หน่วยที่ 5 พลังงานนิวเคลียร์

1.  สาระสำคัญ

             ประเทศอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ นิยมการผลิตไฟฟ้าโดยใช้พลังงานนิวเคลียร์เนื่องจากใช้พื้นที่น้อย แต่ให้พลังงานมาก และเป็นการผลิตไฟฟ้าแบบต่อเนื่องให้ประสิทธิภาพสูง        อำนวยความสะดวกสบาย ให้แก่มนุษย์ในหลาย  ๆ     ด้าน      ไม่ว่าจะนำมาใช้ประโยชน์ในกิจการด้านอุตสาหกรรม   ด้านการแพทย์และอนามัย  ฯลฯ หรับประเทศไทย    การนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์นั้น   อาจเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง ในการผลิตกระแสไฟฟ้าให้เพียงพอกับความต้องการ ทั้งนี้ เพราะเชื้อเพลิงพลังงานนิวเคลียร์ราคาไม่แพงสามารถผลิตพลังงานได้จำนวนมากจากปริมาณเชื้อเพลิงเพียงเล็กน้อย ถึงแม้จะชะลอการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตกระแสไฟฟ้า แต่เกือบทุกประเทศได้กำหนดให้พลังงานนิวเคลียร์เป็นพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือกสำหรับประเทศในระยะยาว

 2.   สมรรถนะประจำหน่วยการเรียนรู้
มีความรู้   ความเข้าใจเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์  ประโยชน์ของนิวเคลียร์  การนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในประเทศไทย    รูปแบบของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์      และตระหนักถึงผลกระทบที่เกิดจากการใช้พลังงานนิวเคลียร์

3.   จุดประสงค์การเรียนรู้             

1. อธิบายความหมายและปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้
2. บอกประโยชน์ของพลังงานนิวเคลียร์ได้
3. อธิบายการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ในประเทศไทยได้
4. บอกรูปแบบของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ได้
5. วิเคราะห์ผลกระทบที่เกิดจากการใช้พลังงานนิวเคลียร์ได้

แบบทดสอบก่อนเรียน  หน่วยที่   5

คำชี้แจง       จงเลือกคำตอบที่ถูกต้องเพียงคำตอบเดียว

1.    นิวเคลียส   เรียกอีกอย่างว่าอะไร

              ก.   ปรมาณู

              ข.   อนุภาคนิวตรอน

              ค.   อนุภาคไพรออน

              ง.   อนุภาคโปรตรอน

2.   พลังงานที่เกิดจากการรวมตัวกันของอะตอม  หมายถึงข้อใด

              ก.   ปฏิกิริยาฟิชชัน

              ข.   ปฏิกิริยาฟิวชัน

              ค.   ปฏิกิริยาRadiation

              ง.    การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี

3.   พลังงานที่ได้จากปฏิกิริยาในข้อใดที่ถูกนำมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า

              ก.   ปฏิกิริยาฟิชชัน

              ข.   ปฏิกิริยาฟิวชัน

              ค.   ปฏิกิริยาRadiation

              ง.    การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี

4.   ระเบิดปรมาณู   เป็นลักษณะของการปลดปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ในแบบใด

              ก.   แบบปลดปล่อยในลักษณะเฉียบพลัน

              ข.   แบบปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งควบคุมได้ตลอดเวลา

              ค.   แบบลักษณะการละลายตัวและปลดปล่อยพลังงานส่วนเกิน

              ง.    แบบลักษณะการปลดปล่อยพลังงานที่ถูกกักไว้ในแกนกลาง

 5.   ข้อใดเกี่ยวข้องกับการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์

              ก.   กรมพัฒนาที่ดิน

              ข.   กรมควบคุมมลพิษ

              ค.   กรมทรัพยากรธรณี

              ง.   กรมพลังงานทดแทน    

6.   เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของประเทศไทย ถูกติดตั้งครั้งแรก   ณ   เขตใด

              ก.   เขตบางซื่อ

              ข.   เขตบางรัก

              ค.   เขตบางเขน

              ง.   เขตบางพลัด

7.    เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของประเทศไทย  ปัจจุบันถูกนำมาติดตั้งไว้   ณ   จังหวัดใด      

              ก.   จังหวัดอุทัยธานี

             ข.   จังหวัดปทุมธานี

             ค.   จังหวัดนครนายก

             ง.   จังหวัดนครราชสีมา

8.   รูปแบบของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ข้อใด ไม่ถูกต้อง

              ก.    แบบน้ำเดือด

              ข.    แบบความดันสูง

              ค.    แบบเฮฟวี่วอเตอร์

              ง.    แบบโลวเวอร์วอเตอร์

9.   ประเทศในข้อใดที่ไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

              ก.   ประเทศไทย

              ข.   ประเทศสวีเดน

              ค.   ประเทศกัมพูชา

              ง.   ประเทศปากีสถาน

10.  ข้อใดคือผลกระทบที่เกิดจากการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์

