พลังงานนิวเคลียร์

ประวตศาสตรพลงงานนวเคลยร

ภายหลง สงครามโลกครงทสอง ทอบตขนในปพทธศกราช 2482 และสนสดลงในปพทธศกราช 2488 นน ญปนไดรบความเสยหายอยางมาก จากการทสหรฐอเมรกาไดใชอาวธแบบใหมโจมตญปน โดยทงระเบดปรมาณ ลกแรกลงทเมองฮโรชมา

ในปพทธศกราช 2496 ประธานาธบดแหงสหรฐอเมรกา ไดประกาศ รเรมด าเนนโครงการ "ปรมาณเพอสนต" น าพลงงานนวเคลยรมาใชในทางสนต เพอแสดงใหชาวโลกทราบวา พลงงานนวเคลยรทใครๆ เหนวาเปนมหนตภย รายแรงส าหรบมนษยนน น ามาใชเปนประโยชนไดเชนกน

พลงงานนวเคลยร พลงงานนวเคลยร หมายถง พลงงานไมวาลกษณะใดๆกตาม ซงเกดจากนวเคลยสอะตอมโดย 1.พลงงานนวเคลยรแบบฟชชน (Fission) ซงเกดจากการแตกตวของนวเคลยสธาตหนก เชน ยเรเนยม เมอถกชนดวยนวตรอนหรอโปรตอน

2.พลงงานนวเคลยรแบบฟวชน (Fusion) เกดจากการรวมตวของนวเคลยสธาตเบา เชน ไฮโดรเจน

3.พลงงานนวเคลยรทเกดจากการสลายตวของสารกมมนตรงส 4.พลงงานนวเคลยรทเกดจากการเรงอนภาคทมประจ เชน อเลกตรอน โปรตอน เปนตน

รปแบบของพลงงานนวเคลยร สามารถแบงออกเปน 3 ประเภท

พลงงานนวเคลยรทถกปลดปลอยออกมาในลกษณะเฉยบพลน

เปนปฏกรยานวเคลยรทควบคมไมได ไดแก ระเบดปรมาณ หรอ

ระเบดไฮโดรเจน และหวรบนวเคลยร แบบตางๆ การใชดานสนต เชนการ ขดหลมลก ขนาดใหญ เชน การขด อางเกบน า การท าทาเรอน าลก และ การตดชองเขา เปนตน การขดท าโพรงใตดนส าหรบกระตนแหลงน ามนหรอกาซธรรมชาตในชนหนลก และในการผลตแหลงแร

พลงงานจากปฏกรยานวเคลยรซงควบคมได

ปฏกรยานวเคลยรซงควบคมไดตลอดเวลา มนษยยงคงคนพบวธ

ควบคมได เฉพาะในบรรยากาศพเศษของหองทดลอง ดงนน จงยงไมอาจ น ามาใชประโยชนในทางสนต ในเชงการคาได หลกการของปฏกรยาฟชชนหวงโซของเชอเพลงนวเคลยร ซงมทใชกนอยางแพรหลายในปจจบน ไดแก เครองปฏกรณนวเคลยร ใชปลดปลอยพลงงานทถกกกไวในแกนกลาง (นวเคลยส) ของปรมาณของไอโซโทปทแตกตว ไดใหออกมาเปนพลงความรอนซงเราอาจน าไปใชประโยชนตอไปไดนนเอง

พลงงานนวเคลยรจากสารกมมนตรงส

สารกมมนตรงส หรอสารรงส คอสารทองคประกอบสวนหนงม

ลกษณะเปนไอโซโทปทมโครงสรางปรมาณไมคงตว และจะสลายตวโดย การปลดปลอยพลงงานสวนเกนออกมาในรปของรงสอลฟา รงสเบตา รงส แกมมา หรอรงสเอกซ รปใดรปหนงไอโซโทปรงส คออตราการสลายตวดวยคาคงตวทเรยกวา”ครงชวต” ซงหมายถง ระยะเวลาทไอโซโทปจ านวนหนง จะสลายตวลดลงเหลอ เพยงครงหนงของจ านวนเดม

กมมนตภาพรงส

กมมนตภาพรงส(Radioactivity)เปนคณสมบตของธาตและ ไอโซโทปบางสวนทสามารถเปลยนแปลงตวเองเปนธาต หรอ ไอโซโทป อน ซงการเปลยนแปลงนจะมการปลดปลอย หรอ สงรงสออกมาดวย

รงสแอลฟา รงสรงสทประกอบดวยอนภาคแอลฟาซงเปนอนภาคทมมวล 4amu มประจ +2 อนภาค ชนดนจะถกกนไวดวย แผน กระดาษหรอเพยงแคผวหนงชนนอกของคนเราเทานน การสลายตวใหรงสแอลฟา

90Th 232----->88Ra 228 + 2a 4

รงสบตา รงสทประกอบดวยอนภาคอเลคตรอน หรอ โพสตรอน รงสนมคณสมบตทะลทะลวงตวกลางไดดกวารงส แอลฟา สามารถ ทะลผานน าทลกประมาณ 1 นวหรอประมาณความหนาของผวเนอทฝามอได รงสเบตาจะถกกนไดโดยใชแผนอะลมเนยม ชนดบาง

