前言

    來自診斷醫用檢查的輻射曝露，一般來說是低的，且幾乎總是能正確診斷出可能疾病情況，故其所獲得利益具有正當性。沒有直接證據說輻射曾在診斷放射性檢查時所遇到的曝露水平，會造成任何傷害。使用輻射來治療，自然地會涉及較高的曝露，而放射物理師將考量治療的風險與潛在的利益。而在診斷使用時，我們只有理論模式來建議致癌風險的可能性，但這些模式均為由較高曝露外插至那些低水平，沒有人能確認有關是否有任何真的風險被涵蓋到。這些曝露通常可與那些我們從周遭例行接收的自然輻射做比較；而醫用檢查的利益當然是非常顯著的。

    對於許多型式的醫用診斷程序，可給予標準化輻射劑量的估計；但對於涉及輻射治療程序，給予準確的輻射劑量測定術就不可能了，這些需要依個案而十分小心地處理之；以下將建議一些典型診斷放射醫學與核子醫藥研究的劑量。這裡要提醒這些只是典型的數值，且這是重要的。因為劑量將隨著許多變因而改變，包括特定機器與製造廠(特別是放射醫學)、研究技術(在放射醫學有產生輻射機器之設定；在核子醫藥則有配置活度量及病人的新陳代謝)及其他議題。

 

 

來自診斷放射檢查的典型劑量

    如上述，下表為對典型診斷放射檢查的劑量估計；為了做比較，可參考我們大家每年接受天然背景輻射約3 mSv的曝露。

平板薄膜X-光
單一放射照相	有效劑量(mSv)
頭顱(後前位或前後位)	0.03
頭顱(側位)	0.01
胸腔(前後位)	0.02
胸腔	0.04
胸腔(後前位及側位)	0.06
胸腔脊椎(前後位)	0.4
胸腔脊椎(側位)	0.3
腰部脊椎(前後位)	0.7
腰部脊椎(側位)	0.3
胃(前後位)	0.7
胃	0.53
骨盆(前後位)	0.7
骨盆或臀部	0.83
牙齒咬合片	0.004
肢體和關節	0.06

   

 

下表顯示若在全程下，個人可能接受的劑量，如腰部脊椎通常含5張片子。

在全程下接受的劑量
完整檢查	有效劑量(mSv)
靜脈注射圖(腎，6張片子)	2.5
鋇劑吞食攝影術(24張，106秒，透視檢查)	1.5
造影劑檢查(11張，121秒，透視檢查)	3.0
鋇劑攝影追蹤(Barium follow-up) (4張，78秒，透視檢查)	3.0
大腸鋇劑攝影(10張，137秒，透視檢查)	7.0
頭CT檢查	2.0
胸腔CT檢查	8.0
胃部CT檢查	10
骨盆CT檢查	10
頭與胸腔CT檢查	11
冠狀動脈球囊擴張成形術(PTCA)心臟研究	7.5–57
冠狀動脈造影	4.6–15.8
乳房X線照影	0.13
腰部脊椎系列	1.8
胸腔脊椎系列	1.4
頸部脊椎系列	0.27

   

下表顯示來自核子醫藥檢查的典型劑量。

核子醫藥檢查的典型劑量
核子醫藥掃描	活度(MBq)	核子醫藥	有效劑量(mSv)
腦	740	鎝-99m二乙基三胺五乙酸(99mTc DTPA)	3.6
腦	1,850	15O water氧-15水	2.0
腦	740	鎝-99m 六甲基丙烯胺肟(99mTc HMPAO)	6.9
肝膽管	185	鎝-99m硫膠溶體(99mTc SCO)	1.7
骨骼	740	鎝-99m亞甲基二磷酸(99mTc MDP)	4.2
肺灌注/換氣	185 & 370	鎝-99m巨聚合白蛋白及氙-133氣體(99mTc MAA & 133Xe)	2.3
腎	740	鎝-99m二乙基三胺五乙酸(99mTc DTPA)	3.6
腎	740	鎝-99m巰基乙醯三甘氨酸(99mTc MAG3)	5.2
腫瘤	110	鎵-67(67Ga)	11
心臟	1,100	鎝-99m烷氧基異丁基異腈(99mTc sestimibi)	9.9
	1,100	鎝-99m過鎝酸鹽(99mTc pertechnetate)	14
心臟	74	鉈-201氯化亞鉈(201Tl chloride)	10
	1,100	鎝-99m二乙氧乙基膦基乙烷(99mTc tetrofosmin)	7.6
多樣的	370	氟-18去氧葡萄糖(18F FDG)	7.0

 

懷孕或哺乳病人

    對於懷孕、可能懷孕或哺乳的病人，應給予特別的注意。發育中的胚胎或胎兒，特別對輻射敏感。若涉及輻射曝露的檢查是能夠延期或以其他研究來替代的話，這是有需要的。但若該研究是需要的話，則削減或降低對胚胎/胎兒劑量的預防，則是應該加以考量的。大多數輻射治療研究在懷孕時是禁忌的，但有時是需要的。任何在生育年齡的婦女，在涉及輻射治療前應做懷孕測試。哺乳病人則在核子醫藥研究(診斷或治療)是受關注的，因為注射入母親的化合物，可能被吸收並分泌至乳汁中，因而可能在餵食嬰兒時被攝入。

