วันอังคารที่ 19 เมษายน พ.ศ. 2559

โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ใช้พลังงานอันน่ามหัศจรรย์ ของอะตอมในการให้กำเนิดกระแสไฟฟ้าด้วยต้นทุน ของเชื้อเพลิงที่ต่ำ ละมลภาวะที่เป็นพิษ น้อยกว่าโรงงาน ที่ใช้เชื้อเพลิงจากซากพืชและสัตว์ อย่างไรก็ตาม การวางแผน การก่อสร้าง และการทำงานของ โรงงานไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์นั้นกินเวลานาน และมีกระบวนการทำงาน ที่ซับซ้อนมาก

Atomic Energy Commision (AEC) กล่าวว่าโรงงานไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ ให้กำเนิดกระแสไฟฟ้าด้วยต้นทุนที่ถูก เมื่อเปรียบเทียบกับ โรงงานไฟฟ้าที่ใช้ เชื้อเพลิงจากซากพืช และสัตว์จะเห็นว่า โรงงานไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่า ต้นทุนต่ำ แต่สามารถ ให้พลังงาน ออกมาได้หลายพื้นที่ ปัจจุบันนี้ที่ AEC กล่าวมานั้นเป็นสิ่งที่ไม่ถูกต้อง เนื่องจากต้นทุนของ โรงงานไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์นั้นมี ต้นทุนมาก พอๆ กับ โรงงานไฟฟ้าถ่านหินซะแล้ว

การก่อสร้างโรงงาน โรงงานไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์ใช้เวลาหลายปี ในการก่อสร้างส่วนที่สำคัญมาก ในโรงงานคือเตาปฏิกรณ์ ซึ่งเป็นส่วนที่เกิด การแยกปรมาณู (นิวเคลียร์แตกตัว) ในระหว่างที่เกิดปฏิกิริยา จะมีรังสีถูกปล่อยออกมาโรงงานควรจะมี การป้องกันที่ดีเพื่อที่ จะแน่ใจได้ว่าไม่มีรังสี เล็ดลอดออกมาสู่ สิ่งแวดล้อมภายนอก เตาปฏิกรณ์นี้ ต้องเก็บรังสีได้ ซึ่งมีลักษณะเป็นโดมมีผนังหนาที่ทำจาก ปูนซีเมนต์ และเหล็ก อีกทั้งยังต้องมี ความแข็งแรงมากพอ ขนาดที่ เครื่องบินเจ็ทชนแล้วไม่พัง อาคารที่เก็บเครื่องกลต่างๆเป็นส่วนที่มีห้องควบคุม และห้อง คอมพิวเตอร์วิศวกรจะคอย สอดส่อง ดูแลโรงงานทั้งหมดได้ ในห้องควบคุม ถ้ามีสิ่งใดผิดพลาด จะมีระบบป้องกันภัยคือเสียงหวอเตือนและปัญหาที่เกิดขึ้น จะแก้ไขได้โดย อัตโนมัติ เมื่อกดปุ่ม คอมพิวเตอร์ที่อยู่ใน ห้องคอมพิวเตอร์จะบันทึกเหตุการณ์ ทุกอย่างที่เกิดขึ้นภายใน โรงงานซึ่งต้อง ใช้เวลาหลายปี กว่าที่การ ก่อสร้างโรงงาน ส่วนที่เกิดปฏิกิริยา และระบบอิเล็คทรอนิคส์ที่ซับซ้อนจะเสร็จ เพื่อให้กำเนิดกระแสไฟฟ้าออกมา

กระบวนให้กำเนิดกระแสไฟฟ้าชิ้นส่วนเล็กๆจำนวนสิบล้าน หรือล้านล้านอะตอม เป็นตัวทำให้ทุกอย่างเกิดขึ้นภายในอะตอมจะมีนิวเคลียส ซึ่งประกอบไปด้วยโปรตอน และนิวตรอน เมื่อเกิด ฟิสชั่นคือนิวเคลียสแตกตัว จะเกิดปฏิกิริยาขึ้นภายใน แกนของเตาปฏิกรณ์ซึ่งเป็นจุดเริ่มของกระบวนการ ให้กำเนิด กระแสไฟฟ้า ของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ เชื้อเพลิงที่ใช้กันทั่วไปคือ ยูเรเนียม ซึ่งจะถูกเก็บไว้ ในลักษณะของแท่ง ในแกนของเตาปฏิกรณ์ นิวตรอนอิสระจะถูกปล่อย เข้าไปในแกน เพื่อให้เกิดการแตกตัว ด้วยการชนกับนิวเคลียส ของยูเรเนียม ทำให้เกิดความร้อนมากเมื่อนิวเคลียส แตกตัว จะเกิดนิวตรอนอิสระ 2-3 ตัว และไปชนกับอะตอมอื่นอีก ก็จะได้นิวตรอนอิสระเพิ่มขึ้นอีก ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นลูกโซ่นี้ เกิดขึ้นภายใน แกนทำปฏิกิริยาซึ่งทำให้เกิดความร้อนมาก จึงต้องมีวัตถุทำความเย็น อยู่รอบแท่งยูเรเนียม ในแกนทำปฏิกิริยาส่วนใหญ่แล้วจะใช้น้ำในการ ทำความเย็น แต่โรงงานสมัยใหม่ จะใช้โลหะเหลวแทน วัตถุทำความเย็น ช่วยลดอุณหภูมิ ของเตาปฏิกรณ์ เกิดจากการทำปฏิกิริยาไม่ให้เกิดความร้อนมากเกินไป ซึ่งจำเป็นมากในกระบวนการ ให้กำเนิดกระแสไฟฟ้า วัตถุทำความเย็น จะดูดความร้อนที่เกิดจาก ปฏิกิริยาฟิสชั่น มันจะเคลื่อนที่ผ่านท่อจนถึงหม้อต้มไอน้ำ ความดันในท่อ จะป้องกัน ไม่ให้วัตถุทำความเย็น ถึงจุดเดือด ในหม้อต้มไอน้ำ ความร้อนจาก วัตถุทำความเย็น จะผ่านผนังของท่อ และความร้อนขึ้นไปถึงน้ำที่ถูกปั๊มมาใช้ ซึ่งได้มาจากแม่น้ำ หรือลำธารที่อยู่ในละแวกนั้น น้ำที่ร้อนจะเดือดเป็นไอ จะถูกส่งผ่านท่อไปยังกังหันไอน้ำ เมื่อกังหันหมุนก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น หลังจากที่วัตถุทำความเย็น ให้ความร้อนแก่หม้อต้มไอน้ำแล้ว มันจะกลับไปยัง แกนทำปฏิกิริยาของ เตาปฏิกรณ์โดยอาศัยปั๊มถ้าแกนทำปฏิกิริยา มีความร้อนสูงมากเกินไป แท่งควบคุม จะตกลงมาแท่งควบคุมทำจากสาร ที่มีคุณสมบัติดูดซึม นิวตรอนที่มากเกินไป เมื่อแท่งเคลื่อนที่ มาอยู่ในแกนทำปฏิกิริยามันจะดูดซึมนิวตรอน ทำให้ปฏิกิริยาลูกโซ่เกิดช้าลงเกิดฟิสชั่นน้อยลง และความร้อนก็ลดลงตามไปด้วย
ของเสียที่เกิดจากนิวเคลียร์ ระหว่างที่เกิดฟิสชั่น

รังสีแกมมาจะถูกปล่อยออกมา เมื่อร่างกายของมนุษย์ ได้รับเข้าไปจะทำให้เกิด อาการบวมและ ทำให้เกิดความเสียหาย อย่างรุนแรงต่ออวัยวะสืบพันธุ์ ด้วยเหตุผลนี้ทำให้เกิดปัญหา ขึ้นกับเด็กที่เกิดขึ้นมา หลังจากการทำปฏิกิริยา 18 เดือน ปฏิกิริยาฟิสชั่นจะเกิดช้าลง จึงต้องมีการเปลี่ยน แท่งยูเรเนียมซึ่งใช้ เวลา 2เดือนในการเปลี่ยน อันใหม่มาแทนที่อันเก่า แท่งยูเรเนียมที่ใช้แล้ว จะถูกเก็บไว้ในที่บรรจุ ซึ่งเก็บไว้ในแท้งก์น้ำ ที่มีขนาดเท่ากับสระว่ายน้ำ ในแท้งก์เหล่านี้รังสีบางส่วน จะหมดไปจากแท่งเก่าๆ และแท่งนั้นจะเย็นลง อย่างไรก็ตาม โรงไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ยังประสบปัญหา เกี่ยวกับแท้งก์น้ำที่บรรจุแท่งยูเรเนียมจนเต็ม ซึ่งมีความต้องการสถานที่เก็บที่ถาวร

นักวิทยาศาสตร์หลายคน ได้พากันโต้เถียงเกี่ยวกับ สถานที่เก็บของเสียจากโรงไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์ในระยะยาวว่า สถานที่เก็บนั้นควรจะมี ความแข็งแรงและฝังอยู่ ใต้พื้นโลกให้ลึกที่สุด บางคนกล่าวว่าของเสียเหล่านั้นอาจจะแทรกซึม ผ่านหินและแผ่ขึ้นไปสู่ดวงอาทิตย์ บางประเทศได้ ทำการวางแผน ไว้เรียบร้อยแล้ว อย่างประเทศแคนาดา ได้วางแผนที่จะทำการฝัง ของเสียจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ไว้ใต้ Canada Shield ส่วนอเมริกาได้วางแผน ที่จะฝังไว้ใต้พื้นที่ ของรัฐเนวาดา ซึ่งเป็นสถานที่ทำการทดลอง และทดสอบนิวเคลียร์อยู่ จะขอยกตัวอย่างของโรงไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ 2 ชนิดคือ โรงไฟฟ้า พลังงานฟิสชั่นที่ใช้ Breeder Reactor และโรงไฟฟ้าพลังงานฟิวชั่นโรงไฟฟ้าพลังงานฟิสชั่น Breeder Reactors

