




เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และอุปกรณ์หลัก
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ถือเป็นหัวใจสำคัญของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เพราะเป็นแหล่งกำเนิดความร้อนที่ใช้ผลิตไอน้ำเพื่อนำไปผลิตไฟฟ้าต่อไป ส่วนประกอบสำคัญของเครื่องปฏิกรณ์ ได้แก่ ถังปฏิกรณ์นิวเคลียร์ซึ่งบรรจุต้นกำเนิดนิวตรอน มัดเชื้อเพลิง ชุดแท่งควบคุม ช่องทางน้ำเข้า - ออก และอุปกรณ์/เครื่องมือวัดทางนิวเคลียร์ พลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์นั้น เกิดจากการทำปฏิกิริยา แตกตัวระหว่างนิวตรอนกับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ โดยมีหลักการทำปฏิกิริยาดังนี้คือ อนุภาคนิวตรอนพลังงานต่ำที่ ๐.๐๒๕ อิเล็กตรอนโวลต์ (eV) ที่ความเร็ว ๒,๒๐๐ เมตร/วินาที วิ่งชนนิวเคลียสของธาตุหนัก (เชื้อเพลิง) ที่สามารถแตกตัวได้ เช่น ยูเรเนียม-๒๓๕ เมื่อนิวเคลียสแตกออกเป็น ๒ ส่วน จะปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปกัมมันตรังสี ความร้อน ฯลฯ ซึ่งผลของการชนดังกล่าวทำให้นิวตรอนซึ่งอยู่ในนิวเคลียสหลุดกระเด็นออกมา ๒ - ๓ ตัว ต่อการชน ๑ ครั้ง นิวตรอน ๒ - ๓ ตัวดังกล่าวนี้ เริ่มแรกจะมีพลังงานสูง และเมื่อเคลื่อนที่ผ่านสารหน่วงนิวตรอน (เช่น น้ำ แกรไฟต์) จะทำให้พลังงานและความเร็วลดต่ำลง กลายเป็นนิวตรอนพลังงานกลาง และพลังงานต่ำตามลำดับ นิวตรอนเหล่านี้จะถูกดูดจับ และสูญหายไปบางส่วน สำหรับนิวตรอนพลังงานต่ำที่หลุดรอดจากการถูกดูดจับ ก็จะวิ่งชนนิวเคลียสของเชื้อเพลิงที่แวดล้อม ทำให้เกิดปฏิกิริยาแตกตัวต่อไปได้อีกอย่างต่อเนื่อง ลักษณะการเกิดปฏิกิริยาแตกตัวนี้เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ (nuclear fission chain reaction) ความร้อนที่เกิดจะแปรผันโดยตรงกับจำนวนปฏิกิริยาแตกตัวแต่ละครั้ง ซึ่งแปรผันโดยตรงกับปริมาณนิวตรอน และจำนวนนิวเคลียสของ เชื้อเพลิง
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์คืออะไร
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ หมายถึง วัสดุเชื้อเพลิงที่ใช้เป็นต้นกำเนิดพลังงานความร้อน ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ซึ่งความร้อนที่ได้เกิด จากปฏิกิริยาแตกตัว แล้วถ่ายเทความร้อนให้ แก่น้ำระบายความร้อน เพื่อนำไปผลิตไฟฟ้า ดังได้กล่าวมาแล้ว เชื้อเพลิงนิวเคลียร์แตกต่างจากเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ (fossil fuel) ที่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนทั่วไป ซึ่งใช้การเผาไหม้ของถ่านหิน ก๊าซ หรือน้ำมัน เป็นต้นกำเนิดพลังงานความร้อน
ข้อแตกต่างระหว่างเชื้อเพลิงนิวเคลียร์กับเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์
๑. ใช้หลักปฏิกิริยาแตกตัวทางนิวเคลียร์ในการผลิตความร้อน ไม่มีเขม่าควัน หรือก๊าซจากการแตกตัวออกสู่บรรยากาศ