    一些在懷孕初期對胎兒的重要核子藥物檢查之曝露劑量如下表。由J.R. Russell與其同僚所撰寫的文章，給予在其他懷孕期與對其他核醫藥物的劑量。

 

對胎兒來自核子醫藥的劑量 核醫藥 掃描 活度(MBq) 核醫藥物 早期懷孕胎兒劑量(mSv) 骨骼 740 鎝-99m亞甲基二磷酸(99mTc MDP) 4.2 肺灌注 185 鎝-99m巨聚合白蛋白(99mTc MAA) 2.0 甲狀腺 30 碘-123碘化鈉(123I NaI) 0.6 0.55 碘-131碘化鈉(131I NaI**) 0.04 腫瘤 190 鎵-67檸檬酸鎵(67Ga Citrate) 18 肺換氣 1,100 氙-133氣體(133Xe Gas) 0.0054 心臟 74 鉈-201氯化亞鉈(201Tl chloride) 10 腎 740 鎝-99m巰基乙醯三甘氨酸(99mTc MAG3) 5.2 740 鎝-99m二乙基三胺五乙酸(99mTc DTPA) 3.6 心臟 1,100 鎝-99m 烷氧基異丁基異腈(99mTc sestimibi) 9.9 肝 350 鎝-99m二異丙基亞胺二乙酸(99mTc disofenin/mebrofenin) 6 感染 200 鎝-99m標誌白血球(99mTc White Blood Cells) 0.76 20 銦-111標誌白血球(111In White Blood Cells) 2.6 肝/脾 300 鎝-99m硫膠溶體(99mTc Sulfur Colloid) 0.54 骨骼 740 鎝-99m羥基亞甲基二磷酸(99mTc HDP) 3.9 腦/甲狀腺 1,100 鎝-99m過鎝酸鹽(99mTc Pertechnetate) 14 心/血流 930 鎝-99m標幟紅血球(99mTc Red Blood Cells) 6.0

**這是用131I來做甲狀腺掃描診斷；131I廣泛地被用來治療甲狀腺功能亢進及甲狀腺癌。它的使用一般在懷孕時是為禁忌，因為將對胎兒與胎兒甲狀腺造成大劑量。

   

下表是根據典型曝露數值，顯示妊娠期0, 3, 6, 9個月的輻射劑量。

根據典型曝露數值胎兒輻射劑量估計
研究	胎兒劑量(mSv)
	早期懷孕	3個月	6個月	9個月
骨盆(前後位)	1.44	1.31	1.27	1.57
骨盆(後前位)	0.40	0.16	2.32	1.00
骨盆(側位)	0.53	0.32	0.48	0.52
脊椎(前後位) (寬視野範圍)	0.018	0.011	0.069	0.13
脊椎(前後位) (窄)	0.012	0.008	0.046	0.089
脊椎(側位)	0.006	0.006	0.017	0.032
腰部脊椎(前後位)	2.25	1.97	3.94	9.26
腰部脊椎(側位)	1.13	0.62	0.84	0.85

 

    在哺乳母親接受核醫藥物的案例，於2000年核子醫藥期刊(Journal of Nuclear Medicine⁸)裡的一篇文章，討論到與哺育嬰兒的可能曝露相關的議題。作者指出在個別餵哺乳汁內的活度會有廣大的變化，而最好的評估方法為進行乳汁的量測，並作個別特定的劑量預測及建議的干預時程規劃。儘管如此，他們也提供了一組一般性的、並涵蓋多樣組合的可能干預時程建議，在文獻中有一些哺乳排泄經驗的報導。下列表格摘述了這些建議。

 

受管制乳汁的放射性醫藥排泄建議摘要 藥物 活度(MBq) 諮商*？ 諮詢 鎵-67檸檬酸鎵(67Ga Citrate) 185 是 停止 鎝-99m二乙基三胺五乙酸(99mTc DTPA) 740 否   鎝-99m巨聚合白蛋白(99mTc MAA) 185 是 12小時 鎝-99m過鎝酸鹽(99mTc Pertechnetate) 1,110 是 48小時 碘-131碘化鈉(131I NaI) 5,550 是 停止 鉻-51乙二胺四乙酸(51Cr EDTA) 1.85 否   鎝-99m亞胺二乙酸(99mTc IDA agents) 300 否   鎝-99m葡庚糖酸鹽(99mTc Glucoheptonate) 740 否   鎝-99m人體白蛋白微球(99mTc HAM) 300 否   鎝-99m 2-烷氧基異丁基異腈(99mTc MIBI) 1,110 否   鎝-99m亞甲基二磷酸(99mTc MDP) 740 否   鎝-99m焦磷酸鹽(99mTc PYP) 740 否   鎝-99m體內標幟紅血球(99mTc Red Blood Cells in vivo) 740 是 12 小時 鎝-99m體外標幟紅血球(99mTc Red Blood Cells in vitro) 740 否   鎝-99m硫膠溶體(99mTc Sulfur Colloid) 444 否   銦-111標誌白血球(111In White Blood Cells) 18.5 否   碘-123碘化鈉(123I NaI) 14.8 是 停止** 碘-123馬尿酸(123I OIH) 74 否   碘-123間碘苄胍(123I Mibg) 370 是 48小時 碘-125馬尿酸(125I OIH) 0.37 否   碘-131馬尿酸(131I OIH) 11.1 否   鎝-99m二乙基三胺五乙酸氣懸膠體(99mTc DTPA Aerosol) 37 否   鎝-99m巰基乙醯三甘氨酸(99mTc MAG3) 740 否   鎝-99m標幟白血球(99mTc White Blood Cells) 185 是 48小時 鉈-201氯化亞鉈(201Tl Chloride) 74 是 96小時
*		”否”的意思是沒有哺乳干預需要建議；這是對嬰兒的有效劑量限度1 mSv準則而言，以及對這些受管制活度量均然。”是”的意思則是某些干預是需要的，如下一欄位所示。
**		這需求可能過度限制了，但仍是建議，因為有明顯的放射性污染水平(124I, 125I及其他)在商業產品(如奶粉)中被發現。若沒有污染出現時，則較少或沒有需要哺乳干預了。