              ก.   การรั่วไหลของรังสี

              ข.   การระบายความร้อน

              ค.   การฟุ้งกระจายของรังสี

              ง.   ทุกข้อคือคำตอบ

เนื้อหา

1.   ความหมายของนิวเคลียร์  (Nuclear)                     

“นิวเคลียร์”  (nuclear)  เป็นคำคุณศัพท์ของคำว่า  “นิวเคลียส” (nucleus)  ซึ่งเป็นแก่นกลางของอะตอมธาตุหรือที่เรียกกันว่า  ปรมาณู มาจากคำว่า อะตอม (atom)  และประกอบด้วยอนุภาค  โปรตอน  และนิวตรอน  ซึ่งยึดอยู่ด้วยกัน  โดยแรงของอนุภาคไพออน พลังงานนิวเคลียร์ เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบจากการทดลองปฏิกิริยานิวเคลียร์
                      "พลังงานนิวเคลียร์" เป็นพลังงานที่มาจากนิวเคลียส ส่วน "พลังงานปรมาณู"    เป็นพลังงานที่ออกจากอะตอมหรือปรมาณู ซึ่งรวมถึงพลังงานนิวเคลียร์ และพลังงานที่มาจากอิเล็กตรอนโดยรอบอีกด้วย ดังนั้น โดยทั่วไปคำว่า "พลังงานนิวเคลียร์" จึงมักหมายถึง "พลังงานปรมาณู"  ด้วยเช่นกัน  
  2.    ปฏิกิริยานิวเคลียร์   เกิดขึ้นได้  3  ลักษณะ    

  2.1   เกิดจากการแตกตัวของนิวเคลียสหรือการแยกตัวของธาตุ

  2.2  พลังงานที่เกิดจากการรวมตัวกันของอะตอม                  
  2.3  พลังงานที่เกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี (Radioactivity)   
พลังงานนิวเคลียร์สามารถถูกจัดแบ่งได้เป็น      3    ประเภท    
1)   พลังงานนิวเคลียร์ที่ถูกปลดปล่อยออกมาในลักษณะเฉียบพลัน         
2)   พลังงานการปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งควบคุมได้ตลอดเวลา (Controlled Nuclear Reaction)  
3)  พลังงานนิวเคลียร์จากสารกัมมันตรังสี                
 3.    ประโยชน์ของพลังงานนิวเคลียร์ ได้แก่
3.1   ใช้ในกิจการอุตสาหกรรม
3.2   ด้านการแพทย์และอนามัย
3.3   ด้านการเกษตร  ชีววิทยา  และอาหาร
3.4   ด้านสิ่งแวดล้อม
3.5   ด้านการศึกษาและวิจัย

ภาพที่ 1 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เกซามอันซิตท์ประเทศเยอรมัน

ภาพที่  2  สถานีทดลองใต้ดินในการกำจัดกาก นิวเคลียร์ของบริษัท AECL   ในประเทศแคนนาดา

      

                                                                                      



ภาพที่  3  โรงไฟฟ้านิวเคลียร์กัตเตอนง ประเทศฝรั่งเศส

4.  การนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในประเทศไทย
มีการจัดตั้ง “โครงการจัดตั้งศูนย์วิจัยนิวเคลียร์องครักษ์เฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฉลองสิริราชสมบัติครบ  50  ปี”  เมื่อโครงการฯ แล้วเสร็จ จะได้รับประโยชน์ดังต่อไปนี้   
4.1   ประเทศไทยจะมีศูนย์นิวเคลียร์ซึ่งมีเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูวิจัย   และสิ่งอำนวยความสะดวก ที่เหมาะสม และทันสมัยทัดเทียมกับนานาประเทศ   
 4.2  สามารถผลิตสารไอโซโทปรังสีในราคาถูก เพื่อบริการแก่โรงพยาบาล   
 4.3  ศูนย์วิจัยนิวเคลียร์องครักษ์ฯแห่งนี้จะเป็นศูนย์กลางการประยุกต์ใช้งานด้าน เทคโนโลยี ตลอดจนการถ่ายทอดเทคโนโลยีนิวเคลียร์ และเทคโนโลยีชั้นสูง อื่น ๆ ของประเทศไทยและภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้               

5.   รูปแบบของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์   มี  3  รูปแบบ

5.1  โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบความดันสูง  (Pressurized Water Reaction , PWR)

5.2  โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำเดือด  (Boiling Water Reaction , BWR)