๒. โรงไฟฟ้าขนาด ๑,๐๐๐ เมกะวัตต์ ใช้ปริมาณเชื้อเพลิงประมาณ ๓๐ ตัน/ปี
๓. ราคาเชื้อเพลิงไม่ผันผวน เพราะใน ๑ รอบการเดินเครื่อง (cycle) จะใช้เชื้อเพลิงประมาณ ๑ ใน ๓ ของทั้งหมดที่อยู่ในเครื่องปฏิกรณ์ เมื่อรวมกับเชื้อเพลิงสำรอง อีกประมาณ ๑.๕ เท่า จะทำให้สามารถเดินเครื่องได้ไม่ต่ำกว่า ๔ รอบ โดยต้นทุน เชื้อเพลิงไม่เปลี่ยนแปลงเลย (๑ รอบการเดินเครื่อง = ๑๘ เดือน)
๔. ต้องใช้เทคโนโลยีเฉพาะด้านในการผลิตเชื้อเพลิง
๕. กากเชื้อเพลิงที่เกิดขึ้นถูกกักอยู่ในแท่งเชื้อเพลิง เมื่อเลิกใช้งานแล้ว เชื้อเพลิง ยังคงสภาพทางกายภาพในลักษณะเดิม
๖. เชื้อเพลิงกลายเป็นกากกัมมันตรังสีสูง ที่ต้องใช้เทคโนโลยีเฉพาะด้านในการจัดการ แต่ใช้พื้นที่ไม่มาก
๗. ปริมาณสำรองเชื้อเพลิง (ธาตุยูเรเนียม/ทอเรียม) ในโลกเท่าที่สำรวจพบ มีอยู่ประมาณ ๖๐๐ Q ในกว่า ๒๐ ประเทศ (๑ Q ป ๑๐๒๑ จูล)
เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์
๑. ใช้หลักการเผาไหม้ในการผลิตความร้อน ทำให้เกิดเขม่าควัน ก๊าซเรือนกระจก จากการเผาไหม้ของสารไฮโดรคาร์บอน
๒. ใช้ปริมาณถ่านหิน ๒.๖ ล้านตัน หรือน้ำมัน ๒ ล้านตัน/ปี สำหรับโรงไฟฟ้าขนาดเดียวกัน
๓. หากเป็นการนำเข้าจากต่างประเทศ ราคาถ่านหินอาจมีการเปลี่ยนแปลงได้ เมื่อเทียบ กับรอบการเดินเครื่องที่เท่ากัน
๔. ใช้เทคโนโลยีทั่วไปในการผลิตเชื้อเพลิง
๕. เปลี่ยนรูปเป็นเถ้าปริมาณมากในกรณีของถ่านหิน
๖. ไม่ต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูงในการจัดการกากเถ้าของถ่านหิน แต่ต้องใช้พื้นที่มาก
๗. ปริมาณสำรองเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ทั่วโลกมีอยู่ประมาณ ๑๓๘ Q (ถ่านหิน ๑๓๒ Q น้ำมันและก๊าซ ๖ Q)
หมายเหตุ : ข้อมูลจาก Sustainable Development & Nuclear Power, IAEA, November 1997. 97-04710 IAEA/PI/A/55E.
กากกัมมันตรังสีจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีอะไรบ้าง
กากกัมมันตรังสีหรือกากนิวเคลียร์ หมายถึง เครื่องมือและวัสดุอุปกรณ์ต่างๆที่ใช้งานแล้วจากเครื่องปฏิกรณ์ หรือระบบอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง จนทำให้วัสดุอุปกรณ์ดังกล่าวกลายสภาพเป็นสารกัมมันตรังสี หรือมีการปนเปื้อนรังสี เมื่อเครื่องมือวัสดุอุปกรณ์เหล่านั้นเลิกใช้งานแล้ว ก็จะเป็นกาก กัมมันตรังสีที่ต้องดำเนินการอย่างถูกต้อง เหมาะสม เพื่อให้ปลอดภัยต่อผู้ปฏิบัติงาน ประชาชน และสิ่งแวดล้อม
๑. ประเภทของกากกัมมันตรังสี
กากกัมมันตรังสีแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ โดยมีวิธีการแบ่งเป็น ๒ ลักษณะ คือ แบ่งตามลักษณะทางกายภาพ และแบ่งตามระดับความแรงรังสี
ก. แบ่งตามลักษณะทางกายภาพ
