โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นสิ่งที่จำเป็นและปลอดภัยจริงหรือไม่?

โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ ถือเป็นแหล่งพลังงานที่มีเสถียรภาพและมีประสิทธิภาพสูง สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องเติมเชื้อเพลิงบ่อยครั้ง นอกจากนี้ยังถือเป็นพลังงานสะอาดที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมในระดับสูง ช่วยลดปัญหาภาวะโลกร้อน อย่างไรก็ตาม ประเด็นความปลอดภัยยังคงเป็นข้อกังวลหลัก โดยเฉพาะหลังเหตุการณ์ระเบิดที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะในญี่ปุ่นเมื่อปี 2011 ทำให้เกิดการรั่วไหลของรังสีในระดับสูง ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและประชาชนในพื้นที่กว้างขวางต้องใช้ความระมัดระวังสูงและต้องใช้งบประมาณมหาศาล รวมถึงการมีบุคลากรที่มีความรู้ความสามารถสูง การวางแผนฉุกเฉินอย่างละเอียดรอบคอบ เพื่อรับมือกับเหตุการณ์ฉุกเฉินที่อาจเกิดขึ้น

โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์เป็นทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจสำหรับการผลิตพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและยั่งยืน แต่ก็ยังคงมีความท้าทายด้านความปลอดภัยที่ต้องได้รับการแก้ไขปรับปรุงอย่างจริงจัง เพื่อสร้างความมั่นใจให้แก่สาธารณชน การตัดสินใจดำเนินการหรือไม่จึงต้องอยู่บนพื้นฐานของการศึกษาวิเคราะห์อย่างรอบคอบ

หลักการของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์

โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นแหล่งผลิตพลังงานไฟฟ้าที่มีหลักการทำงานคล้ายกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนทั่วไป มีการสร้างพลังงานความร้อนเพื่อนำไปผลิตไอน้ำ ซึ่งจะหมุนเป็นกังหันไอน้ำ (Turbine) ที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) สิ่งที่แตกต่างจากโรงไฟฟ้าประเภทอื่นคือ โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ใช้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิสชัน (Nuclear Fission) เป็นแหล่งสร้างความร้อนแทนการเผาไหม้เชื้อเพลิงธรรมดา อาจจะเหมือนกับถ่านชาร์จนั่นเอง

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิสชันเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคนิวตรอนวิ่งชนกับนิวเคลียสของธาตุยูเรเนียมหรือพลูโตเนียม ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ทำให้นิวเคลียสเหล่านี้แตกตัวออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ในระหว่างการแตกตัวจะปลดปล่อยพลังงานความร้อนออกมาในปริมาณมหาศาล นอกจากนี้ ยังมีอนุภาคนิวตรอนประมาณ 2-3 ตัวถูกปล่อยออกมาด้วย ซึ่งนิวตรอนเหล่านี้จะวิ่งไปชนนิวเคลียสอื่น ๆ ก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ฟิสชันอย่างต่อเนื่อง เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่ (Chain Reaction)

ประเภทของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์

โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ สามารถแบ่งประเภทดังนี้

• โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำอัดความดัน (Pressurized Water Reactor: PWR) เป็นประเภทที่นิยมใช้มากที่สุด โดยใช้น้ำเป็นทั้งสารหล่อเย็นและสารหน่วงนิวตรอนสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ระบบทำงานแบ่งออกเป็น 2 วงจรแยกจากกัน วงจรแรกเป็นระบบระบายความร้อนออกจากแกนปฏิกรณ์ ซึ่งน้ำในวงจรนี้จะมีอุณหภูมิสูงถึง 325°C ภายใต้ความดันสูงเพื่อป้องกันการเดือด วงจรที่สองจะนำความร้อนจากวงจรแรกไปผลิตเป็นไอน้ำเพื่อขับเคลื่อนกังหันไอน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
• โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำเดือด (Boiling Water Reactor: BWR) ใช้น้ำเป็นสารหล่อเย็นและสารหน่วงนิวตรอนเช่นกัน แต่มีระบบวงจรเดียวในการผลิตไอน้ำ โดยน้ำจะเดือดกลายเป็นไอน้ำที่อุณหภูมิ 285°C จากความร้อนปฏิกิริยาภายในแกนปฏิกรณ์ ไอน้ำที่ผลิตได้จะถูกส่งตรงไปขับเคลื่อนกังหันไอน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จากนั้นจะผ่านเครื่องควบแน่นกลับมาเป็นน้ำเพื่อเข้าสู่วงจรใหม่
• โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำมวลหนัก (PHWR/CANDU) เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาโดยแคนาดา ใช้ยูเรเนียมธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการเสริมสมรรถนะ และใช้น้ำมวลหนัก (D2O) เป็นสารหล่อเย็นและสารหน่วงนิวตรอน ระบบผลิตไอน้ำแบ่งเป็น 2 วงจร โดยน้ำมวลหนักในวงจรแรกจะถ่ายเทความร้อนจากเชื้อเพลิงไปยังน้ำธรรมดาในวงจรที่สอง นำไปผลิตเป็นไอน้ำเพื่อหมุนกังหัน ถูกออกแบบให้สามารถเปลี่ยนเชื้อเพลิงได้โดยไม่ต้องหยุดเครื่องปฏิกรณ์ เนื่องจากใช้ยูเรเนียมธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงจึงต้องเปลี่ยนเชื้อเพลิงบ่อยครั้ง
• โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบ High Temperature Gas Cooled Reactor (HTGR) โรงไฟฟ้าประเภทนี้ใช้ก๊าซเป็นตัวระบายความร้อน มีระดับความปลอดภัยสูงติดตัว แม้ในกรณีขาดการควบคุม ก็ยังมีแนวโน้มเกิดอุบัติเหตุได้ยาก เทคโนโลยีนี้ไม่ได้มุ่งเน้นการผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นหลัก แต่เน้นการผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเพื่อใช้กับเครื่องยนต์เป็นสำคัญ โดยสามารถใช้ได้ทั้งเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนพลังงานต่ำและพลังงานสูง เชื้อเพลิงที่ใช้อาจเป็น U-235, Pu-239 หรือ U-233
• โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบ Fast Neutron Reactor (FNR) เป็นโรงไฟฟ้าที่เน้นปฏิกิริยาการแตกตัวจากนิวตรอนพลังงานสูง สามารถใช้ U-238 ซึ่งมีปริมาณมากในธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงได้ ช่วยลดปัญหาการขาดแคลนเชื้อเพลิงและไม่ต้องผ่านกระบวนการเสริมสมรรถนะ FNR บางประเภทเรียกว่า Fast Breeder Reactor (FBR) ซึ่งถูกออกแบบให้สามารถแปลง U-238 ให้กลายเป็น Pu-239 ได้ด้วย เพื่อนำพลูโตเนียมที่ได้ไปใช้เป็นเชื้อเพลิงอีกต่อหนึ่ง FBR ใช้นิวตรอนเร็วจากปฏิกิริยาฟิสชันของ PuO2 เป็นตัวกระตุ้นปฏิกิริยา โดยมี U-238 อยู่รอบนอกแกนปฏิกรณ์ เพื่อให้นิวตรอนเข้าทำปฏิกิริยากับ U-238 ได้พลูโตเนียมออกมา ระบบระบายความร้อนใช้โซเดียมเหลว
• โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบโมดูลขนาดเล็ก (Small Modular Reactor: SMR) เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กที่มีกำลังการผลิตไม่เกิน 300 เมกะวัตต์ ถูกผลิตและประกอบเป็นโมดูลสำเร็จรูปจากโรงงาน สามารถขนส่งทางบก หรือรางไปติดตั้งในพื้นที่ต่าง ๆ ได้ง่าย บางรุ่นสามารถนำโมดูลมาประกอบร่วมกันเพื่อเพิ่มกำลังการผลิตได้ มีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนการลงทุนและก่อสร้างที่ต่ำ ใช้เวลาสร้างน้อย ระดับความปลอดภัยสูง และสามารถประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอื่น ๆ เช่น การผลิตน้ำจืด หรือผลิตก๊าซไฮโดรเจน