ทำงานคล้ายกับที่กล่าวมา เพียงแต่ใช้พลูโตเนียม เป็นเชื้อเพลิงแทนยูเรเนียมหลังจากที่นำพลูโตเนียม ออกมาจากเตาปฏิกรณ์มันสามารถ นำกลับมา ใช้ในเตาปฏิกรณ์ใหม่ได้ เพื่อนำไปผ่านกระบวนการ เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่โรงงานพลังงานฟิวชั่น
ปฏิกิริยาฟิวชั่นตรงข้ามกับ ปฏิกิริยาฟิสชั่น ปฏิกิริยาฟิวชั่นคือนิวเคลียร์ของอะตอม สองอะตอมรวมเป็น อะตอมเดียว ไม่เหมือนกับปฏิกิริยา ฟิสชั่นที่นิวเคลียร์ ของอะตอมหนึ่งอะตอม แตกออกเป็นสอง ฟิวชั่นมีกระบวนการเดียวกัน กับที่เกิดขึ้นใน แกนของดวงอาทิตย์ ลักใหญ่ของโรงงาน ฟิวชั่น คือไม่มีการปล่อยรังสีออกมา ในการทำปฏิกิริยา จะต้องใช้ความร้อนมากซึ่งยากที่จะทำได้ พลังงานที่ใช้ในการทำงาน ของโรงงานฟิวชั่น มีค่าพอๆกับพลังงานที่ให้ออกมา
ปัญหา

แม้ว่าโรงไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์จะก่อประโยชน์ อย่างมหาศาล แต่ก็ยังมีปัญหาใหญ่อย่างหนึ่งคือ ถ้ามีความผิดพลาดเกิดขึ้น ในเตาปฏิกรณ์ ผลก็คือความหายนะ อันตรายที่เกิดขึ้นคือ การหลอมละลาย ของนิวเคลียร์ เหตุการณ์นี้จะเกิดขึ้นเมื่อแกนทำปฏิกิริยา มีความร้อนสูงมากจนไม่ สามารถควบคุมได้ จนหลอมละลายทำให้ปล่อยรังสีออกมา เป็นจำนวนมาก ดังนั้นจึงควร มีระบบทำความเย็นฉุกเฉินและสำรองเพื่อป้องกันเตา ปฏิกรณ์หลอมละลาย ปัญหาที่ยังไม่สิ้นสุดคือโรงไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์เชอร์โนบิล ซึ่งให้ระดับพลังงานมากถึง 150 ของระดับพลังงานปกติ มีความดันภายในท่อน้ำมาก จนทำให้โรงไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์เชอร์โนบิลระเบิด ความหายนะนี้เกิด จากการก่อสร้าง และการทำงานที่ไม่ดี เป็นผลให้มีผู้เสียชีวิต 31 คน และในพื้นที่ 20 ตารางไมล์นี้ไม่ สามารถอยู่อาศัยได้บางคนกล่าวว่า อุบัติเหตุที่เกิดจาก โรงไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์เชอร์โนบิล ทำให้เกิดมะเร็งหลาย ประเภททั่วยุโรป นักวิทยาศาสตร์และ นักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม จึงได้นำกรณีของโรงไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ เชอร์โนบิลมาต่อต้าน การสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์การโต้เถียงที่ยังดำเนินต่อไป

นักวิทยาศาสตร์ได้ ถกเถียงกันเกี่ยวกับโรงไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ว่ามีความปลอดภัยเพียงพอ ที่จะใช้หรือไม่ โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ มากกว่า 100 โรงในอเมริกา ผลิตกระแสไฟฟ้ามากกว่า 20% แต่อุตสาหกรรมได้หยุดการเติบโตแล้ว ทำให้โรงไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์สูญเสียรายได้ มากกว่าโรงงานไฟฟ้าถ่านหิน แต่โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ยังคงให้ประโยชน์ในแง่ของต้นทุนของเชื้อเพลิงที่ต่ำ และไม่ทำให้เกิดมลพิษ ทางอากาศ และน้ำจึงยากที่จะทำนาย อนาคตของโรงไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ว่า มันจะถูกใช้อย่างแพร่หลาย เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า หรือจะถูก ข้อเสียของมัน เอาชนะข้อดีของมันได้

ที่มา;http://web.ku.ac.th/schoolnet/snet7/newc.htm

"โรงไฟฟ้านิวเคลียร์" คือโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้าที่ใช้พลังงานความร้อนจากปฏิกิริยาแตกตัวทางนิวเคลียร์(Nuclear Fission Reaction) ทำให้น้ำกลายเป็นไอน้ำที่มีแรงดันสูง แล้วส่งไอน้ำไปหมุนกังหันไอน้ำ ซึ่งต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อผลิตไฟฟ้า และส่งต่อไปยังผู้บริโภคต่อไป

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีหลักการผลิตไฟฟ้าคล้ายกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนทั่วไป กล่าวคือจะใช้พลังงานความร้อนไปผลิตไอน้ำ แล้วส่งไอน้ำไปหมุนกังหันไอน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าออกมา แต่มีข้อแตกต่างกันคือต้นกำเนิดพลังงานความร้อนของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เกิดจากปฏิกิริยาแตกตัวของยูเรเนียม-235 ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ส่วนความร้อนจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนทั่วไปนั้นได้จากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง ซึ่งได้แก่ ถ่านหินหรือลิกไนต์ ก๊าซธรรมชาติ หรือน้ำมัน เมื่อเปรียบเทียบปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้สำหรับการผลิตไฟฟ้า พบว่า หากใช้ยูเรเนียมธรรมชาติ (ความเข้มข้นของยูเรเนียม-235 ประมาณร้อยละ 0.7) จำนวน 1 ตัน จะสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากกว่า 40 ล้านกิโลวัตต์/ชั่วโมง ในขณะที่ต้องใช้ถ่านหินถึง 16,000 ตัน หรือใช้น้ำมันถึง 80,000 บาร์เรล (ประมาณ 13 ล้านลิตร) จึงจะผลิตไฟฟ้าได้เท่ากัน

การนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้เพื่อผลิตไฟฟ้าเป็นความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาประมาณ 50 ปีที่ผ่านมานี้ โดยใน พ.ศ. 2494 ได้มีการทดลอง เดินเครื่องปฏิกรณ์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นครั้งแรกของโลกขึ้นที่สถานีทดลองพลังงานไอดาโฮ เพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้แก่เมืองอาร์โค มลรัฐไอดาโฮ ประเทศสหรัฐอเมริกา ต่อจากนั้น การก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบปฏิกรณ์ความดันสูงในเชิงพาณิชย์ขนาด 75 เมกะวัตต์ ได้เริ่มขึ้นที่ชิปปิงพอร์ต มลรัฐเพนซิลเวเนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ใน พ.ศ. 2497 และได้จ่ายกระแสไฟฟ้า ให้แก่เมืองพิตต์สเบิร์ก ใน พ.ศ. 2500

ต่อมาใน พ.ศ. 2502 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เดรสเดน (แบบปฏิกรณ์น้ำเดือด) ได้เดินเครื่องจ่ายกระแสไฟฟ้าให้แก่เมือง มอร์ริส มลรัฐอิลลินอยส์ หลังจากนั้น การก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั้ง 2 แบบได้ขยายตัวขึ้น และแพร่หลายไปยังประเทศ อื่นๆ รวมทั้งการพัฒนาเทคโนโลยีโรง- ไฟฟ้านิวเคลียร์ให้มีขนาดใหญ่ขึ้นกว่า 1,000 เมกะวัตต์ และมีความปลอดภัยยิ่งขึ้น

ประเภทของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบ่งการทำงานออกเป็น 2 ส่วนใหญ่ๆ

1. ส่วนผลิตความร้อน ได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ระบบน้ำระบายความร้อน และเครื่องผลิตไอน้ำ

2. ส่วนผลิตกระแสไฟฟ้า ประกอบด้วย กังหันไอน้ำ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยส่วนผลิตความร้อนจะส่งผ่านความร้อนให้กระบวนการผลิตไอน้ำ เพื่อนำไปใช้ผลิตไฟฟ้าต่อไป

ข้อดี-ข้อเสียของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ข้อดี:ได้แก่ เชื้อเพลิงมีราคาถูก, สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ปริมาณมาก, ปริมาณของเสียน้อยเมื่อเทียบกับ วิธีการผลิตไฟฟ้าแบบอื่นๆ, สามารถยืดอายุการใช้งานของเชื้อเพลิง และโรงไฟฟ้า ได้ตามหลักวิทยาศาสตร์, สามารถขนส่งเชื้อเพลิงได้ง่าย และไม่สร้างก๊าซเรือนกระจกและฝนกรด

ข้อด้อย: การแก้ไขป้องกัน เนื่องจากมีระบบความปลอดภัยและการป้องกันรังสีที่เข้มงวด จึงใช้เงินลงทุนมาก, เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว สามารถนำไปผลิตอาวุธนิวเคลียร์ได้ แต่ภายใต้พันธสัญญา "ไม่เผยแพร่อาวุธนิวเคลียร์" และการควบคุมของ IAEA หากประเทศไทยจะมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะควบคุมไม่ให้นำไปผลิตอาวุธได้ และการเก็บรักษา เชื้อเพลิงใช้แล้ว มีกัมมันตรังสีระดับสูง ต้องควบคุมอย่างเข้มงวด