ได้แก่ กากกัมมันตรังสีชนิดของแข็ง เช่น เชื้อเพลิงใช้แล้ว แท่งควบคุมใช้แล้ว วัสดุโครงสร้างของเครื่องปฏิกรณ์ และชุดปฏิบัติงานของพนักงานที่เกี่ยวข้องกับรังสี กากกัมมันตรังสีชนิดของเหลว เช่น น้ำระบายความร้อน น้ำที่ใช้ชำระล้างสิ่งเปรอะเปื้อนรังสี น้ำยาเคมี และน้ำจากบ่อเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้ว กากกัมมันตรังสีชนิดก๊าซ เช่น ก๊าซจากปฏิกิริยาแตกตัว และก๊าซไฮโดรเจน
ข. แบ่งตามระดับความแรงรังสี
ได้แก่ กากกัมมันตรังสีระดับต่ำ กากกัมมันตรังสีระดับปานกลาง และกากกัมมันตรังสีระดับสูง (บางประเทศแบ่งกากกัมมันตรังสีเป็น ๒ ระดับ คือ กากกัมมันตรังสีระดับ ต่ำ และกากกัมมันตรังสีระดับสูง)
๒. แหล่งกำเนิดกากกัมมันตรังสี
กากกัมมันตรังสีจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ มีแหล่งกำเนิดจาก ๒ แหล่งใหญ่ๆ ได้แก่ จากปฏิกิริยาแตกตัวทางนิวเคลียร์ที่เกิดกับเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ และจากการดูดจับอนุภาคนิวตรอนของวัสดุโครงสร้างและอุปกรณ์ในเครื่องปฏิกรณ์
ก. กากกัมมันตรังสีจากปฏิกิริยาแตกตัวทางนิวเคลียร์ ปฏิกิริยาแตกตัวทางนิวเคลียร์ เป็นรูปแบบหนึ่งของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นกับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในถังปฏิกรณ์อย่างสม่ำเสมอและต่อเนื่องขณะเดินเครื่องปฏิกรณ์ เมื่อเกิดปฏิกิริยาแตกตัว นิวเคลียสของเชื้อเพลิง (เช่น ยูเรเนียม-๒๓๕) จะแตกออกเป็น ๒ ส่วน ที่เรียกว่า ผลิตผลจากการแตกตัว (fission product) กลายเป็นกากเชื้อเพลิง เกิดกัมมันตรังสี และพลังงานความร้อน ที่จะนำไปสู่กระบวนการผลิตไฟฟ้า ต่อไป
ข. กากกัมมันตรังสีจากการดูดจับอนุภาคนิวตรอน
กากนี้เกิดจากสารที่อยู่ภายในเครื่องปฏิกรณ์ดูดจับนิวตรอน แล้วทำให้สารนั้นกลายเป็นสารกัมมันตรังสี แบ่งได้เป็น
๑) สารกัมมันตรังสีที่เกิดจากการสึกกร่อน เช่น โคบอลต์-๖๐ และเหล็ก-๕๙ แมงกานีส-๕๔
๒) สารกัมมันตรังสีที่เกิดจากการดูดจับนิวตรอนของเชื้อเพลิงยูเรเนียมเรียกว่า ทรานส์ยูเรเนียม (transuranium)
๓. ปริมาณกากกัมมันตรังสี
ก. ปริมาณกากกัมมันตรังสีจากโรงไฟฟ้า ตลอดอายุการใช้งาน (ประมาณ ๓๐ -๔๐ ปี) จะมีกากชนิดรังสีระดับต่ำ และปานกลางประมาณ ๙,๐๐๐ - ๓๐,๐๐๐ ถัง (ขนาดถังน้ำมัน ๒๐๐ ลิตร) ส่วนกากรังสีระดับสูงจะมีปริมาณเทียบเท่าขนาดถังน้ำมัน ๒๐๐ ลิตร จำนวน ๓๐๐ ถัง
ข. ปริมาณเชื้อเพลิงใช้แล้ว โรงไฟฟ้า นิวเคลียร์แบบความดันสูงขนาด ๑,๐๐๐ เมกะวัตต์ จะใช้มัดเชื้อเพลิงประมาณ ๑๕๐ - ๒๐๐ มัด สามารถเดินเครื่องปฏิกรณ์ผลิตไฟฟ้าได้นานประมาณ ๑๘ เดือน (รุ่นใหม่จะเป็น ๒๔ เดือน) จากนั้นจะเปลี่ยนมัดเชื้อเพลิงใช้แล้วออกไปประมาณ ๑ ใน ๓ หรือเท่ากับ ๕๐ - ๗๐ มัด ถ้าอายุของโรงไฟฟ้าเท่ากับ ๓๐ - ๔๐ ปี (รุ่นใหม่จะเป็น ๖๐ ปี) จะมีเชื้อเพลิงใช้แล้วรวมทั้งสิ้นไม่เกิน ๒,๘๐๐ มัด (เปลี่ยนเชื้อเพลิงปีละ ๗๐ มัด x อายุโรงไฟฟ้า ๔๐ ปี) เชื้อเพลิง ๑ มัด จะมีขนาดความกว้าง x ความยาว x ความสูง ประมาณ ๐.๒๒ x ๐.๒๒ x ๔.๐๐ เมตร น้ำหนักประมาณ ๘๐๐ กิโลกรัม
