ความปลอดภัยทางนิวเคลียร์ และ การกำกับดูแล

ความปลอดภัยทางนิวเคลียร์ หมายถึง การดำเนินการให้เป็นไปตามเงื่อนไขการเดินเครื่อง(ปฏิกรณ์ปรมาณู/นิวเคลียร์) อย่างเหมาะสม โดยมีมาตรการป้องกันการเกิดอุบัติเหตุ หรือ การบรรเทาผลของอุบัติเหตุ เพื่อป้องกันมิให้ผู้ปฏิบัติงาน ประชาชน และสิ่งแวดล้อม ได้รับผลกระทบที่เป็นอันตรายจากรังสี

วัตถุประสงค์ด้านความปลอดภัย
1. วัตถุประสงค์ทั่วไปด้านความปลอดภัยทางนิวเคลียร์

  • เพื่อป้องกันประชาชน สังคม และ สิ่งแวดล้อม จากผลกระทบทางรังสี โดยจัดให้มีการป้องกันและบำรุงรักษาระบบต่างๆเพื่อกักเก็บสารกัมมันตรังสีไม่ให้แพร่กระจาย

2.วัตถุประสงค์ด้านการป้องกันรังสี

  • เพื่อประกันว่าการได้รับรังสีในทุกขั้นตอนของการเดินเครื่องตามที่วางแผนไว้ เป็นปริมาณน้อยที่สุดเท่าที่ทำได้ และ อยู่ภายใต้ปริมาณที่กำหนด และมั่นใจได้ว่ามีการบรรเทาผลกระทบทางรังสีจากกรณีอุบัติเหตุ

3.วัตถุประสงค์ด้านความปลอดภัยทางเทคนิค

  • เพื่อนำมาตรการต่างๆที่สมเหตุสมผลมาใช้ป้องกันอุบัติเหตุในสถานปฏิบัติการทางนิวเคลียร์ และบรรเทาผลกระทบหากเกิดอุบัติเหตุขึ้น
  • เพื่อให้มั่นใจว่าอุบัติเหตุทั้งหมดที่อาจเกิดขึ้น ได้ถูกนำมาพิจารณาตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ (รวมถึงอุบัติเหตุที่มีโอกาสเกิดขึ้นน้อยมากๆ) มีผลกระทบทางรังสีน้อย และ อยู่ภายใต้เกณฑ์กำหนด
  • เพื่อให้มั่นใจว่าอุบัติเหตุรุนแรง และ มีผลกระทบทางรังสีมาก มีโอกาสเกิดขึ้นได้ยาก

นโยบายการจัดการกากกัมมันตรังสี
1. วัฎจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์แบบปิด คือ การแปรสภาพเชื้อเพลิงใช้แล้วและนำมาประกอบเป็นเชื้อเพลิงใช้ใหม่ เพื่อการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่า และเป็นการปริมาณการเชื้อเพลิงที่จะถูกฝังเก็บใต้ดินประเทศที่เลือกใช้วิธีนี้คือ อังกฤษ ฝรั่งเศส จีน ญี่ปุ่น รัสเซีย อินเดีย

2. วัฎจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์แบบเปิด คือ การใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ภายในเครื่องปฏิกรณ์เพียงครั้งเดียวแล้วไม่ได้นำมาผ่านกระบวนการเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วจะถูกรวมรวบแล้วนำไปฝังเก็บทั้งแท่ง ประเทศที่เลือกใช้วิธีนี้คือ สหรัฐอเมริกา แคนาดา เกาหลีใต้ ฟินแลนด์ สเปน สวีเดน

ที่มา ::: โครงการฝึกอบรมเชิงปฏิบัติการ NT TAM Camp 2008 วราภรณ์ วัชรสุรกุล สำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ

slide ความปลอดภัยทางนิวเคลียร์และการกำกับดูแล 

iaea logo

ทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (International Atomic Energy Agency: IAEA) 