 

輻射治療的劑量

    在輻射治療，將給予更高的劑量以破壞癌組織；其決竅為將給予足夠的劑量以殺死不健康的組織，但不給正常、健康的組織太高的劑量；這可以利用幾種方法來達成。採用體外輻射，有許多技術被用來聚焦輻射劑量在有興趣的區域，並對正常組織給予低劑量。小型射源可置放在非常接近或直接接觸癌組織處(近接治療)，且只置放一段時間。治療亦可利用體內放射性射源來完成，就如同使用在診斷的核醫藥物一樣。這些射源被標幟在特定的分子上，該分子被設計為會偏好被癌細胞所吸收，且較不會被其他器官與組織吸收，這可導致有正向的結果，且不須對病人健康有所危害。對於這些案例，不可能給予特定劑量計算。每一狀況在治療執行前，均須由輻射物理師小心地研究，並設計出一特定劑量計畫；典型的劑量將為上述診斷案例的數百到數千倍的等級。

 

註: 原報告中均使用有效劑量(effective dose)，應已考量其對全身之整體劑量影響。

作者/廖彥朋

 

    前陣子我到某大學演講，一位聽眾朋友告訴我說：「我婆婆前陣子去做核子醫學檢查，她現在都不敢來看孫子，怕影響到孫子的發育。」這又讓我回想起多年前在醫院工作時聽到的都市傳說，就是說某位婦女在福島事故後到東京旅遊，回來之後發現懷孕因而去醫院做檢查，結果醫生說不僅僅要墮胎，還要五年內不可以懷孕，到今天為止我都還搞不懂「五年」這個數字到底是從何而來的。一般民眾對於輻射的知識多半來自於媒體，再不然就是來自網路訊息，在本刊目前閱覽量依舊如此稀疏的現實之下，我們在生活中有機會就應該多雞婆兩句，幫助大家解除不必要的疑慮。

 

    我們都知道醫療輻射是所有非背景輻射中最大宗的輻射曝露來源，依據美國NCRP 2006年的調查，全美國醫療曝露的人均劑量約與背景輻射相當（約3mSv），可以說是佔了總年均曝露的一半，其中的「大戶」：電腦斷層又佔這一半中的一半，讓人不禁在腦海中浮現充滿問號的黑人哥照片，因為平常我們也很少去醫院做檢查，到底是哪些人做了那麼多檢查幫我們把平均拉高的？

 

    造成這個結果的理由當然有很多，像是所謂的「防禦性醫療」，也就是醫師為了避免醫療糾紛所進行的「名義上合理」的篩檢；或是民眾健康意識抬頭而熱衷的各種套餐式、旗艦型、尊榮享受的健康檢查；更甚者是藉著醫療保險的便利，病人主動要求醫院做檢查。這些類型的檢查中，絕大部分都包含電腦斷層檢查，在一些高階健檢中或提供正子攝影，這些類型的放射性檢查所貢獻的劑量可以達到一般X光攝影的數十倍至數百倍，有些民眾可能就會有個很大的疑問：「所以說我們今天是來治癌還是致癌的？」

 

    一般而言，對放射線診療有顧慮的民眾，多半是身體健康的類型（至少主觀上是沒有什麼病痛），一個健康的人擔心自己做了某個檢查之後反而生病，這是很正常的邏輯。但是這種擔心如果過度延伸到真正的病人身上時就很討厭了，我真的曾經在醫院遇過因為擔心輻射會致癌而不願做檢查的病人，不要笑，在許多良心團體的努力之下，民眾恐輻完全是天經地義的事情，問題是不做檢查就不能診斷，不能診斷就不能治療，如果錯失診療的契機明天就斷了氣，不知道這些良心團體打算要包多少錢給這些間接受害者，廢話，當然是零元，這就是為什麼我們需要不遺餘力的向一般民眾宣導正確輻射觀念的原因。

 

    關於醫療輻射，我們還是要不願其煩的講：「醫療輻射沒有使用上限」，當然後面那句也很重要，那就是「必須依照醫療需求實施」，也就是我們常說的「相較於風險的利大於弊」。事實上一般而言，除了透視攝影以外的絕大部分單次常規檢查（包括名嘴最愛拿出來說嘴的電腦斷層及正子攝影）能貢獻的劑量都不算太高，所以說，如果只是偶爾進行一兩次常規檢查，原則上是沒有任何需要感到恐懼的空間的。但是如果一個病人需要在短時間內進行反覆性的檢查或是長時間的透視攝影，這意味著他的病情已經相當嚴重了，更別說進行放射治療所使用的高劑量是絕對會產生確定效應（所以才能殺死癌細胞）也100%增加癌症風險，為什麼還要做？因為今天不做明天可能就不需要做了，換言之，即便存在潛在的致癌風險，我們還是得正視病人當下的病情來做臨床決策。