๔. วิธีจัดการกากกัมมันตรังสี
ก. การจัดการกากกัมมันตรังสีระดับต่ำ กากรังสีระดับต่ำ ได้แก่ วัสดุที่ปนเปื้อนรังสี เช่น ชุดปฏิบัติงาน อุปกรณ์ เครื่องมือ และน้ำที่ใช้ชำระล้างวัสดุอุปกรณ์ที่เปรอะเปื้อน รังสี ในกรณีของกากรังสีระดับต่ำที่เป็นของแข็ง มีวิธีการจัดการโดยการปล่อยให้กัมมันตรังสีสลายตัวหมดไป การนำกากไปเผา บดอัด และหุ้มด้วยซีเมนต์ หรือผสมเป็นเนื้อเดียวกับซีเมนต์ บรรจุถังเหล็กขนาด ๒๐๐ ลิตร แล้วนำไปตั้งไว้บนพื้นดิน ในสถานที่ที่จัดเตรียมไว้ ส่วนกากที่เป็นของเหลวจะใช้วิธีการระเหยน้ำ การทำให้ตกตะกอน ทำให้เจือจางด้วยสารละลายหรือสารเคมี และกากที่เป็นก๊าซจะใช้วิธีการทำให้เจือจางด้วยอากาศหรือก๊าซเฉื่อย และ/หรือนำก๊าซไปผ่านชุดกรองอากาศประสิทธิภาพสูงหลายขั้นตอน แล้วนำชุดกรองอากาศดังกล่าวไปจัดการเช่นเดียวกับกากรังสีต่ำชนิดของแข็งทั่วไป
ข. การจัดการกากกัมมันตรังสีระดับปานกลาง กากรังสีระดับปานกลาง ได้แก่ วัสดุอุปกรณ์ที่ใช้งานเกี่ยวข้องกับรังสีโดยตรง เช่น ไส้กรองระบบบำบัดน้ำให้บริสุทธิ์ การจัดการกากรังสีระดับปานกลางมีวิธีคล้ายกับการจัดการกากรังสีระดับต่ำ แต่จะแตกต่างกันที่ภาชนะบรรจุซึ่งมีความหนาและแข็งแรง มากกว่า และนำภาชนะดังกล่าวไปฝังไว้ใต้พื้นดินที่ความลึกประมาณ ๕ - ๑๐ เมตร
ค. การจัดการกากกัมมันตรังสีระดับสูง กากรังสีระดับสูงจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ส่วนมาก ได้แก่ เครื่องมือและวัสดุอุปกรณ์ที่บรรจุอยู่ในถังปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เพราะเมื่อเดินเครื่องปฏิกรณ์แล้ว จะเกิดความร้อน และกัมมันตรังสีเป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว ซึ่งกักเก็บผลิตผลจากการแตกตัวไว้ภายใน และถ้านำเชื้อเพลิง ใช้แล้วไปสกัดธาตุที่เป็นประโยชน์ไว้ใช้งาน อีก เช่น ยูเรเนียม และพลูโตเนียม กากที่เกิดจากกระบวนการดังกล่าว จึงถือว่าเป็นกากกัมมันตรังสีระดับสูงที่ต้องจัดการอย่างระมัดระวังที่สุด
ความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
๑. วัตถุประสงค์
การกำหนดมาตรการ และดำเนินการด้านความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ มีวัตถุประสงค์เพื่อดูแลความปลอดภัย ดังนี้
๑) ความปลอดภัยของประชาชนที่อาศัยอยู่ในบริเวณนั้นโดยรอบ รวมทั้งผู้ปฏิบัติงานในโรงไฟฟ้า
๒) ความปลอดภัยต่อระบบนิเวศวิทยา และสิ่งแวดล้อม
๓) ความปลอดภัยต่อระบบการทำงาน ของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ และเครื่องมืออุปกรณ์ต่างๆในโรงไฟฟ้า
๒. มาตรฐานความปลอดภัย
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีมาตรฐานความปลอดภัยสูงมาก ทั้งนี้เพราะมีมาตรการ และ กระบวนการตรวจสอบต่างๆที่เข้มงวดและรัดกุมหลายขั้นตอน ทั้งด้านนามธรรมและรูปธรรม
๑. ด้านนามธรรม ได้แก่ แนวคิดในการออกแบบให้ปฏิกรณ์มีความปลอดภัยในตัวเอง คือ