การสลายตวใหรงสบตา 79Au 198----->80Hg 198 + -1b 0 7N 13----->6C 13 + +1b 0

รงสแกมมา รงสทเปนคลนแมเหลกไฟฟาพลงงานสง มคณสมบตเชนเดยวกนกบรงสเอกซทสามารถทะลผานรางกายได การก าบงรงสแกมมาตองใชวสดทมความหนาแนนสงเชน ตะกวหรอยเรเนยม เปนตน การสลายตวใหรงสแกมมา

27Co 60----->-1b 0 + 28Ni 60----->28Ni60 + g

การใชประโยชนจากรงส

ปจจบน ไดมการน ารงส และ สารกมมนตรงส มาใชงานตางๆ กน เชน ในทางการแพทย มการใช ในการตรวจวนจฉย และ บ าบด อาการโรคของผ เจบปวยจากโรครายตางๆ เชน การฉายรงสเอกซ การตรวจสมอง การตรวจกระดก และ การบ าบดโรคมะเรง เปนตน นอกจากนกมการใชงานทางรงส ในกจการอตสาหกรรม การเกษตร และ การศกษาวจยทาง วทยาศาสตร อาทเชน การใชรงสตรวจสอบรอยเชอม รอยราว ในชนสวน โลหะตางๆ การใชปายเรองแสงในทมด การตรวจ อายวตถโบราณ การถนอมอาหารดวยรงส และการฆาเชอโรคในเครองมอแพทย

อนตรายจากรงส

แมรงสจะมอยลอมรอบตวเรา และมนษยทกคนกสามารถใช

ประโยชนจากรงสได แตรงสกนบไดวามความเปนพษภย ในตวเองเชนกน รงสมความสามารถกอใหเกดความเสยหายของเซลลสงมชวต และถาไดรบ รงสสงมากอาจท าใหมอาการ ปวยทางรงสได ดงนนผทปฏบตงานเกยวของ กบรงสจะตองกระท าดวยความรอบคอบ เพอปองกนตวเองและ

สาธารณชน ไมใหไดรบอนตรายจากรงสเลย

กากกมมนตภาพรงส...คออะไร ?

กากกมมนตรงสกคอ ของเสย ไมวาในรปของๆแขง ของเหลว หรอ

กาซทประกอบ หรอ ปนเปอน ดวยสารกมมนตรงส ใน ระดบความแรงรงส สงกวาเกณฑก าหนดวา เปนอนตราย และ วสดนนๆไมเปน ประโยชนอก ตอไปแลว เมอไดชอวา กาก กมมนตรงส กาก หรอ ของเสยเหลานนจะตอง ไดรบการบ าบด และ จดการอยางมระบบ และผานการตรวจสอบ อยาง

เครงครด

ประเภทของกากกมมนตรงส 1. กากกมมนตรงสระดบสง ไดแกกากกมมนตรงสทเปนของแขงและ

ของเหลวทไดจากการฟอกกากเชอเพลงนวเคลยร และกากกมมนตรงสอนๆ ทมระดบรงสสงเทยบเทา

2. กากกมมนตรงสระดบรงสปานกลาง เปนกากกมมนตรงสทเกดจากการปฏบตงานทเกยวของกบสารกมมนตรงส อาทเชน เศษโลหะ

3. กากกมมนตรงสระดบต า เปนกากกมมนตรงสทเกดจากการปฏบตงานเกยวของกบสารกมมนตรงส อาทเชน ถงมอ เสอผา อปกรณทท าจากกระดาษ

กากกมมนตรงส... ไมคงอยตลอดไป

สารกมมนตรงสทกประเภทเปนสารทมการสลายตวโดยมชวงอาย

การสลายตวแตกตางกน ตงแตเสยววนาท กระทง นบลานป ดงนนกาก กมมนตรงสไมคงอยอยางถาวร พษของสารรงสยอมเจอจางไปตามกาลเวลา โดยท ชวงเวลาทสาร รงสสลายตวไป ครงหนงของปรมาณตงตนเรยกวา“ ครงชวต"

กากกมมนตรงสจากเครองปฏกรณนวเคลยร

การเดนเครองปฏกรณนวเคลยร หมายถง การท าใหเกด ปฏกรยา นวเคลยร ตอเนองตลอดเวลาท างาน และ ควบคมได ปฏกรยานวเคลยรใน กรณของการเดนเครองปฏกรณนวเคลยรคอปฏกรยา นวเคลยร ฟชชน ถก ท าใหแตกตว เกดพลงงานความรอน และ อนภาคนวเคลยร ออกมา พลง

