โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ลักษณะโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ รูปแบบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ กระบวนการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ความปลอดภัย สิ่งแวดล้อม จำนวนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วโลก ตารางแสดงจำนวนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วโลก ประเทศ จำนวน ประเทศ จำนวน ประเทศ จำนวน ไฟฟ้า นับเป็นปัจจัยสำคัญต่อการดำรงชีวิตและการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมของประเทศโดย รวม ปัจจุบันสถิติการใช้ไฟฟ้าของประเทศไทยได้เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจำเป็นต้องพึ่งพาทรัพยากรเชื้อเพลิงหลัก ได้แก่ น้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติรวมถึงส่งเสริมให้มีการใช้พลังงานหมุนเวียนและพลังงานทดแทน รูปแบบต่าง ๆ ควบคู่กันไป
สำหรับพลังงานนิวเคลียร์ นับเป็นอีกทางเลือกหนึ่งตามแผนยุทธศาสตร์ด้านความมั่นคงด้านพลังงานประเทศ
ทั้งนี้เทคโนโลยีและมาตรฐานความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้รับการพัฒนา อย่างต่อเนื่องมาเป็นระยะเวลากว่า 50 ปี โดยปัจจุบันมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์กระจายอยู่ในประเทศต่าง ๆ ทั่วโลกรวม 437 โรง รวมทั้งอยู่ระหว่างดำเนินการก่อสร้างเพิ่มอีกในทวีปอเมริกา ยุโรป และเอเชีย
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนประเภทหนึ่ง ซึ่งเรียกชื่อตามประเภทของเชื้อเพลิงที่ใช้ในกระบวนการผลิตไฟฟ้า
ทั้งนี้ต้นกำเนิดพลังงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะอาศัยพลังความร้อนที่เกิด ขึ้นจากปฏิกิริยาการแตกตัวของธาตุยูเรเนียม แล้วนำไปใช้ในกระบวนการผลิตไอน้ำที่ใช้ในการเดินเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์โดยทั่วไปประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก อาคารปฏิกรณ์ อาคารกังหันและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และอาคารอุปกรณ์ประกอบ รวมถึงบางแห่งอาจมีหอระบายความร้อน (Cooling Tower) ด้วย
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่นิยมใช้อย่างแพร่หลายทั่วโลกมี 3 แบบ ได้แก่
- แบบน้ำเดือด (Boiling
Water Reactor – BWR)
- แบบความดันสูง (Pressurized Water Reactor –PWR)
- แบบแคนดู (CANDU)
หลักการทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบน้ำเดือด
ระบบผลิตไอน้ำเป็นแบบวงจรเดียว ความดันภายในหม้อปฏิกรณ์ประมาณ 6 – 9 ล้านปาสกาล อุณหภูมิน้ำประมาณ 285 องศาเซลเซียส ไอน้ำจะถูกส่งไปกังหันโดยตรงเพื่อผลิตไฟฟ้า
หลักการทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบความดันสูง
ระบบผลิตไอน้ำเป็นแบบสองวงจร ความดันภายในหม้อปฏิกรณ์ประมาณ 15.6 ล้านปาสกาล อุณหภูมิน้ำสูง ประมาณ 315 องศาเซลเซียส แต่ไม่เดือดเป็นไอเนื่องจากถูกควบคุมด้วยเครื่องอัดความดัน น้ำร้อนจะถูกส่งไปยังเครื่องผลิตไอน้ำเพื่อทำให้น้ำในอีกวงจรหนึ่งเดือด ไอน้ำจะถูกส่งไปยังกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า
หลักการทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบแคนดู
ระบบผลิตไอน้ำเป็นแบบสองวงจร แต่ใช้น้ำหนักมวล (Heavy water,D2O) แทนน้ำธรรมดา น้ำหนักมวลในท่อเชื้อเพลิงมีความดันประมาณ 10 ล้านปาสกาล มีอุณหภูมิสูงประมาณ 310 องศาเซลเซียส แต่ไม่เดือดเป็นไอเนื่องจากถูกควบคุมด้วยเครื่องอัดความดันน้ำร้อนจะถูกส่ง ไปยังเครื่องผลิตไอน้ำเพื่อทำให้น้ำในอีกวงจรหนึ่งเดือด ไอน้ำไปยังกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า
