另外也討論一下「耐震係數」與地震實測強度。（對話文章為彭明輝〈核電廠的安全受得了強震考驗嗎？〉）
以工程術語而言，耐震係數永遠大於實際會發生的地震強度，否則就不需要「係數」了。因此在設計時，不可能直接用地震強度做設計。
地震後也沒有所謂「實測值」；設計時是把區域內發生過的地震做統計處理（實際計算比較複雜）。再者，每次地震有強有弱，要用哪個做實測值呢？是故，現今所有地震設計都是模擬值；任何核電廠的設計肯定會乘安全係數（乘了之後才叫耐震係數），沒有的話就是設計錯誤。
（投稿者畢業於 Engineering Department, Imperial College；出走象牙塔工程組'小編F'編寫）
核四爭議討論平台 》
2013年6月27日 星期四
2013年6月26日 星期三
核電廠與強震（一）：核四工程安全該有什麼考量？
以下是針對清大彭明輝教授發表的文章〈核電廠的安全受得了強震考驗嗎？〉，個人的一點淺見。
我印象沒錯的話，彭教授是動力機械系教授，不是土木工程專業。他的文章中也提到很多種可能的設計(1G, 0.4G, 0.66G)，但對於如何計算核電廠土木工程結構，可能並不是他的專業。在我根據有限的資料看起來，0.4G 是指發生在地下深處的震源模擬值，傳達到地表的模擬值為0.66G。但因為是核電廠建築，所以設計時會再乘上一個相當大的安全係數。這種強度的鋼筋混凝土不會用在一般高樓或常見的設施，所以關於文章說的 0.4G 房屋倒塌完全是無關的（因為強度不一樣）。
當然我們也可以質疑台灣的工程設計不照規範，但這種個案問題不是任何人能回答的，除非見到設計報告。但不要忘了，核設施有國際原子能總署規範，一般說來，是不會讓一個完全不安全的核電廠輕易運轉的。
（投稿者畢業於 Engineering Department, Imperial College；出走象牙塔工程組'小編F'編寫）
我印象沒錯的話，彭教授是動力機械系教授，不是土木工程專業。他的文章中也提到很多種可能的設計(1G, 0.4G, 0.66G)，但對於如何計算核電廠土木工程結構，可能並不是他的專業。在我根據有限的資料看起來，0.4G 是指發生在地下深處的震源模擬值，傳達到地表的模擬值為0.66G。但因為是核電廠建築，所以設計時會再乘上一個相當大的安全係數。這種強度的鋼筋混凝土不會用在一般高樓或常見的設施，所以關於文章說的 0.4G 房屋倒塌完全是無關的（因為強度不一樣）。
當然我們也可以質疑台灣的工程設計不照規範，但這種個案問題不是任何人能回答的，除非見到設計報告。但不要忘了，核設施有國際原子能總署規範，一般說來，是不會讓一個完全不安全的核電廠輕易運轉的。
（投稿者畢業於 Engineering Department, Imperial College；出走象牙塔工程組'小編F'編寫）
2013年5月30日 星期四
有關公投門檻之淺見（陳陽升）
關於公投通過門檻要定為幾成方為合理？此問題因牽涉到各國國情、歷史背景及民主化歷程的不同，因此難有所謂的標準答案。以筆者在德國之所見，德國對於公民投票的態度比較保守，除了基本法明文規定的少數例外情形外，並無聯邦層級的，也就是全國性的公民投票，這可能是有歷史因素存在的關係；不過在邦的層級上還是有公民投票制度。其通過門檻各邦規定不同，除了少數幾邦，如 Bayern, Hessen, Sachsen 沒有設定門檻外，其餘通過門檻(在不涉及邦憲法修正之情形)多落於20%到33%之間（僅 Saarland 一邦為 50%）。這樣的門檻並不特別高，但也不甚低，對於邦的層級來說應當是十分合理。
與德國不同，台灣的公投法兼有全國性的及地方性的公投，其通過門檻皆為 50%。然可以想像，對於重要性程度較之全國性公投沒有那麼高的地方性公投而言，民眾的參與興致可能較低（就已辦理過的三次地方性公投言，投票率是落於 5% 至 42% 之間），因此將通過門檻適度調低應屬恰當的作法。相對的，全國性的公投因情況相對複雜，所以應先澄清什麼問題適合／不適合以公投決定？舉例而言，該不該修法或立法讓同性伴侶也可以結婚即不適合以公投決定，因為同志在社會上是結構性少數，用公投來決定前述問題本質上就對其不利：況依台灣目前的公投法制，光是漠不關心就會令公投無法跨越門檻，更遑論目前社會上還有許多人對同志極不友善。再者，如是否該讓核廢料繼續存放在蘭嶼(或其他離島)也不適合以公投決定，因為民眾有可能會以「反正自己不住蘭嶼」這類理由而令公投過關。
此外，公投也不該淪為政客操弄民粹的工具。就此，台灣前六次全國性公投的題目可說皆非良好範示。因究竟什麼樣的議題可以，乃至於值得用公投決定，很難一般性地以法律加以規範，所以如何謹慎使用公投，實取決於政治人物的良心，同時也與國民的民主素養是否足以督促政治人物正當地使用公投高度相關。
回到關於合理公投門檻的問題，筆者謹提出兩點淺見以供思考：
1. 50%應是公投合理門檻的最高限度。
2. 公投的通過門檻應適度調降。
關於第一點的理由是，設有通過門檻固然有確保足夠民意基礎的意義，但門檻本身卻不應阻礙了公投此一機制的運作，要求須有半數有投票權人的參與已是臨界。第二點的理由則是因適度調降門檻，有助於令民眾重視自己手中的選票，當門檻較低時，每張選票都會變得更加重要。又如此一來或可使政客不至濫用公投，因為既然門檻低，公投更容易發生拘束力，政客在考量是否要舉辦公投時，即可能變得更為審慎，惟同時也應留意不要讓政客假借所謂的「社會共識」進行操弄才是。
延伸閱讀：http://de.wikipedia.org/wiki/Volksentscheid
(作者為國立臺灣大學法律學研究所博士生)