ความรอนนนเกดจากการท มวลสาร ของเชอเพลงนวเคลยรหายไป

กากกมมนตรงสทเกดจากการเดนเครองปฏกรณนวเคลยร

สามารถแยกไดเปน 2 สวน สวนทหนง...เกดจากเนอเชอเพลงโดยตรง เชอเพลงใชแลว

ประกอบดวยสารกมมนตรงสหลายชนดซงเปนผลจากปฏกรยา ฟชชน ทท า ใหยเรเนยมแตกตว เปนเสยงๆ แตละเสยงหมายถงธาตขนาด เลกลง และม ไดหลายชนด นอกเหนอจากนน ในแทง เชอเพลงใช แลวยงมเนอ ยเรเนยม ทใช ไมหมดอกจ านวนหนงและมธาตทหนกกวายเรเนยม ซงเกดจาก ปฏกรยา กระตน ดวยนวตรอน (Neutron Activation) อกดวย ใน การเดนเครองปฏกรณนวเคลยรผลตกระแสไฟฟา จะมการเกดกากกมมนต รงสชนด เชอเพลงนวเคลยร

สวนทสอง ...กากกมมนตรงสทเกดจากสวนประกอบในการ เดนเครองปฏกรณ เชน การใชเครองปฏกรณ ตมน าใหรอน เปนไอน าและ ไอน านนไปหมนปนเทอรไบนผลตกระแสไฟฟา น าทใชนนอาจมสงเจอปน อยบาง สงเจอปนในน าทเขาไปส แกนปฏกรณอาจเกดปฏกรยาจากอนภาคนวเคลยรทเกดขน ท าใหกลายเปนสารรงส ซงตองท าการบ าบดนอกจากนนแลวยงมกากกมมนตรงสอนๆ เชน ชนสวน เครองปฏกรณ ทช ารดตองเปลยนออก หรอ แมแตเสอผาของผ ปฏบตงานควบคม หรอเดนเครอง

ปฏกรณ

กากกมมนตรงสทเกดจากการใชเทคโนโลยอนๆนวเคลยร

กากกมมนตรงสอาจเกดขนไดในกระบวนการน าทรพยากรแรธาตจากพนโลกมาแปรสภาพใชงาน วตถดบส าหรบกระบวน การอตสาหกรรม และเกษตรกรรมหลายอยางมาจากแรธาตจากพนพภพ ซงในแรธาตจากพนพภพเหลานนจะม สารกมมนตรงส เจอปนอยแลว ตามธรรมชาต ดงนนเมอน าวตถดบตางๆ ดงกลาวมาผานกระบวนการผลต กจะท าใหเกดกากกมมนตรงส ขนได ตวอยางเชน การผลตปยฟอสเฟต การสกดแรธาตหายาก (rare earth mineral) การกลนแยกน ามนดบ และ กาซ ธรรม ชาต โรงไฟฟาทใชถานหนและลกไนต เปนตน กากกมมนตรงสเหลานจดเปนพวกทมระดบต ามาก ตรวจสอบควบคม

กากกมมนตรงสจากแหลงก าเนดกาก

กากกมมนตรงสจากการท าเหมองแร ยเรเนยมปรมาณและคณภาพของกากกมมนตรงสจากเหมองแรยเรเนยม ขนอยกบแหลงแรและกรรมวธการผลต โดยปกตกากกมมนตรงสทเกดขนคอหางแรทมระดบรงสต าและสะสมตวในบอน าในบรเวณกวาง ซงไมเปนปญหาส าคญนก เพราะแหลงแรยเรเนยม มกจะอยหางไกลแหลงชมชน ส าหรบชนดของสารกมมนตรงสทพบคอ ยเรเนยม เรเดยมหรอทอเรยม ทเจอปนอยในปรมาณเลกนอย

กากกมมนตรงสจากการแตงแร ยเรเนยมสนแรยเรเนยม จะม

ยเรเนยมออกไซด U3O8 ประมาณ 0.25% เมอสงออกจากเหมองแร สนแรดงกลาวจะถกสงเขาโรงงานแตงแร ซงจะแยกสารประกอบยเรเนยม ออกมาจากสงเจอปนทงหมดโดยการน าสนแรมาบดใหแตกละเอยด แลว

สกดสารประกอบยเรเนยม

กากกมมนตรงสจากขบวนการยเรเนยมบรสทธผลตผลจากการแตงแร ยเรเนยม จะไดเปนสารประกอบยเรเนยมทมเนอยเรเนยมประมาณ 70%ซง จะตองน าไปท าใหบรสทธมากยงขนเพอใหเหมาะสมตอการน าไปท า เชอเพลงนวเคลยรตอไป ทงนโดยการท าละลายสารประกอบนนดวยกรด

ดนประสว แลวท าการสกดดวยสารประกอบ(Tributylphosphate) ซงจะท าใหสามารถแยกยเรเนยมเปนสารประกอบบรสทธได

กากกมมนตรงสจากการประดษฐแทงเชอเพลงนวเคลยร การสราง หรอประกอบแทงเชอเพลงนวเคลยรนน จะเกยวกบการน าโลหะยเรเนยม ไปท าเปนโลหะผสมทความคงทนตอสภาพตางๆ อาท เชน ความรอน ความดน ความเครยด ในแทงเชอเพลง เปนตน การสรางแทงเชอเพลง จะตองอาศยขบวนการเชงกล เชนการหลอมโลหะ การกลงใหเขารป การ

