6. พลังงานนิวเคลียร์

พลังงานนิวเคลียร์เป็นพลังงานที่เกิดขึ้นเองตาม

ธรรมชาติและมนุษย์สามารถสร้างหรือผลิตขึ้นมาเองได้พลังงานนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติได้แก่ ปฏิกิริยาฟิวชั่นซึ่งเกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ส่วนพลังงานนิวเคลียร์ที่มนุษย์สามารถผลิตขึ้นได้แก่เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูเก่งปฏิกิริยาฟิวชั่นซึ่งเกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ส่วนพลังงานนิวเคลียร์ที่มนุษย์สามารถผลิตขึ้นได้แก่เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู เครื่องเร่งอนุภาคสารไอโซโทปและระเบิดปรมาณูพลังงานนิวเคลียร์สามารถปลดปล่อยออกมาในรูปของอนุภาคและรังสีเช่นรังสีแกมมาอนุภาคเบต้าอนุภาคแอลฟ่าและอนุภาคนิวตรอนพร้อมกับปล่อยพลังงานอื่นๆออกมาด้วยได้แก่พลังงานความร้อนพลังงานแสงพลังงานรังสีพลังงานกลและพลังงานอื่นๆ

ชนิดของพลังงานนิวเคลียร์

พลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจากแร่กัมมันตภาพรังสี บอกจะปล่อยออกมาเมื่อมีการแยกหรือการรวมหรือ

การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสภายในอะตอมเรียกปฏิกิริยานิวเคลียร์แบ่งเป็น 4 ชนิดคือ

1. ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission) : เป็นพลังงานที่เกิดจากการแตกตัวหรือแยกตัวของ ธาตุหนักเช่ยูเรเนียม โปรโตเนียม เมื่อถูกชนด้วยอนุภาคนิวตรอน เช่น ระเบิดปรมาณู

2. ปฏิกิริยาฟิวชั่น (Fussion)เป็นพลังงานที่เกิดจากการรวมตัวของธาตุเบาเช่นการรวมตัวของธาตุ H กับ He บนดวงอาทิตย์

3. ปฏิกิริยาที่เกิดจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี (Redioactivity) ได้แก่ยูเรเนียม เรเดียม พลูโตเนียม ฯลฯ ธาตุเหล่านี้จะปลดปล่อยรังสีและอนุภาคต่างๆ ออกมาเช่น อนุภาคแอลฟา อนุภาคเบตา รังสีแกมมา และอนุภาคนิวตรอน

4. ปฏิกิริยาที่ได้จากเครื่องเร่งอนุภาคที่มีประจุ (Particale Accelerrator) เช่นโปรตรอนอิเล็กตรอน ดิวทีเรียม และอันฟา

ระบบการผลิตกระแสไฟฟ้าของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แปลงพลังงานที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของธาตุตอมผ่านทางนิวเคลียร์ฟิชชันที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ความร้อนถูกย้ายออกจากแกนเครื่องปฏิกรณ์โดยระบบระบายความร้อนที่ใช้ความร้อนในการสร้างไอน้ำ ไอน้ำจะไปขับกังหันไอน้ำที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป

รูปแบบของพลังงานนิวเคลียร์

พลังงานนิวเคลียร์ถูกจัดแบ่งเป็น 3 ประเภทตามลักษณะวิธีการปลดปล่อยพลังงานออกมาคือ

1. พลังงานนิวเคลียร์ที่ถูกปลดปล่อยออกมาในลักษณะเฉียบพลัน เป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ควบคุมไม่ได้ (Uncontrolled nuclear reaction) พลังงานของปฏิกิริยาจะเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เป็นเหตุให้เกิดการระเบิด (Nuclear explosion) สิ่งที่ประดิษฐ์ที่ใช้หลักการนี้ ได้แก่ ระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) หรือระเบิดไฮโดเจน และหัวรบนิวเคลียร์แบบต่างๆ (อเมริกาเรียกว่าจรวด Pershing, รัสเชียเรียกว่าจรวด SS-220)

2. พลังงานปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งควบคุมได้ ปัจจุบันปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งควบคุมได้ตลอดเวลา (Controlled nuclear reaction) ได้มีการนำเอาหลักการมาพัฒนาเพื่อใช้ประโยชน์ในระดับขั้นการค้าหรือบริการสาธารณูปโภค คือปฏิกิริยาฟิชชันห่วงโซ่ของไอโซโทป ยูเรเนียม - 235 และของไอโซโทปที่แตกตัวได้ (Fissile isotpes) อีก 2 ชนิด(ยูเรเนียม - 233 และพูโตเนี่ยม - 239) สิ่งประดิษฐ์ซึ่งทำงานโดยหลักการของปฏิกิริยาฟัชชันห่วงโซ่ของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายอยู่ในปัจจุบัน ได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรือเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู (Nuclear reactors)

3. พลังงานนิวเคลียร์จากสารกัมมันตรังสี สารกัมมันตรังสีหรือสารรังสี (Radioactive material) คือสารที่องค์ประกอบส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นไอโซโทปที่มีโครงสร้างปรมาณูไม่คงตัว (Unstable isotipe) และจะสลายตัวโดยการปลดปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของรังสีแอลฟา รังสีเบตา รังสีแกมมา หรือรังสีเอ็กซ์รูปใดรูปหนึ่ง หรือมากกว่าหนึ่งรูปพร้อมๆ กันไอโซโทปที่มีคุณสมบัติดังกล่าวนี้เรียกว่า ไอโซโทปกัมมันตรังสีหรือไอโซโทปรังสี