與德國不同，台灣的公投法兼有全國性的及地方性的公投，其通過門檻皆為 50%。然可以想像，對於重要性程度較之全國性公投沒有那麼高的地方性公投而言，民眾的參與興致可能較低（就已辦理過的三次地方性公投言，投票率是落於 5% 至 42% 之間），因此將通過門檻適度調低應屬恰當的作法。相對的，全國性的公投因情況相對複雜，所以應先澄清什麼問題適合／不適合以公投決定？舉例而言，該不該修法或立法讓同性伴侶也可以結婚即不適合以公投決定，因為同志在社會上是結構性少數，用公投來決定前述問題本質上就對其不利：況依台灣目前的公投法制，光是漠不關心就會令公投無法跨越門檻，更遑論目前社會上還有許多人對同志極不友善。再者，如是否該讓核廢料繼續存放在蘭嶼(或其他離島)也不適合以公投決定，因為民眾有可能會以「反正自己不住蘭嶼」這類理由而令公投過關。
此外，公投也不該淪為政客操弄民粹的工具。就此，台灣前六次全國性公投的題目可說皆非良好範示。因究竟什麼樣的議題可以，乃至於值得用公投決定，很難一般性地以法律加以規範，所以如何謹慎使用公投，實取決於政治人物的良心，同時也與國民的民主素養是否足以督促政治人物正當地使用公投高度相關。
回到關於合理公投門檻的問題，筆者謹提出兩點淺見以供思考：
1. 50%應是公投合理門檻的最高限度。
2. 公投的通過門檻應適度調降。
關於第一點的理由是，設有通過門檻固然有確保足夠民意基礎的意義，但門檻本身卻不應阻礙了公投此一機制的運作，要求須有半數有投票權人的參與已是臨界。第二點的理由則是因適度調降門檻，有助於令民眾重視自己手中的選票，當門檻較低時，每張選票都會變得更加重要。又如此一來或可使政客不至濫用公投，因為既然門檻低，公投更容易發生拘束力，政客在考量是否要舉辦公投時，即可能變得更為審慎，惟同時也應留意不要讓政客假借所謂的「社會共識」進行操弄才是。
延伸閱讀：http://de.wikipedia.org/wiki/Volksentscheid
(作者為國立臺灣大學法律學研究所博士生)
2013年5月29日 星期三
游離輻射相關產業職業性暴露與肝癌的相關性研究之文獻回顧（張慶國）
游離輻射對人體的健康危害，是大眾心理上始終揮之不去的陰影，因此游離輻射相關產業的工作人員，他們的健康狀況都被更嚴密地檢視與追蹤，也因此比較有可能提供長期的量化工作環境輻射暴露資料來做數據分析 [1]。
有兩個在俄羅斯馬雅克（Mayak）核原料處理工廠的世代研究，都追蹤了大量的員工，分別是一萬一千人[2]與一萬七千七百四十人[3]，前者發現不論男性女性，肝癌的死亡率都有顯著增加的情形，兩性合併的肝癌標準化相對死亡率（Standardized Mortality Ratio）是1.8，95%信賴區間是1.4到2.3。後者則是精確地評估了這些工作人員對鈽（plutonium）的暴露，發現每增加一個gray的吸收劑量（1 gray等於每公斤體重一焦耳的暴露量），男性的肝癌死亡機率為2.6倍（95%CI為0.7到6.9，統計上未達顯著差異），女性則高達29倍（95%CI: 9.8到95，統計上有顯著相關）。另一個同樣是以俄羅斯馬雅克的工作人員所做的研究，是針對alpha射線（兩個中子與兩個質子組合而成的微粒，也就是氦的原子核，帶正電）的暴露來分析，暴露於alpha輻射線大於2 gray的人相對於暴露低於該劑量的人的肝癌發生率相對危險性是8.4倍，但是因為發病人數過少（僅廿六人，因為該地區屬於肝癌較罕見的區域），統計上並未有顯著差異（95% 信賴區間為0.8至85.3) [1]。在東德的一個鈾礦開採與處理工廠，數目高達將近五萬九千人的員工身上，研究人員發現了統計上顯著增加的肝癌危險性（相對危險性1.26；95%信賴區間為1.07到1.48) [4]），但一個在美國新墨西哥州的類似研究（參與人數為2,930）並未發現有顯著的差異（相對危險性是1.70；95% 信賴區間為0.78到3.23），應是人數太少所致[5]。在法國，有一個以至少任職一年以上的核子設施員工所做的的研究，在9,285名員工身上平均追蹤22.3年，一共發現十六位肝癌死亡的個案，他們的肝癌標準化相對死亡率（Standardized Mortality Ratio）是顯著地低於一般人的(SMR = 0.61, 95% CI: 0.39, 0.93) [6]。
綜合以上的研究結果，很可惜我們的結論是：目前仍然太早下結論。不過可以隱約看到的是，在高度開發的國家中，似乎相關性比較低，在前共黨國家的研究中，比較有顯著相關的發現，這也許是跟他們對於工作環境的輻射暴露管制方式與管裡文化有關。另外一點需要強調的是：對於肝癌，我們人類確知的危險因子是病毒性肝炎（主要是B型與C型肝炎）、黃麴毒素與大量飲酒等，然而就目前生物醫學上的知識所及，游離輻射的暴露，是跟造血或甲狀腺等器官比較有相關的。期待專研這些理論上跟游離輻射暴露比較有因果相關的癌症流病專家們，能夠寫出更有參考價值的文獻回顧！
Reference
1. Tokarskaya ZB, Zhuntova GV, Scott BR, Khokhryakov VF, Belyaeva ZD, Vasilenko EK et al. Influence of alpha and gamma radiations and non-radiation risk factors on the incidence of malignant liver tumors among Mayak PA workers. Health Phys. 2006;91(4):296-310.
