พลังงานนิวเคลียร์

พลังงานนิวเคลียร์ (Nuclear Energy) หมายถึง พลังงานไม่ว่าในลักษณะใด ซึ่งเกิดจากการปลดปล่อยออกมาเมื่อมีการแยก รวมหรือแปลงนิวเคลียส (หรือแกน) ของ ปรมาณู

คำที่ใช้แทนกันได้คือพลังงานปรมาณู (Atomic energy) ซึ่งเป็นคำที่เกิดขึ้นก่อนและใช้กันมาจนติดปาก โดย อาจเป็นเพราะมนุษย์เรียนรู้ถึงเรื่องของปรมาณู (Atom) มานานก่อนที่จะเจาะลึกลงไปถึงระดับนิวเคลียส แต่การใช้ศัพท์ ที่ ถูกต้องควร ใช้คำว่า พลังงานนิวเคลียร์ อย่างไรก็ดีคำว่า Atomic energy ยังเป็นคำที่ใช้กันอยู่ ในกฏหมาย ของหลายประเทศ สำหรับประเทศไทยได้กำหนดความหมายของคำว่าพลังงานปรมาณู ไว้ในมาตรา 3 แห่ง พ.ร.บ. พลังงานปรมาณูเพื่อสันติ พ.ศ.2504 ในความหมายที่ตรงกับคำว่า พลังงานนิวเคลียร์ และ ต่อมาได้บัญญัติไว้ในมาตรา3 ให้ครอบคลุมไปถึง พลังงาน รังสีเอกซ์ด้วย การที่ยังรักษาคำ พลังงานปรมาณูไว้ในกฎหมายโดยไม่เปลี่ยนไปใช้คำว่า พลังงานนิวเคลียร์ แทนจึงน่าจะยังคง มีประโยชน์ อยู่บ้างเพราะในในวิชาการถือว่า พลังงานเอกซ์ ไม่ใช่ พลังงานนิวเคลียร์

รูปแบบของพลังงานนิวเคลียร์

สามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ตามลักษณะวิธีการปลดปล่อยพลังงานออกมา คือ

1.พลังงานนิวเคลียร์ที่ถูกปลดปล่อยออกมาในลักษณะเฉียบพลัน

เป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ควบคุมไม่ได้ (Uncontrolled reactions) พลังงานของปฏิกิริยาจะเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เป็นเหตุให้เกิดการระเบิด (Nuclear Explosion) สิ่งประดิษฐ์ที่ใช้หลักการเช่นนี้ ได้แก่ ระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) หรือระเบิดไฮโดรเจน และหัวรบนิวเคลียร์ แบบต่างๆ

2.พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งควบคุมได้

ในปัจจุบัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งควบคุมได้ตลอดเวลา (Controlled nuclear reaction) มีอยู่แบบเดียวคือ "ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission)" ห่วงโซ่ของไอโซโทปยูเรเนียม-235 และของไอโซโทปที่แตกตัวได้ (Fissile isotopes) อื่นๆอีก 2 ชนิด (ยูเรเนียม-238 และพลูโตเนียม 239) ส่วน "ปฏิกิริยาการรวมตัว (Fusion)" ของไอโซโทปต่างๆ ของไฮโดรเจนหรือที่เรียกกันอีกอย่างหนึ่งว่า ปฏิกิริยา เทอร์โมนิวเคลียร์นั้น มนุษย์ยังคงค้นพบวิธีควบคุมได้ เฉพาะในบรรยากาศพิเศษของห้องทดลอง ดังนั้น จึงยังไม่อาจนำมาใช้ประโยชน์ในทางสันติ ในเชิงการค้าได้ สิ่งประดิษฐ์ซึ่งทำงานโดยหลักการของปฏิกิริยาฟิชชันห่วงโซ่ของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ซึ่งมีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันได้แก่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรือเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู (Nuclear Reactors) หรือที่บางท่านอาจนิยมเรียกว่า เตาปฏิกรณ์ฯ หรือเตาปรมาณู การที่มีผู้นิยมเรียกเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ว่า “เตาปรมาณู” นั้น อาจกล่าวได้ว่าเป็นไปตามแนวคิดที่ถูกทาง เพราะเมื่อมองในแง่ของการใช้งานแล้ว เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ก็คือ ระบบอุปกรณ์ที่ใช้ปลดปล่อยพลังงานที่ถูกกักไว้ในแกนกลาง (นิวเคลียส) ของปรมาณูของไอโซโทปที่แตกตัวได้ให้ออกมาเป็นพลังความร้อนซึ่งเราอาจนำไปใช้ประโยชน์ต่อไปได้นั่นเอง