ที่มา;http://news.voicetv.co.th/technology/7344.html

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ดร.สมพร จองคำ และ อารีรัตน์ คอนดวงแก้ว

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ จัดเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนชนิดหนึ่ง มีหลักการทำงาน คล้ายคลึงกับโรงไฟฟ้า ที่ใช้น้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ เป็นเชื้อเพลิง โดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์นั้น สามารถแบ่งส่วนการทำงาน ได้ 2 ส่วน คือ ส่วนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ จะใส่แท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ไว้ในน้ำภายในโครงสร้างที่ปิดสนิท เพื่อให้ความร้อน ที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ไปต้มน้ำ ผลิตไอน้ำ แทนการผลิตไอน้ำ จากการสันดาปเชื้อเพลิง ชนิดที่ก่อให้เกิดก๊าซมลพิษ และส่วนผลิตไฟฟ้า เป็นส่วนที่รับไอน้ำ จากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แล้วส่งไปหมุนกังหันผลิตไฟฟ้า ซึ่งส่วนนี้ เป็นองค์ประกอบ ของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนทุกชนิด

ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ส่วนกำเนิดพลังงาน ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ กล่าวโดยกว้างๆ จะประกอบด้วย เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ น้ำที่ใช้ระบายความร้อน และเป็นสารหน่วงความเร็วนิวตรอนด้วย ถังปฏิกรณ์ความดันสูง ระบบควบคุมปฏิกิริยา ระบบควบคุมความปลอดภัย ซึ่งช่วยป้องกันและแก้ไข กรณีเกิดเหตุฉุกเฉิน และระบบผลิตไอน้ำ เป็นต้น

เชื้อเพลิงยูเรเนียม ที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โดยปกติจะมีความเข้มข้นของไอโซโทปยูเรเนียม-235 ประมาณร้อยละ 2 (ที่เหลือเป็นยูเรเนียม-238 ซึ่งไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาฟิชชันได้ ในสภาวะของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไป) ในรูปออกไซด์ ของยูเรเนียม โดยได้มาจากการ ถลุงแร่ยูเรเนียม ที่มีอยู่ในธรรมชาติ (ไอโซโทปยูเรเนียม ที่มีอยู่ในธรรมชาติ ประกอบด้วยยูเรเนียม-235 ประมาณร้อยละ 0.7 และเป็นยูเรเนียม-238 ประมาณร้อยละ 99.27 ที่เหลือเป็นยูเรเนียม-234 ปริมาณน้อยมาก) แล้วนำไปผ่าน กระบวนการเสริมสมรรถนะ ให้มีปริมาณยูเรเนียม-235 มากขึ้น และหลังจากที่ ทำให้อยู่ในรูปของออกไซด์ แล้วถูกอัดทำให้เป็นเม็ดเล็กๆ บรรจุภายในแท่งโลหะผสม ของเซอร์โคเนียม ซึ่งจะถูกนำมารวมกลุ่มกัน เป็นมัดเชื้อเพลิง ประกอบกันเป็นแกนปฏิกรณ์ บรรจุอยู่ภายในถังปฏิกรณ์ ที่ทนความดันสูง ภายในถังปฏิกรณ์ มีน้ำ ที่อยู่ภายใต้การควบคุมความกดดันบรรจุอยู่ เพื่อใช้เป็นตัวระบายความร้อน ออกจากแท่งเชื้อเพลิงโดยตรง และยังใช้ประโยชน์ เป็นตัวหน่วงความเร็วของนิวตรอนด้วย เพื่อให้นิวตรอนที่เกิดขึ้น มีความเร็วพอเหมาะ ที่จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันต่อไปได้

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ในเชื้อเพลิงโรงไฟฟ้านิวเคลียร์นั้น ควบคุมได้โดยใช้แท่งควบคุม ซึ่งเป็นสารที่มีคุณสมบัติพิเศษ ในการดูดจับอนุภาคนิวตรอน เช่น โบรอนคาร์ไบด์ ทำหน้าที่ควบคุม ให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์เพิ่มขึ้น หรือลดลง ตามที่ต้องการ โดยการเลื่อนแท่งควบคุมเข้าออก ภายในแกนปฏิกรณ์ตามแนวขึ้นลง เพื่อดูดจับอนุภาคนิวตรอนส่วนเกิน

แบบของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ปัจจุบันทั่วโลก ได้นิยมใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 3 แบบ ได้แก่
1. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบใช้น้ำความดันสูง (Pressurized Water Reactor : PWR) โรงไฟฟ้าชนิดนี้ จะถ่ายเทความร้อน จากแท่งเชื้อเพลิงให้น้ำ จนมีอุณหภูมิสูงประมาณ 320 องศาเซลเซียส ภายในถังขนาดใหญ่ จะอัดความดันสูงประมาณ 15 เมกะปาสคาล (Mpa) หรือประมาณ 150 เท่าของความดันบรรยากาศไว้ เพื่อไม่ให้น้ำเดือดกลายเป็นไอ และนำน้ำส่วนนี้ ไปถ่ายเทความร้อน ให้แก่น้ำหล่อเย็นอีกระบบหนึ่ง เพื่อให้เกิดการเดือด และกลายเป็นไอน้ำออกมา เป็นการป้องกัน ไม่ให้น้ำในถังปฏิกรณ์ ซึ่งมีสารรังสีเจือปนอยู่ แพร่กระจายไปยังอุปกรณ์ส่วนอื่นๆ ตลอดจนป้องกัน การรั่ว ของสารกัมมันตรังสี สู่สิ่งแวดล้อม

2. โรงไฟฟ้าแบบน้ำเดือด (Boiling Water Reactor : BWR) สามารถผลิตไอน้ำได้โดยตรง จากการต้มน้ำภายในถัง ซึ่งควบคุมความดันภายใน (ประมาณ 7 Mpa) ต่ำกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบแรก (PWR) ดังนั้น ความจำเป็น ในการใช้เครื่องผลิตไอน้ำ และแลกเปลี่ยนความร้อน ปั๊ม และอุปกรณ์ช่วยอื่นๆ ก็ลดลง แต่จำเป็นต้อง มีการก่อสร้างอาคารป้องกันรังสีไว้ ในระบบอุปกรณ์ส่วนต่างๆ ของโรงไฟฟ้า เนื่องจากไอน้ำจากถังปฏิกรณ์ จะถูกส่งผ่านไปยังอุปกรณ์เหล่านั้นโดยตรง

3. โรงไฟฟ้าแบบใช้น้ำมวลหนักความดันสูง (Pressurized Heavy Water Reactor : PHWR) ซึ่งประเทศแคนาดา เป็นผู้พัฒนาขึ้นมา จึงมักเรียกชื่อย่อว่า “CANDU” ซึ่งย่อมาจากคำว่า Canadian Deuterium Uranium มีการทำงานคล้ายคลึงกับ แบบ PWR แต่แตกต่างกันที่ มีการจัดแกนปฏิกรณ์ในแนวระนาบ และเป็นการต้มน้ำ ภายในท่อขนาดเล็ก จำนวนมาก ที่มีเชื้อเพลิงบรรจุอยู่ แทนการต้มน้ำ ภายในถังปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ เนื่องจากสามารถผลิตได้ง่ายกว่า การผลิตถังขนาดใหญ่ โดยใช้ “น้ำมวลหนัก” (Heavy Water, D2O) มาเป็นตัวระบายความร้อน จากแกนปฏิกรณ์ นอกจากนี้ ยังมีการแยกระบบใช้น้ำมวลหนัก เป็นตัวหน่วงความเร็ว ของนิวตรอนด้วย เนื่องจากน้ำมวลหนัก มีการดูดกลืนนิวตรอน น้อยกว่าน้ำธรรมดา ทำให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ เกิดขึ้นได้ง่าย จึงสามารถใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียม ที่สกัดมาจากธรรมชาติ ซึ่งมียูเรเนียม-235 ประมาณร้อยละ 0.7 ได้ โดยไม่จำเป็น ต้องผ่านกระบวนการปรังปรุง ให้มีความเข้มข้นสูงขึ้น ทำให้ปริมาณผลิตผล จากการแตกตัว (fission product) ที่เกิดในแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้ว มีน้อยกว่าเครื่องปฏิกรณ์ แบบใช้น้ำธรรมดา

ข้อดีและข้อเสียของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ข้อดี

เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่สามารถให้กำลังผลิตสูงกว่า 1,200 เมกะวัตต์
มีต้นทุนการผลิตไฟฟ้าแข่งขันได้กับโรงไฟฟ้าชนิดอื่น
เป็นโรงไฟฟ้าที่สะอาด ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ
สริมสร้างความมั่นคงของระบบผลิตไฟฟ้า เนื่องจากใช้เชื้อเพลิงน้อย ทำให้เสถียรภาพใน การจัดหาเชื้อเพลิง และราคาเชื้อเพลิง มีผลกระทบ ต่อต้นทุนการผลิตเล็กน้อย

ข้อเสีย

ใช้เงินลงทุนเริ่มต้นสูง
จำเป็นต้องเตรียมโครงสร้างพื้นฐาน และการพัฒนาบุคลากร เพื่อให้การดำเนินงาน เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ
จำเป็นต้องพัฒนา และเตรียมการ เกี่ยวกับการจัดกากกัมมันตรังสี การดำเนินงาน ด้านแผนฉุกเฉินทางรังสี และมาตรการควบคุม ความปลอดภัย เพื่อป้องกันอุบัติเหตุ
การยอมรับของประชาชน

โครงการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ในปี พ.ศ. 2519 รัฐบาลได้อนุมัติ ให้การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ขนาด 600 เมกะวัตต์ ที่อ่าวไผ่ อำเภอศรีราชา จังหวัดชลบุรี แต่ได้มีการคัดค้าน จากประชาชน ทำให้รัฐบาลจัดสินใจ ล้มเลิกโครงการไปในที่สุด นอกจากนี้ ในช่วงเวลาที่ผ่านมาถึงปัจจุบัน กฟผ. ได้ร่วมกับหน่วยงานรัฐบาล เอกชน และ องค์กรต่างๆ จากภายใน และภายนอกประเทศ รวมทั้งผู้จำหน่ายทั่วโลก จัดกิจกรรม ให้ความรู้ ทางเทคโนโลยี โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โดยผ่านการประชุมวิชาการ การสัมมนา จัดนิทรรศการ และจัดทำสื่อต่างๆ กล่าวได้ว่า ขั้นตอนแรก ได้สร้างความตื่นตัว และความสนใจประชาชน (Public Awareness) ต่อมา ดำเนินการ ขั้นตอนการสร้างความเข้าใจ (Public Understand) เพื่อนำไปสู่ขั้นตอนสุดท้าย คือ การยอมรับของประชาชน (Public Acceptance) ซึ่งจะมีการ เข้าดำเนินการ ให้เกิดการยอมรับ ในหมู่ประชาชนทั่วไป และชุมชนที่คาดว่า จะเป็นบริเวณที่ตั้ง ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ต่อไป
ที่มา;http://www.nst.or.th/article/notes01/article010.htm

โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์

พลังงานนิวเคลียร์ : เป็นเทคโนโลยีที่ออกแบบมาเพื่อนำพลังงานจากอะตอมของสสารมาใช้งาน โดยอาศัยเตาปฏิกรณ์ปรมาณู แม้ว่าในปัจจุบันพลังงานนิวเคลียร์ที่มีการนำมาใช้ จะได้มาโดยอาศัยปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบแตกตัวเพียงอย่างเดียว แต่ในอนาคตอาจจะสามารถนำประโยชน์จากปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบอื่นมาใช้ได้ เช่น ปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบรวมตัว พลังงานที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในเตาปฏิกรณ์ปรมาณู จะใช้ในการต้มน้ำเพื่อผลิตไอน้ำที่จะใช้เปลี่ยนไปเป็นพลังงานกลสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าหรือจุดประสงค์อื่น

พลังงานนิวเคลียร์ฟิชชั่น (Nuclear fission) เป็นปฏิกิริยาที่เกิดจากการที่นิวเคลียสของอะตอมแตกตัวออกเป็นส่วนเล็กๆ สองส่วน ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นเมื่อนิวตรอนชนเข้ากับนิวเคลียสของธาตุที่สามารถแตกตัวได้ เช่น ยูเรเนียม หรือ พลูโตเนียม จะเกิดการแตกตัวเป็นสองส่วนกลายเป็นธาตุใหม่ พร้อมทั้งปลดปล่อยอนุภาคนิวตรอนและพลังงานจำนวนหนึ่งออกมา

หลักการทำงานของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์

โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ คือ ระบบที่จะนำพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์มาเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์โดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนหลักๆ 4 ส่วนคือ เตาปฏิกรณ์ ระบบระบายความร้อน ระบบกำเนิดกระแสไฟฟ้า และระบบความปลอดภัย

พลังงานที่เกิดขึ้นในเตาปฏิกรณ์เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น สิ่งที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น ไม่ได้มีเพียงพลังงานจำนวนมากที่ปลดปล่อยออกมา แต่รวมถึงผลผลิตที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น นิวตรอนอิสระจำนวนหนึ่ง การควบคุมจำนวนและการเคลื่อนที่ของนิวตรอนอิสระภายในเตาปฏิกรณ์โดยสารหน่วงนิวตรอน และแท่งควบคุมจะเป็นการกำหนดว่า จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นขึ้นภายในเตาปฏิกรณ์มากน้อยเพียงใด

พลังงานที่ผลิตเกิดขึ้นภายในเตาปฏิกรณ์ จะถูกนำออกมาโดยตัวนำความร้อน ซึ่งก็คือของไหลเช่น น้ำ,เกลือหลอมละลายหรือก๊าซคาร์บอนไดอออกไซค์ ของไหลจะรับความร้อนจากภายในเตาปฏิกรณ์ จนตัวมันเองเดือดเป็นไอหรือเป็นตัวกลางในการนำความร้อนไปยังวงจรถัดไปเพื่อผลิตไอน้ำ ไอน้ำที่ได้จะถูกส่งผ่านท่อไปยังระบบกำเนิดกระแสไฟฟ้า ที่ไอน้ำจะถูกนำไปขับกังหันไอน้ำที่จะใช้ในการหมุนเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าต่อไป

โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า ที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายมีอยู่ด้วยกัน 3 ชนิด สามารถแบ่งออกได้ดังนี้

1.โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำอัดความดัน (Pressurized Water Reactor - PWR)

โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำอัดความดัน เป็นโรงไฟฟ้าที่นิยมใช้มากที่สุด โดยใช้น้ำเป็นทั้งตัวกลางระบายความร้อนและสารหน่วงนิวตรอน มีการออกแบบระบบการทำงานให้มีสองวงจร โดยวงจรแรกจะเป็นระบบระบายความร้อนออกจากเตาปฏิกรณ์ ที่ซึ่งน้ำจะไหลผ่านเตาปฏิกรณ์เพื่อระบายความร้อนออกจากแกนปฏิกรณ์ และนำความร้อนที่ได้ส่งต่อให้วงจรที่สองที่อุปกรณ์กำเนิดไอน้ำ เพื่อผลิตไอน้ำไปขับกังหันไอน้ำ น้ำในวงจรแรกนี้จะมีอุณหภูมิสูงถึง 325 องศาเซลเซียส ดังนั้นวงจรแรกจึงต้องทำงานภายใต้ความดันที่สูงมาก เพื่อป้องกันการเดือดของน้ำในวงจร อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ควบคุมแรงดันในวงจรแรกคือตัวควบคุมความดัน (pressurizer) โดยน้ำในวงจรแรกจะทำหน้าที่ทั้งเป็นสารหล่อเย็นและสารหน่วงนิวตรอนให้แก่เตาปฏิกรณ์

ในส่วนของวงจรที่สองนั้นจะทำงานภายใต้ความดันที่ต่ำกว่าวงจรแรก ซึ่งน้ำในวงจรนี้จะถูกต้มให้เดือดเพื่อผลิตไอน้ำที่อุปกรณ์กำเนิดไอน้ำ ไอน้ำที่ผลิตได้จะใช้ในการขับกังหันไอน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า หลังจากนั้นจะควบแน่นกลับไปเป็นน้ำแล้วไหลกลับไปที่อุปกรณ์ผลิตไอน้ำ เพื่อเปลี่ยนเป็นไอน้ำต่อไปเรื่อยๆ

2.โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำเดือด (Boiling Water Reactor - BWR)

โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำเดือด มีการทำงานที่คล้ายคลึงกับโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำอัดความดันมาก แตกต่างกันเพียงแค่โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำเดือด มีวงจรการทำงานเพียงแค่วงจรเดียว ที่ซึ่งน้ำจะถูกต้มภายในเตาปฏิกรณ์ (Reactor Vessel) โดยตรง ที่อุณหภูมิประมาณ 285 องศาเซลเซียส เตาปฏิกรณ์แบบนี้ถูกออกแบบให้ทำงาน โดยที่ส่วนบนของแกนปฏิกรณ์ประมาณ 12-15% มีสภาพเป็นไอน้ำ ระบบของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำเดือดนั้น ถูกออกแบบให้น้ำเดือดภายในเตาปฏิกรณ์ทำให้เตาปฏิกรณ์แบบนี้จะทำงานที่ความดันต่ำกว่าเตาปฏิกรณ์แบบน้ำอัดความดัน

ไอน้ำที่ผลิตได้ภายในเตาปฏิกรณ์ จะไหลผ่านอุปกรณ์แยกน้ำบริเวณส่วนบนของเตาปฏิกรณ์ แล้วจะไหลออกไปขับกังหันไอน้ำโดยตรง เนื่องจากน้ำที่ไหลผ่านแกนปฏิกรณ์จะมีการปนเปื้อนจากสารรังสี ทำให้อุปกรณ์ในส่วนของกังหันไอน้ำ (Steam Turbine) จะโดนปนเปื้อนจากสารรังสีด้วย ดังนั้นอุปกรณ์ในส่วนของกังหันไอน้ำ จึงต้องได้รับการป้องกันรังสีเช่นเดียวกับระหว่างการบำรุงรักษา โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำเดือดจะมีต้นทุนต่ำกว่าแบบอื่น เนื่องจากเป็นระบบที่เรียบง่าย และในส่วนข้อกังวลเกี่ยวกับการปนเปื้อนรังสีของอุปกรณ์ของระบบกังหันไอน้ำนั้น เนื่องจากสารปนเปื้อนในน้ำนั้นมีอายุสั้นมาก* โดยห้องกังหันไอน้ำสามารถเข้าไปเพื่อบำรุงรักษาได้ภายในระยะเวลาอันสั้น หลังจากการ shut down เตาปฏิกรณ์

3.โรงไฟฟ้าแบบน้ำมวลหนักอัดความดัน (Pressurized Heavy Water Reactor - PHWR or CANDU)

โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำมวลหนักอัดความดัน พัฒนาโดยประเทศแคนาดาในช่วงปี ค.ศ.1950 ภายใต้ชื่อโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบแคนดู (CANDU) โรงไฟฟ้าแบบนี้ใช้ยูเรเนียมธรรมชาติที่ไม่มีการเสริมสมรรถนะเป็นเชื้อเพลิง ทำให้ต้องใช้สารหน่วงนิวตรอนที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำอัดความดันหรือแบบน้ำเดือด ซึ่งในกรณีนี้ได้มีการนำน้ำมวลหนัก (D2O) มาใช้ ในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำมวลหนักอัดความดัน มีการออกแบบระบบการทำงานให้มีสองวงจรเหมือนโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำอัดความดัน โดยในวงจรแรกน้ำมวลหนัก (D2O) ที่จะทำหน้าที่ทั้งเป็นสารหน่วงนิวตรอนและระบายความร้อนออกจากมัดเชื้อเพลิง จะถูกอัดภายใต้ความดันสูง และจะไหลผ่านช่องบรรจุเชื้อเพลิงเพื่อระบายความร้อนออกจากเตาปฏิกรณ์ที่เรียกอีกชื่อว่า คาแรนเดรีย จนน้ำมวลหนักในวงจรแรกมีอุณหภูมิสูงถึง 290°C และเช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำอัดความดัน น้ำมวลหนักจะถ่ายเทความร้อนให้แก่วงจรที่สองเพื่อผลิตไอน้ำที่อุปกรณ์กำเนิดไอน้ำ แล้วขับกังหันไอน้ำผลิตกระแสไฟฟ้า เนื่องจากการใช้ยูเรเนียมธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง ทำให้โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำมวลหนักอัดความดัน ต้องมีการเปลี่ยนเชื้อเพลิงทุกวัน จึงมีการออกแบบให้โรงไฟฟ้าชนิดนี้สามารถเปลี่ยนเชื้อเพลิงได้โดยไม่ต้องหยุดการทำงานของเตาปฏิกรณ์

การจัดการของเสียของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

หลังจากที่ยูเรเนียมถูกใช้งานในการผลิตกระแสไฟฟ้าภายในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แล้ว เราจะเรียกมันว่า เชื้อเพลิงใช้แล้ว ที่เป็นของเสียที่จะต้องจัดการ เชื้อเพลิงใช้แล้วจัดเป็นกากกัมมันตรังสีระดับสูง ซึ่งไม่สามารถและไม่มีทางที่จะทิ้งได้อย่างของเสียโดยทั่วไป โดยปกติมันจะถูกจัดเก็บไว้ชั่วคราวในสระน้ำพิเศษภายในโรงไฟฟ้า ที่จะช่วยให้เชื้อเพลิงใช้แล้วลดความร้อนและความแรงรังสีลง โดยเชื้อเพลิงใช้แล้วจะไม่เกิดการเสียหายระหว่างการจัดเก็บไว้ในสระ

ถึงแม้ว่าเชื้อเพลิงใช้แล้วจะถูกจัดเก็บอยู่ในสระน้ำภายในโรงไฟฟ้าได้เป็นระยะเวลานาน แต่ในที่สุดมันก็จะถูกนำมาจัดเก็บภายนอกโรงไฟฟ้า หรือนำไปผ่านกระบวนการแปรสภาพเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ กระบวนการแปรสภาพเชื้อเพลิงใช้แล้ว คือกระบวนการนำเชื้อเพลิงใช้แล้วมาผ่านกระบวนการแยกยูเรเนียมและพลูโตเนียมที่หลงเหลืออยู่ โดยการตัดเชื้อเพลิงใช้แล้วออกเป็นชิ้นๆ แล้วละลายในสารละลายกรด ยูเรเนียมและพลูโตเนียมที่แยกออกมาได้ จะถูกนำกลับไปใช้เป็นเชื้อเพลิงของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์อีกครั้ง หลังจากกระบวนการแปรสภาพเชื้อเพลิง กากกัมมันตรังสีระดับสูงที่หลงเหลือจะถูกทำให้แห้งจนมีลักษณะเป็นผงแป้ง เราเรียกกระบวนการนี้ว่า แคลไซนิ่ง หลังจากนั้นกากกัมมันตรังสีจะถูกผสมกับแก้วชนิดพิเศษ เพื่อผนึกกากกัมมันตรังสีเอาไว้ เราเรียกกระบวนการนี้ว่า วิทริฟิเคชั่น แก้วหลอมละลายที่ผสมกับกากกัมมันตรังสี จะถูกเทลงในกระบอกโลหะสเตนเลสสำหรับการจัดเก็บ โดยในปัจจุบันกระบวนการจัดการจะสิ้นสุดที่กระบวนการนี้

ความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

มาตรฐานความปลอดภัยของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ เป็นไปตามมาตรฐานของทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) โดยคำนึงถึงความปลอดภัยต่อสาธารณชนและสิ่งแวดล้อมเป็นสำคัญ อาทิ ส่วนปิดกั้นรังสี 5 ชั้น ตั้งแต่เม็ดเชื้อเพลิง ท่อหุ้มเม็ดเชื้อเพลิง ถังปฏิกรณ์ อาคารปฏิกรณ์ชั้นใน จนถึงอาคารปฏิกรณ์ชั้นนอก ซึ่งอาคารปฎิกรณ์ชั้นนอกมีความหนาถึง 1.5-2 เมตร ทำให้การเดินเครื่องโรงไฟฟ้าในภาวะปกติ หรือกรณีที่มีอุบัติเหตุเกิดขึ้น รังสีจะไม่สามารถรั่วออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกได้ การผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ไม่มีการเผาไหม้เชื้อเพลิง ดังนั้นระหว่างการเดินเครื่องจะไม่ก่อให้เกิดสภาวะโลกร้อน เนื่องจากไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรือก๊าซที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์

ถึงแม้ว่าโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์มีมาตรฐานความปลอดภัยสูงมาก เนื่องจากมีมาตรการและกระบวนการตรวจสอบต่างๆ ที่เข้มงวดและรัดกุมหลายขั้นตอน แต่ก็อาจเกิดเหตุขัดข้องหรืออุบัติเหตุได้เหมือนโรงไฟฟ้าทั่วไป เพื่อให้ประเทศที่มีโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ได้รับทราบข้อมูล และสามารถแก้ไขปรับปรุงโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ให้มีความปลอดภัย และประชาชนทั่วไปเข้าใจสถานการณ์ที่เกิดได้ง่ายขึ้น ตลอดจนป้องกันการสับสน และไม่ก่อให้เกิดความวิตกเกินกว่าสถานการณ์ที่แท้จริง ทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA: International Atomic Energy Agency) ร่วมกับองค์กร Nuclear Energy Agency Organization for Economic Cooperation and Development (NEA/OECD) ได้กำหนดมาตรฐานสำหรับใช้รายงานอุบัติเหตุโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ขึ้นในปี พ.ศ.2533 โดยเรียกว่ามาตราระหว่างประเทศว่าด้วยเหตุการณ์ทางนิวเคลียร์ (INES: International Nuclear Event Scale) โดยกำหนดเป็นมาตราสากล ตั้งแต่ระดับ 0 ถึง 7 โดยแบ่งออกเป็น 3 ส่วนดังนี้

ระดับที่ 0 ระดับเหตุการณ์ปกติ (Deviation) หมายถึง เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นแต่ไม่มีผลกระทบต่อความปลอดภัย

ระดับที่ 1-3 ระดับแจ้งเหตุขัดข้องหรืออุบัติการณ์นิวเคลียร์ (Nuclear incident) หมายถึง เหตุการณ์ที่เกิดขัดข้องในโรงงานนิวเคลียร์ ทั้งโดยเจตนาและไม่เจตนา ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสียหาย แต่ไม่รุนแรงเท่าอุบัติเหตุนิวเคลียร์

ระดับที่ 4-7 ระดับอุบัติเหตุนิวเคลียร์ (Nuclear accident) หมายถึง เหตุการณ์ใด ๆ ที่เกิดขึ้นในโรงงานนิวเคลียร์โดยไม่เจตนา รวมถึงความผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินกิจกรรมทางนิวเคลียร์ หรือของอุปกรณ์ที่เกี่ยวกับระบบความปลอดภัย ทำให้มีการปลดปล่อย หรือเกือบมีการปลดปล่อยสารกัมมันตรังสีออกสู่สิ่งแวดล้อม

ตาราง ระดับความรุนแรงของเหตุการณ์ ตามมาตรา INES (International Nuclear Event Scale)

หมายเหตุ : มิลลิซีเวิร์ต คือ หน่วยย่อยของหน่วยวัดปริมาณรังสีที่ร่างกายได้รับ
เบคเคอเรล คือ หน่วยวัดความแรงรังสีของสารรังสีทีมีอัตราการสลายตัว 1 ครั้งใน 1 วินาที (1 เทราเบคเคอเรล = 10¹² เบคเคอเรล)

ที่มา : ฝ่ายวิศวกรรมนิวเคลียร์ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (Nuclear engineering division, EGAT)

ข้อดี-ข้อจำกัดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ข้อดี

เชื้อเพลิงมีราคาถูก
สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ปริมาณมาก
ปริมาณของเสียน้อยเมื่อเทียบกับวิธีการผลิตไฟฟ้าแบบอื่นๆ
สามารถยืดอายุการใช้งานของเชื้อเพลิงและโรงไฟฟ้าได้ตามหลักวิทยาศาสตร์
สามารถขนส่งเชื้อเพลิงได้ง่าย
ไม่สร้างก๊าซเรือนกระจกและฝนกรด

