（單部機組），在 2001 年開始除役作業，以及浜岡 1-2 號機組，於2009 年開始除役作業，目前均在進行除役第二階段反應爐周邊設備的拆除。在發生福島事故後，全球使用核能發電的國家都對自身的核安規範進行了檢視與檢討。日本在全面停止核電廠運轉後，於2013 年 7 月啟用高標準的新制核能安全法規，電廠的設備需要符合新制標準才可以申請重啟運轉。
日本各電力公司經謹慎評估後，相繼宣布將除役旗下屆齡 40 年、裝置容量較小的機組，因老舊機組若要達到新制核安標準耗資過甚，不符合經濟效益。因此，包含 3 部在福島事故前就已決定除役的機組，日本商用反應爐除役的數量目前已累積到 24 部，其中敦賀 1 號、島根 1 號、美浜 1-2 號、玄海 1 號、伊方 1號以及大飯 1-2 號機組已獲得管制機構的批准。敦賀 1號已經開始除役第二階段「拆除反應爐周邊設備」的工程，其餘的機組則著手進行除役第一階段的拆除準備工作；已宣布將除役的伊方 2 號、女川 1 號、玄海 2 號機組已向管制機構提出除役申請計畫，目前仍在審核當中。而福島第一核電廠 6 部機組因屬事故影響機組，除役計畫必須隨著除役過程視情況修訂，東京電力公司與經產省也會定期在其網頁上公布除役現況，供民眾了解。
福島第二核電廠 4 部機組同樣經歷了東日本大地震與海嘯，但 4 部機組均未受損，事故後也都進入安全、穩定的冷停機狀態，不過東京電力公司在長時間詳細地進行全方位考量後，還是在去（2019）年 7 月正式宣布該座電廠所有機組仍將除役，目前正在準備向管制機構申請除役的階段。
福島第一核電廠除役現況
2011 年受到 311 東日本大地震重創的福島第一核電廠 1-4 號機組，事故發生時因受到 15 米高的海嘯襲擊，該電廠所設的備用電力設備全數泡水無法使用，導致冷卻水循環系統無法正常運轉。雖然該電廠全部的機組在最初地震發生時均立即自動停機（4-6 號機當時原就處於停止運轉的狀態），但反應爐爐心內的核燃料仍需要冷卻系統正常運作，來防止反應爐發生無法控制的狀態。
在冷卻系統無法運轉的情況下，福島第一核電廠 6 部機組中，1-3號機組出現爐心熔毀的情形，1、3、4 號機組也因為氫爆，導致反應爐建築物頂部及外牆毀損，放射性物質因此釋出，所幸反應爐圍阻體頂部並未破裂，釋出的放射性物質及反應爐受創的程度遠低於 1986年的「車諾比事故」（因車諾比電廠的反應爐沒有圍阻體結構保護），但 4 部機組同時發生嚴重事故的規模卻是史無前例，成為日本現今最難、最複雜的除役計畫。
福島第一核電廠 1-4 號機組的除役現況：1-3 號機爐心內的核燃料殘骸將於 2021 年開始取出；1-2 號機將於2023 年開始清空分別含有 392 與 615 束核燃料的的用過燃料池，3 號機目前正在進行當中，4 號機則已於2014 年將 1,535 束的用過核燃料，轉移至福島第一核電廠中一座獨立的用過核燃料共同儲存池，以及 6 號機的燃料池中進行安全貯存。（圖片來源：日本經濟產業省）
一座沸水式反應爐經拆解後的低放射性廢棄物分布示意圖（圖片來源：日本經濟產業省）
5-6 號機組
福島第一核電廠 5、6 號機組因為建造的時間較晚，安全系統的等級相對較高，離 1-4 號機也有一段距離。這兩部機組與4 號機相同，於意外發生時也處於大修階段，反應爐並沒有在運轉，但為了準備重啟執行測試，核燃料已上載至爐心內。不過幸運的是，當 1-4 號機組處於喪失備用電源的狀態下，5-6 號機組設有的一座緊急備用發電機仍維持正常運轉，替這兩座機組的冷卻系統提供穩定電源，以致沒有發生失控的情形。這兩座機組也因為爐心並沒有受損，可用常規的方式來執行除役。
