อย่างที่เคยทราบกันมาว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่มนุษย์สามารถควบคุมและนำมาใช้ประโยชน์กันได้คือปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เรียกว่าฟิชชั่น (fission)

ซึ่งปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นคือการแตกตัวของธาตุใหญ่เป็นธาตุเล็กแล้วปล่อยพลังงานออกมา 
 
 
(embed แล้วไม่ขึ้น ทำอย่างไรช่วยแนะนำด้วยครับ)
 
เชื้อเพลิงที่ใช้ และการเตรียมเชื้อเพลิงยูเรเนียม
 
ตามธรรมชาติร้อยละ 99.28 เป็นยูเรเนียม 238 และร้อยละ 0.71 เป็นยูเรเนียม 235

โดยทั้ง 2 ไอโซโทปเป็นธาตุกัมมันตรังสีทั้งคู่ โดยเมื่อยิงนิวตรอนใส่ U-235 จะแตกตัวและปล่อยนิวตรอนออกมา 3 ตัวต่อปฏิกิริยา ในขณะที่ U-238 รับนิวตรอนแต่ไม่ปล่อยนิวตรอนออกมา ทำให้ปฏิกิริยาลูกโซ่ไม่สามารถเกิดขึ้นได้

U-235 จึงเป็นไอโซโทปที่เราต้องการเพื่อนำมาใช้ในโรงไฟฟ้า (รวมทั้งทำระเบิดด้วย -_-')
 
เพิ่มเติม
หลักการของระเบิดคือให้ปล่อยความร้อนออกมาให้หมดภายในเวลาน้อยที่สุด -> เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่แบบไม่อั้น
 
หลักการนำมาผลิตพลังงานคือให้ปฏิกิริยาปล่อยความร้อนอย่างต่อเนื่อง และสามารถควบคุมได้ -> ให้มีนิวตรอนมาทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ แต่ก็มีสิ่งที่ดูดกลืนนิวตรอนไว้บางส่วน เพื่อให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาคงที่

ในการใช้งานจริงจึงต้องทำการเสริมสมรรถนะของ U-235 (Uranium enrichment) โดยระดับความเข้มข้นของ U-235 ที่ใช้ในโรงไฟฟ้า (reactor-grade) อยู่ที่ร้อยละ 3 (แค่พอที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ต่อเนื่อง)

กรณีของระเบิดนิวเคลียร์ (bomb-grade) จะเกือบร้อยละ 100 (ต้องการให้ปล่อยพลังงานออกมาให้เร็วที่สุด)

โดยการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมที่ใช้กันโดยทั่วไปนิยมใช้การหมุนเหวี่ยงก๊าซ (gas centrifuges)
 
"หลักการก็เหมือนปั่นผ้าในเครื่องซักผ้าฝาบน ผ้าหนักก็ถูกเหวี่ยงติดข้างฝา ผ้าเบาก็อยู่ตรงกลางๆ" 

ในการแยกจะปล่อยก๊าซยูเรเนียม เฮกซาฟลูออไรด์ (UF6) เข้าไปในเครื่องหมุนความเร็วสูง U-238 ที่หนักกว่าเล็กน้อยจะถูกเหวี่ยงไปขอบๆ เราก็จะดูดก๊าซช่วงกลางๆ มาปั่นซ้ำในถังถัดไป ต่อเนื่องไปเรื่อยๆ จนได้ความเข้มข้นที่ต้องการ
 
 
หลักการทำงานของเตาปฏิกรณ์ปรมาณู

หัวใจของเตาปฏิกรณ์ปรมาณูคือการควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยาฟิชชั่นให้ได้ตามต้องการ
 
เนื่องจากการเกิดปฏิกิริยาจำเป็นต้องใช้นิวตรอนในการพุ่งชนอะตอมยูเรเนียม
 
การลดการเกิดปฏิกิริยาสามารถทำได้โดยการหาอะไรมาดูดกลืนนิวตรอนออกไป ไม่ให้ไปวิ่งชนยูเรเนียม สิ่งนั้นเรียกว่าแท่งควบคุม (control rod)

เมื่อเกิดปฏิกิริยา ความร้อนที่เกิดขึ้นจะถูกนำไปต้มน้ำ และนำไอน้ำไปปั่นใบพัด เพื่อหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต่อไป

ซับนรก
"(1) หย่อนเม็ดเชื้อเพลิง (fuel pellet) เข้าไปในแท่งเชื้อเพลิง (fuel rod) แล้วนำไปติดตั้งในแกนเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู (nuclear reactor core)
(2) นิวตรอนพุ่งชนอะตอมยูเรเนียม
(3) อะตอมยูเรเนียมแตกตัวพร้อมกับให้พลังงานความร้อนออกมา (พร้อมนิวตรอนอีก 3 ตัว)
(4) ความร้อนที่ได้ก็นำไปต้มน้ำ
(5) ไอน้ำก็วิ่งไปตามท่อ
(6) แล้วก็ไปปั่นกังหันเพื่อหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
(7) ไอน้ำกลั่นตัวเป็นหยดน้ำเพื่อนำไปผ่านกระบวนการอีกครั้ง"
 
ดูเล่นๆ เครื่องปฏิกรณ์ทดลองที่ฮังการี แกนคือส่วนที่เป็นแสงสีฟ้าๆ

 
สรุปประเด็นที่อยากให้ทราบเกี่ยวกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์นะครับ
1) ยูเรเนียมในโรงไฟฟ้า มีความเข้มข้นของยูเรเนียมที่จะก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่แค่ร้อยละ 3 คนละเรื่องกับที่นำไปใช้ทำระเบิด
2) โรงไฟฟ้าทำงานด้วยการนำไอน้ำมาปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (generator) พลังงานนิวเคลียร์ถูกนำมาต้มน้ำเท่านั้น (เหมือนโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติ)
 
ไว้จะรีบสรุปเรื่อง meltdown มาให้อ่านกันนะครับ ^_^
 
ข้อมูลเพิ่มเติมภาษาไทย
 

edit @ 13 Mar 2011 02:29:54 by QuiX

edit @ 13 Mar 2011 02:30:55 by QuiX

edit @ 13 Mar 2011 02:31:03 by QuiX

edit @ 13 Mar 2011 02:31:34 by QuiX

edit @ 13 Mar 2011 02:32:06 by QuiX

edit @ 13 Mar 2011 02:33:48 by QuiX

edit @ 13 Mar 2011 18:49:43 by QuiX

Comment

Comment:

Tweet