2. Gilbert ES, Koshurnikova NA, Sokolnikov M, Khokhryakov VF, Miller S, Preston DL et al. Liver cancers in Mayak workers. Radiat Res. 2000;154(3):246-52.
3. Sokolnikov ME, Gilbert ES, Preston DL, Ron E, Shilnikova NS, Khokhryakov VV et al. Lung, liver and bone cancer mortality in Mayak workers. Int J Cancer. 2008;123(4):905-11.
4. Kreuzer M, Walsh L, Schnelzer M, Tschense A, Grosche B. Radon and risk of extrapulmonary cancers: results of the German uranium miners' cohort study, 1960-2003. Br J Cancer. 2008;99(11):1946-53.
5. Boice JD, Jr., Cohen SS, Mumma MT, Chadda B, Blot WJ. A cohort study of uranium millers and miners of Grants, New Mexico, 1979-2005. J Radiol Prot. 2008;28(3):303-25.
6. Metz-Flamant C, Rogel A, Caer S, Samson E, Laurier D, Acker A et al. Mortality among workers monitored for radiation exposure at the French nuclear fuel company. Arch Environ Occup Health. 2009;64(4):242-50.
（作者為倫敦大學國王學院資深研究員）
有兩個在俄羅斯馬雅克（Mayak）核原料處理工廠的世代研究，都追蹤了大量的員工，分別是一萬一千人[2]與一萬七千七百四十人[3]，前者發現不論男性女性，肝癌的死亡率都有顯著增加的情形，兩性合併的肝癌標準化相對死亡率（Standardized Mortality Ratio）是1.8，95%信賴區間是1.4到2.3。後者則是精確地評估了這些工作人員對鈽（plutonium）的暴露，發現每增加一個gray的吸收劑量（1 gray等於每公斤體重一焦耳的暴露量），男性的肝癌死亡機率為2.6倍（95%CI為0.7到6.9，統計上未達顯著差異），女性則高達29倍（95%CI: 9.8到95，統計上有顯著相關）。另一個同樣是以俄羅斯馬雅克的工作人員所做的研究，是針對alpha射線（兩個中子與兩個質子組合而成的微粒，也就是氦的原子核，帶正電）的暴露來分析，暴露於alpha輻射線大於2 gray的人相對於暴露低於該劑量的人的肝癌發生率相對危險性是8.4倍，但是因為發病人數過少（僅廿六人，因為該地區屬於肝癌較罕見的區域），統計上並未有顯著差異（95% 信賴區間為0.8至85.3) [1]。在東德的一個鈾礦開採與處理工廠，數目高達將近五萬九千人的員工身上，研究人員發現了統計上顯著增加的肝癌危險性（相對危險性1.26；95%信賴區間為1.07到1.48) [4]），但一個在美國新墨西哥州的類似研究（參與人數為2,930）並未發現有顯著的差異（相對危險性是1.70；95% 信賴區間為0.78到3.23），應是人數太少所致[5]。在法國，有一個以至少任職一年以上的核子設施員工所做的的研究，在9,285名員工身上平均追蹤22.3年，一共發現十六位肝癌死亡的個案，他們的肝癌標準化相對死亡率（Standardized Mortality Ratio）是顯著地低於一般人的(SMR = 0.61, 95% CI: 0.39, 0.93) [6]。
綜合以上的研究結果，很可惜我們的結論是：目前仍然太早下結論。不過可以隱約看到的是，在高度開發的國家中，似乎相關性比較低，在前共黨國家的研究中，比較有顯著相關的發現，這也許是跟他們對於工作環境的輻射暴露管制方式與管裡文化有關。另外一點需要強調的是：對於肝癌，我們人類確知的危險因子是病毒性肝炎（主要是B型與C型肝炎）、黃麴毒素與大量飲酒等，然而就目前生物醫學上的知識所及，游離輻射的暴露，是跟造血或甲狀腺等器官比較有相關的。期待專研這些理論上跟游離輻射暴露比較有因果相關的癌症流病專家們，能夠寫出更有參考價值的文獻回顧！
Reference
1. Tokarskaya ZB, Zhuntova GV, Scott BR, Khokhryakov VF, Belyaeva ZD, Vasilenko EK et al. Influence of alpha and gamma radiations and non-radiation risk factors on the incidence of malignant liver tumors among Mayak PA workers. Health Phys. 2006;91(4):296-310.
2. Gilbert ES, Koshurnikova NA, Sokolnikov M, Khokhryakov VF, Miller S, Preston DL et al. Liver cancers in Mayak workers. Radiat Res. 2000;154(3):246-52.
3. Sokolnikov ME, Gilbert ES, Preston DL, Ron E, Shilnikova NS, Khokhryakov VV et al. Lung, liver and bone cancer mortality in Mayak workers. Int J Cancer. 2008;123(4):905-11.
4. Kreuzer M, Walsh L, Schnelzer M, Tschense A, Grosche B. Radon and risk of extrapulmonary cancers: results of the German uranium miners' cohort study, 1960-2003. Br J Cancer. 2008;99(11):1946-53.
5. Boice JD, Jr., Cohen SS, Mumma MT, Chadda B, Blot WJ. A cohort study of uranium millers and miners of Grants, New Mexico, 1979-2005. J Radiol Prot. 2008;28(3):303-25.
6. Metz-Flamant C, Rogel A, Caer S, Samson E, Laurier D, Acker A et al. Mortality among workers monitored for radiation exposure at the French nuclear fuel company. Arch Environ Occup Health. 2009;64(4):242-50.