圖片來源：原子能委員會

 

    依照這樣的邏輯，現實生活中就有一個極端模糊的地帶，叫做健康檢查。理論上我們所說的醫療輻射的使用前提叫做「有臨床需求」，一般而言，我們所說的臨床需求是指「確認與鑑別病灶」的需求，但是作為一個外觀看起來身強體壯、行動自如的健康人而言，在沒有任何的症狀之前，能不能算是有臨床需求？這個問題就進入了哲學的境界了。更進一步而言，我們過去所談的醫療輻射都是基於臨床醫師的專業判斷而實施的，健檢當然是受檢者自願參與檢查的，受檢者有能力判斷有沒有臨床需求嗎？即便如此，在現行的架構下，我們依舊將健檢的輻射歸類於醫療輻射，作為一個醫學物理工作者，我們的任務就是確保健檢時所使用的輻射是在合理安全的範圍內了。

 

    很多人問我一個問題：「既然常規檢查那麼安全，那為什麼不每個人入院都掃描一下？」接著就搬出傳說中的「輻射沒有安全劑量」，企圖藉由「連醫院都很擔心輻射不敢讓病人隨便做」打臉我常說的100mSv線，事實上這兩件事情毫無關聯性。首先，我前面提過了，臨床上何時該用X光檢查跟你的臨床症狀有關，X光不是萬能的，如果照了也是白照為何要去浪費醫療資源？其次，不隨便亂照是因為你不知道何時是真正需要照的時候。日本幾年前有個經典案例，某位病人在兩週內做了四次電腦斷層與兩次血管攝影，導致頭部環狀掉髮。我們當然不能說這位病人不該做這些檢查，但短時間內累積超過閾值劑量的曝露導致確定效應的事情，在現實生活中也是可能會發生的，我常說：「你永遠不知道什麼時候會真的需要。」在那之前，不要把自己的quota給用光光了。

 

    與其擔心醫療輻射對你的危害，不如花點精力保養自己的身體健康還比較實在，只要身體健康就不需要進醫院，不進醫院就不用做X光檢查，這世界上還有什麼比不用做X光檢查還要更ALARA的選項嗎？如果真的不幸進了醫院，就讓醫師的專業幫助你選擇適當的檢查吧，別讓恐輻成了救命的絆腳石了。

作者/ 張淑君 組長  核能研究所保健物理組

 

前言

國內自民國67年首度啟動核能發電，陪伴台灣近半個世紀以來的經濟發展，然核能發電雖能提供低碳能源與提升能源穩定性，而其所留下的用過核子燃料既可說是一種可再利用能源亦可說是一種廢棄物；故在國際上，有些國家如法國，發展再處理技術來二次提煉可分裂物質，再製成混合氧化物(MOX)核燃料，以增進使用率並降低廢棄物量；而有些國家如美國，避免核子擴散，則將其視為廢棄物而採行直接處置。

國內用過核子燃料管理的策略規劃係近程採核能電廠內濕式貯存，中程進行乾式貯存，長程推動最終處置，並依現行「用過核子燃料最終處置計畫書(2014年核定版)」之規劃，進行長程處置技術之推動，依計畫時程訂於2055年完成最終處置場的建造。

用過核子燃料存有錒系元素，是屬於長半衰期的放射性核種，因此被形容為萬年遺毒，而為解決此既已存在的問題，科學家分析用過核子燃料在生物圈中的放射性危害演變後，認為以深層地質處置技術來長期處置用過核子燃料是安全可行的作法。本篇文章即是希望能透過簡明的文字，介紹國際上如何實現深層地質處置的長期安全性，揭開技術的神秘面紗。

 

用過核子燃料輻射特性

為了安全處置對用過核子燃料，首要須對用過核子燃料的輻射特性進行瞭解。用過核子燃料內部所含的放射性核種活度會隨時間而衰變，定義為「半衰期」，不同的放射性核種具有特定的半衰期，如常見的銫-137核種的半衰期約為30年，此表示在30年後的銫-137活度會減少1/2，60年後活度減少到1/4，90年後活度減少到1/8，持續減少直至可忽略的程度。以國內沸水式反應器所產生的最高燃耗之用過核子燃料為例，當其自反應器退出並經中期貯存而至最終處置階段時，推算約95%仍是屬於鈾系列的核種，其中仍以天然存在的鈾-238核種為主，高達90%以上，鈾-235核種僅剩不到1%，除此之外，亦在核分裂過程產生鈽、鋂、鋦等超鈾元素約有1%左右，而鍶-90、碘-129、銫-137、鎝-99等分裂產物約占4%。而所謂潛在危害後代子孫元凶的關鍵核種係指具有長半衰期的超鈾元素，通常為萬年以上，且這些核種主要是釋出阿伐粒子，一旦攝入至體內將會造成相對嚴重的健康效應，故發展深層地質處置技術的目的即是在防患這些核種對後代子孫與環境的潛在有害影響。

 

用過核子燃料深層地質處置

用過核子燃料長時間尺度的深層地質處置，可藉由自然界存在的相似環境進行「天然類比」，如日本岐阜縣東濃鈾礦床之鈾礦埋藏超過1,000萬年、澳洲的昆嘎拉鈾礦床約距今16億年至15億年前形成，透過研究上述礦床周邊的地質條件以及天然鈾系核種的遷移與遲滯現象，已獲國際一致認同「深層地質處置」是可以達到安全處置的方式。