ก. ใช้เม็ดเชื้อเพลิงทนความร้อนได้สูงมาก โดยมีจุดหลอมเหลวที่ประมาณ ๒,๘๐๐ องศาเซลเซียส
ข. ใช้ยูเรเนียม-๒๓๕ ในเชื้อเพลิงมีสัดส่วนต่ำประมาณร้อยละ ๐.๗ - ๓ เท่านั้น
ค. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สามารถ หยุดยั้งปฏิกิริยาแตกตัวได้ด้วยตัวเอง เมื่อเกิดเหตุผิดปกติขึ้นในระบบ
ง. ระบบถ่ายเทความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นระบบปิด ไม่มีส่วนใด สัมผัสกับเครื่องมืออุปกรณ์ภายนอก
จ. เครื่องมืออุปกรณ์ที่สัมผัสและปนเปื้อนรังสี จะติดตั้งรวมไว้ภายในอาคารคลุมปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เพื่อความสะดวกในการควบคุม ตลอดจนปลอดภัยต่อผู้ปฏิบัติงาน ประชาชน และสิ่งแวดล้อม
๒. ด้านรูปธรรม ได้แก่ กฎระเบียบ อุปกรณ์ และระบบความปลอดภัยต่างๆหลากหลายชนิด และซ้อนกันหลายระบบประกอบด้วย
ก. รายงานการวิเคราะห์ความปลอดภัย รายงานนี้ต้องจัดทำขึ้นก่อนการลงมือก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ประกอบด้วยการศึกษาวิเคราะห์ในด้านต่างๆ
ข. การประกันคุณภาพ ปัจจัยสำคัญประการหนึ่งของมาตรฐานความปลอดภัยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ คือ มาตรการประกันคุณภาพ ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญ ๕ ขั้นตอน การเลือกสถานที่ตั้งโรงไฟฟ้า การออกแบบโรงไฟฟ้า การผลิตเครื่องมือ วัสดุอุปกรณ์ของโรงไฟฟ้า การเดินเครื่องและบำรุงรักษาโรงไฟฟ้า การกำกับดูแลความปลอดภัยโรงไฟฟ้า
ค. เกราะป้องกันรังสีหลายชั้น คือ วัสดุอุปกรณ์ต่างๆหลายชั้นที่ใช้กักกันไม่ให้สารกัมมันตรังสีรั่วไหล หรือแพร่กระจายจาก เนื้อเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ออกไปสู่สิ่งแวดล้อม ภายนอกโรงไฟฟ้า เกราะป้องกันรังสีหลายชั้น เป็น ๑ ในหัวข้อสำคัญของมาตรการความ ปลอดภัยที่เป็นรูปธรรม ประกอบด้วย
เกราะชั้นที่ ๑ เม็ดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ (fuel pellet)
เกราะชั้นที่ ๒ ท่อหุ้มเม็ดเชื้อเพลิง นิวเคลียร์ (fuel clad)
เกราะชั้นที่ ๓ น้ำระบายความร้อน (coolant)
เกราะชั้นที่ ๔ ถังปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (reactor vessel)
เกราะชั้นที่ ๕ กำแพงคอนกรีตกำบังรังสี (biological concrete shield)
เกราะชั้นที่ ๖ แผ่นเหล็กกรุผนังด้านในอาคารคลุมปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (steel liner)
เกราะชั้นที่ ๗ อาคารคลุมปฏิกรณ์ นิวเคลียร์ (reactor containment)
ง. ระบบความปลอดภัยทางวิศวกรรม คือ ชุดเครื่องมืออุปกรณ์หลายระบบ ระบบละหลายชุด ที่ติดตั้งเพื่อตรวจวัดและตรวจสอบการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์โดย อัตโนมัติ ซึ่งแยกต่างหากจากระบบควบคุมเครื่องปฏิกรณ์ชุดปกติ แต่จะทำงานควบคู่กันไป ในกรณีที่มีเหตุผิดปกติเกิดขึ้น ระบบความปลอดภัยทางวิศวกรรมจะเข้ามาแก้ไขเหตุการณ์ทันท่วงทีก่อนที่เหตุการณ์รุนแรงจะเกิดขึ้น ประกอบด้วยชุดเครื่องมือ/อุปกรณ์หลายระบบ
