Transcript สื่อ เีื่รื่องพลังงานนิเคลียร์

- เป็ นพลังงานที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียส
ของอะตอมของธาตุบางธาตุ
-พลังงานนิวเคลียร์ สามารถปล่ อยรังสีและอนุภาคเช่ น
-รังสีเอ็กซ์
-รังสีแกมมา
-อนุภาคแอลฟา, อนุภาคบีตา,อนุภาคโปรตอน,
อนุภาคอิเล็กตรอน
-พลังงานปรมาณู
เนื่องจากในนิวเคลียสประกอบด้ วยโปรตอนและ
นิวตรอน แสดงว่ าระยะห่ างระหว่ างโปรตอนซึ่งมีประจุ+
มีค่าน้ อยมาก ทาให้ แรงผลักระหว่ างประจุไฟฟ้าของ
โปรตอนมีค่าสูงและมากกว่ าแรงดึงดูดระหว่ างมวล
ดังนัน้ การยึดกันของ นิวคลีออนในนิวเคลียสต้ องมี
แรงอีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่ า แรงนิวเคลียร์ มากระทา
แรงนิวเคลียร์ ต้ องมีค่ามหาศาล เพราะ
นิวคลีออนต้ องอัดตัวอยู่อย่ างแน่ นมาก
ปฏิกริ ิยานิวเคลียร์ แบ่ งออกได้ 2 ประเภท ดังนี้
1. ปฏิกริ ิยาฟิ ชชัน (Fission reaction) คือปฏิกิริยา
นิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น เนื่องจากการยิงอนุภาคนิวตรอนเข้าไป
ยังนิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทาให้นิวเคลียร์แตกออกเป็ น นิว เคลียร์ที่เล็กลงสองส่ วนกับให้อนุภาคนิวตรอน 2-3 อนุภาค และ
คายพลังงานมหาศาลออกมา
นิวตรอนที่เกิดขึน้ 2-3 ตัวซึ่งมีพลังงานสูงจะวิ่งไปชนนิวเคลียส
ของอะตอมที่อยู่ใกล้ เคียง ทาให้ เกิดปฏิกริ ิยาต่ อเนื่องไปเป็ นลูกโซ่
ซึ่งเรียกว่ า ปฏิกริ ิยาลูกโซ่ ซึ่งทาให้ ได้ พลังงานมหาศาล
ปฏิกริ ิยาลูกโซ่ ถ้ าไม่ มีการควบคุม จะเกิดปฏิกริ ิยารุ นแรงที่
เรียกว่ า ลูกระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) เพื่อควบคุม
ปฏิกริ ิยาลูกโซ่ ไม่ ให้ เกิดรุ นแรง นักวิทยาศาสตร์ จงึ ได้ สร้ างเตา
ปฏิกรณ์ ปรมาณู ซึ่งสามารถควบคุมการเกิดปฏิกริ ิยาได้ โดยการ
ควบคุมปริมาณนิวตรอนที่เกิดขึน้ ไม่ ให้ มากเกินไป และหน่ วงการ
เคลื่อนที่ของนิวตรอนให้ ช้าลง ปั จจุบันนักวิทยาศาสตร์ ได้ นา
ปฏิกริ ิยาฟิ ชชันแบบควบคุมปฏิกริ ิยาลูกโซ่ มาใช้ ประโยชน์ ในทาง
สันติ เช่ น ใช้ ในการผลิตไอโซโทปกัมมันตรังสีสาหรับใช้ ใน
การแพทย์ การเกษตร และอุตสาหกรรม ส่ วนพลังงานความร้ อนที่
ได้ จากปฏิกริ ิยาฟิ ชชันที่ถูกควบคุมสามารถนาไปใช้ ผลิต
กระแสไฟฟ้าได้
2. ปฏิกริ ิยาฟิ วชัน (Fussion reaction) คือ ปฏิกิริยา
นิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุเบาหลอมรวมกันเข้าเป็ นนิวเคลียสที่หนักกว่า
มีการปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ออกมา (พลังงานเกิดขึ้นจากมวลส่ วนหนึ่ง
หายไป) พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันมีค่ามากกว่าพลังงานจาก
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ ฟิชชัน
ปฏิกริ ิยานิวเคลียร์ ฟิวชันจะเกิดขึน้ ได้ กจ็ ะต้ องใช้ ความร้ อนเริ่มต้ นสูงมาก เพื่อ
เอาชนะแรงผลักระหว่ างนิวเคลียสที่จะเข้ ารวมตัวกัน เช่ น ระเบิดไฮโดรเจนจะต้ องใช้
ความร้ อนจากระเบิดปรมาณูเป็ นตัวจุดชนวน
มวลอาจเปลี่ยนเป็ นพลังงาน และพลังงานสามารถเปลี่ยนเป็ น
มวลได้ ซึ่งมีความสัมพันธ์ กันดังสมการ
E =mc
2
เมื่อ E คือ พลังงาน
m คือ มวล
8
c คือ ความเร็วแสง ( 2.9979x 10 )
เนื่องจากมวลในระดับนิวเคลียสน้ อยมาก มีหน่ วย
-27
เป็ น a.m.u. หรือ u =1.6605x10 )
โรงไฟฟ้าพลังความร้ อนชนิดหนึ่งใช้ ความร้ อนทาให้
นา้ เดือดกลายเป็ นไอนา้ ไปหมุนกังหัน เพื่อหมุนเครื่อง
กาเนิดไฟฟ้าทาการผลิตไฟฟ้า ความแตกต่ างอยู่ท่ ี
แหล่ งกาเนิดความร้ อน ซึ่งได้ มา จากปฏิกิริยานิวเคลียร์
แทนที่จะเป็ นการเผาไหม้ ของเชือ้ เพลิง นา้ มัน ถ่ านหิน
หรือก๊ าซธรรมชาติ
โรงไฟฟ้ าพลังงานนิวเคลียร์ที่เด่น ๆ มีอยู่ 3 แบบใหญ่ ๆ
คือ
1. โรงไฟฟ้ าพลังงานนิวเคลียร์ แบบความดันสู ง
(Pressurized Water Reactor
PWR)
2. โรงไฟฟ้ าพลังงานนิวเคลียร์ แบบน้าเดือด (Boiling
Water Reactor BWR)
3. โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ แบบใช้ Heavy
Water (Canadian Uranium
Deuterium : CANDU)
วิธีการปลดปล่ อยพลังงานมี 3 ลักษณะ
1. พลังงานนิวเคลียร์ ท่ ปี ลดปล่ อยในลักษณะ
เฉียบพลัน
2. พลังงานจากปฏิกริ ิยานิวเคลียร์ ซ่ งึ ควบคุมได้
3. พลังงานนิวเคลียร์ จากสารกัมมันตรังสี
พลังงานนิวเคลียร์ ทถี่ ูกปลดปล่อยออกมาในลักษณะ
เฉียบพลัน
เป็ นปฏิกริ ิยานิวเคลียร์ ทคี่ วบคุมไม่ ได้ (Uncontrolled
reactions) พลังงานจะเพิม่ สู งขึน้ อย่ างรวดเร็ว เป็ นเหตุให้
เกิดการระเบิด (Nuclear Explosion)
สิ่ งประดิษฐ์ ทใี่ ช้ หลักการเช่ นนี้ ได้ แก่ ระเบิดปรมาณู (Atomic
bomb) หรือระเบิดไฮโดรเจน และหัวรบนิวเคลียร์ แบบต่ างๆ
การใช้ ระเบิดนิวเคลียร์ ในโครงการด้ านสั นติ เช่ นการขุดหลุมลึก
(Cratering) ขนาดใหญ่
พลังงานจากปฏิกริ ิยานิวเคลียร์ ซึ่งควบคุมได้
ปฏิกริ ิยานิวเคลียร์ ซึ่งควบคุมได้ ตลอดเวลา (Controlled
nuclear reaction) ซึ่งมนุษย์ ได้ นาเอาหลักการมา