用過核子燃料深層地質處置計畫需結合處置場選址、設計、建造、運轉與封閉等階段進行全程發展規劃，通常需費時近百年。目前各國的推動進度，芬蘭運用瑞典發展的KBS-3處置概念已通過Okiluoto場址之花崗母岩處置執照申請，於2016年底開始興建最終處置場，預計於2023年啟用；瑞典也正進行Forsmark場址之花崗岩處置執照申請，目前已完成技術審查並進行環境影響公聽會的最後階段；而其餘如法國，法國國會已於2016年批准選定Bure的鄰近村落為最終處置場預定地，目前正由核廢料專責機構準備執照申請作業。除介紹上述3個選址程序領先的國家外，筆者引用日本2017年2月發表的「關於各個國家高放射性廢棄物處置」報告(RWMC, 2017)，該報告整理世界各國發展深層地質處置的最新進度(如圖一)，瑞士與大陸已針對可能的候選場址進行概要性的鑽孔調查，其餘國家仍處於全國性普及調查或是文獻調查，而國內預計2017年底完成深層地質處置技術之可行性評估。

圖一：日本財團法人原子力環境整備促進與資金管理研究中心整理各國深層地質處置技術與選址發展進度

 

處置安全性的確保

深層地質處置主要是運用「隔離」、「圍阻」與「遲滯」的觀念，以多重障壁及深層防禦的設計原理來達成，以下將簡易說明：

1. 「隔離」是指遠離人類生活所涉及的生物圈範圍，國際上通常界定處置深度是超過地下300公尺深，除此之外，放置高放射性廢棄物的地質岩體(通常稱為處置母岩)須具備適當的地質環境，能發揮長期將放射性核種與生物圈安全隔離的效果。

如我國「高放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則」第4條與第5條(行政院原子能委員會，2013)則分別提出對處置場址禁制與限制的基本要求：

        「高放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則」第4條

                高放處置設施場址，不得位於下列地區：

• 活動斷層或地質條件足以影響處置設施安全之地區。
• 地球化學條件不利於有效抑制放射性核種污染擴散，並足以影響處置設施安全之地區。
• 地表或地下水文條件足以影響處置設施安全之地區。
• 高人口密度之地區。
• 其他依法不得開發之地區。

 

        「高放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則」第5條

                高放處置設施場址，避免位於下列地區：

• 有山崩、地陷及火山活動之虞者。
• 地質構造可能明顯變化者。
• 水文條件易改變者。
• 處置母岩具明顯劣化現象者。
• 地殼具明顯上升或侵蝕趨勢者。

高放處置設施場址有前項情形時，其經營者應提出確保高放處置設施符合安全要求之解決方法。

 

2. 「圍阻」是指運用多重障壁理念，防止用過核子燃料之放射性核種釋出，國際上通用的多重障壁，除用過核子燃料本身的鋯合金護套具有圍阻功能外，還須額外設計廢棄物罐、緩衝材料與回填材料，此通常稱為工程障壁系統。筆者引用瑞典SKB公司發展的KBS-3處置概念系統如圖二(SKB, 2011)，簡述各個系統元件之功能，以使讀者更了解多重障壁的設計理念。
   • 廢棄物罐：主要功能是發揮長期將用過核子燃料及其所含的放射性核種包封在罐內，選用的材料必須考慮對抗腐蝕、應力的條件。
   • 緩衝材料：每個處置孔均置放一個廢棄物罐，而在廢棄物罐周圍須填充一定厚度的緩衝材料，用以維持廢棄物罐不易受到地下岩體的影響，保持廢棄物罐能長期處於無氧、還原的環境。為此，緩衝材料通常採用含有高含量蒙脫石的膨潤土，可具備低滲透性與高回脹壓力，除防止地下水侵入處置孔外，亦可緩衝周圍母岩所施與的應力，以及支撐廢棄物罐。
   • 回填材料：回填材料的性質需求與緩衝材料相似，回填材料主要是充填於處置隧道中，利用回脹壓力確保處置孔中的緩衝材料不會變形，同時也具有低滲透性，可確保處置設施於回填後不易形成水流通道。

 

圖二、瑞典SKB公司發展KBS-3處置概念系統

註：圖中標註中文翻譯(由左至右，由上至下)

Fuel pellet of urarium dioxide：二氧化鈾燃料丸

Cladding tube：燃料護套

Spent nuclear fuel：用過核子燃料

BWR assembly：BWR元件

Ductile iron insert：內部球墨鑄鐵元件

Copper canister：廢棄物銅罐

Bentonite clay：膨潤土

Cystalline bedrock：結晶岩體

Surface portion of final repository：最終處置場地表設施

Underground portion of final repository：最終處置場地底設施

 

3. 「遲滯」是指當處置達足夠長的時間後，「圍阻」功能是有可能無法維持而使得放射性核種有機會釋出，當放射性核種釋出到工程障壁系統中，在多重障壁及深層防禦理念下，將同時發揮延緩或阻斷放射性物質的遷移路徑，如緩衝材料除具有低滲透性與高回脹壓力之特性外，亦具有吸附核種、膠體瀝濾等功能；如此一來，因放射性核種的活度會衰變，將可延緩放射性核種再度進入生物圈的時間與活度濃度。