เศรษฐศาสตร์โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แม้จะใช้เงินลงทุนก่อสร้างสูงกว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ชนิดอื่น อันเนื่องจากมาตรการความปลอดภัยหลายชั้นและใช้อุปกรณ์ที่มีมาตรฐานสูงมาก แต่ได้เปรียบในด้านต้นทุนการผลิตต่อหน่วยถูกกว่า เนื่องราคาค่าเชื้อเพลิงต่ำและไม่ผันผวนเช่นเดียวกับน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ
มาตรฐานความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นไปตามมาตรฐานของทบวงการพลังงาน ปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) โดยคำนึงถึงความปลอดภัยต่อสาธารณชนและสิ่งแวดล้อมเป็นสำคัญ อาทิ ใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียมที่มีความเข้มข้นต่ำ และปฏิกรณ์ได้รับการออกแบบให้ทำงานเฉพาะในสภาวะปฏิกิริยาแตกตัวคงที่เท่า นั้นไม่สามารถเกิดการระเบิดในลักษณะเดียวกับระเบิดปรมาณู มีส่วนปิดกั้นรังสีหลายชั้น และมีระบบป้องกันฉุกเฉิน
กากกัมมันตรังสี
พลังงานนิวเคลียร์เป็นเทคโนโลยีผลิตไฟฟ้าที่คำนึงถึงการเก็บกำจัดของเสีย จากกระบวนการผลิตและนำค่าใช้จ่ายเข้ารวมไว้ในต้นทุนการดำเนินการทั้งหมดแล้ว เมื่อเปรียบเทียบกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนอื่น ๆ รวมทั้งมีกากกัมมันตรังสี ปริมาณน้อย
นอกจากนี้เชื้อเพลิงใช้แล้วยังอาจนำไปสกัดใช้ใหม่ได้หรือสามารถเก็บไว้ในตัว โรงไฟฟ้าจนกว่าจะมีนโยบายการกำจัดในรูปแบบอื่น ๆ
ตลอดอายุการใช้งานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาด 1,000 เมกะวัตต์ จะมีกากกัมมันตรังสีต่ำประมาณ 9,000 – 30,000 ถัง (ขนาด 200 ลิตร) ส่วนกากกัมมันตรังสีสูงคงอยู่ในมัดเชื้อเพลิงที่ผ่านการผลิตไฟฟ้าแล้ว
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ คือ แร่ยูเรเนียมที่ผ่านการแปรสภาพองค์ประกอบ ทำให้เป็นเม็ดและประกอบเป็นแท่งมัดรวมกันเพื่อนำไปใช้ในปฏิกรณ์ กำหนดการเปลี่ยนเชื้อเพลิงใหม่อาจกระทำเป็นรายวัน เช่น ในปฏิกรณ์แบบแคนดู หรือรายปี เช่นในปฏิกรณ์แบบ BWR และ PWR ยูเรเนียม-235 เพียงหนึ่งกรัมให้ความร้อนเทียบเท่าถ่านหินชั้นดี 3 ตัน หากใช้ครั้งเดียวยูเรเนียมที่ใช้ในโรงไฟฟ้าขนาด 1,000 เมกะวัตต์ จะมีอัตราสิ้นเปลืองประมาณ 30
ตันต่อปี
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในระดับต่ำ เนื่องจากปลอดก๊าซเรือนกระจก เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ หรือก๊าซที่เป็นภัยต่อสุขภาพ เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ นอกจากนั้น ตามกฎเกณฑ์มาตรฐานกำหนดให้อุณหภูมิน้ำที่เข้าไปรับความร้อนจากเครื่องควบ แน่น เมื่อวัด ณ จุดระบาย ยังไม่แตกต่างไปจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนอื่น
ในการเดินเครื่องโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดกำลังผลิต
1,000 เมกะวัตต์ เป็นเวลาหนึ่งปีจะมีเชื้อเพลิงใช้แล้วประมาณ 8 – 20 ลูกบาศก์เมตร สามารถเก็บโดยแช่ในสระน้ำได้หากยังไม่มีนโยบายสกัดเชื้อเพลิงกลับมาใช้อีก
รังสี
จากข้อมูลทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (International Atomic Energy Agency – IAEA) รังสีจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่เดินเครื่องอยู่ทั่วโลกมีประมาณร้อยละ 0.15 ของรังสีโดยรวมจากแหล่งต่าง ๆ
รังสีเป็นสิ่งที่มีอยู่และเกิดตามธรรมชาติ มนุษย์เราอาศัยอยู่ในสิ่งแวดล้อมและท่ามกลางสิ่งประดิษฐ์ซึ่งแผ่รังสีให้ ทั้งคุณและโทษอยู่ตลอดเวลา โดยไม่อาจหลีกเลี่ยงได้
แม้แต่ในร่างกายเราเองก็มีสารกัมมันตรังสีประกอบอยู่ด้วยหลายชนิด เช่น คาร์บอน -14, โปแตสเซียม -40, และโปโลเนียม -210
นอกจากนี้แสงและความร้อนซึ่งเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในดวงอาทิตย์ก็จำเป็นอย่างยิ่งยวดต่อการดำรงชีวิตของเรา
ทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (International Atomic Energy Agency – IAEA) รายงานว่าเมื่อสิ้นปี 2549
ทั่วโลกมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เดินเครื่องอยู่ 437 หน่วย กำลังการผลิตรวม 265,800 เมกะวัตต์ หรือคิดเป็นสัดส่วนร้อยละ 16 ของไฟฟ้าที่ผลิตทั้งหมด