5.3  โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบเฮฟวี่วอเตอร์  (Pressurized Heavy Water Reactor/ PHWR or CANDU)
6.   ผลกระทบที่เกิดจากการใช้พลังงานนิวเคลียร์        
 6.1   ผลกระทบจากรังสีที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดการรั่วไหล
 6.2   ฝุ่นรังสีที่ฟุ้งกระจายไปในอากาศ
6.3   การปล่อยน้ำเสียจากการระบายความร้อ
บทสรุป
การนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในกิจกรรมต่าง ๆ โดยเฉพาะการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขึ้นในประเทศไทยนั้น  มีปัจจัยเกื้อหนุนหลายประการ  แต่จะเป็นไปได้มากน้อยหรือรวดเร็วเพียงใดนั้น  ขึ้นอยู่กับว่ารัฐบาลเรามีความพร้อมแค่ไหน  ในการกำหนดนโยบายระยะยาว  การตัดสินใจและดำเนินการตามขั้นตอนที่เหมาะสม  การให้ความรู้แก่ประชาชนทั้งในส่วนดี และส่วนไม่ดี    ที่สามารถทำให้เข้าใจผลที่จะตามมาจากการใช้หรือไม่ใช้พลังงานนิวเคลียร์     ปัจจัยเรื่องการยอมรับจากประชาชนนี้เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุด  คือ  จะต้องได้รับการยอมรับจากประชาชน       ถึงระดับหนึ่งแล้วเท่านั้น  จึงจะสามารถดำเนินโครงการให้สำเร็จได้

แบบทดสอบหลังเรียน  หน่วยที่ 5
ตอนที่  1     จงเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงคำตอบเดียว

1.  พลังงานนิวเคลียร์มีชื่อเรียกอีกอย่างว่าอะไร

                ก.  พลังงานอะตอม

                ข.  พลังงานปรมาณู

                ค.  พลังงานนิวเคลียส

                ง.  พลังงานกัมมันตรังสี

2.  ปฏิกิริยานิวเคลียร์ในข้อใดที่สามารถนำมาผลิตกระแสไฟฟ้าได้

                ก.  ปฏิกิริยาฟิชชัน

                ข.  ปฏิกิริยาฟิวชัน

                ค.  การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี

ง.  พลังงานที่ไม่เสถียรของอะตอมบางชนิด

3.  ระเบิดปรมาณู    เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ใช้หลักการในข้อใด

                ก.  พลังงานนิวเคลียร์ที่ควบคุมได้

                ข.  พลังงานนิวเคลียร์ที่ควบคุมไม่ได้

                ค.  พลังงานนิวเคลียร์จากไอโซโทปกัมมันตรังสี

                ง.  พลังงานนิวเคลียร์จากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์

4.  ข้อใดคือการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในกระบวนการอุตสาหกรรม

                ก.  วัดความหนาแน่นในการดูดสินแร่ในทะเล

                ข.  ควบคุมการไหลของส่วนผสมในการผลิตปูนซิเมนต์

                ค.  ใช้ในการสำรวจแหล่งน้ำใต้ดินและความชื้นใต้ดิน

                ง.  ทุกข้อคือคำตอบ

5.  ข้อใด  ไม่ถูกต้อง

                ก.  เราสามารถใช้รังสีกำจัดศัตรูพืชได้โดยการทำให้ตัวเมียเป็นหมัน

                ข.  การนำเอาสารรังสีมาใช้ในการตรวจรักษาเรียกว่า  เวชศาสตร์นิวเคลียร์

                ค.  การใช้วัสดุกัมมันตรังสีในทางอุตสาหกรรมเรียกว่า  เทคนิคเชิงนิวเคลียร์

                ง.  การนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์  ส่วนใหญ่จะนำมาผลิตกระแสไฟฟ้า

6.  กรมทรัพยากรธรณี  ได้ริเริ่มดำเนินการค้นหาแหล่งแร่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์เมื่อปีพ.ศ.ใด

                ก.  พ.ศ.  2445

                ข.  พ.ศ.  2446

                ค.  พ.ศ.  2447

                ง.  พ.ศ.  2448

7.  แร่ในข้อใดที่พบมากที่สุดในอำเภอหาดใหญ่  จังหวัดสงขลา

                ก.  แทนทาไลต์

                ข.  ไพรออไรต์

                ค.  ซามาร์สไกต์

                ง.  ทอร์เบอร์ไนต์

8.  ศูนย์วิจัยนิวเคลียร์แห่งแรกของประทศไทยตั้งอยู่ที่ใด

                ก.  บางซื่อ

                ข.  บางเขน

                ค.  บางกะปิ

                ง.  บางคอแหลม

9.  ข้อใด  ไม่ใช่  ข้อดีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

                ก.  ราคาลงทุนเริ่มต้น

                ข.  การพัฒนาวงจรเชื้อเพลิงพลังงาน

                ค.  การเกิดก๊าซเรือนกระจกและฝนกรด

                ง.  การขนส่งเชื้อเพลิงใหม่ก่อนเข้าโรงไฟฟ้า

10.  ประเทศในข้อใดที่ ไม่มี โรงไฟฟ้านิวเคลียร์

                ก.  ประเทศไทย

                ข.  ประเทศญี่ปุ่น

                ค.  ประเทศสวีเดน

                ง.  ประเทศอินเดีย