 

 

原子能委員會發布之「高放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則」(行政院原子能委員會, 2013)，明訂高放處置設施之設計，應確保其輻射影響對設施外一般人所造成之個人年有效劑量不得超過0.25毫西弗，而對設施外關鍵群體中個人所造成之個人年風險，不得超過百萬分之一。為確保深層地質處置的安全性，建立系統性的安全評估方法是國際通用的作法，安全評估方法首要需彙集可能影響場址與處置設施安全的各項因子，包括熱、水、力、化的特性與其耦合的作用行為，此部分將集合大量的科學知識，透過技術研究可增進知識庫的完備性，可基於地質環境特性進行各個系統單元的功能評估，以實現多重障壁與深層防禦的工程設計理念。而為確保深層地質處置能具備長時間的安全性，可以透過情節發展描述未來可能發生的各種條件與狀況，抑或是透過情節發展進行系統功能的健全性分析，在量化分析計算過程中可探討其中所存在的不確定性與靈敏度影響，如此在處置計畫發展的各個階段，以滾動式管理可逐一確認影響因子的本質與關聯性，明確技術突破目標，推動達成具安全可靠性與可行性的場址與深層地質處置方案。

安全評估是結合安全防護策略與綜合性專業技術的表現，而為達到對深層地質處置安全的信賴度與接受度，國際原子能總署(IAEA)提出「安全論證(Safety Case)」的觀念(IAEA, 2012)，安全論證係源自於法律領域的術語，說明律師如何為辯護人進行舉證、辯證的過程，最後由法官裁定；深層地質處置亦是如此，透過安全評估呈現安全防護策略與各項科學證據，透過情節發展與量化分析說明對安全標準的符合性，在各項品質保證與文件化管理提供利害關係人與主管機關的決策判斷；所以安全論證是結合科學、技術、資訊統整與決策管理而構成的辯證集合體，須涵蓋處置計畫的各個階段，從初始的地質調查、設計分析、建造、運轉、到最後的封閉，各階段都應發展該階段的安全論證，透過每一個階段的迭代回饋與知識傳承，最終獲取對處置設施安全性與可信度的最大集合體。

 

結語

「非核家園」的終極目標在於妥適的解決用過核子燃料最終處置問題，避免將困擾遺留給後代子孫。我國用過核子燃料處置相關研發計畫積極循序推動中，透過計畫分階段的管理，將可適時有效解決問題，獲取社會大眾的理解與認同，承擔起應負的世代責任。

深層地質處置是國際公認可行的用過核子燃料處置方式，結合多重障壁之安全理念，可將潛在有害的放射物質深埋於穩定的地層中，免除對後代人類與環境可能造成之危害。

用過核子燃料最終處置之國際關注的焦點議題，各國莫不投入人力與物力積極尋求持續提升安全性的可靠技術。善用國際經驗將可以加速我國處置技術成長，並增進公眾信心與提升安全品質。

 

參考文獻

• 行政院原子能委員會(2013)，高放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則，會物字第1020001007號令；2016/05/24取自 http://gazette.nat.gov.tw/EG_FileManager/eguploadpub/eg019013/ch07/type1/gov61/num19/Eg.htm
• IAEA (2012), The Safety Case and Safety Assessment for the Disposal of Radioactive Waste, Series No. SSG-23, IAEA, Vienna.
• RWMC (2017), 諸外国における高レベル放射性廃棄物の処分について, 日本原子力環境整備促進・資金管理センター. http://www2.rwmc.or.jp.
• SKB (2011), Long-term safety for the final repository for spent nuclear fuel at Forsmark Main report of the SR-Site project, TR-11-01, Svensk Kärnbränslehantering AB.

 

    無線電腦網路在我們環境中已變得到處都有了，無線熱點在許多公共場域可以使用，且在家裡與學校也快速地增加中。無線網路使用低功率射頻(radiofrequency, RF)傳送器稱為通信接入點(access points)，與其他裝在使用者筆記型電腦或其他攜帶式設備的低功率傳送器稱為用戶端卡(client cards)做聯繫。幾乎所有這些無線網路均使用Wi-Fi技術，雖然其他無線技術也被使用中。

    雖然在無線網路運轉的是非常低功率的，仍有些人曾質疑射頻信號與網路一起可能會對健康產生威脅的可能性。接下來將說明有那些值得關切的事宜，來自無線網路射頻信號的可能健康效應問題，有兩部分：人們曾經歷過來自網路那種程度的曝露？以及對於人身體，來自網路的射頻能量會有多少可能的負面效應？

    無線網路在低功率水平運轉，結果其對無線裝置電腦使用者的曝露水平是低的。其他未使用支援無線設備的人，仍會沉浸在較低的射頻能量曝露中。最大輸出功率的用戶端卡(裝在電腦中)或通信接入點(一般與熱點裝在公共區域的天花板上)，一般均低於大多數移動電話的最大功率輸出。更進一步地，這信號的特性將隨著與傳送器天線的距離平方而衰減。

    其他因素用來限制公眾曝露在無線場域有：用戶端卡或通信接入點真正傳送信號的時間只有十分少的部分。所以，有許多因素來限制這用戶端卡或通信接入點在傳輸能量的時間部分，這包括有在某一特別時間只有一個傳送器會有動作，這將限制有線網路與無線網路連結的容量及被網路使用的錯誤改正計畫。