เจาะ และการขดท าความสะอาด เปนตน

กากกมมนตรงสจากการเดนเครองปฏกรณปรมาณการเดนเครอง ปฏกรณปรมาณ จะท าใหเกดสารกมมนตรงสสองจ าพวก คอ ผลตผลของ

การฟชชน (fission product) และผลตผลจากปฏกรยานวเคลยร ระหวางนวตรอนกบวสดอนๆในเครองปฏกรณปรมาณ จะตดคางอยในแทง เชอเพลงปรมาณ ไมเลดลอดออกมา แตส าหรบผลตผลแอคตเวชนนน จะ ปะปนอยในตวท าความเยน และวสดโครงสรางอนๆของเครองปฏกรณ

ปรมาณซงอาจจะถกชะลางออกมาในตวท าความเยนได

กากกมมนตรงสจากขบวนการฟอกกากนวเคลยรแทงเชอเพลง นวเคลยรทน าไปใชงานจนเสอมสมรรถนะภาพแลว อาจจะน าไปปรงแตง ใหคนสภาพใชงานไดอกครงหนง โดยขบวนการแยกทางเคม โดยมวธการ ประกอบดวย การท าลายแทงเชอเพลงฯ ดวยกรดดนปะสว ซงจะท าใหได กากกมมนตรงสในรปของสารละลายทมสารกมมนตรงสชนดผลตผลฟชชนทมความแรงรงสสงมาก

กากกมมนตรงสทมาจากการใชงานทางการแพทยการใชประโยชน ทางรงสในกจการแพทยประกอบดวย การใชในการตรวจวนจฉย และการ บ าบดรกษา อาการโรค เชน การใชสารรงสฉดเขาไปในรางกาย และ ตรวจสอบการท างานของระบบอวยวะตางๆ โดยการตดตามวดปรมาณรงส การใชรงสจากตนก าเนดรงสฉายไปยงบรเวณอวยวะทเปนเนองอก เพอ

ระงบการแพรขยายของเนอราย ณ อวยวะสวนนน และการใชรงส X ฉาย ผานอวยวะของรางกาย เพอตรวจหาความผดปกต

กากกมมนตรงสจากโรงงานอตสาหกรรมปกตสารกมมนตรงสทใชในกจการอตสาหกรรมตางๆนน มกอยในสภาพของสารรงสชนดผนกสนทในภาชนะ(seal source) โดยสวนมากจะมการใชงานในการถายภาพทางรงส(radiography) ของชนสวนอปกรณตางๆ หรอ เครองยนตกลไก การใชเปนเครองตรวจสอบ ความหนาของวสด ตรวจสอบความหนาแนน ตรวจสอบระดบของเหลวในถงทบเปนตน ตนก าเนดรงสเหลานนจะถกเรยกวากากกมมนตรงสกตอเมอเลกใชงานแลว ซงในเวลานนสารรงสจะมความเขมของรงสลดลงอยางมากแลว และเปนกากทแยกจากองคประกอบอนๆไดงาย

กากกมมนตรงสจากการใชงานทางการเกษตรการศกษาวจยทาง การเกษตรหลายอยางเปนตนก าเนดกากกมมนตรงส ประเภทน อาท เชน การตรวจสอบสภาพดน หรอการศกษาความสามารถในการดดซมปยของ พชชนดตางๆ การตรวจหาความชนใตดน ฯลฯ กากกมมนตรงสทเกดขน

มกจะมลกษณะเชนเดยวกบ กากทเกดจากศนยวจยนวเคลยรทวไป

การทงกากกมมนตรงส

การทงกากแบบฝงดน สามารถกระท าได 2 วธ

การทงกากแบบฝงดน(Shallow land burial) เปนวธการทใชกบ กากกมมนตรงสของแขง ทมความแรงรงสต า และมครงชวตของ สารกมมนตรงสสน (ไมเกน 30 ป) ทฝงกากแบบนอาจเปนหลมดนหรอเปนบอทมโครงสรางแขงแรง

การทงกากแบบฝงดนลก (Deep underground disposal) เปนการทงกากทเหมาะสมส าหรบกากกมมนตรงสทมครงชวตยาว และมระดบความแรงรงสสง และตองการแยกกากจากมนษยและสงแวดลอมทเกยวของกบประชาชนใหมากทสด

การทงกากแบบทงทะเล การทงกากแบบนอาจกระท าไดโดยการทงผลตภณฑกากทผนกสนทแลวลงสทองทะเลโดยตรง หรอโดยวธฝงกากใตดนใตทองทะเลลกแตจะตองปฏบตตามกฎเกณฑขอตกลงนานาชาตวาดวย การทงกากสารอนตรายลงสทองทะเลปจจบนนประเทศตางๆทวโลกพยายามละเวนการทงกากวธน

การทง/ท าลายกากโดยถาวรวธอนๆยงมวธท าลายกากอกหลายวธทมการพจารณาวาอาจจะน ามาใชปฏบตได ตวอยางเชนการฝงกากลงในน าแขง การท าลายกากโดยวธนวเคลยรและการทงกากออกไปสอวกาศเปนตน อยางไรกตามเทคนคการทงกากดวยวธดงกลาวยงมไดน ามาใชปฏบตในปจจบน

