อะไรคือพลังงานนิวเคลียร์

จากสูตรที่มีชื่อของไอน์สไตน์ E=mc²เราทราบได้ว่า เราจะสามารถได้พลังงาน (E) ด้วยการใช้มวล (m) ด้วยกระบวนการทางนิวเคลียร์ (ในสมการ c คือความเร็วแสง)

พลังงานนิวเคลียร์พบได้ในยูเรเนียม และสามารถปลดปล่อยพลังงานในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เราสามมารถนำพลังงานนั้นไปหมุนกังหันในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้

กล่าวถึงเรื่องของอะตอม อะตอมมีนิวเคลียสตรงกลาง และมีอิเล็กตรอนอยู่รอบๆ อิเล็กตรอนคือประจุไฟฟ้า เมื่ออยู่ใกล้กันมันจะผลักกัน และมีขนาดเล็กกว่าโปรตอนมาก อิเล็กตรอนและโปรตอนจะดูดเข้าหากันเมื่อนำมาไว้ใกล้ๆ โปรตอนมีขนาดพอๆกับนิวตรอนแต่นิวตรอนจะไม่ดูดกับอิเล็กตรอนหรือโปรตอนแต่อย่างใด

อะตอมของยูเรเนียมไม่เสถียร ถ้านิวตรอนถูกปล่อยไปรวมตัวกับอีกอะตอมหนึ่ง มันจะแตกเป็น 2 ส่วน ในเวลาเดียวกันกันก็ปล่อยพลังงาน(ซึ่งก็คือพลังงานนิวเคลียร์) และนิวตรอนอีก2-3ตัว เรียกกระบวนนี้ว่า (fission) ฟิชชั่น

อะไรคือโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนมากใช้แร่ยูเรเนียมในการปลดปล่อยพลังงาน โดยนำแร่ยูเรเนียมรูปทรงกระบอกซึ่งมีลักษณะผอมแต่ยาวมาก และนำมาเรียงกันเพื่อให้เกิดกระบวนการฟิชชั่นได้ง่ายขึ้น แท่งยูเรเนียมเหล่านี้จะถูกกั้นด้วยน้ำห่างกัน 3 มิลลิเมตร และถูกวางในแนวดิ่ง

น้ำจะช่วยระบายความร้อนเพื่อไม่ให้แท่งยูเรเนียมละลายและเมื่อน้ำได้รับความร้อนก็จะกลายเป็นไอน้ำเพื่อใช้ในการผลิตไฟฟ้า

ถึงแม้น้ำจะช่วยระบายความร้อน แต่ความจริงแล้วในการฟิชชั่น 1 ครั้ง นิวตรอนจะถูกปล่อยออกมาในปริมาณเกินความต้องการ ถ้าไม่มีการควบคุมก็อาจเกิดความเสียหายได้ เราต้องใช้โบรอนซึ่งสามมารถดูดซับนิวตรอนได้รวดเร็ว ด้วยการเคลื่อนแท่งโบรอนเข้าออกส่วนที่บรรจุยูเรเนียม เราจะไม่เคลื่อนเข้ามากเกินไป เพราะจะเป็นการหยุดการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์

เมื่อน้ำได้รับความร้อนจากกระบวนการฟิชชั่น จะกลายเป็นไอน้ำพวยพุ่งออกมาจากเครื่องปฏิกรณ์ไปตามท่อ(คล้ายกับกาต้มน้ำ)ไปพัดกังหันไอน้ำ และเมื่อกังหันไอน้ำหมุนก็จะผลิตไฟฟ้าออกมา (กังหันไอน้ำจะทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงาน)

ความสำคัญของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ในขณะนี้ยังไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในประเทศไทย ซึ่งในขณะนี้ส่วนมากเป็นโรงไฟฟ้าถ่านหิน ถ้าลองเปรียบเทียบระหว่างโรงไฟฟ้าถ่านหินและโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้ต้นทุนที่ต่ำกว่า และไม่ปล่อยแก๊ซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน

คนส่วนใหญ่เข้าใจว่าสารกัมมันภาพรังสีที่แผ่ออกมาจากโรงไฟฟ้าจะเป็นอันตรายต่อผู้คนที่อยู่ในบริเวณนั้น แต่ความจริงแล้ว ผู้คนที่อยู่ใกล้โรงไฟฟ้าถ่านหินกลับได้รับสารกัมมันภาพรังสีมากกว่าถึง 100 เท่า แต่ก็ยังไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะเนื่องจากได้มีการปล่อยของเสียออกมาทางอากาศซึ่งเกิดจาการเผาถ่านหินซึ่งก็มีส่วนผสมของยูเรเนียม ในขณะที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้มีการป้องกันกากกัมมันตภาพรังสี แต่ก็เกิดเหตุการณ์ที่ทำให้ความมั่นใจในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เสื่อมลง จากเหตุเกิดที่โรงไฟฟ้าที่เซอโนบิล

ประโยชน์ของพลังงานนิวเคลียร์

1. อากาศที่บริสุทธิ์ :ในการที่เราจะผลิตไฟฟ้าได้ในปริมาณมาก พลังงานนิวเคลียร์เป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในการไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม ต่างจากโรงไฟฟ้าถ่านหินและก๊าซธรรมชาติที่ปล่อยก๊าซคาร์บอยไดออกไซด์ซึ่งเป็นสาเหตุของภาวะโลกร้อน
2. ทรัพยากรอนุรักษ์:ถ่านหิน น้ำมันปิโตรเลียม และก๊าซธรรมชาติ สามารถนำไปทำประโยชน์ได้หลายอย่าง และเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่มีค่า ใช้เวลาสั่งสมมานานหลายล้านปี ในขณะที่แร่ยูเรเนียมใช้ประโยชน์ได้ไม่กี่อย่างนอกจากการผลิตกระแสไฟฟ้าแล้ว ก็มีเพียงใช้ถ่วงน้ำหนักเรือ หรือทำอาวุธนิวเคลียร์
3. การรักษาชีวิต:ฝุ่นละอองของการเผาถ่านหินในโรงไฟฟ้าถ่านหิน ทำให้มีผู้เสียชีวิตมากกว่าอุบัติเหตุจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่เซอโนบิลใน 50-60 ปี ที่ผ่านมา
4. การช่วยหลีกเลี่ยงสงคราม:พลังงานนิวเคลียร์มีส่วนช่วยหลีกเลี่ยงสงครามแย่งชิงบ่อน้ำมันในตะวันออกกลาง
5. เพื่อเศรษฐกิจ:การใช้แบตเตอรี่หรือไฮโดรเจนกับรถยนต์สามารถลดการนำเข้าน้ำมันได้จำนวนมาก