    因此，一部含無線用戶端卡的筆記型電腦總是產生遠小於對在離身體相同距離處使用一移動式電話手機的曝露。因為與使用者有較遠的通信接入點，由通信接入點所產生的曝露也同樣的遠遠較低。事實上，偵檢顯示在普通環境下，來自無線網路的射頻場，幾乎總是較在同樣接近手機基地台、廣播發射機及其他射頻能量通用場所射源的區域為小。

    在2006年，執行一工業界支持在四個國家(美、法、德與瑞典)量測市區與郊區的射頻場水平(Foster 2007)。該量測計畫在55個場地(含私人住宅、商業場所、健康照護與教育研究所及其他公共空間)，做了356個背景射頻信號的度量。

    詳細結果刊載在"Radiofrequency Exposure From Wireless LANs" (Foster 2007)內，顯示在所有已量測無線信號水平的案例中，均遠低於國際安全限度，特別是，那些“電力與電子工程研究院及國際非游離輻射防護委員會(Institute of Electrical and Electronics Engineers and the International Commission on Nonionizing Radiation Protection (ICNIRP 2002))”的。這些限度是設計來保護所有已知的射頻能量的危害。在幾乎所有案例中，這些信號亦在可考量地低於那些來自其他鄰近射頻能量射源，包括有手機基地台。

    在普通環境中，來自射頻場的低水平曝露可能健康風險的關切，於過去多年來，曾由許多個人連結到很多使用射頻能量技術所表達。為說明這些關切，全世界的衛生署曾重複審視科學文獻，結果均稱未找到有說服力的證據，低於國際安全限度的射頻場有任何危害。例如，世界衛生組織(World Health Organization, WHO)最近在其“事實表單(Fact Sheet)”說：「手機基地台與無線網路產生的射頻場曝露，不致造成健康效應(WHO 2006)」

    少數個人曾報導來自無線及其他低水平射頻場射源的射頻信號，能觸動類似過敏反應(稱為電力過敏症)。這是一件科學家們曾以幾年時間，研究過的關於來自不同射源低水平射頻場之複雜議題。

    雖然受電力過敏症個人的苦惱是真的，受控制的研究仍無法將它們的徵狀與射頻場曝露相聯結。這些研究顯示出現在相關於是否個人相信他或她是受曝露的，而非真的受曝露。引述WHO的事實表單：“電磁場不曾被顯示會引起這種症狀；儘管如此，它是重要的去承認人們受這些症狀折磨的困境” (WHO 2006)。

    如此一來，電力過敏症是一種複雜的心理現象，而非對射頻場直接的毒性反應。事實上，只要在環境中出現許多射源的射頻場，其中有很多較無線網路更強，則很難去想像無線網路可能是造成顯著健康問題的原因，或受電力過敏個人可能可靠地確定無線網路為他或她問題之原因。

    結論為人們受射頻場曝露的水平，遠低於國際安全限度。更進一步地，幾乎在所有偵測過的地方，無線信號均遠低於來自其他射源出現的其他射頻信號。只要來自無線網路的射頻場對人們的低水平曝露，以與來自在現代環境中無所不在的其他射頻能量的射源做比較；故任何有關無線網路的健康關注，看起來似乎是抽象的。

References參考文獻

• Foster KR. Radiofrequency exposure from wireless LANs. Hlth Phys 92:280–289; 2007.
• International Commission on Nonionizing Radiation Protection. General approach to protection against nonionizing radiation. ICNIRP Statement in Hlth Phys 82:540–548; 2002.
• World Health Organization. Electromagnetic fields and public health: Base stations and wireless technologies; May 2006. WHO Fact Sheet. Available at: who.int/mediacentre/factsheets/fs304/en/index.html. Accessed 2 April 2007.   

作者/ 王祥恩 組長  輻射防護協會技術組

 

緣起

民國81年，行政院原子能委員會(以下簡稱原能會)在台北市某家牙科診所檢查x光機時，無意中發現該處輻射劑量值偏高，進一步追查下，才發現該社區的許多棟建築建築物使用的鋼筋裡面摻了Co-60放射性物質。這批輻射異常鋼筋是桃園某家鋼鐵廠在民國71年底至72年初製造，該廠因在熔化鐵料過程中，誤熔了高活度放射性物質Co-60所致，至於Co-60的來源則無法確切判定是否來自國內。消息一出，全國人心惶惶，社會大眾莫不擔心自己也是輻射鋼筋的受害者 ，因除非以輻射偵檢器量測，否則輻射鋼筋與一般鋼筋的外觀無異。有鑑於此，原能會除了立即針對民國71年後數年間蓋的建築物進行輻射普查外，為杜絕再有放射性物質誤熔的情形發生，政府規定凡設有煉鋼爐的鋼鐵廠，均須在廠內的廢五金進出口處裝設自動輻射偵檢系統，並制定相關作業程序，以確保這些鋼筋的原料以及成品，均無輻射污染之虞。

  圖1 輻射鋼筋

 