ประโยชนของพลงงานนวเคลยรในกจการตางๆ

1. ดานการแพทย มการน า เอาสารกมมนตรงส และรงสมาใชในการตรวจวนจฉย และรกษาโรค ท าใหการวนจฉย และรกษาโรคของแพทย เชน - การรกษาโรคมะเรงดวย โคบอลต-60 - เมดทองค า-198 ในการรกษามะเรงผวหนง - ลวดแทนทาลม-182 ในการรกษามะเรงปากมดลก - ไอโอดน-131 ใชตรวจวนจฉยและรกษาโรคคอพอก - เทคนเชยม-99m ตรวจทางเดนน าด ไต ตอมน าเหลอง - แทลเลยม-201ตรวจสภาพหวใจเมอท างานเตมท ตรวจสภาพการ ไหลของโลหตเลยงหวใจ

2. ดานอตสาหกรรม มการน าเอาพลงงานนวเคลยร ไปใชกนอยางกวางขวางเชนกน ใชตรวจสอบโครงสรางภายใน นอกจากน ยงมการใชเทคโนโลยนวเคลยร ในอตสาหกรรมตาง ๆ อกมาก เชน - ควบคมการไหลผานของสวนผสมในการผลตปนซเมนต

- วดความหนาแนนของน าปนกบเสนใยหน ในขบวนการผลตกระเบอง กระดาษ

- วดความหนาแนนในการดดสนแรในทะเล เพอค านวณหาปรมาณแรทดดผาน

- วดและควบคมความหนาแนนของน าโคลนทจะใชในการขดเจาะอโมงคสงน าใตดน

- ควบคมขบวนการผลต ผลตภณฑเครองแกวใหมความหนาสม าเสมอ

- วดหาปรมาณสารตะกวหรอธาตก ามะถนในผลตภณฑน ามนปโตเลยม

3. ดานการเกษตร

ประเทศไทยจดวาเปนประเทศเกษตรกรรม เพราะประชากร กวารอยละ 60 ยงคงยดการเกษตรเปนอาชพหลก ดงนน การคนควาวจยทางการเกษตร เพอเพมปรมาณ และคณภาพของผลผลตทางการเกษตร จงมความส าคญอยางยงตอเกษตรกรการถนอมผลผลตทางการเกษตร เชน พวกพชผก ผลไม และเนอสตว โดยการฉายรงส เพอใหเกบไวไดนานยงขน เปนประโยชนในการขนสงทางไกล การใชรงสฉายพนธพช เพอใหเกดการเปลยนแปลงทางพนธกรรม ใหไดพนธพชทมผลผลตสงกวา โตเรวกวา การวเคราะหดนโดยเทคนคทางนวเคลยร เพอการจ าแนกพนทเพาะปลก ท าใหทราบวาพนททศกษาเหมาะสมตอการปลกพชชนดใด ควรเพมปยชนดใดลงไป เปนตน

การใชพลงงานนวเคลยรในประเทศไทย ความจ าเปนและเหตผลรองรบในการน าพลงงานนวเคลยรมาใชใน

ประเทศ

ส าหรบประเทศไทยกตกอยในภาวะเดยวกน คอ การบรโภคพลงงานของประชาชนมอตราสงขนเรอยๆ อยางไมมขดจ ากด ในขณะเดยวกนทศทางการพฒนาประเทศก าลงมงหนาไปสการพฒนาอตสาหกรรม พลงงานถอวาเปนปจจยทจะเกอหนน ผลกดนอตสาหกรรมและเศรษฐกจใหกาวไกลไปได พลงงานจะตองมราคาถก รวมทงมใชอยางพอเพยง มฉะนนจะท าใหการพฒนาดานอตสาหกรรมตองหยดชะงก และนกลงทนตางชาตรวมทงในประเทศ จะเลกเชอถอรฐบาลทไปเชญชวนใหมาลงทนแลวไมสรางปจจยพนฐาน

การหาแหลงพลงงานใหมเขามาส ารองแหลงพลงงานทก าลงจะหมดไป ส าหรบแหลงพลงงานทมองเหนไดเดนชดซงจะมบทบาทอยางมากทจะเขามาเปนพลงงานทดแทนน ามนถานหน และกาซธรรมชาต คอ พลงงานนวเคลยร โดยจะน ามาใชในรปของ โรงไฟฟานวเคลยร เมอพจารณาถงทางเลอกในการผลตกระแสไฟฟาซงเปนปจจยพนฐานส าหรบการประกอบอตสาหกรรมและอนๆ นน จะเหนวา การผลตไฟฟาจากเขอนจะมตนทนต าสดแตเมอครงใดทรฐบาลมนโยบายทจะสรางเขอนกมกจะมกลมอนรกษธรรมชาตออกมาตอตาน จนโครงการหลายแหงตองยดเวลาออกมา หรอไมกลมเลกไป

