Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
พลังงานนิวเคลียร์ กลุ่มที่4, ข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์, โรงไฟฟ้านิวเคลียร์…
พลังงานนิวเคลียร์ กลุ่มที่4
พลังงานนิวเคลียร์แบบฟิซชั่น (Fission) ซึ่งเกิดจากการแตกตัวของนิวเคลียสธาตุหนัก เช่น ยูเรเนียม พลูโทเนียม เมื่อถูกชนด้วยนิวตรอนหรือโฟตอน ... พลังงานนิวเคลียร์ที่เกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี (อังกฤษ: Nuclear Decay) ซึ่งให้รังสีต่างๆ ออกมา เช่น อัลฟา เบตา แกมมา และนิวตรอน เป็นต้น
ข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์
ใช้ในอุตสาหกรรม เช่น ตรวจสอบการรั่วซึมของการผนึกวงจรไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ด้วย krypton-85 เป็นต้น ด้านการเกษตร เช่น นำนิวเคลียร์มาวิเคราะห์ดินเพื่อพื้นที่ใช้ในการเพาะปลูก , ฉายรังสีเพื่อย่อเวลาในการเน่าเนื้อสัตว์ , พืช , ผัก, ผลไม้ เป็นต้น
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบหนึ่งที่ใช้แหล่งพลังงานความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไอน้ำแรงดันสูงจ่ายให้กับกังหันไอน้ำ กังหันไอน้ำจะไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าออกมา โดยเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบวิจัย (อังกฤษ: Research Reactor) ที่ใช้ประโยชน์จากนิวตรอนฟลักซ์ในการวิจัย และระบายความร้อนที่เกิดขึ้นออกสู่ชั้นบรรยากาศ และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง (อังกฤษ: Power Reactor) ที่ใช้พลังความร้อนที่เกิดขึ้นเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง มีขนาดใหญ่โตกว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยเป็นอย่างมาก
ชนิดของพลังงานนิวเคลียร์พลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจากแร่กัมมันตภาพรังสี จะปล่อยออกมาเมื่อมีการแยกหรือการรวม หรือเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสภายในอะตอม ซึ่งเรียกว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์ แบ่งได้เป็น 4 ชนิด คือ
ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission) เป็นพลังงานที่เกิดจากการแตกตัว หรือแยกตัวของธาตุหนัก เช่น ยูเรเนียม พลูโตเนียม เมื่อถูกชนด้วยอนุภาคนิวตรอน เช่น ระเบิดปรมาณู 2. ปฏิกิริยาฟิวชัน (Fussion) เป็นพลังงานที่เกิดจากการรวมตัวของธาตุเบา เช่น การรวมตัวของธาตุ H กับ He บนดวงอาทิตย์ 3. ปฏิกิริยาที่เกิดจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี (Redioactivity) ได้แก่ ยูเรเนียม เรเดียม พลูโตเนียม ฯลฯ ธาตุเหล่านี้จะปลดปล่อยรังสีและอนุภาคต่าง ๆ ออกมา เช่น อนุภาคแอลฟา อนุภาคเบตา รังสีแกมมา และอนุภาคนิวตรอน 4. ปฏิกิริยาที่ได้จากเครื่องเร่งอนุภาคที่มีประจุ (ParticaleAccelerrator) เช่น โปรตอนอิเล็กตรอน ดิวทีเรียม และอัลฟา
การเกิดปฏิกิริยาฟิชชัน
คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น เนื่องจากการยิงอนุภาคนิวตรอนเข้าไปยังนิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทำให้นิวเคลียร์แตกออกเป็นนิวเคลียร์ที่เล็กลงสองส่วนกับให้อนุภาคนิวตรอน 2-3 อนุภาค และคายพลังงานมหาศาลออกมา นิวตรอนที่เกิดขึ้น 2-3 ตัวซึ่งมีพลังงานสูงจะวิ่งไปชนนิวเคลียสของอะตอมที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องไปเป็นลูกโซ่ ซึ่งเรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่ ซึ่งทำให้ได้พลังงานมหาศาล
พลังงานฟิวชัน (อังกฤษ: Fusion power) คือพลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น ปฏิกิริยาชนิดนี้เกิดจากการที่นิวเคลียสของอะตอมธาตุเบาหลอมตัวเข้าด้วยกัน และได้นิวเคลียสที่หนักกว่าเดิมและมีเสถียรภาพมากขึ้น มวลของธาตุเบาที่รวมกันจะหายไปเล็กน้อยซึ่งส่วนที่หายไปนั้นเองได้เปลี่ยนแปลงเป็นพลังงานตามสมการ E = mc2 กระบวนการนี้ได้ปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา
ในทางฟิสิกส์ ฟิชชันเป็นกระบวนการทางนิวเคลียร์ หมายถึงมีการเกิดขึ้นที่นิวเคลียสของอะตอม ฟิชชันเกิดขึ้นเมื่อนิวเคลียสแบ่งออกเป็นนิวเคลียสที่เล็กลง 2 หรือ 3 นิวเคลียส โดยทำให้เกิดผลพลอยได้ (by-product ) ในรูปอนุภาคหรือรังสีออกมาด้วย ฟิชชันจะมีการปลดปล่อยพลังงานปริมาณมากออกมา โดยได้มาจากพลังงานยึดเหนี่ยว
โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ คือ ระบบที่จะนำพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์มาเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์โดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนหลักๆ 4 ส่วนคือ เตาปฏิกรณ์ ระบบระบายความร้อน ระบบกำเนิดกระแสไฟฟ้า และระบบความปลอดภัย
พลังงานที่เกิดขึ้นในเตาปฏิกรณ์เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น สิ่งที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น ไม่ได้มีเพียงพลังงานจำนวนมากที่ปลดปล่อยออกมา แต่รวมถึงผลผลิตที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น นิวตรอนอิสระจำนวนหนึ่ง การควบคุมจำนวนและการเคลื่อนที่ของนิวตรอนอิสระภายในเตาปฏิกรณ์โดยสารหน่วงนิวตรอน และแท่งควบคุมจะเป็นการกำหนดว่า จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นขึ้นภายในเตาปฏิกรณ์มากน้อยเพียงใด
พลังงานที่ผลิตเกิดขึ้นภายในเตาปฏิกรณ์ จะถูกนำออกมาโดยตัวนำความร้อน ซึ่งก็คือของไหลเช่น น้ำ,เกลือหลอมละลายหรือก๊าซคาร์บอนไดอออกไซค์ ของไหลจะรับความร้อนจากภายในเตาปฏิกรณ์ จนตัวมันเองเดือดเป็นไอหรือเป็นตัวกลางในการนำความร้อนไปยังวงจรถัดไปเพื่อผลิตไอน้ำ ไอน้ำที่ได้จะถูกส่งผ่านท่อไปยังระบบกำเนิดกระแสไฟฟ้า ที่ไอน้ำจะถูกนำไปขับกังหันไอน้ำที่จะใช้ในการหมุนเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าต่อไป
โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์มี 3 ชนิด สามารถแบ่งออกได้ดังนี้
1.โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำอัดความดัน (Pressurized Water Reactor - PWR)
2.โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำเดือด (Boiling Water Reactor - BWR)
3.โรงไฟฟ้าแบบน้ำมวลหนักอัดความดัน (Pressurized Heavy Water Reactor - PHWR or CANDU)
ความแตกต่างระหว่างนิวเคลียร์ฟิชชันและฟิวชั่นนิวเคลียร์สามารถวาดได้อย่างชัดเจนในพื้นที่ดังต่อไปนี้:
•ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสหนักถูกแตกออกเป็นนิวเคลียสที่เล็กกว่าโดยการปล่อยนิวตรอนและพลังงานเรียกว่าฟิชชันนิวเคลียร์ กระบวนการที่อะตอมที่เบากว่าสองอะตอมรวมกันเพื่อสร้างนิวเคลียสที่หนักเรียกว่านิวเคลียร์ฟิวชั่น
•นิวเคลียร์ฟิวชั่นเกิดขึ้นตามธรรมชาติเช่นในดวงดาวเหมือนดวงอาทิตย์ ปฏิกิริยาฟิชชันนิวเคลียร์ไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ
•เงื่อนไขที่สนับสนุนฟิชชันนิวเคลียร์รวมถึงมวลวิกฤตของสารและนิวตรอน ตรงกันข้ามฟิวชั่นนิวเคลียร์เป็นไปได้เฉพาะในสภาวะที่รุนแรงเช่นอุณหภูมิสูงความดันและความหนาแน่น
ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันปริมาณของพลังงานที่ต้องการจะน้อยกว่าพลังงานที่ต้องใช้ในปฏิกิริยาฟิวชั่น
•ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันจะปลดปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลระหว่างการทำปฏิกิริยา อย่างไรก็ตามมันน้อยกว่าพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาระหว่างฟิวชั่นนิวเคลียร์ 3-4 เท่า
ข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ คือ
พลังงานนิวเคลียร์แบบฟิซชั่นเกิดขึ้นได้อย่างไร
ชนิดของพลังงานนิวเคลียร์
พลังงานฟิวชัน
ความแตกต่างระหว่างนิวเคลียร์ฟิชชันและฟิวชั่นนิวเคลียร์
โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์