วันนี้เรามาทำความรู้จักกับ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ กันดีกว่าครับ จริงๆ เรียกให้ถูกๆ ต้องๆ คือต้องเรียกว่า "โรงไฟฟ้า พลังงาน นิวเคลียร์" เอ่อ…. หลายๆ ท่านคงเคยได้ยินมาไม่มากก็น้อยนะครับ ว่าพลังงานจากนิวเคลียร์มันช่วยผลิตกระแสไฟฟ้าได้ด้วย
แล้วหลักการของมันเป็นอย่างไรละ ทำไมจึงสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ หรือว่าเอาแร่ยูเรเนียมตั้งไว้แล้วก็เอาสายไฟ ขั้ว + ขั้ว – จิ้ม แล้วก็ออกมาเป็นไฟฟ้า ในความจริงมันไม่ง่ายอย่างนั้น เอาหล่ะครับ เราจะมาดูกันว่า แร่ยูเรเนียม และพลังงานนิวเคลียร์ ทำไมจึงมาใช้ผลิตไฟฟ้าได้
มาเริ่มกันที่ แร่ยูเรเนียม กันเลยดีกว่า
แร่ยูเรเนียมตามตารางธาตุนะครับใช้ U เป็นสัญลักษณ์ มีเลขอะตอม 92 (ซึ่งเลขอะตอมจะบอกปริมาณโปรตอนในธาตุยูเรเนียม 1 อะตอม) ธาตุชนิดนี้นะครับไม่มีความเสถียรในตัวมันเลย ดังนั้นตัวมันเลยปล่อยรังสีออกมาตลอดเวลา
โดยธาตุยูเรเนียมถึงแม้โดยธรรมดา ไม่ต้องมีใครไปยุ่งกับมัน มันก็ปล่อยรังสีออกมาอยู่แล้ว แต่ถ้าเราจะใช้มันในการผลิตไฟฟ้า เราต้องทำการเสริมสมรรถนะของแร่ธาตุ เพื่อใช้ในปฏิกิริยา ฟิสชั่น (Fission) และสิ่งที่ได้ออกมามีมากมาย แต่ที่เราต้องการคือ "ความร้อน"
ฟิสชั่นคืออะไร? และทำไมต้องทำการเสริมสมรรถนะของธาตุยูเรเนียม จะถูกอธิบายบทความอื่นนะครับ อันนี้เราจะพูดถึง โรงไฟฟ้า เป็นหลัก แต่ในตอนนี้ให้เข้าใจก่อนว่า ฟิสชั่น คือ ปฏิกิริยาแยกร่างของยูเรเนียม
เพื่อไม่ให้มากความมาเข้าประเด็นกันเลยดีกว่า….. โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์นะครับ มันแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท คือ
1. Boiling – Water Reactor
2. Pressurized – Water Reactor
3. Heavy – Water Reactor
ในโลกนี้ยังมีเตาปฏิกรณ์แบบอื่นๆ อีกมากครับ แต่หลักๆ ที่ใช้กันก็มี 3 แบบด้านบนที่เพิ่งกล่าวไป…
เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์มันก็ไม่ต่างอะไรจากเตาถ่านอันนึงครับ เพียงแต่มันให้ความร้อนมากกว่ามาก และมันยังแถมรังสีมาให้เราอีกด้วย เพราะฉะนั้นความคิดที่ว่าเอาสายไฟ ขั้ว + ขั้ว – มาจิ้มมันจะดูง่ายเกินไป
โรงไฟฟ้าทั้ง 3 แบบใช้หลักการเดียวกัน คือ ใช้ประโยชน์จากความร้อนที่มากมายมหาศาลจะปฏิกิริยาฟิสชั่นที่เกิดขึ้นในเตาปฏิกรณ์ มาต้มน้ำ ผลลัพธ์ที่ได้คือ "ไอน้ำ" แล้วเราก็นำไอน้ำไปหมุนที่ปั่นไฟ (Generator) ก็เท่านั้นเองครับ
ไอเดียหลักๆ ก็ไม่ต่างอะไรกับเครื่องจักรไอน้ำในยุคเก่า
แล้วโรงไฟฟ้า 3 แบบที่กล่าวมาต่างกันอย่างไร….
