CafeTech-ExchangePantip MarketChatPantownBlogGangTorakhongGameRoom


    โรงไฟฟ้านิวเคลียร์

    โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์

    โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์อาจเป็นทางเลือกหนึ่งที่จะทำให้ประเทศไทยผลิตไฟฟ้าได้เพียงพอแก่ความต้องการที่เพิ่มขึ้น ทั้งนี้มีเหตุผลมาจาก ข้อดีและข้อเสียของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์เทียบกับโรงไฟฟ้าชนิดอื่น ๆ ที่ใช้กันอยู่ ทั้งด้านปริมาณ แหล่งเชื้อเพลิง และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม พบว่าเชื้อเพลิงพลังงานนิวเคลียร์มีราคาไม่แพง สามารถผลิตพลังงานจำนวนมากมายจากปริมาณเชื้อเพลิงเพียงเล็กน้อย ให้กากจำนวนน้อย การพัฒนาวงจรเชื้อเพลิงพลังงานนิวเคลียร์เพื่อให้ได้ประโยชน์เพิ่มมากขึ้นนั้นมีอยู่อย่างต่อเนื่อง การขนส่งเชื้อเพลิงใหม่ (ก่อนเข้าโรงไฟฟ้า) ทำได้ง่ายและสะดวก และข้อดีที่สำคัญที่สุด คือ ไม่ทำให้เกิดก๊าซเรือนกระจกและฝนกรดที่จะก่อปัญหากับสิ่งแวดล้อม ดังเช่นสิ่งอื่น ๆ โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ยังมีข้อเสียบางประการ คือ ในด้านราคาลงทุนเริ่มต้นสูงกว่าโรงไฟฟ้าชนิดอื่น เพราะต้องนำไปใช้ในการก่อสร้าง วัสดุอุปกรณ์ ระบบควบคุมและการเก็บของเสียจากโรงไฟฟ้าทั้งในกรณีดำเนินการปกติและในกรณีฉุกเฉิน เพื่อให้เกิดความปลอดภัยต่อสังคมและสิ่งแวดล้อมต้องมีการสมมติกรณีฉุกเฉินต่าง ๆ เพื่อที่จะนำมาคาดการณ์เหตุการณ์ที่จะเกิดขึ้นต่อระบบและเตรียมพร้อมบุคลากรให้สามารถรองรับสถานการณ์เหล่านั้นได้ จึงนับได้ว่าโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์มีความปลอดภัยสูงสุดเมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าชนิดอื่น

    หลักการกำจัดกากจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์

    กากจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์มิใช่กากที่ไม่มีคุณค่า แต่กากเหล่านั้นยังมีคุณค่ามากมาย ทั้งด้านพลังงานและการแพทย์ เช่น พลูโตเนียม ไอโซโทปต่าง ๆ ขึ้นกับชนิดของโรงไฟฟ้าที่ใช้หลักการกำจัดกากจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของสารรังสีสู่สิ่งแวดล้อม มีหลายวิธีตามขั้นตอนที่กำหนดโดยองค์กรระหว่างประเทศ วิธีเหล่านี้จะใช้ตามสภาพของกากและระดับความแรงของรังสี เช่น การทำให้เข้มข้นแล้วเก็บรวบรวมไว้ ทำให้เจือจางแล้วระเหยทิ้ง เก็บแล้วปล่อยให้สลายตัวไปตามครึ่งชีวิตของสารรังสีนั้น เป็นต้น ในการบำบัดกากจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ตามชนิดของกากนั้น เช่น ถ้าเป็นของเหลวจะใช้วิธีต้มระเหยแล้วเก็บในภาชนะที่คงทน รอการสลายตัว ทำเป็นของแข็ง ทำเป็นผลึกแล้วรวบรวมแล้วให้รังสีสลายตัว เป็นต้น แล้วนำไปทิ้งถาวรโดยการฝังดินในระดับต้น ลึก หรือทิ้งทะเล ซึ่งในประเทศสหรัฐอเมริกามีแหล่งเก็บกากเหล่านี้ทั้งที่มาจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์และอื่น ๆ ทั่วประเทศ

    ชนิดของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์

            โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์เป็นทางเลือกและทางออกที่สำคัญของประเทศไทย ที่จะแก้ปัญหาด้านพลังงานในระยะยาวได้ ซึ่งในประเทศที่พัฒนาแล้วและประเทศกำลังพัฒนาได้ใช้โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์กันอย่างกว้างขวาง ปี 2548 ทั่วโลกมีโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ดำเนินการผลิตไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ถึง 439 โรง มีกำลังผลิต 336,331 GW(e) และมีอีก 25 โรง ในประเทศ อินเดีย  ญี่ปุ่น  เกาหลีใต้ สวีเดน เยอรมันและปากีสถาน  ซึ่งอยู่ในขั้นตอนการก่อสร้าง

               ถึงแม้จะมีนโยบายชะลอการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้า  แต่แทบทุกประเทศได้กำหนดให้พลังงานนิวเคลียร์เป็นพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือกสำหรับประเทศในระยะยาว              โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์มีการพัฒนามาโดยตลอดตั้งแต่เริ่มใช้กันในช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่สอง พอจะกล่าวโดยหลัก ๆ ว่าโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่เด่น ๆ มีอยู่ 3 แบบใหญ่ ๆ คือ

    โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบความดันสูง (Pressurized Water Reactor PWR)  
    โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำเดือด (Boiling Water Reactor BWR)  
    โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบใช้ Heavy Water (Canadian Uranium Deuterium : CANDU)

    วงจรของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์

                แหล่งพลังงานนิวเคลียร์ที่ใช้ในโรงไฟฟ้าส่วนใหญ่ามาจาก ธาตุยูเรเนียม ซึ่งเป็นธาตุที่มีอยู่ในธรรมชาติ เป็นธาตุหนัก และมีน้ำหนักอะตอน 92 ธาตุยูเรเนียมมี 3 ไอโซโทป คือ ยูเรเนียม 234, ยูเรเนียม 235 และ ยูเรเนียม 238 ซึ่งมีอยู่ 0.01%, 0.71% และ 77.29% ตามลำดับ ยูเรเนียม 235 เป็นไอโซโทปที่แตกตัวได้ (1 กรัมของ U235  ถูกชนได้นิวตรอน จะแตกตัวให้พลังงาน MW-day คิดเป็นพลังงานความร้อน 3 ล้านเท่าของการเผาถ่านหินที่น้ำหนักเท่ากัน)  นอกจากนี้ยังมีธาตุอื่น ๆ ที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงเช่น ธอเรียม 232, รูเรเนียม 238, พลูโตเนียม 239 เป็นต้น

                 วงจรของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เริ่มตั้งแต่การนำธาตุยูเรเนียมมาจากเหมืองผลิตในรูป yellow cake หรือ U3O8 ผ่านกระบวนการทางเคมีเป็น Uranium hexafluoride (UF6) และทำให้เข้มข้น จากนั้นนำไปแปรสภาพเป็น Uranium dioxide (UO2) และประกอบเป็นแท่งเชื้อเพลิง จึงนำไปใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ยูเรเนียม 235 ส่วนใหญ่จะหมดไป เชื้อเพลิงนั้นถูกเรียกว่า Spent Fuel และถูกนำไปเก็บในบ่อน้ำภายในโรงไฟฟ้า เพื่อรอให้ความร้อนและรังสีลดลง จากนั้นอาจนำไป reprocessing เพื่อแยกเอาส่งที่ยังเป็นประโยชน์มาใช้ เช่นพลูโตเนียม สารประกอบยูเรเนียม และไอโซโทปที่เป็นประโยชน์ ในขณะเดียวกันยังเป็นการลดขนาดและแยกชนิดของกากรังสีเพื่อความเหมาะสมในการกำจัดอีกด้วย นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาวงจรของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ให้สามารถสร้างและนำเชื้อเพลิงนิวเคลียร์กลับมาใช้จากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ โดยการนำยูเรเนียมและพลูโตเนียมจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ทั่ว ๆ ไป ซึ่งเกิดปฏิกิริยาแตกตัวด้วย Thermal Neutron มาใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบ Fast Breeder Reactor ทำให้ได้ยูเรเนียมกลับไปใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบแรกได้อีก ทั้งหมดนี้ทำให้เกิดวงจรการผลิตและใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ขึ้น

