โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์

โรงไฟฟา้ พลงั งานนวิ เคลยี ร์ (NUCLEAR POWER PLANT) เรียบเรียงโดย นายรัตนพงศ์ จนั ทร์ทมิ สาขาวิชาไฟฟ้ ากาลงั วิทยาลยั เทคนคิ สโุ ขทยั

โรงไฟฟ้ าพลังงานนิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ : เป็ นเทคโนโลยีท่ีออกแบบมาเพ่ือนาพลงั งานจากอะตอมของสสารมาใช้งานโดยอาศัยเตาปฏิกรณ์ปรมาณู แม้ว่าในปัจจุบนั พลังงานนิวเคลียร์ท่ีมีการนามาใช้ จะได้มาโดยอาศยัปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบแตกตวั เพียงอย่างเดียว แต่ในอนาคตอาจจะสามารถนาประโยชน์จากปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบอ่ืนมาใช้ได้ เช่น ปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบรวมตวั พลงั งานท่ีได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในเตาปฏิกรณ์ปรมาณู จะใช้ในการต้มนา้ เพื่อผลิตไอนา้ ท่ีจะใช้เปล่ียนไปเป็นพลงั งานกลสาหรับผลิตกระแสไฟฟ้ าหรือจดุ ประสงคอ์ ่ืน พลังงานนิวเคลียร์ฟิ ชช่ัน (Nuclear fission) เป็ นปฏิกิริยาที่เกิดจากการที่นิวเคลียสของอะตอมแตกตวั ออกเป็ นสว่ นเล็กๆ สองส่วน ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิ ชชน่ั เม่ือนิวตรอนชนเข้ากบั นิวเคลียสของธาตทุ ่ีสามารถแตกตวั ได้ เชน่ ยเู รเนียม หรือ พลโู ตเนียม จะเกิดการแตกตวั เป็นสองส่วนกลายเป็นธาตใุ หม่ พร้อมทงั้ ปลดปลอ่ ยอนภุ าคนิวตรอนและพลงั งานจานวนหนงึ่ ออกมาหลักการทางานของโรงไฟฟ้ าพลังงานนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้ าพลังงานนิวเคลียร์ คือ ระบบท่ีจะนาพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์มาเปลี่ยนเป็ นพลังงานไฟฟ้ า โรงไฟฟ้ านิวเคลียร์โดยทวั่ ไปประกอบด้วยส่วนหลักๆ 4 ส่วนคือเตาปฏิกรณ์ ระบบระบายความร้อน ระบบกาเนดิ กระแสไฟฟ้ า และระบบความปลอดภยั พลังงานที่เกิดขึน้ ในเตาปฏิกรณ์เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิ ชช่ัน สิ่งที่ได้ จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิ ชชนั่ ไมไ่ ด้มีเพียงพลงั งานจานวนมากท่ีปลดปล่อยออกมา แตร่ วมถึงผลผลิตที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิ ชชนั่ นิวตรอนอิสระจานวนหนึ่ง การควบคมุ จานวนและการเคล่ือนที่ของนิวตรอนอิสระภายในเตาปฏิกรณ์โดยสารหน่วงนิวตรอน และแท่งควบคมุ จะเป็ นการกาหนดวา่ จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิ ชชนั่ขนึ ้ ภายในเตาปฏิกรณ์มากน้อยเพียงใด