จ. ระบบเสริมความปลอดภัยอื่นๆ คือ ชุดเครื่องมืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เสริมการทำงานให้แก่ระบบความปลอดภัยต่างๆ เพื่อให้การทำงานของระบบต่างๆมีประสิทธิภาพ และปลอดภัยมากยิ่งขึ้น
ฉ. มาตรการหลังเกิดเหตุฉุกเฉิน ประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ ได้แก่ การแจ้งข่าวสารโดยเร็ว การจัดหาสถานที่ที่ปลอดภัย และเตรียมการอพยพ การจัดเตรียมอุปกรณ์ป้องกันรังสี การตรวจวัดระดับรังสี การควบคุมเส้นทางเข้าออกโรงไฟฟ้า การชำระล้างสิ่งเปรอะเปื้อนกัมมันตรังสี การจัดเตรียมบริการทางการแพทย์ การจัดเตรียมอาหารและเครื่องดื่ม การควบคุมผลิตผลทางการเกษตร และการเผยแพร่ข่าวสารต่อสาธารณชน จากมาตรฐานและมาตรการต่างๆที่ได้กล่าวมาทั้งหมด จะเห็นได้ว่า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วโลกส่วนมากมีมาตรฐานความปลอดภัยสูงมาก โดยเฉพาะโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นใหม่ๆที่ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเป็นเวลากว่า ๔๐ ปี ก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพและความปลอดภัยสูงมากขึ้น ยกเว้นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์บางแห่งของบางประเทศที่ไม่ได้มาตรฐานสากล เนื่องจากในอดีตไม่ได้มีการควบคุมและตรวจสอบจาก ทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ แต่โรงไฟฟ้าดังกล่าวซึ่งมีอยู่ไม่กี่แห่งในโลก กำลังจะหมดไปในไม่ช้า
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์กับสิ่งแวดล้อม
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีส่วนเกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมในหลายขั้นตอน เริ่มตั้งแต่ขั้นตอนการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม การผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ การเดินเครื่องปฏิกรณ์ การจัดการเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วและกากกัมมันตรังสี แต่ละขั้นตอนจะต้องควบคุมอย่างใกล้ชิด ให้เป็นไปตามกฎระเบียบอย่างเข้มงวดและรัดกุม เพื่อป้องกันอุบัติเหตุที่อาจทำให้เกิดการแพร่กระจายของกัมมันตรังสี และส่งผล กระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้
๑. ขั้นตอนการทำเหมือง
การทำเหมืองแร่ยูเรเนียมมี ๒ แบบ คือ แบบเปิดและแบบปิด โดยจะมีฝุ่นละอองจาก ธาตุยูเรเนียม ธาตุทอเรียม และก๊าซเรดอน ฟุ้งกระจายไปทั่วบริเวณเหมือง นอกจากนี้ยังมีตะกอนโลหะและสารกัมมันตรังสีปะปน อยู่บ้างเล็กน้อย ดังนั้น จึงอาจทำให้อากาศและพื้นที่บริเวณนั้นมีการปนเปื้อนรังสีและสารโลหะหนักได้ ถ้าไม่ปฏิบัติตามวิธีการที่ถูกต้อง
๒. ขั้นตอนการผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