ข้อจำกัด - การแก้ไขป้องกัน

เนื่องจากมีระบบความปลอดภัยและการป้องกันรังสีที่เข้มงวด จึงใช้เงินลงทุนมาก
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว สามารถนำไปผลิตอาวุธนิวเคลียร์ได้ แต่ภายใต้พันธสัญญา "ไม่เผยแพร่อาวุธนิวเคลียร์" และการควบคุมของ IAEA หากประเทศไทยจะมี รฟ.นิวเคลียร์จะควบคุมไม่ให้นำไปผลิตอาวุธได้
การเก็บรักษาเชื้อเพลิงใช้แล้ว มีกัมมันตรังสีระดับสูง ต้องควบคุมอย่างเข้มงวด

ที่มา;http://projects-pdp2010.egat.co.th/projects4/index.php?option=com_content&view=article&id=6:nuclear-power-plants&catid=5:general-knowledge-about-renewable-energy

วันจันทร์ที่ 21 มีนาคม พ.ศ. 2559

IL258pichet singudon

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่ประเทศฝรั่งเศส
รายละเอียด
ประเภท	พลังความร้อน
กำลังผลิต	600 - 1,200 เมกะวัตต์
เชื้อเพลิง	ยูเรเนียม
ราคาก่อสร้าง	สูงกว่า 135,000 ล้านบาท ต่อ 1,000 MW ^[1]
ค่าปลดระวาง	สูงกว่า 30,000 ล้านบาท ต่อ 1,000 MW^[2]
ด • พ • ก

โรงผลิตไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่ Grafenrheinfeld, รัฐบาวาเรีย, ประเทศเยอรมนี เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อยู่ภายในอาคารเก็บกักรูปโดมที่อยู่ตรงกลาง, ด้านซ้ายและขวาเป็นหอหล่อเย็นซึ่งเป็นอุปกรณ์ระบายความร้อนที่ใช้กันทั่วไปในทุกโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อน และเช่นกัน มันจะปล่อยไอน้ำจากส่วนของกังหันไอน้ำที่ไม่มีกัมมันตรังสีออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก

โรงผลิตไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่ Jaslovské Bohunice ในประเทศสโลวาเกีย

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบหนึ่งที่ใช้แหล่งพลังงานความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไอน้ำแรงดันสูงจ่ายให้กับกังหันไอน้ำ กังหันไอน้ำจะไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าออกมา โดยเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบวิจัย (อังกฤษ: Research Reactor) ที่ใช้ประโยชน์จากนิวตรอนฟลักซ์ในการวิจัย และระบายความร้อนที่เกิดขึ้นออกสู่ชั้นบรรยากาศ และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง (อังกฤษ: Power Reactor) ที่ใช้พลังความร้อนที่เกิดขึ้นเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง มีขนาดใหญ่โตกว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยเป็นอย่างมาก

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นโรงไฟฟ้าชนิด Baseload คือผลิตพลังงานคงที่ โดยไม่ขึ้นกับกำลังงานที่ต้องการใช้จริง เนื่องจากต้นทุนเชื้อเพลิงมีราคาถูกเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายอื่นๆในการผลิต ^[3](ในขณะที่โรงไฟฟ้าที่ใช้การต้มน้ำด้วยแหล่งพลังงานอื่น สามารถลดการจ่ายไฟลงครึ่งหนึ่งได้เวลากลางคืนเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิง) กำลังไฟที่หน่วยผลิตจ่ายได้นั้นอาจมีตั้งแต่ 40 เมกะวัตต์ จนถึงเกือบ 2000 เมกะวัตต์ ในปัจจุบันหน่วยผลิตที่สร้างกันมีขอบเขตอยู่ที่ 600-1200 เมกะวัตต์

ข้อมูลของ IAEA ณ วันที่ 23 เมษายน ค.ศ. 2014 มีเครื่องปฏิกรณ์ทำงานอยู่ 435 เครื่อง^[4]ใน 31 ประเทศทั่วโลก^[5] รวมแล้วผลิตกำลังไฟฟ้าเป็น 1 ใน 6 ส่วนของพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดในโลก โดยสหรัฐอเมริกามีจำนวนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ มากที่สุด ตามมาด้วย ฝรั่งเศส^[6]

ประวัติ

ห้องควบคุมที่โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์สหรัฐ

สำหรับประวัติเพิ่มเติม, โปรดดูที่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, พลังงานนิวเคลียร์ และนิวเคลียร์ฟิชชั่น

ไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นครั้งแรกในวันที่ 3 กันยายน 1948 ด้วย'เครื่องปฏิกรณ์แกรไฟท์ X-10' ใน Oak Ridge รัฐเทนเนสซี ประเทศสหรัฐอเมริกาและเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เครื่องแรกที่จะให้กำลังไฟกับหลอดไฟดวงหนึ่ง^[7]^[8]^[9]. การทดลองครั้งที่สองมีขนาดใหญ่กว่าเกิดขึ้นในวันที่ 20 ธันวาคม 1951 ที่สถานีทดลอง EBR-I ใกล้ Arco, รัฐไอดาโฮสหรัฐอเมริกา และเมื่อวันที่ 27 มิถุนายน 1954 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของโลกที่ผลิตไฟฟ้าสำหรับกริด (ไฟฟ้า) เริ่มดำเนินการที่เมือง Obninsk สหภาพโซเวียต^[10]. สถานีไฟฟ้าเต็มรูปแบบแห่งแรกของโลกคือที่คาลเดอฮอลล์ในอังกฤษเปิดเมื่อวันที่ 17 ตุลาคม 1956^[11].

ระบบ

แผนผังสำหรับเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเดือด (BWR) มีวงรอบน้ำสองวงรอบเท่านั้น

เครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำแรงดันสูง (PWR) มีวงรอบน้ำสามวงรอบ วงรอบที่หนึ่งไหลผ่านแกนกลางเครื่องปฏิกรณ์ ถ่ายเทความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ให้กับวงรอบที่สอง วงรอบที่สามเป็นนัหล่อเย็นให้กับน้ำในวงรอบที่สอง

ส่วนนี้ได้รับการแปลจากวิกิพีเดียภาษาเยอรมันเมื่อเร็ว ๆ นี้

การแปลงให้เป็นพลังงานไฟฟ้าเกิดขึ้นทางอ้อม เช่นเดียวกับในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนธรรมดาทั่วไป ความร้อนเกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (เครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา) ไอของน้ำ (ไอน้ำ) ถูกผลิตขึ้นโดยตรงหรือโดยอ้อม จากนั้น ไอน้ำแรงดันสูงมักจะจ่ายให้กับกังหันไอน้ำในหลายขั้นตอน กังหันไอน้ำในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของประเทศตะวันตกมักอยู่ในหมู่กังหันไอน้ำที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยสร้าง หลังจากผ่านกังหันไอน้ำ ไอน้ำมีการขยายตัวและบางส่วนก็ควบแน่น ไอน้ำที่เหลือจะควบแน่นในคอนเดนเซอร์ คอนเดนเซอร์เป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งจะเชื่อมต่อกับฝั่งด้านรองเช่นแม่น้ำหรือหอหล่อเย็น จากนั้น น้ำจะถูกสูบกลับเข้ามาในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และวงจรก็เริ่มต้นอีกครั้ง วัฏจักรของน้ำกับไอเป็นไปตามวงจรของ "Rankine cycle"

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

บทความหลัก: เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นอุปกรณ์ที่จะเริ่มต้นและควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ยั่งยืน การใช้งานที่พบมากที่สุดของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าและการขับเคลื่อนเรือ

เครื่องปฏิกรณ์เป็นหัวใจของโรงไฟฟ้า ในส่วนกลางของมัน ความร้อนของแกนเครื่องปฏิกรณ์ถูกสร้างขึ้นโดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่มีการควบคุม ความร้อนนี้ถูกส่งผ่านไปให้น้ำหล่อเย็นขณะที่มันถูกสูบผ่านเครื่องปฏิกรณ์และนี่เองเป็นการดึงเอาพลังงานจากเครื่องปฏิกรณ์ออกมา ความร้อนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นจะถูกใช้ในการสร้างไอน้ำซึ่งจะไหลผ่านกังหันไอน้ำที่จะส่งกำลังไปที่ใบพัดของเรือหรือไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เนื่องจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นสร้างกัมมันตภาพรังสีออกมาด้วย แกนของเครื่องปฏิกรณ์จึงต้องถูกล้อมรอบด้วยเกราะป้องกัน อ่างบรรจุนี้จะดูดซับรังสีและป้องกันไม่ให้วัสดุกัมมันตรังสีถูกปล่อยออกมาสู่สิ่งแวดล้อม นอกจากนี้เครื่องปฏิกรณ์จำนวนมากมีการติดตั้งโดมคอนกรีตเพื่อป้องกันเครื่องปฏิกรณ์ไม่ให้เกิดการเสียหายภายในและไม่ให้เกิดผลกระทบกับภายนอก^[12].

ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ชนิดของเครื่องปฏิกรณ์ เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ วงจรความเย็นและตัวหน่วงปฏิกิริยาจะใช้แตกต่างกัน

กังหันไอน้ำ

บทความหลัก: กังหันไอน้ำ

วัตถุประสงค์ของกังหันไอน้ำคือการแปลงความร้อนที่มีอยู่ในไอน้ำเป็นพลังงานกล เครื่องยนต์ที่ประกอบขึ้นเป็นกังหันไอน้ำมักจะถูกแยกออกจากโครงสร้างอาคารเครื่องปฏิกรณ์หลัก มันจะถูกวางให้อยุ่ในตำแหน่งที่จะป้องกันไม่ให้เศษซากจากการเสียหายของกังหัน หากเกิดขึ้นในระหว่างการดำเนินงาน ไม่ให้มันบินว่อนไปกระทบกับเครื่องปฏิกรณ์^{[ต้องการอ้างอิง]}

ในกรณีของเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง กังหันไอน้ำจะถูกแยกออกจากระบบนิวเคลียร์ ในการตรวจสอบการรั่วไหลในเครื่องกำเนิดไอน้ำ ซึ่งก็คือทางเดินของน้ำกัมมันตภาพรังสีในช่วงเริ่มต้น มาตรวัดปฏิกิริยาจะถูกติดตั้งเพื่อตามรอยทางออกของไอน้ำจากเครื่องกำเนิดไอน้ำ ในทางตรงกันข้าม เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดจะส่งน้ำกัมมันตรังสีไปยังกังหันไอน้ำโดยตรง ดังนั้นกังหันจึงถูกเก็บไว้เป็นส่วนหนึ่งของพื้นที่ควบคุมของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

บทความหลัก: เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแปลงพลังงานจลน์ที่เกิดจากกังหันให้เป็นพลังงานไฟฟ้า. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า AC แบบซิงโครนัสที่มีอัตรากำลังสูงจะถูกนำมาใช้

ระบบหล่อเย็น

ระบบหล่อเย็นจะระบายความร้อนออกจากแกนเครื่องปฏิกรณ์และลำเลียงมันไปยังอีกพื้นที่หนึ่งของโรงงาน ในพื้นที่นี้พลังงานความร้อนสามารถถูกนำไปใช้ประโยชน์ในการผลิตไฟฟ้าหรือทำงานที่มีประโยชน์อื่นๆ โดยปกติตัวหล่อเย็นที่ร้อน(อังกฤษ: hot coolant) จะถูกใช้เป็นแหล่งจ่ายความร้อนสำหรับหม้อต้มน้ำ และแรงดันไอน้ำจากหม้อต้มน้ำนั้นจะเป็นกำลังขับกังหันไอน้ำหนึ่งเครื่องหรือมากกว่าที่จะไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า^[13]

วาล์วนิรภัย

ในกรณีฉุกเฉิน วาล์วนิรภัยสามารถนำมาใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ท่อหรือเครื่องปฏิกรณ์ระเบิด วาล์วทั้งหลายได้รับการออกแบบเพื่อให้พวกมันสามารถปรับเปลี่ยนอัตราการไหลให้มีความดันเพิ่มขึ้นทีละน้อย ในกรณีของ BWR ไอน้ำถูกป้อนเข้าไปในห้องบีบอัดโดยตรงและควบแน่นอยู่ในนั้น หลายห้องในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน(อังกฤษ: heat exchanger) มีการเชื่อมต่อกับวงจรหล่อเย็นระยะกลาง

ปั๊มจ่ายน้ำ

ระดับน้ำในเครื่องกำเนิดไอน้ำและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะถูกควบคุมโดยใช้ระบบจ่ายน้ำ ปั๊มจ่ายน้ำมีหน้าที่ในการนำน้ำจากระบบควบแน่น เพิ่มความดันและบังคับให้มันเข้าไปในเครื่องกำเนิดไอน้ำ (ในกรณีของเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง) หรือป้อนโดยตรงเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ (สำหรับเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือด)

แหล่งจ่ายไฟฉุกเฉิน

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ต้องการแหล่งจ่ายไฟที่มีหม้อแปลงไฟฟ้าบริการจากสถานีจ่ายด้านนอกที่แตกต่างกันสองแห่งและอยู่ภายในพื้นที่ที่เป็น switchyard ของโรงงานที่อยู่ห่างกันพอสมควรและสามารถรับกระแสไฟฟ้าจากสายส่งหลายสาย นอกจากนี้ในบางโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบกังหันสามารถให้กำลังไฟกับโหลดบ้านของโรงงานในขณะที่โรงงานต่ออยู่กับหม้อแปลงบริการของสถานีซึ่งต่อพ่วงไฟฟ้ามาจากบัสบาร์เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก่อนที่จะถึง step-up transformer (โรงงานเหล่านี้ยังมีหม้อแปลงไฟฟ้าบริการของสถานีที่รับพลังงานนอกสถานที่โดยตรงจาก switchyard) แม้จะมีความซ้ำซ้อนของแหล่งพลังงานสองแหล่ง การสูญเสียพลังงานนอกสถานที่โดยรวมยังคงเป็นไปได้ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีการติดตั้งระบบไฟฉุกเฉินเพื่อรักษาความปลอดภัยในกรณีที่มีการปิดหน่วยและการขาดหายของพลังงานนอกสถานที่ แบตเตอรี่ให้พลังงานสำรองกับเครื่องมือและระบบการควบคุมและวาล์วทั้งหลาย เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลฉุกเฉินให้ไฟ AC โดยตรงในการชาร์จแบตเตอรี่และเพื่อให้กำลังไฟกับระบบที่ต้องใช้ไฟ AC เช่นมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนปั๊ม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลฉุกเฉินไม่ได้กำลังไฟให้กับทุกระบบในโรงงาน เฉพาะระบบที่จำเป็นต้องปิดเครื่องปฏิกรณ์ลงอย่างปลอดภัย เอาความร้อนจากการสลายตัวของเครื่องปฏิกรณ์ออก ระบายความร้อนที่แกนในกรณีฉุกเฉิน, และในโรงงานบางชนิดใช้สำหรับระบายความร้อนในบ่อเชื้อเพลิงใช้แล้ว (อังกฤษ: spent fuel pool) ปั๊มผลิตกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่เช่นปั๊มจ่ายน้ำหลัก คอนเดนเสท น้ำหมุนเวียน และ (ในเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง) ปั๊มตัวหล่อเย็นของเตาปฏิกรณ์ไม่ได้รับการสำรองจากเครื่องยนต์ดีเซล

บุคคลในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

วิศวกรนิวเคลียร์
ผู้ใช้งานเครื่องปฏิกรณ์
นักฟิสิกส์สุขภาพ
บุคลากรทีมที่ตอบสนองยามฉุกเฉิน
ผู้ตรวจการประจำของคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงานนิวเคลียร์

ในประเทศสหรัฐอเมริกาและแคนาดา, คนงานยกเว้นผู้บริหารจัดการ, บุคคลากรมืออาชีพ (เช่นวิศวกร) และเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยมีแนวโน้มที่จะเป็นสมาชิกของ'ภราดรภาพของคนงานไฟฟ้านานาชาติ'(อังกฤษ: International Brotherhood of Electrical Workers (IBEW)) หรือ'สหภาพคนงานยูทิลิตี้แห่งอเมริกา'(อังกฤษ: Utility Workers Union of America (UWUA))อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือหนึ่งในสหภาพของธุรกิจการค้าต่างๆและสหภาพแรงงานที่เป็นตัวแทนของช่างเครื่อง, แรงงาน, ผู้สร้างหม้อต้มน้ำ, คนงานโรงสี, คนงานเหล็ก, ฯลฯ

เศรษฐศาสตร์

สถานีผลิตพลังงานนิวเคลียร์ Bruce, สถานียูทิลิตี้พลังงานนิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก^[14]

บทความหลัก: เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่

เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่เป็นเรื่องความขัดแย้ง, และการลงทุนหลายพันล้านดอลลาร์นั่งอยู่บนทางเลือกของแหล่งพลังงาน. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มักจะมีค่าใช้จ่ายในการลงทุนสูง, แต่ค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงโดยตรงต่ำ, กับค่าใช้จ่ายของการสกัดเชื้อเพลิง, กระบวนการ, การใช้งานและค่าใช้จ่ายในการเก็บรักษาเชื้อเพลิงใช้แล้ว. ดังนั้น การเปรียบเทียบกับวิธีการผลิตไฟฟ้าอื่นๆจะขึ้นอยู่กับสมมติฐานเกี่ยวกับระยะเวลาการก่อสร้างและการจัดหาเงินลงทุนสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์. การประมาณการค่าใช้จ่ายจะต้องนำค่าใช้จ่ายในการรื้อถอนและการเก็บรักษากากนิวเคลียร์หรือค่าใช้จ่ายโรงงานรีไซเคิลเข้ามาคิดด้วยถ้าสร้างในสหรัฐอเมริกาเนื่องจาก'พระราชบัญญัติด้านราคา Anderson'. กับความคาดหวังว่าทั้งหมดของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว/"กากนิวเคลียร์"อาจมีศักยภาพในการนำกลับมาใช้ใหม่โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ในอนาคต,เครื่องปฏิกรณ์ generation IV, ที่กำลังออกแบบมาเพื่อปิดวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้อย่างสมบูรณ์.