Boiling – Water Reactor
สิ่งที่ได้คือไอน้ำ และเราก็ใช้แรงดันไอน้ำมาหมุนเครื่องปั่นไฟ (Generator) หลังจากนั้นไอน้ำที่ยังเหลืออยู่จะถูกทำให้เย็นตัวลงด้วย Condenser และแล้วมันก็กลายเป็นน้ำอีกครั้ง เราก็จะได้ไฟฟ้ามาใช้
ในโลกกลมๆ ใบนี้นะครับ… มีโรงงานไฟฟ้า นิวเคลียร์ ที่ใช้ Reactor แบบที่ 1 อยู่ประมาณ 20% … คำถามก็คือว่าแล้วทำไมถึงไม่เป็นที่นิยม
คำตอบมันก็ไม่ยากนะครับ เนื่องจากว่าน้ำที่สัมผัสกับเตาปฎิกรณ์โดยตรงนั้นมีความเป็นไปได้สูงมากครับที่จะเจือปนรังสีที่อาจจะรั่วไหลออกมา ทำให้ไอน้ำที่มาขับเคลื่อนก็จะมีรังสีเจือปนดังนั้นครับ อุปกรณ์ต่างๆ ในโรงไฟฟ้า จำเป็นที่จะต้องมีการป้องกันด้วยวัตถุกันรังสีเป็นอย่างดี
Pressurized – Water Reactor
PWR (Pressurized – Water Reactor : แบบที่ 2) เป็นวิธีที่นิยมใช้กันใช้อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ โดยใช้กันมากถึง 70% ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ความแตกต่างระหว่างแบบแรก กับ แบบที่สอง คือ เนื่องจากเรารู้นะครับว่าถ้าเราต้มน้ำ แล้วเอาไอน้ำนั้นไปหมุนที่ปั่นไฟ (Generator) โดยตรงปัญหาจากการเจือปนของรังสีอาจจะเกิดได้ ดังนั้นเราเลยต้มน้ำก่อนแล้วก็เพิ่มแรงดันในท่อให้มันสูงๆ จนไม่เกิดไอน้ำ ถ้าเป็นเช่นนี้แล้วอุณหภูมิของน้ำที่ต้มนะครับ จะสามารถเกิน 100 Co ได้ เนื่องจากไม่ระเหยเป็นไอ จึงไม่มีการคายความร้อน
หลังจากเราได้น้ำร้อนมากๆ มาแล้ว เราก็เอาน้ำร้อนไปต้มน้ำอีกทีหนึ่ง ความนี้น้ำที่ถูกต้มด้วยน้ำร้อนจะมีความเสี่ยงที่จะเจือปนรังสีน้อยลง หลังจากนั้นน้้ำนี้จะกลายเป็นไอน้ำ และขับเคลื่อนที่ปั่นไฟ (Generator) เช่นเดียวกับเครื่องจักรไอน้ำทั่วไป
Heavy – Water Reactor
HWR (Heavy – Water Reactor : แบบที่ 3) เตาปฎิกรณ์ชนิดนี้ยังคงใช้หลักการเดียวกับ PWR ข้อแตกต่างมีเพียงว่าน้ำที่สัมผัสกับเตาปฎิกรณ์โดยตรงนั้นถูกเปลี่ยนเป็น D2O ซึ่งเป็นน้ำที่ประกอบด้วย deuterium ข้อดีของการใช้ deuterium คือ มันราคาถูกกว่า
อย่างไรก็ตามมีบางกระแสบอกว่ามันเสี่ยงต่อการเกิด plutonium และ tritium ซึ่งเป็นวัตถุแผ่รังสีได้
เอาละครับทีนี้ทุกท่านก็คงจะรู้จักหลักการของเตาปฎิกรณ์ และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาบ้างแล้วอาจจะทำให้หลายๆ ท่านลดความหวาดกลัวผิดๆ ไปได้บ้าง ในโอกาสต่อไปเราจะมาพูดถึง ข้อดี ข้อเสีย และความเสี่ยงของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์กันครับ
0 ความคิดเห็น:
Post a Comment