ทุกขั้นตอนการผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ตั้งแต่การแต่งแร่ จนถึงการสร้างประกอบมัดเชื้อเพลิง จะมีสารกัมมันตรังสีปะปนอยู่ทุกขั้นตอน แต่ปริมาณสารรังสีจะต้องไม่เกิน มาตรฐานความปลอดภัยที่กำหนดไว้
๓. ขั้นตอนการเดินเครื่องโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ขณะเดินเครื่องปฏิกรณ์ ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะเกิดความร้อน สารกัมมันตรังสี และผลิตผลจากการแตกตัวตลอดเวลา ซึ่งสารกัมมันตรังสีและความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่จะถูกควบคุมไว้ในอาคารคลุมปฏิกรณ์และอาคารกังหันไอน้ำ ซึ่งเป็นระบบปิดทั้งหมด ทั้งกากรังสีระดับต่ำ ปานกลาง และสูง กากแต่ละประเภทจะมีวิธีจัดการที่เหมาะสม เพื่อให้เกิดผลกระทบ ต่อสิ่งแวดล้อม อันได้แก่ อากาศ น้ำ พื้นดิน และสิ่งมีชีวิต (คน สัตว์ และพืช) น้อยที่สุด
๔. ขั้นตอนการจัดเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้ว
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ผ่านการใช้งานแล้ว จะกลายสภาพเป็นสารกัมมันตรังสีระดับสูง ซึ่งต้องควบคุมดูแลอย่างเข้มงวดรัดกุม เพื่อป้องกันกัมมันตรังสีรั่วไหล และเพื่อความปลอดภัยสูงสุดต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม โดยมีวิธีการจัดการหลายขั้นตอน เช่น การเก็บไว้ในบ่อน้ำนิรภัย การใส่ในภาชนะป้องกันรังสีและฝังไว้ใต้ดินดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ปัจจุบัน มัดเชื้อเพลิงใช้แล้วจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ถูกเก็บไว้ในบ่อน้ำขนาดใหญ่ที่มีระบบระบายความร้อนตลอดเวลา แต่บางแห่งเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วไว้ในถังเก็บพิเศษ (Dry cask storage) ซึ่งอยู่ภายในบริเวณโรงไฟฟ้า
ข้อดีและปัญหาอุปสรรคของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีอะไรบ้าง
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีทั้งข้อดีและปัญหา อุปสรรคหลายประการที่จะต้องพิจารณาเพื่อนำมาประกอบการตัดสินใจว่า ควรจะใช้ พลังงานนิวเคลียร์ผลิตกระแสไฟฟ้าหรือไม่
ข้อดี
๑. ให้กำลังผลิตสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานอื่น เพราะโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ๑ เครื่อง มีกำลังผลิตสูงสุด ๑,๕๐๐ เมกะวัตต์ เทียบกับกำลังผลิตไฟฟ้าพลังน้ำจากเขื่อนภูมิพลที่ จังหวัดตาก ๗๓๐ เมกะวัตต์ โรงไฟฟ้าถ่านหินที่อำเภอแม่เมาะ จังหวัดลำปาง ๑ เครื่อง ๓๐๐ เมกะวัตต์ และโรงไฟฟ้าน้ำมันเตา/ก๊าซธรรมชาติที่อำเภอบางปะกง จังหวัดฉะเชิงเทรา ๑ เครื่อง ๖๐๐ เมกะวัตต์
๒. ช่วยประหยัดทรัพยากรพลังงานอื่นๆ และใช้พื้นที่ในการก่อสร้างไม่มาก
๓. เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพ และมั่นคง สามารถเดินเครื่องได้อย่างต่อเนื่อง นานถึง ๑๘ เดือน โดยไม่ต้องหยุดเครื่อง หากเป็นโรงไฟฟ้ารุ่นใหม่จะเดินเครื่องต่อเนื่องได้นานขึ้นถึง ๒๔ เดือน