อีกด้านหนึ่ง, ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง, หรือทุนอื่นๆนอกจากนี้, มาตรการเพื่อลดภาวะโลกร้อนเช่นภาษีคาร์บอนหรือการซื้อขายการปลดปล่อยคาร์บอน, ยิ่งเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์. ประสิทธิภาพที่ก้าวหน้าถูกคาดหวังว่าจะประสบความสำเร็จผ่านการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงยิ่งขึ้น, เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ Generation III สัญญาว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพด้านเชื้อเพลิงมากขึ้นอย่างน้อย 17%, และมีค่าใช้จ่ายเงินทุนลดลง, ในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์ Generation IV ในอนาคตสัญญาว่าจะมีประสิทธิภาพด้านเชื้อเพลิงมากขึ้น 10,000-30,000% และไม่เกิดกากนิวเคลียร์

ในยุโรปตะวันออก, หลายโครงการที่มีการดำเนินงานยืดเยื้อยาวนานกำลังดิ้นรนเพื่อหาเงิน, ที่โดดเด่นคือ Belene ในบัลแกเรียและการเพิ่มเครื่องปฏิกรณ์ที่ Cernavodă ในโรมาเนีย, และผู้สนับสนุนที่มีศักยภาพบางคนมีการถอนตัว^[15]. ในขณะที่มีแก๊สราคาถูกให้ใช้ได้และอุปทานในอนาคตค่อนข้างมั่นคง, สิ่งนี้ยังส่อเค้าเป็นปัญหาสำคัญสำหรับโครงการนิวเคลียร์^[15].

การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์ต้องคำนึงถึงผู้ที่แบกความเสี่ยงของความไม่แน่นอนในอนาคต. ในวันนี้ ทั้งหมดของการดำเนินงานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้รับการพัฒนาโดยการผูกขาดที่รัฐเป็นเจ้าของหรือรัฐควบคุมยูทิลิตี้^[16] ในขณะที่หลายความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง, ผลการดำเนินงาน, ราคาเชื่อเพลิง, และปัจจัยอื่นๆ ถูกแบกโดยผู้บริโภคแทนที่จะเป็นผู้ให้บริการ. ขณะนี้หลายประเทศได้เปิดเสรีตลาดไฟฟ้าโดยที่ความเสี่ยงเหล่านี้, และความเสี่ยงของคู่แข่งราคาถูกกว่าที่เกิดขึ้นก่อนที่ค่าใช้จ่ายเงินทุนจะได้รับการกู้คืน, จะตกเป็นภาระของผู้ผลิตและผู้ประกอบการโรงงานมากกว่าผู้บริโภค, ซึ่งนำไปสู่การประเมินผลที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญของเศรษฐกิจของพลังงานนิวเคลียร์ใหม่^[17].

หลังจากอุบัติเหตุนิวเคลียร์ Fukushima I เมื่อปี 2011, ค่าใช้จ่ายมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นสำหรับการดำเนินงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในปัจจุบันและโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่, เนื่องจากกฏระเบียบที่เพิ่มขึ้นสำหรับการจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้วในสถานที่ตั้งและภัยคุกคามพื้นฐานในการออกแบบที่ถูกยกระดับให้สูงขึ้น^[18]. อย่างไรก็ตาม การออกแบบหลายอย่าง, เช่นที่อยู่ระหว่างการก่อสร้าง AP1000 ขณะนี้, ใช้ระบบหล่อเย็นแบบ passive nuclear safety, ซึ่งแตกต่างจากระบบของ Fukushima I ซึ่งต้องใช้ระบบหล่อเย็นแบบ active, ระบบ passive นี้จะช่วยลดความจำเป็นอย่างมากที่จะต้องใช้จ่ายมากขึ้นในการใช้อุปกรณ์สำรองเพื่อความปลอดภัยที่ซ้ำซ้อนกัน

ความปลอดภัยและอุบัติเหตุ

มีแลกเปลี่ยนที่จะทำระหว่างความปลอดภัย คุณสมบัติทางเศรษฐกิจและทางเทคนิคของการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ที่แตกต่างกันสำหรับการใช้งานโดยเฉพาะ ในอดีตการตัดสินใจเหล่านี้มักจะถูกทำในภาคเอกชนโดยนักวิทยาศาสตร์ ผู้กำกับดูแลและวิศวกร^{[ต้องการอ้างอิง]} แต่สิ่งนี้อาจได้รับการพิจารณาว่าเป็นปัญหา และตั้งแต่ เชอร์โนบิล และ เกาะทรีไมล์ หลายคนที่เกี่ยวข้องตอนนี้ได้พิจารณาถึงความยินยอมในการแจ้งล่วงหน้าและคุณธรรมที่จะเป็นข้อพิจารณาเบื้องต้นอย่างอิสระ^[19]

ในหนังสือของเขา "อุบัติเหตุปกติ" นายชาร์ลส์ Perrow กล่าวว่าความล้มเหลวหลายครั้งและที่ไม่ได้คาดคิดถูกสร้างขึ้นเข้ามาในความซับซ้อนของสังคมและระบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มัดกันแน่น อุบัติเหตุดังกล่าวไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้และไม่ได้ถูกออกแบบเอาไว้^[20] ทีมสหวิทยาการจากเอ็มไอทีได้มีการประมาณการว่าถ้าให้การเจริญเติบโตที่คาดไว้ของพลังงานนิวเคลียร์จากปี 2005 - 2055 อย่างน้อยสี่อุบัติเหตุนิวเคลียร์ร้ายแรงคาดว่าจะเกิดขึ้นในช่วงนั้น^[21]^[22] อย่างไรก็ตามการศึกษาของเอ็มไอทีไม่ได้คำนึงถึงการปรับปรุงหลายอย่างในด้านความปลอดภัยตั้งแต่ปี 1970^[23]^[24] นับถึงวันนี้ ได้มีอุบัติเหตุร้ายแรง (แกนเสียหาย)เกิดขึ้น 5 ครั้งในโลกตั้งแต่ปี 1970 (หนึ่งที่เกาะสามไมล์ไอส์แลนด์ในปี 1979 สองที่เชอร์โนบิลในปี 1986 และสามที่ฟูกูชิม่า-Daiichi ในปี 2011) สอดคล้องกับจุดเริ่มต้นของการดำเนินงานของเครื่องปฏิกรณ์ generation II สิ่งนี้นำไปสู่ค่าเฉลี่ยของอุบัติเหตุร้ายแรงที่เกิดขึ้นหนึ่งครั้งทุกๆแปดปีทั่วโลก^[25]

ความซับซ้อน

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือบางส่วนของระบบพลังงานที่ทันสมัยและซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยออกแบบ^[26]. ระบบที่ซับซ้อนใดๆ ไม่ว่าจะถูกออกแบบและถูกสรรสร้างได้ดีสักเพียงไร ก็ไม่สามารถจะบอกได้ว่ามันจะไม่มีความล้มเหลว^[25] นักข่าวและนักประพันธ์อาวุโส สเตฟานี Cooke แย้งว่า:

ตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเป็นเครื่องที่ซับซ้อนอย่างยิ่งที่มีหลายสิ่งที่อาจผิดพลาดได้ทุกเมื่อ เมื่อเกิดขึ้นที่เกาะทรีไมล์ในปี 1979 ความผิดพลาดอื่นๆในโลกนิวเคลียร์ก็เริ่มขึ้น ความผิดพลาดอันหนึ่งก็นำไปสู่ความผิดพลาดอีกอันหนึ่ง แล้วเกิดขึ้นต่อๆกันไปเรื่อยๆ จนกระทั่งแกนของตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเริ่มที่จะละลาย และแม้แต่วิศวกรนิวเคลียร์ที่ผ่านการฝึกอบรมมากที่สุดของโลกก็ไม่รู้วิธีการตอบสนอง อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นเผยให้เห็นข้อบกพร่องอย่างร้ายแรงในระบบที่ถูกสร้างขึ้นมาให้ปกป้องสุขภาพและความปลอดภัยของประชาชน^[27]

อุบัติเหตุนิวเคลียร์เกาะทรีไมล์ในปี 1979 สร้างแรงบันดาลใจให้กับ Perrow ในหนังสือ'อุบัติเหตุปกติ' ในหนังสือเล่มนี้อุบัติเหตุนิวเคลียร์ได้เกิดขึ้น เป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันที่ไม่คาดคิดของความล้มเหลวหลายอย่างของระบบที่ซับซ้อน อุบัติเหตุครั้งนั้นเป็นตัวอย่างหนึ่งของการเกิดอุบัติเหตุตามปกติเพราะมันเป็นสิ่งที่ "ที่ไม่คาดคิด เข้าใจยาก ไม่สามารถควบคุมได้และหลีกเลี่ยงก็ไม่ได้"^[28]

Perrow สรุปว่าความล้มเหลวที่เกาะทรีไมล์เป็นผลมาจากความซับซ้อนอันยิ่งใหญ่ของระบบ เขาตระหนักว่า ระบบความเสี่ยงสูงที่ทันสมัยเช่นนั้นมีแนวโน้มที่จะล้มเหลวไม่ว่าพวกมันจะได้รับการจัดการดีอย่างไรก็ตาม มันหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่พวกเขาในที่สุดก็จะได้รับสิ่งที่เขาเรียก 'อุบัติเหตุปกติ' ดังนั้น เขาแนะนำว่าเราอาจจะคิดออกแบบใหม่จะดีกว่า หรือถ้าเป็นไปไม่ได้ ก็ละทิ้งเทคโนโลยีดังกล่าวไปทั้งหมด^[29]

ปัญหาพื้นฐานที่เอื้อต่อความซับซ้อนของระบบไฟฟ้านิวเคลียร์คืออายุการใช้งานที่ยาวนานมากๆของมัน. ระยะเวลาตั้งแต่เริ่มต้นของการก่อสร้างสถานีพลังงานนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์จนถึงการกำจัดที่ปลอดภัยของกากกัมมันตรังสีครั้งสุดท้ายของมันอาจกินเวลาถึง 100-150 ปี^[26]
ที่มา;https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%82%E0%B8%A3%E0%B8%87%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%9F%E0%B9%89%E0%B8%B2%E0%B8%99%E0%B8%B4%E0%B8%A7%E0%B9%80%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8%B5%E0%B8%A2%E0%B8%A3%E0%B9%8C