พัฒนาขึน้ จนถึงขั้นที่นามาใช้ ประโยชน์ ในระดับขั้นการค้ า หรือ
บริการสาธารณูปโภคได้ แล้ ว มีอยู่แบบเดียวคือ ปฏิกริ ิยาฟิ ชชันห่ วง
โซ่ ของไอโซโทปยูเรเนียม-235 และของไอโซโทปทีแ่ ตกตัวได้
(Fissile isotopes) อืน่ ๆอีก 2 ชนิด (ยูเรเนียม-238 และ
พลูโตเนียม 239)
พลังงานนิวเคลียร์ จากสารกัมมันตรังสี
สารกัมมันตรังสี (Radioactive material) คือสารที่
องค์ ประกอบส่ วนหนึ่งมี ลักษณะเป็ นไอโซโทปมีโครงสร้ างปรมาณูไม่ คง
ตัว (Unstable isotope) และจะสลายตัวโดย การปลดปล่ อย
พลังงานส่ วนเกินออกมาในรู ปของรังสี อลั ฟา รังสี เบตารังสี แกมมา หรือ
รังสี เอกซ์ รู ปใดรู ปหนึ่ง หรือมากกว่ าหนึ่งรู ปพร้ อมๆกัน ไอโซโทปที่มี
คุณสมบัตดิ งั กล่ าวนี้ เรียกว่ า ไอโซโทป กัมมันตรังสี หรือ ไอโซโทปรังสี (
Radioisotope)
คุณสมบัตทิ สี่ าคัญอีกประการหนึ่งของไอโซโทปรังสี คืออัตราการ
สลายตัวด้ วยค่ าคงตัวที่เรียกว่ า”ครึ่งชีวติ (Half life)” ซึ่งหมายถึง
ระยะเวลาทีไ่ อโซโทปจานวนหนึ่ง จะสลายตัวลดลงเหลือ เพียงครึ่ งหนึ่ง
ของจานวนเดิม
ความก้ าวหน้ าทางเทคโนโลยีท่ ที าให้ สามารถนาพลังงานนิวเคลียร์
มาใช้ ประโยชน์ ในการผลิตพลังงานไฟฟ้า ทาให้ อุตสาหกรรมเติบโต
และขยายตัวอย่ างมาก ทัง้ ทาให้ การดาเนินชีวติ ของมนุษย์ มีความ
สะดวกสบายมากขึน้ เพราะมีการนาพลังงานไฟฟ้าไปใช้ ในกิจกรรม
ด้ านต่ างๆ รวมทัง้ ในชีวติ ประจาวัน
ประโยชน์ ท่ สี าคัญของพลังงาน
นิวเคลียร์ ...
- จาเป็ นต่ อความมั่นคงด้ านพลังงานของประเทศ
- กระจายความเสี่ยงด้ านเชือ้ เพลิงและราคา
- นาไปสู่การลดการพึ่งพิงการนาเข้ าพลังงาน
- เป็ นพลังงานราคาถูก
- เป็ นพลังงานสะอาดและช่ วยแก้ ปัญหาโลกร้ อน
- เป็ นพลังงานที่ปลอดภัย ไร้ กังวล
ความเสี่ยงจากการใช้ พลังงานนิวเคลียร์
หากเกิดการรั่วไหลของกัมมันตภาพรังสีขนึ ้ จะเป็ นอันตราย
ร้ ายแรงต่ อชีวติ และสภาพแวดล้ อมได้ ตัวอย่ างเช่ นการรั่วไหลที่
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ท่ เี กาะทรีไมล์ มลรัฐเพนซิลวาเนีย สหรั ฐอเมริกา
ในปี 1979 หรือการระเบิดของโรงไฟฟ้าเชอร์ โนบิลของอดีตสหภาพ
โซเวียต ในปี 1986 ทาให้ ท่ วั โลกตระหนักถึงภยันตรายของการใช้
พลังงานรูปแบบนี ้ นักวิทยาศาสตร์ และผู้เชี่ยวชาญทั่วโลกต่ าง
ค้ นคว้ าวิจัยเกี่ยวกับการใช้ พลังงานนิวเคลียร์ ในแง่ มุมต่ างๆ
ตลอดจนผลกระทบต่ างๆของการใช้ พลังงานนิวเคลียร์