（作者為倫敦大學國王學院資深研究員）
2013年5月20日 星期一
發電成本與核四爭議
發電成本一直是電力發展中的爭議議題，在台灣這次的核四爭議當中也同樣被搬上檯面。經濟部次長梁國新表示，在台灣核能為成本相對低簾的發電技術（每度僅須 0.72 元），但能源力學學者陳謨星質疑該計算方式並未將電廠除役、核廢料處理、輸配電等成本納入考量 [1][2]。對此，台電表示會計成本已將折舊（建廠及各項設備投資費用之分擔）、燃料、運維費、後端費用（包括除役及核廢料處理之成本）及利息等加總計算，目前核能發電成本為每度 1 元不到。核四廠預估之發電成本則為每度 2 元，仍比 2015 年完工的燃媒電廠（2.5 元/度）、燃氣複循環電廠（4.7元/度）為便宜 [3]。
交鋒看似激烈，但真正的問題其實在於發電成本的計算方式，將會因所考慮的變因（factor）及其背後的假設（assumption）不同而有所差異。在這樣的情形下，若不知道台電計算成本時所採用的變因、假設、方程式與實際數據，對於台灣各類電廠的發電成本，很難有具體且具意義的比較與討論。
發電成本的計算通常包含三種成本：其一是 capital cost，也就是設備成本（在對核能發電成本的計算當中包含核廢料與退役設備的處理）。一般來說，石化燃料發電的設備成本較低，風力發電居中，太陽能、潮汐與核能發電的設備成本較高。二是 fuel cost 燃料成本；這一部分石化天然氣屬高，核能燃料次之，而天然發電在這一部分的成本為零。第三為其他，例如風險成本（insurance costs）等。國際間慣用的計算方式為 Total System Levelized Cost（TSLC，單位為 "美元/兆瓦時"），簡單地說，它指的是「能源供應商該收多少電費才可以賺回安裝發電設備所花的錢」[4]，並考慮了隔夜投資成本（overnight capital cost）、燃料成本（fuel cost）、固定與變動營運成本（fixed and variable O&M cost）、資金成本（financing costs）、以及每種發電方式的假設使用比例（an assumed utilization rate）[5]。
那麼，以 TSLC 計算下，各類型的發電方式其發電成本的比較為何呢？以美國為例，其能源部在 2013 年的年度報告中預測，2018 年傳統燃氣複循環（Combined Cycle）的發電成本最為便宜（67.1；約 2 元/度），風力（wind）為 86.6，傳統燃煤為 100.1，核能發電為 108.4（約 3.25 元/度），太陽能則是 144.3 至 261.5（如圖）[6]。
不知道如果用這種標準化的計算方式，台灣的情形會是怎樣呢？
然而，這樣的計算方式並沒有將其他可能必須考慮的成本，如保險成本（insurance costs），納入計算。可以想像的，萬一發生核子事故，其災害將會是廣泛且具毀滅性的。德國 Versicherungsforen Leipzig 公司曾估計：若將對核子災害所應支付的保險費用計算至成本當中，德國核能發電成本將增加 17 倍（從 0.20 USD/kWh 增加至 3.40 USD/kWh）[5][7]。但平心而論，一來是車諾比級的核災發生率相當低，二來其他發電方式也是有災害的風險。例如 1975 年中國大陸河南省板橋水庫潰決造成 17 萬人喪生 [8]。而化石燃料所產生的二氧化碳造成的暖化與環境破壞，成本其實也難以估算。
是故，對於「成本」概念，除了可預見的支出之外，其背後是不是也應該有不可預見的風險考量呢？這些風險我們該如何看待與計算？能源的開發與管理，著實考驗現代人們的智慧。
Reference
[1]《蘋果日報》電力學權威 「廢核電價會漲是謊言」
[2] 國際能源學泰斗陳謨星教授反核四
[3] 台電新聞稿：電力專家應該更了解發電成本的計算 不宜傳播錯誤訊息
[4] 太陽能技術：離我們還有多遠
[5] 簡介自 Wikipedia 上 "Cost of electricity by source" 條目
[6] Levelized Cost of New Generation Resources in the Annual Energy Outlook 2013, U.S EIA
[7] Calculation of a risk-adjusted insurance premium to cover the liability risks resulting from the operation of nuclear plants [pdf]
[8] 維基〈板橋水庫〉條目
（走出象牙塔小編F整理）
交鋒看似激烈，但真正的問題其實在於發電成本的計算方式，將會因所考慮的變因（factor）及其背後的假設（assumption）不同而有所差異。在這樣的情形下，若不知道台電計算成本時所採用的變因、假設、方程式與實際數據，對於台灣各類電廠的發電成本，很難有具體且具意義的比較與討論。
發電成本的計算通常包含三種成本：其一是 capital cost，也就是設備成本（在對核能發電成本的計算當中包含核廢料與退役設備的處理）。一般來說，石化燃料發電的設備成本較低，風力發電居中，太陽能、潮汐與核能發電的設備成本較高。二是 fuel cost 燃料成本；這一部分石化天然氣屬高，核能燃料次之，而天然發電在這一部分的成本為零。第三為其他，例如風險成本（insurance costs）等。國際間慣用的計算方式為 Total System Levelized Cost（TSLC，單位為 "美元/兆瓦時"），簡單地說，它指的是「能源供應商該收多少電費才可以賺回安裝發電設備所花的錢」[4]，並考慮了隔夜投資成本（overnight capital cost）、燃料成本（fuel cost）、固定與變動營運成本（fixed and variable O&M cost）、資金成本（financing costs）、以及每種發電方式的假設使用比例（an assumed utilization rate）[5]。
那麼，以 TSLC 計算下，各類型的發電方式其發電成本的比較為何呢？以美國為例，其能源部在 2013 年的年度報告中預測，2018 年傳統燃氣複循環（Combined Cycle）的發電成本最為便宜（67.1；約 2 元/度），風力（wind）為 86.6，傳統燃煤為 100.1，核能發電為 108.4（約 3.25 元/度），太陽能則是 144.3 至 261.5（如圖）[6]。