๔. ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าต่ำและมีเสถียรภาพ
๕. เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าพลังงานสะอาด ไม่ปลดปล่อยเขม่าควัน ก๊าซพิษ และของเสียออกมาสู่สิ่งแวดล้อม
๖. มีอายุการใช้งานยาวนาน ๔๐ ปี หากเป็นโรงไฟฟ้ารุ่นใหม่จะมีอายุการใช้งาน ยาวนานถึง ๖๐ ปี
๗. ช่วยส่งเสริมในด้านการพัฒนาบุคลากรของชาติ ให้มีความรู้ความเชี่ยวชาญ ในเทคโนโลยีนิวเคลียร์และสาขาที่เกี่ยวข้อง
๘. เป็นแหล่งสร้างงาน สร้างอาชีพ ก่อให้เกิดอุตสาหกรรมต่อเนื่องขึ้นมากมาย
ปัญหาอุปสรรค
๑. การไม่เป็นที่ยอมรับของสาธารณ ชน เพราะเกรงกลัวอันตรายที่จะเกิดขึ้น ทั้งนี้เพราะคำว่านิวเคลียร์ ทำให้คนส่วนมากนึกถึง ระเบิดนิวเคลียร์ อีกทั้งมีเหตุการณ์เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ระเบิดที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เมืองเชอร์โนบิล ประเทศรัสเซีย เมื่อ พ.ศ. ๒๕๒๙ ทำให้ต้องมีการอพยพประชาชน ออกจากพื้นที่เป็นจำนวนมาก มีพนักงานของโรงไฟฟ้าและเจ้าหน้าที่ดับเพลิงได้รับบาดเจ็บจากการได้รับรังสีเข้ารับการรักษาตัว จำนวนประมาณ ๓๐๐ คน และมีผู้เสียชีวิตจำนวน ๓๑ คน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเจ้าหน้าที่ดับเพลิง ยิ่งตอกย้ำความน่าสะพรึงกลัวเพิ่มมากขึ้น
๒. การเลือกสถานที่ตั้งโรงไฟฟ้ามีหลักเกณฑ์และมาตรการที่เข้มงวดรัดกุมมาก ทำให้หาสถานที่ก่อสร้างได้ยาก
๓. เงินลงทุนสำหรับการก่อสร้างสูงมาก ทั้งนี้เพราะต้องเสริมระบบความปลอดภัยต่างๆมากมาย
๔. ใช้ระยะเวลาในการเตรียมงานและการดำเนินการยาวนาน ๑๐ ปีขึ้นไป
๕. ต้องการแหล่งน้ำขนาดใหญ่ เพื่อใช้ควบแน่นไอน้ำในระบบผลิตไอน้ำ
๖. ยังไม่มีวิธีการจัดการกากกัมมันตรังสีระดับสูงให้หมดความเป็นสารรังสีได้ใน ระยะเวลาอันสั้น ดังนั้น จึงต้องเก็บรักษากากนิวเคลียร์ไว้ในสภาพที่ปลอดภัยเช่นที่กระทำอยู่ในปัจจุบันเท่านั้น
กฎการหักเหของแสง
1. รังสีตกกระทบ เส้นแนวฉาก และรังสีหักเห อยู่ในระนาบเดียวกัน
2. สำหรับตัวกลางคู่หนึ่ง ๆ อัตราส่วนระหว่างค่า sin ของมุมตกกระทบ ในตัวกลางหนึ่งกับ
ค่า sin ของมุมหักเหในอีกตัวกลางหนึ่ง มีค่าคงที่เสมอ
จากกฎข้อ 2 สเนลล์นำมาตั้งเป็นกฎของสเนลล์ได้ดังนี้
และ
v = ความเร็วของแสง ในตัวกลางใด ๆ เมตร/วินาที
n = ดัชนีหักเหของแสงในตัวกลาง(ไม่มีหน่วย)
หรือ คือ ดัชนีหักเหสัมพัทธ์ระหว่างตัวกลางที่ 2 เทียบกับตัวกลางที่ 1
c = ความเร็วแสงในสุญญากาศ และ v คือความเร็วแสงในตัวกลาง = 3 X 10 8 m/s
นั่นคือ ตัวกลางที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงน้อย (ความหนาแน่นน้อย) แสงจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง
ตัวกลางที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงมาก (ความหนาแน่นมาก) แสงจะเคลื่อนที่ด้วยความต่ำ
ข้อควรจำ