หลกการน านวเคลยรมาใช

ประการแรก ประเทศไทยจะเรมขาดแคลนแหลงพลงงาน ทงกาซธรรมชาต และถานหนทมอยจะมประมาณไมเพยงพอทจะมาปอนโรงไฟฟาทสรางขนใหม ไทยจะตองหนไปพงพาการน าเขาแหลงก าเนดพลงงานจากตางประเทศ โดยจะเรมมการน าเขาถานหนมาใช เสถยรภาพการผลตไฟฟาของประเทศยอมไปผกตดกบการน าเขาถานหนมากขน เพราะการไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทยมความสามารถในการเกบกกถานหนจากตางประเทศไวไดเพยง 3 วนเทานน ซงตองสงน าเขาเชอเพลงเชนกน แต เชอเพลงเหลานเปลยนปละหนงครง ครงละ 25 ตน ถอวาเปนจ านวนนอยมากและไมมผลกระทบหากจะถกตดขาดการสงเชอเพลง

ประการทสอง

เมอเปรยบเทยบกบการใชโรงไฟฟานวเคลยรแลวจะไมมกาซตางๆ เหลานเกดขน นอกจากนโรงไฟฟาถานหนจะเหลอขเถาตกคางในปรมาณ มาก โดยทโรงไฟฟานวเคลยรจะมกากเชอเพลงใชแลวในปรมาณทนอย กวา และสามารถจดเกบไวในโรงไฟฟาไดนานถง 30 ป ตลอดชวชวตการใชงานของโรงไฟฟา โดยไมเกดปญหาสงผลกระทบตอสงแวดลอม

เหตผลรองรบดานเศรษฐกจ

จากการศกษาเปรยบเทยบตนทนการผลตและราคาขอกระแสไฟฟาทผลตไดในเชงเศรษฐศาสตรของกองพลงปรมาณ ฝายวศวกรรมพลงความรอน การไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทย โดยโรงไฟฟาตนแบบทงถานหน และนวเคลยร มขนาด 1,200 เมกกะวตต พบวา ตนทนการกอสรางของโรงไฟฟานวเคลยรจะสงกวาโรงไฟฟาถานหนในขนตน แตตนทนการใชเชอเพลงจะต ากวามากในชวงของการผลต

เหตผลรองรบดานความปลอดภย

ระบบการท างานของปฏกรณนวเคลยรสวนทเกยวของกบรงสจะเปนระบบปดไมสมผสสงแวดลอมการออกแบบ กอสราง และเดนเครองจะตองด าเนนการภายใตโปรแกรมประกนคณภาพทเขมงวดยเรเนยมทใชเปนเชอเพลงนนจะมยเรเนยม 235 ซงเปนตวพลงงานหลก อยในสดสวนทต ามากเพยงรอยละ 3แทนทจะมากกวารอยละ 90 อยางกรณของระเบดนวเคลยรเมออณหภมหรอความรอนในปฏกรณนวเคลยรสงขน การแตกตวของนวเคลยสยเรเนยมจะเพมขนในอตราทนอยลง

เหตผลรองรบดานสงแวดลอม

ส าหรบปจจยดานสงแวดลอมนน ดงไดกลาวมาแลว ตงแตตนวา การใชเชอเพลงนวเคลยร จะท าใหปลอดภยจากภาวะปฏกรยาเรอนกระจก ปลอดภยจากภาวะฝนกรด ซงเปนอนตรายตอสงมชวตในโลก ตลอดจนไม ท าใหอณหภมของโลกเพมสงขนมากเหมอนอยางการใชเชอเพลงอยางอน นอกจากน โรงไฟฟานวเคลยรยงใชพนทในการกอสรางนอยกวาและไม

ท าลายพนทปาเขา เหมอนอยางการสรางเขอนส าหรบโรงไฟฟาพลงน า

โรงไฟฟานวเคลยร

โรงไฟฟานวเคลยร จดเปนโรงไฟฟาพลงความรอนชนดหนง มหลกการท างาน คลายคลงกบโรงไฟฟา ทใชน ามน ถานหน และกาซธรรมชาต วนเครองปฏกรณนวเคลยร จะใสแทงเชอเพลงนวเคลยร ไวในน าภายในโครงสรางทปดสนท เพอใหความรอน ทไดจากปฏกรยานวเคลยรฟชชน ไปตมน า ผลตไอน า แทนการผลตไอน า จากการสนดาปเชอเพลง ชนดทกอใหเกดกาซมลพษ และสวนผลตไฟฟา เปนสวนทรบไอน า จากเครองปฏกรณนวเคลยร แลวสงไปหมนกงหนผลตไฟฟา ซงสวนน เปนองคประกอบ ของโรงไฟฟาพลงความรอนทกชนด

สวนประกอบของโรงไฟฟานวเคลยร สวนก าเนดพลงงาน ใน

โรงไฟฟานวเคลยร ประกอบดวย เชอเพลงนวเคลยร น าทใชระบายความ รอน และเปนสารหนวงความเรวนวตรอนดวย ถงปฏกรณความดนสง ระบบควบคมปฏกรยา ระบบควบคมความปลอดภย ซงชวยปองกนและ