二、門框式輻射偵檢系統

自動輻射偵檢系統因其外型像門框，因此也俗稱門框式輻射偵檢系統，偵檢系統架設位置是在原料的入口處，同時也是成品的出口。偵測時，貨車須以低速緩慢通過，否則偵檢器會偵測不到。偵測值如高於背景值數個標準偏差時(標準偏差數與偵檢器的靈敏度有關)，系統的警報聲便會響起。這套系統的偵檢器係由數個高靈敏度的閃爍偵檢器組成，分別架設在門框的二側。閃爍偵檢體有NaI及塑膠體二種，前者反應速度快、靈敏度高，很適合應用於輻射源的搜尋。但遺憾的是NaI晶體對於溫度與濕度的耐受度則較差，尤其門框式偵檢系統大都裝設在戶外，在日曬雨淋的情況下，NaI偵檢器的靈敏度容易變差，這是NaI偵檢器的最大缺點。另一款塑膠閃爍偵檢體雖然反應速度及靈敏度雖然較不及NaI晶體，但具有不易受溫度和濕度影響的優點，至於靈敏度較差的缺憾，則可藉由增大偵檢體的體積來彌補。

決定門框式偵檢系統的偵測效果除了偵檢體外，另一個因素是標準偏差數目的設定，數目設定越少，則越靈敏，只要偵測值稍微高於背景值，警報聲就會立即響起。優點是較不會有漏網之魚，但常常會有誤判的情形發生，造成工作人員的困擾。應知道一旦系統判斷原料輻射異常時，便須將整卡車的廢五金卸載，接著以人工搜尋方式，人員穿梭在廢五金堆中，以手提式偵檢器尋找異常物，過程既辛苦又危險。然而如果標準偏差數目調太高的話，一旦輻射物的強度較弱，或是躲藏在廢五金堆深處，則又會被誤判為合格品而進入熔煉爐。有些鋼鐵廠為求謹慎，甚至在廢五金的輸送帶上方裝設偵檢系統，這樣就不用擔心有遺漏的情形發生。

  圖2 門框式輻射偵檢系統

 

三、國內常見輻射異常物種類及處置方式

國內鋼鐵廠常檢出的輻射異常物可分為三大類，第一類是廢射源，這類異常物活度通常較高，以工業用的射源居多，常見的射源有Co-60、Cs-137、Am-241等。由於受到廢五金擠壓的緣故，屏蔽容器狀況往往不太理想，甚至會有裸射源掉出容器的情形發生，在後續的檢整處理方面，危險性較大，需特別小心謹慎。在這些射源中，以Co-60的危害性最大，除了因為放射出的加馬射線能量高之外，最主要是它的熔點低於熔煉爐溫度，但氣化點又高於熔煉爐溫度，一旦發生誤熔，有99%以上的放射性物質會留在鋼液中，進而變成鋼筋的一部分，此次造成國內輻射鋼筋的射源即是Co-60。至於Cs-137雖然其加馬射線能量也不低，但因其氣化點低於熔煉爐溫度，因此有99%以上會變成氣體，然後附著在集塵灰表面，被集塵系統收集起來。雖然會早成廠房的污染，但因為只有微量的Cs-137會殘留鋼液中，因此不會成為輻射鋼筋。

  圖3 廢鐵堆中發現的射源   

   圖4 Cs-137裸射源

第二類異常物較為罕見，主要是一些從古早船舶、飛機拆卸下來的儀表板。這些儀表板為求夜視效果，會在指針及刻度塗上發光塗料。早期的發光塗料是使用放射性的鐳鹽(即Ra-226)作為激發劑，Ra-226放出的高能量加馬射線會激發螢光塗層而發光，其輻射強度不容忽視。如今發光塗料使用的放射性物質已改為H-3，因H-3僅會放射貝他粒子，無安全之虞。這類異常物視為人工的放射性物質裝備處理，而非被歸類為天然放射性物質。

 

  圖5 含Ra-226的儀表板

 

第三類異常物則是煉油廠的輸油管路及其組件，這些帶輻射的管路和組件佔國內鋼鐵廠檢出的最大宗。輸油管路內部會長年累月沉積油垢，油垢裡面因含有 Ra-226，造成管路有輻射劑量。然而追究其生成原因，這些輻射劑量偏高並非是人工刻意增強其活度，因此這類異常物被歸類為天然輻射異常物。

 

  圖6 含天然放射性物質的輸油管路及其組件

 

目前主管機關針對上述的第一及第二類異常物的處理原則是，一律退回原廠，我國拒絕收容，這也是世界各國在處理這類異常物的通則，否則一旦開放收容的話，豈不淪為各國的廢射源收容機構！至於第三類異常物的處理方式則較為尷尬，因為既然是天然放射性物質，強迫退運的理由並不充分，同時原廠接受的意願往往也不高。如原廠願意收回，當然是第一選項，否則這些異常物會被運至核能研究所(以下簡稱核研所)存放。

這類管路的特性是體積龐大、輻射強度低，表面輻射劑量率通常僅每小時數個微西弗而已，在距離1公尺處，即已降至天然背景值了。這類天然的輻射異常物對核研所造成很大的困擾，因核研所存放輻射物質的廠房空間其實非常有限，主要是用來放置國內的廢射源，將這些有限的寶貴空間用來存放這類低強度的輻射異常物，確實是不智之舉。因此，筆者認為根本的解決之道是將這些管路除污。因為管路的輻射源只是附著在其內部的沉積物，屬於物理性附著，只需經過適當處理，便可去除管垢。經過除污的管子及組件，跟正常的管子沒什麼兩樣，甚至再回收當成廢五金利用，都不成問題。如此業者可以省下一大筆處置的規費，而接受單位也無需擔心貯存空間不足，如此一來，豈不是皆大歡喜的雙贏局面！