不知道如果用這種標準化的計算方式，台灣的情形會是怎樣呢？
然而，這樣的計算方式並沒有將其他可能必須考慮的成本，如保險成本（insurance costs），納入計算。可以想像的，萬一發生核子事故，其災害將會是廣泛且具毀滅性的。德國 Versicherungsforen Leipzig 公司曾估計：若將對核子災害所應支付的保險費用計算至成本當中，德國核能發電成本將增加 17 倍（從 0.20 USD/kWh 增加至 3.40 USD/kWh）[5][7]。但平心而論，一來是車諾比級的核災發生率相當低，二來其他發電方式也是有災害的風險。例如 1975 年中國大陸河南省板橋水庫潰決造成 17 萬人喪生 [8]。而化石燃料所產生的二氧化碳造成的暖化與環境破壞，成本其實也難以估算。
是故，對於「成本」概念，除了可預見的支出之外，其背後是不是也應該有不可預見的風險考量呢？這些風險我們該如何看待與計算？能源的開發與管理，著實考驗現代人們的智慧。
Reference
[1]《蘋果日報》電力學權威 「廢核電價會漲是謊言」
[2] 國際能源學泰斗陳謨星教授反核四
[3] 台電新聞稿：電力專家應該更了解發電成本的計算 不宜傳播錯誤訊息
[4] 太陽能技術：離我們還有多遠
[5] 簡介自 Wikipedia 上 "Cost of electricity by source" 條目
[6] Levelized Cost of New Generation Resources in the Annual Energy Outlook 2013, U.S EIA
[7] Calculation of a risk-adjusted insurance premium to cover the liability risks resulting from the operation of nuclear plants [pdf]
[8] 維基〈板橋水庫〉條目
（走出象牙塔小編F整理）
2013年5月14日 星期二
淺談輻射對免疫系統的影響
作為人體中對抗外來病原的第一道防線，免疫系統除了對環境中的各種病菌、病毒有高度的敏感性之外，整體免疫系統的運作同時也受到了其它如飲食、基因和生活環境等各項內外在因素極大的影響，因此，直接探討核電廠對人體免疫系統的影響所需考慮的變因十分複雜，舉例來說，核電廠與非核電廠附近的地質狀況和居民的職業與生活形態是否有不同呢？這些不同是否會對這些不同居民的免疫系統有所影響呢？而核電廠作為游離輻射的來源，這些游離輻射的種類是單一或者非單一的，各種游離輻射在不同強度下對人體免疫系統的作用又是否有加成等可能的交互作用？受限於對核能相關知識的缺乏，本篇短文將僅整理探討 Manda 等人的綜述中所提及之免疫系統或細胞在單一次暴露或長期暴露於高、低劑量游離輻射的情況下所可能發生的變化 [1]。
高劑量輻射對免疫系統的影響
在實驗室中，透過對體外分出之免疫細胞及實驗動物的研究，我們可以有系統的控制各項變因，進一步了解各種不同游離輻射對各種不同免疫細胞或免疫系統可能的影響。高劑量輻射（> 1 Gy）對免疫系統的抑制作用已被清楚地瞭解，經高劑量輻射照射小鼠的白血球和淋巴細胞數量都會大幅減少，脾臟與胸腺兩重要的免疫器官重量也會減少，這些結果顯示了高劑量輻射對受小鼠免疫系統的破壞 [2]；而在高劑量輻射所造成之急性輻射症候群（acute radiation syndrome）病人中，則能發現有血球細胞大量死亡與造血細胞的增生抑制被等情形，進而造成病人血液系統功能的毀壞 [3]。這些研究的結果皆証實了高劑量輻射對免疫系統的破壞；然而，免疫系統對低劑量輻射的暴露是否也會造成相同的傷害呢？
低劑量輻射對免疫系統的影響
直至今日，低劑量輻射（< 1 Gy）對免疫系統影響的好壞仍尚未明瞭，不同免疫細胞對輻射的敏感度與耐受性有所差異，在離體實驗中發現，經長期低劑量但總量小於 1 Gy 的輻射照射後，身為適應性免疫力中的主角，T 淋巴細胞的增生會受抑制，但身負連接先天性免疫力與適應性免疫力此重任的樹突狀細胞之成熟與功能卻不會受影響 [4]，同樣的，不同免疫細胞對輻射的耐受性差異也可在小鼠的實驗模式中被觀察到 [5]，除了對免疫系統的抑制外，在受長期低劑量但總量小於 1 Gy 的輻射照射的小鼠中，也可發現先天性免疫力被活化和 naïve T 細胞的分化等免疫反應增強的現象 [6]，此外，透過誘使細胞進行對 DNA 的修補作用，低劑量輻射也可能增強細胞對輻射的適應力與耐受性 [7]，這些發現顯示了低劑量輻射可能為免疫系統帶來的益處；然而，當長期低劑量輻射照射的總量超過 1 Gy 時會怎麼樣呢？有文獻指出，在此情況下 CD4 和 CD8 T 細胞會受到活化 [8]，但也有文獻指出這樣的輻射照射劑量會造成血液細胞與造血系統的損傷及免疫抑制作用 [9]，這些相異的研究結果顯示，由於不同的免疫細胞對輻射有不同的敏感度與耐受性，在特定的輻射照射情況下，便可能造成特定有利或有弊的不同結果，因此，現階段我們的確仍需要更多實驗以整體瞭解低劑量輻射對人體和免疫系統的影響，藉此，我們才能更精準的評估核電廠對周遭居民健康的影響。
而當我們在實驗室找出各種輻射線如何可能影響免疫系統的同時，重要的是如何將這些實驗室的發現轉譯並進一步探討核電廠對免疫系統可能的影響，例如：核電廠在正常運作下散布的輻射劑量為何？這樣的輻射劑量與累積又要如何和現有的實驗結果做連結呢？依據行政院原子能委員會輻射偵測中心 100 年第 1 季的臺灣地區核能設施環境輻射監測季報中的資料可知，核一、二、三廠對周遭環境的直接輻射均在環境背景輻射變動範圍（0.2 微西弗／時以下）內，顯示核電廠周遭的輻射量遠低於上述各種低劑量輻射實驗中所用的劑量，顯示正常運作的核電廠對環境與周遭居民免疫系統的影響應比上述文獻所述更輕微，Lee 等人對核電廠與非核電廠附近所養殖之牛隻的研究發現，核電廠附近牛隻的血液細胞組成和非核電廠附件養殖牛隻沒有顯著的差異，周邊血液淋巴球微核頻率也無差異 [10]，表示這些牛隻受核電廠的影響可能性不高，有趣的是，相較於人們，牛隻的生活環境、飲食等皆較人們規律單純的多，去除各式容易影響免疫反應的變因，這樣的研究是否提供給我們另一種了解核電廠如何影響免疫系統的良好研究途徑呢？當然，動物實驗永遠不可能完全真實反映人體的免疫系統，實驗室的研究在此議題上亦有過度簡化之虞，而這些問題都仰賴於在目前的實驗基礎上設計更嚴謹、更周全的流行病學研究來探討核電廠對週遭居民可能的影響。