3.พลังงานนิวเคลียร์จากสารกัมมันตรังสี

สารกัมมันตรังสี หรือสารรังสี (Radioactive material) คือสารที่องค์ประกอบส่วนหนึ่งมี ลักษณะเป็นไอโซโทปที่มีโครงสร้างปรมาณูไม่คงตัว (Unstable isotope) และจะสลายตัวโดย การปลดปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของรังสีอัลฟา รังสีเบตา รังสีแกมมา หรือรังสีเอกซ์ รูปใดรูปหนึ่ง หรือมากกว่าหนึ่งรูปพร้อมๆกัน ไอโซโทปที่มีคุณสมบัติดังกล่าวนี้ เรียกว่า ไอโซโทป กัมมันตรังสี หรือ ไอโซโทปรังสี ( Radioisotope) คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่งของไอโซโทปรังสี คืออัตราการสลายตัวด้วยค่าคงตัวที่เรียกว่า”ครึ่งชีวิต(Half life)” ซึ่งหมายถึง ระยะเวลาที่ไอโซโทปจำนวนหนึ่ง จะสลายตัวลดลงเหลือ เพียงครึ่งหนึ่งของจำนวนเดิม ตัวอย่างเช่น ทอง-198 ซึ่งเป็นไอโซโทปที่ใช้รังสีแกมมารักษาโรค มะเร็ง มีครึ่งชีวิต 2.7 วัน หมายความว่า ถ้าท่านซื้อทอง-198 (ทองที่สามารถสลายตัวได้) มา 10 กรัม หลังจากนั้น 2.7 วัน ท่านจะมีทองเหลืออยู่เพียง 5 กรัม แล้วต่อไปอีก 2.7 วัน ก็จะเหลืออยู่เพียง 2.5 กรัม

พลังงานนิวเคลียร์จากสารกัมมันตรังสี

สารกัมมันตรังสี หรือสารรังสี (Radioactive material) คือสารที่องค์ประกอบส่วนหนึ่งมี ลักษณะเป็นไอโซโทปที่มีโครงสร้างปรมาณูไม่คงตัว (Unstable isotope) และจะสลายตัวโดย การปลดปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของรังสีอัลฟา รังสีเบตา รังสีแกมมา หรือรังสีเอกซ์ รูปใดรูปหนึ่ง หรือมากกว่าหนึ่งรูปพร้อมๆกัน ไอโซโทปที่มีคุณสมบัติดังกล่าวนี้ เรียกว่า ไอโซโทป กัมมันตรังสี หรือ ไอโซโทปรังสี ( Radioisotope) คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่งของไอโซโทปรังสี คืออัตราการสลายตัวด้วยค่าคงตัวที่เรียกว่า”ครึ่งชีวิต(Half life)” ซึ่งหมายถึง ระยะเวลาที่ไอโซโทปจำนวนหนึ่ง จะสลายตัวลดลงเหลือ เพียงครึ่งหนึ่งของจำนวนเดิม ตัวอย่างเช่น ทอง-198 ซึ่งเป็นไอโซโทปที่ใช้รังสีแกมมารักษาโรค มะเร็ง มีครึ่งชีวิต 2.7 วัน หมายความว่า ถ้าท่านซื้อทอง-198 (ทองที่สามารถสลายตัวได้) มา 10 กรัม หลังจากนั้น 2.7 วัน ท่านจะมีทองเหลืออยู่เพียง 5 กรัม แล้วต่อไปอีก 2.7 วัน ก็จะเหลืออยู่เพียง 2.5 กรัม

ที่มา:www.geocities.ws/power_plant_en/home.html