ข้อดีและข้อเสียของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

การผลิตโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ โดยใช้เทคโนโลยีนิวเคลียร์ได้เป็นที่พูดถึงอย่างมากในปัจจุบัน เนื่องจากมีข้อดีและข้อเสียที่สำคัญที่ควรพิจารณา ดังนั้น เราจะมาสรุปข้อดีและข้อเสียของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้ดังนี้

ข้อดีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

• โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่มีความมั่นคงสูง โดยสามารถเดินเครื่องผลิตไฟฟ้าได้ติดต่อกันนานกว่าหนึ่งปีโดยไม่ต้องเติมเชื้อเพลิง ซึ่งทำให้มีความเสถียรภาพในการผลิตไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง
• การใช้เทคโนโลยีนิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้าไม่มีการปลดปล่อยก๊าซที่เป็นมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม เช่นกำลังมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ซึ่งส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศและสิ่งแวดล้อมได้
• โรงไฟฟ้านิวเคลียร์สามารถใช้เชื้อเพลิงได้ประมาณหนึ่งปีโดยไม่จำเป็นต้องมีเชื้อเพลิงใหม่มาเพิ่มเติม ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการจัดหาเชื้อเพลิงใหม่อย่างมาก

ข้อเสียของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

• การสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ต้องใช้เงินลงทุนสูง และต้องมีการเตรียมโครงสร้างพื้นฐานและการพัฒนาบุคลากรให้พร้อม เพื่อให้การดำเนินงานเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ
• การดำเนินงานด้านนิวเคลียร์ต้องมีการพัฒนาและเตรียมการเกี่ยวกับการจัดการกากกัมมันตรังสี การดำเนินงานด้านแผนฉุกเฉินทางรังสี และมาตรการควบคุมความปลอดภัยอย่างเคร่งครัด เพื่อป้องกันอุบัติเหตุที่อาจเกิดขึ้น
• การยอมรับของสาธารณชนต่อโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ยังเป็นอย่างสำคัญ ซึ่งอาจมีความแตกต่างตามความเข้าใจและมุมมองของแต่ละบุคคลและกลุ่มคน

บทสรุป

การพัฒนาโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ ไม่เพียงแต่ช่วยลดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แต่ยังเป็นการเสริมสร้างความมั่นคงของระบบพลังงานของประเทศ โดยทำให้สามารถลดต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าและเพิ่มประสิทธิภาพในการแข่งขันด้านเศรษฐกิจ ในปัจจุบัน เทคโนโลยีในด้านโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ได้รับการพัฒนาอย่างมีความปลอดภัยและเชื่อถือได้ ซึ่งเป็นการยืนยันว่าการใช้พลังงานนิวเคลียร์เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับประเทศไทย

เพื่อให้โครงการโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์สามารถดำเนินไปอย่างมั่นคงและปลอดภัย เราต้องทำการศึกษาและเตรียมการอย่างจริงจัง รวมทั้งเปิดโอกาสให้ประชาชนมีส่วนร่วมในการตัดสินใจ เพื่อให้ทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้องเข้าใจและรับฟังความคิดเห็นของกันและกัน โดยเฉพาะหน่วยงานราชการ ภาคเอกชน และประชาชนทั่วไป

กิตติวงษ์ จันทุม

กิตติวงษ์ จันทุม เป็นวิศวกรที่มีประสบการณ์ยาวนานกว่า 15 ปีในอุตสาหกรรมสอบเทียบเครื่องมือวัด เขาเป็นผู้เชี่ยวชาญในการสอบเทียบอุปกรณ์วัดต่างๆ เช่น เครื่องวัดอุณหภูมิ เครื่องวัดแรงดัน เครื่องวัดระดับเสียง และอื่นๆ กิตติวงษ์ได้รับใบอนุญาตจากหน่วยงานกำกับดูแลเพื่อรับรองความสามารถในการสอบเทียบตามมาตรฐานสากล