就現階段而言，在我們所知高劑量輻射有害但低劑量輻射未必有害的前提下，重要的議題應該在於如何確定並嚴格規範和管理已在運作中核電廠週遭的輻射量在目前所知安全的最低劑量以下，而在新建核電廠前能有完善的環評，選擇最安全無虞的適當地點，工程品質和工作人員訓練管理如何能達到最嚴格的標準，這些才應該是我們真正最迫切需要面對的問題，期盼此篇短文能拋磚引玉，進一步看到真正學有專精的人能對此議題做深入的探討與分析。
Reference
1. Manda K, et al. Effects of ionizing radiation on the immune system with special emphasis on the interaction of dendritic and T cells. Front Oncol Doi: 10.3389/fonc.2012.00102, 2012.
2. Pecaut MJ, et al. Dose and dose rate effects of whole-body gamma-irradiation: I. Lymphooid organs. In Vivo 15: 195, 2001.
3. Donnelly EH, et al. Acute radiation syndrome: assessment and management. South Med J 103: 541, 2010.
4. Jahns J, et al. Influence of low dose irradiation on differentiation, maturation and T-cell activation of dendritic cells. Mutat Res 709-710: 32, 2011.
5. Bogdandi EN, et al. Effects of –low-dose radiation on the immune system of mice after total-body irradiation. Radiation Res 174: 480, 2010.
6. Shin SC, et al. Alteration of cytokine profiles in mice exposed to chronic low-dose ionizing irradiation. Biochem Bioph Res Co 397: 644, 2010.
7. Rodel F, et al. Functional and molecular aspects of anti-inflammatory effects of low-dose radiotherapy. Strahlenther Onkol 178: 1, 2002.
8. Ina Y, et al. Activation of immunological network by chronic low-dose-rate irradiation in wild-type mouse strains: analysis of immune cell populations and surface molecules. Int J Radiat Biol 81: 721, 2005.
9. Yagunov AS, et al. Animal studies of residual hematopoietic and immune system injury from low dose/low dose rate radiation and heavy metals. Bethesda, MD: Armed Forces Radio-biology Research Institute, 1998.
10. Lee HJ, et al. The micronucleus frequency in cytokinesis-blocked lymphocytes of cattle in the vicinity of a nuclear power plant. J Vet Sci 8: 117, 2007.
（作者陳宏昌為英國 Cardiff University感染與免疫學博士生）
高劑量輻射對免疫系統的影響
在實驗室中，透過對體外分出之免疫細胞及實驗動物的研究，我們可以有系統的控制各項變因，進一步了解各種不同游離輻射對各種不同免疫細胞或免疫系統可能的影響。高劑量輻射（> 1 Gy）對免疫系統的抑制作用已被清楚地瞭解，經高劑量輻射照射小鼠的白血球和淋巴細胞數量都會大幅減少，脾臟與胸腺兩重要的免疫器官重量也會減少，這些結果顯示了高劑量輻射對受小鼠免疫系統的破壞 [2]；而在高劑量輻射所造成之急性輻射症候群（acute radiation syndrome）病人中，則能發現有血球細胞大量死亡與造血細胞的增生抑制被等情形，進而造成病人血液系統功能的毀壞 [3]。這些研究的結果皆証實了高劑量輻射對免疫系統的破壞；然而，免疫系統對低劑量輻射的暴露是否也會造成相同的傷害呢？
低劑量輻射對免疫系統的影響