แกไข กรณเกดเหตฉกเฉนและระบบผลตไอน า เปนตน

โดยปกตจะมความเขมขนของไอโซโทปยเรเนยม-235 ประมาณรอยละ 2 โดยไดมาจากการ ถลงแรยเรเนยม ทมอยในธรรมชาต แลวน าไปผาน กระบวนการเสรมสมรรถนะ ใหมปรมาณยเรเนยม-235 มากขน และหลงจากท ท าใหอยในรปของออกไซด แลวถกอดท าใหเปนเมดเลกๆ บรรจภายในแทงโลหะผสม ของเซอรโคเนยม ซงจะถกน ามารวมกลมกน เปนมดเชอเพลง ประกอบกนเปนแกนปฏกรณ บรรจอยภายในถงปฏกรณ ททนความดนสง ภายในถงปฏกรณ มน า ทอยภายใตการควบคมความกดดนบรรจอย เพอใชเปนตวระบายความรอน ออกจากแทงเชอเพลงโดยตรง และยงใชประโยชน เปนตวหนวงความเรวของนวตรอนดวย เพอใหนวตรอนทเกดขน มความเรวพอเหมาะ ทจะเกดปฏกรยานวเคลยรฟชชนตอไปได

แบบของโรงไฟฟานวเคลยร ปจจบนทวโลก ไดนยมใช

โรงไฟฟานวเคลยร 3 แบบ ไดแก

1.โรงไฟฟานวเคลยรแบบใชน าความดนสง (Pressurized Water Reactor : PWR) โรงไฟฟาชนดน จะถายเทความรอน จากแทงเชอเพลงใหน า จนมอณหภมสงประมาณ 320 องศาเซลเซยส ภายในถงขนาดใหญ จะอดความดนสงประมาณ 15 เมกะปาสคาล (Mpa)

หรอประมาณ 150 เทาของความดนบรรยากาศไว เพอไมใหน าเดอดกลายเปนไอ และน าน าสวนน ไปถายเทความรอน ใหแกน าหลอเยนอกระบบหนง เพอใหเกดการเดอด และกลายเปนไอน าออกมา เปนการปองกน ไมใหน าในถงปฏกรณ ซงมสารรงสเจอปนอย แพรกระจายไปยงอปกรณสวนอนๆ ตลอดจนปองกน การรว ของสารกมมนตรงส สสงแวดลอม

2. โรงไฟฟาแบบน าเดอด (Boiling Water Reactor : BWR) สามารถผลตไอน าไดโดยตรง จากการตมน าภายในถง ซงควบคมความดนภายใน (ประมาณ 7 Mpa) ต ากวาโรงไฟฟานวเคลยรแบบแรก (PWR) ดงนน ความจ าเปน ในการใชเครองผลตไอน า และแลกเปลยนความรอน ปม และอปกรณชวยอนๆ กลดลง แตจ าเปนตอง มการกอสรางอาคารปองกนรงสไว ในระบบอปกรณสวนตางๆ ของโรงไฟฟา เนองจากไอน าจากถงปฏกรณ จะถกสงผานไปยงอปกรณเหลานนโดยตรง

3.โรงไฟฟาแบบใชน ามวลหนกความดนสง (Pressurized Heavy Water Reactor : PHWR)

มการจดแกนปฏกรณในแนวระนาบ และเปนการตมน า ภายในทอ

ขนาดเลก จ านวนมาก ทมเชอเพลงบรรจอย แทนการตมน า ภายในถงปฏกรณขนาดใหญ เนองจากสามารถผลตไดงายกวา การผลตถงขนาดใหญ โดยใช น ามวลหนกมาเปนตวระบายความรอน จากแกนปฏกรณ นอกจากน ยงมการแยกระบบใชน ามวลหนก เปนตวหนวงความเรว ของนวตรอนดวย เนองจากน ามวลหนก มการดดกลนนวตรอน นอยกวาน าธรรมดา ท าใหปฏกรยานวเคลยร เกดขนไดงาย จงสามารถใชเชอเพลงยเรเนยม ทสกดมาจากธรรมชาต ซงมยเรเนยม-235 ประมาณรอยละ 0.7 ได โดยไมจ าเปน ตองผานกระบวนการปรงปรง ใหมความเขมขนสงขน ท าใหปรมาณผลตผล จากการแตกตว ทเกดในแทงเชอเพลงใชแลว มนอยกวาเครองปฏกรณ แบบใชน าธรรมดา

ขอดและขอเสยของโรงไฟฟานวเคลยร ขอด

• เปนแหลงผลตไฟฟาขนาดใหญสามารถใหก าลงผลตสงกวา 1,200 เมกะวตต • มตนทนการผลตไฟฟาแขงขนไดกบโรงไฟฟาชนดอน • เปนโรงไฟฟาทสะอาด ไมกอใหเกดมลพษ • เสรมสรางความมนคงของระบบผลตไฟฟา เนองจากใชเชอเพลงนอย ท า