目前兩部機組爐心內的燃料都已轉移至機組內的燃料池進行安全貯存與管理，由於 1-4 號機組無法用正規方法進行除役，很多設備都需要依照實際情況來設計與改良，因此這兩部機組被用來進行遠端控制反應爐建築內除污、反應爐圍阻體內情況調查、移除燃料殘骸的裝置等的模擬試驗，這些工作均與多個研究機構與相關製造廠商一同進行合作與開發。
輻射調查水平持續下降
福島第一核電廠工作人員從需配戴全罩式面罩與防護衣進入電廠範圍，至今僅需在進入反應爐、渦輪機廠房等放射性劑量較高的建築（面積僅占整座電廠不到 5%）前換上，在電廠其他室外區域只需穿戴一般工作服與口罩執行作業即可。目前該電廠內新建的辦公大樓內，就有超過 1,000名專業技術人員從事除役相關的工作。而在福島事故後電廠工作人員原本只能食用儲存於電廠內的存糧，至今也可在新建的休憩中心享用現煮熱食等，都是事故後至今的轉變。
另外，福島第一核電廠橫跨在兩個市政區大熊町與雙葉町的邊界，事故發生時都疏散了當地居民大熊町在去年成為該電廠所在市政區首次解除部分避難指示的地區，但電廠的範圍仍未解除避難指示。
因除役產生的放射性廢棄物
根據經產省的估計，拆除一部大型沸水式反應爐的情況下，所產生的放射性廢棄物數量約是 50 萬噸（屬於高放射性廢棄物的用過核燃料不列入計算），這其中約有 98% 屬於非放射性廢棄物（93%）以及可解除管制的放射性廢棄物（5%），對人類不會有健康影響。根據日本法規規定，這 5% 的可解除管制廢棄物須通過「解除管制的手續」來檢測廢棄物的放射性濃度。若符合規定標準值進行解除管制後，再依情況視其是否可做為有價值之物品進行「再利用」，或僅能作為工業廢棄物需進行處理，未通過則列入低放射性廢棄物計算。
若上述的 98% 廢棄物都可歸在非放射性廢棄物的類別，拆除反應爐僅會產生 2%的低放射性廢棄物。這 2% 的低放射性廢棄物，可再依照其放射性由高至低分類成3 個等級：如控制棒與爐心內構造物等放射性較高的 L1（僅占其中 2%）、反應爐壓力容器的 L2（占 14%），以及水泥塊與金屬的 L3（占 84%），必須依據法規有效謹慎的處理：L1 必須要在地下 70 公尺處進行中深度貯存，L2則需在地下 10公尺深的水泥窖式（pit）貯存設施中貯存，L3 在地面開挖的溝渠式（trench）設施中進行儲存即可。
屬於高放射性廢棄物的用過核燃料，則需要在地下 300 公尺深處建設深層地質處置場進行最終處置，但目前仍在找尋合適的地點，並加深與各地居民的溝通，希望能提升國民對最終處置的理解，找到地質合適，也自願接受設置處置場的地區。
結語
核電廠除役計畫以拆除反應爐本體、附屬設備與建築物，並恢復土地原貌為原則，是相當複雜、耗時的工程，整個作業的難度與複雜性不亞於原電廠的興建，需要考量到的因素涉及政策、安全、技術、環保、經濟以及公眾共識等層面，加上各因素間也相互影響，必須事先做好完整、妥善的規劃才可順利進行。日本受到福島事故、核安標準提高的影響，各電廠重啟之路遙遠，除役的規模也因此大幅增加至24 部，但日本目前只有一座研究用反應爐完成除役，因此仍致力於與美國、德國等
已完成多部核電機組除役的國家進行意見交流。經產省表示，日本產官學研將就核電廠除役方面持續合作，以安全為前提，提升日本除役的經驗。
參考資料：
1. 日本經濟產業省《原子力発電所の「廃炉」、決まったらどんなことをするの？》
2. 日本經濟產業省《原子力発電所の解体（一般廃炉）の現状と課題について》
3. 日本經濟產業省《廃炉の大切な話 2019－福島第一原子力発電所の今とこれから》
4. 行政院原子能委員會《赴日參加 ANDES 除役訓練課程與參訪浜岡核電廠》
5. 財團法人核能資訊中心《核能簡訊 176 期：日本核電廠最新進展》
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