直至今日，低劑量輻射（< 1 Gy）對免疫系統影響的好壞仍尚未明瞭，不同免疫細胞對輻射的敏感度與耐受性有所差異，在離體實驗中發現，經長期低劑量但總量小於 1 Gy 的輻射照射後，身為適應性免疫力中的主角，T 淋巴細胞的增生會受抑制，但身負連接先天性免疫力與適應性免疫力此重任的樹突狀細胞之成熟與功能卻不會受影響 [4]，同樣的，不同免疫細胞對輻射的耐受性差異也可在小鼠的實驗模式中被觀察到 [5]，除了對免疫系統的抑制外，在受長期低劑量但總量小於 1 Gy 的輻射照射的小鼠中，也可發現先天性免疫力被活化和 naïve T 細胞的分化等免疫反應增強的現象 [6]，此外，透過誘使細胞進行對 DNA 的修補作用，低劑量輻射也可能增強細胞對輻射的適應力與耐受性 [7]，這些發現顯示了低劑量輻射可能為免疫系統帶來的益處；然而，當長期低劑量輻射照射的總量超過 1 Gy 時會怎麼樣呢？有文獻指出，在此情況下 CD4 和 CD8 T 細胞會受到活化 [8]，但也有文獻指出這樣的輻射照射劑量會造成血液細胞與造血系統的損傷及免疫抑制作用 [9]，這些相異的研究結果顯示，由於不同的免疫細胞對輻射有不同的敏感度與耐受性，在特定的輻射照射情況下，便可能造成特定有利或有弊的不同結果，因此，現階段我們的確仍需要更多實驗以整體瞭解低劑量輻射對人體和免疫系統的影響，藉此，我們才能更精準的評估核電廠對周遭居民健康的影響。
而當我們在實驗室找出各種輻射線如何可能影響免疫系統的同時，重要的是如何將這些實驗室的發現轉譯並進一步探討核電廠對免疫系統可能的影響，例如：核電廠在正常運作下散布的輻射劑量為何？這樣的輻射劑量與累積又要如何和現有的實驗結果做連結呢？依據行政院原子能委員會輻射偵測中心 100 年第 1 季的臺灣地區核能設施環境輻射監測季報中的資料可知，核一、二、三廠對周遭環境的直接輻射均在環境背景輻射變動範圍（0.2 微西弗／時以下）內，顯示核電廠周遭的輻射量遠低於上述各種低劑量輻射實驗中所用的劑量，顯示正常運作的核電廠對環境與周遭居民免疫系統的影響應比上述文獻所述更輕微，Lee 等人對核電廠與非核電廠附近所養殖之牛隻的研究發現，核電廠附近牛隻的血液細胞組成和非核電廠附件養殖牛隻沒有顯著的差異，周邊血液淋巴球微核頻率也無差異 [10]，表示這些牛隻受核電廠的影響可能性不高，有趣的是，相較於人們，牛隻的生活環境、飲食等皆較人們規律單純的多，去除各式容易影響免疫反應的變因，這樣的研究是否提供給我們另一種了解核電廠如何影響免疫系統的良好研究途徑呢？當然，動物實驗永遠不可能完全真實反映人體的免疫系統，實驗室的研究在此議題上亦有過度簡化之虞，而這些問題都仰賴於在目前的實驗基礎上設計更嚴謹、更周全的流行病學研究來探討核電廠對週遭居民可能的影響。
就現階段而言，在我們所知高劑量輻射有害但低劑量輻射未必有害的前提下，重要的議題應該在於如何確定並嚴格規範和管理已在運作中核電廠週遭的輻射量在目前所知安全的最低劑量以下，而在新建核電廠前能有完善的環評，選擇最安全無虞的適當地點，工程品質和工作人員訓練管理如何能達到最嚴格的標準，這些才應該是我們真正最迫切需要面對的問題，期盼此篇短文能拋磚引玉，進一步看到真正學有專精的人能對此議題做深入的探討與分析。
Reference
1. Manda K, et al. Effects of ionizing radiation on the immune system with special emphasis on the interaction of dendritic and T cells. Front Oncol Doi: 10.3389/fonc.2012.00102, 2012.
2. Pecaut MJ, et al. Dose and dose rate effects of whole-body gamma-irradiation: I. Lymphooid organs. In Vivo 15: 195, 2001.
3. Donnelly EH, et al. Acute radiation syndrome: assessment and management. South Med J 103: 541, 2010.
4. Jahns J, et al. Influence of low dose irradiation on differentiation, maturation and T-cell activation of dendritic cells. Mutat Res 709-710: 32, 2011.
5. Bogdandi EN, et al. Effects of –low-dose radiation on the immune system of mice after total-body irradiation. Radiation Res 174: 480, 2010.
6. Shin SC, et al. Alteration of cytokine profiles in mice exposed to chronic low-dose ionizing irradiation. Biochem Bioph Res Co 397: 644, 2010.
7. Rodel F, et al. Functional and molecular aspects of anti-inflammatory effects of low-dose radiotherapy. Strahlenther Onkol 178: 1, 2002.
8. Ina Y, et al. Activation of immunological network by chronic low-dose-rate irradiation in wild-type mouse strains: analysis of immune cell populations and surface molecules. Int J Radiat Biol 81: 721, 2005.
9. Yagunov AS, et al. Animal studies of residual hematopoietic and immune system injury from low dose/low dose rate radiation and heavy metals. Bethesda, MD: Armed Forces Radio-biology Research Institute, 1998.
10. Lee HJ, et al. The micronucleus frequency in cytokinesis-blocked lymphocytes of cattle in the vicinity of a nuclear power plant. J Vet Sci 8: 117, 2007.