ใหเสถยรภาพใน การจดหาเชอเพลง และราคาเชอเพลง มผลกระทบ ตอตนทนการผลตเลกนอย

ขอเสย

• ใชเงนลงทนเรมตนสง • จ าเปนตองเตรยมโครงสรางพนฐาน และการพฒนาบคลากร เพอใหการ

ด าเนนงาน เปนไปอยางมประสทธภาพ • จ าเปนตองพฒนา และเตรยมการ เกยวกบการจดกากกมมนตรงส การ

ด าเนนงาน ดานแผนฉกเฉนทางรงส และมาตรการควบคม ความปลอดภย เพอปองกนอบตเหต

• การยอมรบของประชาชน

สาเหต โรงไฟฟานวเคลยร ระเบด ทญปน

หลงจากเกดเหตการณโรงไฟฟานวเคลยรของญปนระเบด จากเหตแผนดนไหว 8.9 รกเตอรเมอวนศกรท 11 มนาคมทผานมา เกดความสบสนในเรองของขาววา สงทระเบดคอเตาปฏกรณ แตแททจรงแลว สงทระเบดนนเปนเพยงตวอาคารทถกกาซไฮโดรเจนปรมาณมากดนออกมา จากความรอนทสงขนนนเอง

ในโรงไฟฟานวเคลยรจะมแกนปฏกรณ ทถกแชอยในน า เพอทจะใหน าเปนตวพาความรอนออกไป (ตามรปคอแทงสเหลอง น า คอ สวนสฟา)

หากไมมน า หรอน าลดนอยลง ปฏกรยานวเคลยรจะคายความรอนออกมา และเมอไมมน าเปนตวพาความรอนจากแกนปฏกรณออกไป แกนปฏกรณจะรอนขนเรอย ๆ

เมอแกนปฏกรณรอนจนถงจด ๆ หนง แกนปฏกรณจะเรมหลอมละลาย ท าใหสารกมมนตรงสเรมแพรกระจายออกมา

เมอเกดแผนดนไหวขนในประเทศญปน ระบบหยดท างานอตโนมต จะเรมท างานทนท เพอยตปฏกรยานวเคลยรภายใน Reactor โดยการใสตวหนวงปฏกรยาลง ดงรปจะเหนไดวา แทงปฏกรณนนรอนแลว จงเปลยนเปนสแดง สวนสด าทเขามาขนตรงกลางนน คอตวหนวงปฏกรยา เพอท าใหปฏกรยาคอย ๆ หยดลง ทงน การหยดของ Reactor จะไมไดหยดทนททนใด แตจะคอยหยด ๆ ภายในจงจ าเปนทจะตองมน าหลอเยนอยตลอดเวลา เพอไมใหแกนปฏกรณรอนจนละลาย

เมอเรมท าการหยดปฏกรยา Cooling System - 1 (ระบบระบายความรอนท 1) ทถกตงไวอตโนมต จะเรมท างานทนท เพอระบายความรอนออกจากแกนปฏกรณ

หลงจากเกดแผนดนไหว ท าใหระบบระบายความรอนท 1 ไดรบความเสยหาย ระบบระบายความรอนท 1 จงหยดท างาน

เพราะฉะนน ระบบระบายความรอนท 2 (ระบบส ารอง) ซงใชเครองยนตดเซลปนน าเขาไประบายความรอนในเตาปฏกรณ จงเรมท างานทนท

เหตการณไมคาดคดกเกดขน เมอเกดอาฟเตอรชอกรอบท 2 ท าใหระบบระบายความรอนท 2 ไดรบความเสยหาย หยดท างานทนทเชนกน

ระบบระบายความรอนท 3 หรอระบบฉกเฉนทเปนระบบสดทาย กเรมท างานทนท โดยระบบนจะใชไอน าจากความรอนในเตาปฏกรณมากลนตวเปนน า แลวน าน ากลบไประบายความรอนในเตาปฏกรณอกท เพอระบายความรอนในแกนปฏกรณออกมา

แลว เมอระบบระบายความรอนท 3 เรมท างาน กลบพบวา ระบบน าในระบบระบายความรอนท 3 มไมพอ เนองจากน าซงมสญลกษณทางเคม คอ H2O ไดระเหยเปน H2 หรอกาซไฮโดรเจน จงท าใหความดนภายในอาคารสงขน

ระดบน าทลดลง ท าใหการระบายความรอนภายในแกนปฏกรณท าไดไมด จนกระทงอณหภมสะสมภายในเพมสงขนถงจดวกฤต จนแกนปฏกรณจะหลอมละลาย

ขณะทปรมาณไฮโดรเจนภายในอาคารทมความดนเพมสงขน กดนอาคารใหระเบดออกมาในทสด อยางทเราเหนภาพอาคารทเสยหายปรากฏในขาว ซงเมออาคารเกดการระเบดขน ไฮโดรเจนทลอยออกมาไดพาไอโซโทปของไอโอดน และซเซยมออกมาดวย ท าใหทางการตองเรงแจกจายไอโอดนใหกบประชาชนทอยในพนทเสยง เพอปองกนการสะสมของไอโซโทปของไอโอดนนนเอง