ความปลอดภัยของโรงไฟฟ้ านิวเคลียร์ มาตรฐานความปลอดภัยของโรงไฟฟ้ าพลังงานนิวเคลียร์ เป็ นไปตามมาตรฐานของทบวงการพลงั งานปรมาณรู ะหว่างประเทศ (IAEA) โดยคานึงถึงความปลอดภยั ต่อสาธารณชนและส่ิงแวดล้อมเป็ นสาคญั อาทิ ส่วนปิ ดกนั้ รังสี 5 ชนั้ ตงั้ แตเ่ ม็ดเชือ้ เพลิง ทอ่ ห้มุ เม็ดเชือ้ เพลิง ถงั ปฏิกรณ์ อาคารปฏิกรณ์ชัน้ ใน จนถึงอาคารปฏิกรณ์ชัน้ นอก ซึ่งอาคารปฎิกรณ์ชัน้ นอกมีความหนาถึง 1.5-2 เมตร ทาให้การเดินเคร่ืองโรงไฟฟ้ าในภาวะปกติ หรือกรณีท่ีมีอุบัติเหตุเกิดขึน้ รังสีจะไม่สามารถรั่วออกสู่ส่ิงแวดล้อมภายนอกได้ การผลิตไฟฟ้ าของโรงไฟฟ้ าพลงั งานนิวเคลียร์ไม่มีการเผาไหม้เชือ้ เพลิง ดงั นนั้ ระหว่างการเดินเครื่องจะไม่ก่อให้เกิดสภาวะโลกร้ อน เนื่องจากไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรือก๊าซท่ีเป็ นอนั ตรายตอ่ สขุ ภาพ เชน่ ซลั เฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ มาตราระหว่างประเทศว่าด้วยเหตุการณ์ ทางนิวเคลียร์ (INES: International Nuclear EventScale) โดยกาหนดเป็นมาตราสากล ตงั้ แตร่ ะดบั 0 ถงึ 7 โดยแบง่ ออกเป็น 3 สว่ นดงั นี ้ ระดับท่ี 0 ระดับเหตุการณ์ปกติ (Deviation) หมายถึง เหตกุ ารณ์ท่ีเกิดขนึ ้ แตไ่ มม่ ีผลกระทบตอ่ ความปลอดภยั

ระดับท่ี 1-3 ระดับแจ้งเหตุขัดข้องหรืออุบัติการณ์นิวเคลียร์ (Nuclear incident) หมายถึงเหตกุ ารณ์ท่ีเกิดขัดข้องในโรงงานนิวเคลียร์ ทงั้ โดยเจตนาและไม่เจตนา ซ่ึงอาจก่อให้เกิดความเสียหายแตไ่ มร่ ุนแรงเทา่ อบุ ตั เิ หตนุ วิ เคลียร์ ระดบั ท่ี 4-7 ระดบั อุบัตเิ หตุนิวเคลียร์ (Nuclear accident) หมายถึง เหตกุ ารณ์ใด ๆ ท่ีเกิดขนึ ้ ในโรงงานนิวเคลียร์โดยไมเ่ จตนา รวมถึงความผิดพลาดท่ีเกี่ยวข้องกบั การดาเนินกิจกรรมทางนิวเคลียร์ หรือของอุปกรณ์ที่เกี่ยวกับระบบความปลอดภัย ทาให้มีการปลดปล่อย หรือเกือบมีการปลดปล่อยสารกมั มนั ตรังสีออกสสู่ ิ่งแวดล้อมข้อดี-ข้อจากัดของโรงไฟฟ้ านิวเคลียร์ข้อดี  เชือ้ เพลิงมีราคาถกู  สามารถผลติ พลงั งานไฟฟ้ าได้ปริมาณมาก  ปริมาณของเสียน้อยเมื่อเทียบกบั วธิ ีการผลิตไฟฟ้ าแบบอื่นๆ  สามารถยืดอายกุ ารใช้งานของเชือ้ เพลิงและโรงไฟฟ้ าได้ตามหลกั วิทยาศาสตร์  สามารถขนสง่ เชือ้ เพลงิ ได้ง่ายข้อจากดั - การแก้ไขป้ องกนั  เนื่องจากมีระบบความปลอดภยั และการป้ องกนั รังสีที่เข้มงวด จงึ ใช้เงินลงทนุ มาก  การเก็บรักษาเชือ้ เพลงิ ใช้แล้ว มีกมั มนั ตรังสีระดบั สงู ต้องควบคมุ อยา่ งเข้มงวด