（作者陳宏昌為英國 Cardiff University感染與免疫學博士生）
2013年5月10日 星期五
從積體電路設計看核電安全（涂智展）
我的研究是積體電路設計。
積體電路也就是一般人俗稱的晶片，一個晶片裡充滿各式各樣的電路，能夠完成各式各樣的運算，現代的電子產品基本上都是由不同功能的晶片組成的系統。晶片經由設計者在電腦設計過後，還必須交由晶圓廠(如TSMC)製造，並交由其他廠商封裝測試，才會變成一個產品。
這跟核電有何關係？要從我們在學校受到訓練的過程說起。
晶片的設計相當複雜；在學校做研究，除了在既有的領域突破之外，往往要做新領域的研究。但由於晶片設計，即便系統規模不大者，都必須負擔一筆數萬到數十萬不小的費用。所以國家有一個機構補助學界，讓學界能以便宜的價格甚至免費透過晶圓廠製造自己的設計。當然這個資源不是無限制使用，我們的晶片必須經過審查委員會審查，確定你不是在浪費錢，才能通過。審查委員會的組成通常都是業界有經驗的主管，以及學校教授。
但由於晶片設計往往過於複雜，審查形式不可能是真的審查你晶片的「內容」，而是審查你所交上去的設計報告，或是你選擇讓審查委員對你進行「口試」。 這樣審查的機制，即便審查委員非常嚴格，只要好好注意一些 common sense，加上你非常清楚你的設計，基本上是問不倒的。但若你做的研究是新的研究，審查委員也不一定能問到最可能出錯的地方，畢竟你在這題目研究的時間比他們長。
最後，晶片是否浪費錢，還是取決於設計者自己的能力與運氣。晶片設計者若具有良好的口才，是可以說服審查委員讓他通過的。但設計者本身自己也不敢保證這些自己設計的東西最後不會失敗。一旦晶片實做回來失敗，量測不到自己預期的功能，想透過外力進行修改的成本相當高。
但是在學界晶片失敗，影響到的自己的畢業時間。業界晶片失敗，大家投資的錢泡湯了，日子還是照樣過。而核電若設計不良，監督者無法發揮絕對的功能。已經有非常多人在警告核四的設計是拼裝車，政府仍一意孤行推動，爆炸是全民埋單。
核電與晶片設計相同，都是高度專業，所以一定會碰到自身專業無法滿足要求的問題。在業界設計晶片，每個人會戰戰兢兢深怕丟了飯碗，甚至是自己投資的資金。產品寧可出不來或晚一點出來，也不能發現任何一個 bug 不解，等到投入大量資金製造封裝完成之後才發現有問題，賠個血本無歸。
在台灣設計核電廠，設計不好政府會 cover 你不斷過關，也沒有機會驗證你的設計是否有問題，反正驗證的那一刻是大家一起說再見。
核四的經濟效益，可能的污染問題都能夠討論，唯獨缺乏「達到理想狀態」的監督機制。你有一個完美的核能 scenario，卻完全沒有人能夠安全的執行，這是首要討論的問題。核四問題不是核能問題，不是經濟問題，而是安全問題跟政治問題。想像你把蒸汽機的設計圖拿給小學生看，並且讓他在你的客廳裡做實驗，這時候你會選擇繼續坐在家裡看電視，還是趕快逃出客廳？
參考資料：
google "核四施工問題"
http://gaea-choas.blogspot.tw/2012/04/blog-post_1203.html
http://www.gvm.com.tw/Boardcontent_21138.html
http://feipengho.pixnet.net/blog/post/31704455
（作者為國立台灣大學電子工程研究所學生）
積體電路也就是一般人俗稱的晶片，一個晶片裡充滿各式各樣的電路，能夠完成各式各樣的運算，現代的電子產品基本上都是由不同功能的晶片組成的系統。晶片經由設計者在電腦設計過後，還必須交由晶圓廠(如TSMC)製造，並交由其他廠商封裝測試，才會變成一個產品。
這跟核電有何關係？要從我們在學校受到訓練的過程說起。
晶片的設計相當複雜；在學校做研究，除了在既有的領域突破之外，往往要做新領域的研究。但由於晶片設計，即便系統規模不大者，都必須負擔一筆數萬到數十萬不小的費用。所以國家有一個機構補助學界，讓學界能以便宜的價格甚至免費透過晶圓廠製造自己的設計。當然這個資源不是無限制使用，我們的晶片必須經過審查委員會審查，確定你不是在浪費錢，才能通過。審查委員會的組成通常都是業界有經驗的主管，以及學校教授。
但由於晶片設計往往過於複雜，審查形式不可能是真的審查你晶片的「內容」，而是審查你所交上去的設計報告，或是你選擇讓審查委員對你進行「口試」。 這樣審查的機制，即便審查委員非常嚴格，只要好好注意一些 common sense，加上你非常清楚你的設計，基本上是問不倒的。但若你做的研究是新的研究，審查委員也不一定能問到最可能出錯的地方，畢竟你在這題目研究的時間比他們長。
最後，晶片是否浪費錢，還是取決於設計者自己的能力與運氣。晶片設計者若具有良好的口才，是可以說服審查委員讓他通過的。但設計者本身自己也不敢保證這些自己設計的東西最後不會失敗。一旦晶片實做回來失敗，量測不到自己預期的功能，想透過外力進行修改的成本相當高。
但是在學界晶片失敗，影響到的自己的畢業時間。業界晶片失敗，大家投資的錢泡湯了，日子還是照樣過。而核電若設計不良，監督者無法發揮絕對的功能。已經有非常多人在警告核四的設計是拼裝車，政府仍一意孤行推動，爆炸是全民埋單。
核電與晶片設計相同，都是高度專業，所以一定會碰到自身專業無法滿足要求的問題。在業界設計晶片，每個人會戰戰兢兢深怕丟了飯碗，甚至是自己投資的資金。產品寧可出不來或晚一點出來，也不能發現任何一個 bug 不解，等到投入大量資金製造封裝完成之後才發現有問題，賠個血本無歸。
在台灣設計核電廠，設計不好政府會 cover 你不斷過關，也沒有機會驗證你的設計是否有問題，反正驗證的那一刻是大家一起說再見。
核四的經濟效益，可能的污染問題都能夠討論，唯獨缺乏「達到理想狀態」的監督機制。你有一個完美的核能 scenario，卻完全沒有人能夠安全的執行，這是首要討論的問題。核四問題不是核能問題，不是經濟問題，而是安全問題跟政治問題。想像你把蒸汽機的設計圖拿給小學生看，並且讓他在你的客廳裡做實驗，這時候你會選擇繼續坐在家裡看電視，還是趕快逃出客廳？
參考資料：
google "核四施工問題"
http://gaea-choas.blogspot.tw/2012/04/blog-post_1203.html
http://www.gvm.com.tw/Boardcontent_21138.html
http://feipengho.pixnet.net/blog/post/31704455
（作者為國立台灣大學電子工程研究所學生）
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