                   จากรายงานการศึกษาการนำพลังงานนิวเคลียร์มาผลิตไฟฟ้าของประเทศไทย สรุปว่า แหล่งเชื้อเพลิงยูเรเนียมของประเทศไทยยังไม่มีการสำรวจอย่างจริงจัง แต่จากความรู้ ความสามารถโดยเฉลี่ยด้านนิวเคลียร์ในปัจจุบันยังไม่มีศักยภาพที่จะสร้างประโยชน์จากแหล่งเชื้อเพลิงยูเรเนียมได้ ไม่ว่าจะพัฒนาเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้เองหรือผลิตเพื่อขาย เนื่องจากความรู้ด้านนิวเคลียร์ยังไม่แพร่หลายจริงจัง แต่สามารถผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้แล้วใน lab scale แต่ยังไม่ถึงขั้นประกอบเป็นแท่งเชื้อเพลิงได้

                    แหล่งเชื้อเพลิงยูเรเนียมของโลก ในช่วงกลางปี 2548 ราคา U3O8 ต่อปอนด์ เท่ากับ 29.0 เหรียญสหรัฐ

                     ในอนาคตแหล่งบเชื้อเพลิงยูเรเนียม จะมิใช่มาจากธรรมชาติหรือจากเหมืองแต่อย่างเดียวเท่านั้น จะมีแหล่งเชื้อเพลิงยูเรเนียมที่มาจากการนำวัสดุเชื้อเพลิงกลับมาใช้ใหม่จากเชื้อเพลิงในอุปกรณ์ปรมาณูที้งทางทหารและพลเรือน รวมถึงแหล่งเชื้อเพลิงยูเรเนียมจากการเก็บสำรองที่เหลือใช้ด้วย


    แหล่งรังสีของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์

              แหล่งรังสีของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ โดยทั่วไปมักจะมุ่งคิดถึงเชื้อเพลิงยูเรเนียมที่อยู่ในเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์ ภายในเครื่องปฏิกรณ์จะเกิดปฏิกิริยาแตกตัวในนิวเคลียสของอะตอมของบางธาตุ เช่น ธาตุยูเรเนียม ถูกชนด้วยนิวตรอน ทำให้นิวเคลียสแตกตัวออก แล้วให้พลังงานออกมาตามกฎของ Einstein (E=mc2) การชน 1 ครั้ง ให้พลังงาน 7.6*10-12 แคลอรี่ และนำความร้อนที่ได้มาผลิตไอน้ำเพื่อหมุนกังหันผลิตไฟฟ้า และธาตุเหล่านี้จะให้รังสีออกมาเพื่อให้ตัวเองเกิดการเสถียร ในขณะเดียวกันมีโอกาสที่นิวตรอนจะถูกดูดกลืนโดยธาตุอื่นแล้วทำให้ธาตุนั้นให้รังสีออกมาได้ เช่น น้ำ, Heavy water, ก๊าซในช่องระหว่างผนังแท่งเชื้อเพลิงเป็นต้น ทำให้หลายระบบสามารถให้รังสีได้โดยการ activation และการเปรอะเปื้อนรังสี รวมถึงผลิตภัณฑ์ที่ได้จาก activation และ Photoneutron (นิวไคลด์ของธาตุหนักจับแกมมาที่มีพลังงานมากกว่า 2.21 MeV หรือมากกว่าแล้วให้นิวตรอน)

    ที่มา
    http://www.dede.go.th/dede/index.php?id=333

    คิดว่าจะพอเข้าใจเรื่องโรงไฟฟ้านิวเคลียรนะครับ
    อาจจะอ่านดูแล้วยากสักหน่อย ก็คิดเสียว่าเริ่มทำความรู้จักกะโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ละกัน

    smile

    จากคุณ : ปะป๋าเอ้ - [ 6 พ.ค. 49 10:36:21 ]

 
 

ข้อความหรือรูปภาพที่ปรากฏในกระทู้ที่ท่านเห็นอยู่นี้ เกิดจากการตั้งกระทู้และถูกส่งขึ้นกระดานข่าวโดยอัตโนมัติจากบุคคลทั่วไป ซึ่ง PANTIP.COM มิได้มีส่วนร่วมรู้เห็น ตรวจสอบ หรือพิสูจน์ข้อเท็จจริงใดๆ ทั้งสิ้น หากท่านพบเห็นข้อความ หรือรูปภาพในกระทู้ที่ไม่เหมาะสม กรุณาแจ้งทีมงานทราบ เพื่อดำเนินการต่อไป