**ในวงเล็บ คือ จำนวนโรงไฟฟ้าที่อยู่ในระหว่างก่อสร้างที่มา : //www.energy.go.th/moen/KnowledgeDetail.aspx?id=61สหรัฐอเมริกา
103(1)
สเปน
8
แอฟริกาใต้
2
ฝรั่งเศส
59
เบลเยี่ยม
7
จีน
11(4)
ญี่ปุ่น
55(2)
บัลแกเรีย
2
เม็กซิโก
2
สหราชอาณาจักร
19
สวิตเซอร์แลนด์
5
บราซิล
2
รัสเซีย
31(5)
สาธารณรัฐสโลวัก
5(2)
ปากีสถาน
2(1)
แคนนาดา
18(2)
สาธารณรัฐเช็ก
6
สโลเวเนีย
1
เยอรมนี
17
ฟินแลนด์
4(1)
โรมาเนีย
1(1)
ยูเครน
15
ฮังการี
4
อิหร่าน
(1)
สวีเดน
10
อาร์เจตินา
2(1)
อาร์เมเนีย
1
อินเดีย
17(6)
ลิธัวเนีย
1
ไต้หวัน
6(2)
เกาหลีใต้
20(1)
เนเธอร์แลนด์
1
ข้อดี-ข้อเสีย ที่ได้จาก โรงไฟฟ้า นิวเคลียร์
จากบทความ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นอย่างไร ทำให้เราพอที่จะเห็นภาพกว้างๆ ของหลักการทำงานของ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ กันแล้ว วันนี้เราจะมาพูดถึงผลกระทบที่เกิดขึ้นกัน ผลกระทบที่เกิดจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์นั้นมีมากมายทั้งข้อดี และข้อเสีย ซึ่งเป็นธรรมดาสามัญของโลกซึ่งล้วนไม่มีอะไรด้านเดียว โดยเราจะแยกประเด็นเป็น
1. ผลกระทบต่อมนุษย์
2. ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ผลกระทบต่อมนุษย์
ข้อดี
อย่าง เห็นได้ขัดเลยนะครับ ถ้ามีการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขึ้นเราจะได้ใช้พลังงานไฟฟ้ามากมายมหาศาล โดยมูลค่าการลงทุนเพื่อการสร้างโรงไฟฟ้า 6 – 10 พันล้านUSD กันเลยทีเดียว ดังนั้นจะส่งผลกระทบต่อเศรษฐกิจอย่างเห็นได้ชัด คือจะเป็นการสร้างงาน, กระจายรายได้, เพิ่มการลงทุน และเมื่อโรงไฟฟ้าเสร็จ เราจะได้ไฟฟ้าในปริมาณที่มากขึ้น นั่นหมายถึงราคาค่าไฟ ก็ควรที่จะลดลงไปด้วย นอกจากนี้ครับ เรายังได้แหล่งพลังขนาดใหญ่ที่ให้พลังงานได้มหาศาลเลยทีเดียว
และแน่นอนครับการพัฒนาทางเทคโนโลยี หรือการลงทุนทางภาคอุตสาหกรรมคงจะตามๆ กันมาถ้าเรามีแหล่งพลังงานที่มากขึ้น และราคาถูกลง
ข้อเสีย
ถ้าเรามองโลกในแง่ร้าย ว่าถ้าหากเกิดอุบติเหตุโรงไฟฟ้าระเบิดเนื่องจากสาเหตุใดๆ ก็ตามผลกระทบจะเป็นอย่างไร?
| Source | Dose | Biological Effect |
| Nuclear Bomb | 100,000 rems/incident | Immediate death |
| Exposure in a nuclear facility | 10,000 rems/incident | Coma |
| X rays for cancer patient | 1,000 rems/incident | Nausea |
| 100 rems/incident | Increased probabilities of leukemia | |
| 10 rems/incident | Early embryos may show abnormalities | |
| Etc | lower than 5 rems/incident | Effects difficult to demonstrate |
แหล่งที่มา: สรุปจาก Eldon D.Enger and Bradley F.Smith, Environmental Science 8th Edition
ตัวอย่าง หายนะของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์นั้นดูได้จากประวัติการระเบิดที่ Ukrain หรือรู้จักกันในนาม โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิล (Chernobyl Nuclear Power Plant ) หลังการระเบิด ผู้คนในระยะ 30 km ได้รับผลกระทบจากกัมตภาพรังสี
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ข้อดี
การ ใช้พลังจากปฎิกิริยา ฟิสชั่น (Fission) ของนิวเคลียร์นั้น ทำให้ความต้องการพลังงานเชื้อเพลิงอื่นๆ ที่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจก เช่น ใช้น้ำมันเบนซินเพื่อขับเครื่องยนตร์ที่จะปั่น Generator ในการผลิตไฟฟ้า ก่อนให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ซึ่งเท่ากับว่าเราสามารถลดตัวการที่ทำให้เกิดสภาวะโลกร้อนได้อีกทางหนึ่ง
ข้อเสีย
การ สร้างโรงไฟฟ้าเราคงจะต้องทำการจัดสรรพื้นที่ และทำการถากถางพื้นที่เดิม ในส่วนของระบบนิเวศน์เดิมนั้น ก็จะได้รับผลกระทบจากการสร้างตัวโรงงานเอง และการแพร่กระจายของกัมมันตภาพรังสี
ที่มา : //www.kengbook.com/?p=248