     ได้ริเริ่มให้จัดตั้งขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1955 โดยประเทศสมาชิกขององค์การสหประชาชาติร่วมใจกันสนับสนุน ตามแผนการปรมาณูเพื่อสันติของประธานาธิบดีไอเซนฮาวร์ ซึ่งทบวงการฯ ได้รับการรับรองและเห็นชอบเกี่ยวกับธรรมนูญของทบวงการฯ ในที่ประชุมสหประชาชาติ ณ สำนักงานใหญ่ เมื่อวันที่26 ตุลาคม ค.ศ. 1956 และจัดตั้งทบวงการฯ ขึ้นเมื่อวันที่ 29 กรกฎาคม ค.ศ. 1957 มีสำนักงานอยู่ที่ กรุงเวียนนา ประเทศออสเตรีย โดยแผนการปรมาณูเพื่อสันติ ได้เสนอแนะให้ตั้งขึ้นอยู่ภายใต้ความอุปถัมภ์ขององค์การสหประชาชาติ จุดประสงค์หลัก คือ เพื่อเป็นการลดวัสดุแปรธาตุได้ (Fissionable Materials) ของแต่ละประเทศ โดยการบริจาคจากคลังสะสมของแต่ละประเทศรวมเป็นกองทุนให้ประเทศสมาชิกของทบวง การฯ ได้มีโอกาสแบ่งปันไปใช้เพื่อประโยชน์ในทางสันติทั่วโลก

     ในปี ค.ศ. 1960 ทบวงการฯ มีสมาชิกรวม 70 ประเทศ หน้าที่อันสำคัญยิ่งตามแผนการเดิม ก็คือ ทบวงการฯ นี้เปรียบเสมือนธนาคารกองทุนของ Fissionable Materials (ยูเรเนียม 235) ถ้าหากประเทศที่มีวัตถุประเภทนี้เข้าสมทบทุนอย่างจริงใจแล้ว โดยทางอ้อมก็เท่ากับเป็นการลดปริมาณของวัตถุระเบิดปรมาณูของแต่ละประเทศที่ มีไว้เพื่อการสงครามให้น้อยลง จากกองทุนนี้จะได้แบ่งตามข้อตกลง และสัญญาให้แก่ประเทศที่ไม่มี นำไปใช้ในทางสันติ ทั้งนี้อยู่ภายใต้การควบคุมดูแลของทบวงการฯ ว่าประเทศที่ได้รับส่วนแบ่งไป จะไม่นำไปใช้ในกิจการทหาร โดยมีประเทศ ที่แสดงความจำนงจะมอบยูเรเนียม-235 ในสภาพที่มีความเข้มข้นไม่เกินร้อยละ 20 ถ้าทบวงการฯ ต้องการ เมื่อคิดเป็นยูเรเนียม-235 ล้วน ๆ แล้วมีปริมาณ ดังนี้ : สหรัฐอเมริกา จะมอบยูเรเนียม ประมาณ 5,000 กิโลกรัม สหภาพโซเวียต จะมอบยูเรเนียมประมาณ 50 กิโลกรัม สหราชอาณาจักร จะมอบยูเรเนียมประมาณ 20 กิโลกรัม

     นอกจากนี้ ทบวงการฯ ยังดำเนินการช่วยเหลือในด้านให้อุปกรณ์ ให้ความรู้เกี่ยวกับพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ แก่ประเทศที่ต้องการ จัดส่งคณะผู้เชี่ยวชาญไปช่วยแนะนำและสำรวจ ในการจัดขอความช่วยเหลือของประเทศต่าง ๆ ให้ทุนการศึกษาแก่นักวิทยาศาสตร์จากประเทศสมาชิกเพื่อไปศึกษา อบรม ณ สถาบันของประเทศที่ก้าวหน้าในด้านพลังงานปรมาณู ในขณะเดียว กัน ทบวงการฯ ได้ดำเนินกิจการโดยวางข้อกำหนดการใช้วัตถุกัมมันตภาพรังสีให้ประเทศสมาชิก ปฏิบัติเพื่อความปลอดภัยร่วมกัน พิจารณาวิธีจัดการของเสียที่ไม่ต้องการ แต่ยังแสดงคุณสมบัติกัมมันตภาพรังสี (Waste disposal) เพื่อความปลอดภัยของประชาชนเป็นส่วนรวม

     ทบวงการฯ ได้จัดสร้างห้องปฏิบัติการระหว่างประเทศขึ้นที่ ไซเบอร์ซดอร์ฟ (Seibersdorf) ใกล้กรุงเวียนนา เพื่อเป็นที่ทำการทดลองค้นคว้าวางมาตรฐานเกี่ยวกับวัตถุกัมมันตภาพรังสี และเป็นที่ศึกษาทดลองของนักวิทยาศาสตร์จากประเทศสมาชิก

ก่อนจะเป็น ทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ : IAEA (www.iaea.org)

 

คอลัมน์ : นิวเคลียร์น่ารู้กับปรมาณูเพื่อสันติ

ชื่อเรื่อง : กำเนิดนิวเคลียร์

     ปัจจุบันนี้หลาย ๆ ประเทศทั่วโลก ได้หันมาให้ความสนใจกับการศึกษาและพัฒนาการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ในทางสันติ เพื่อสร้างประโยชน์ให้กับโลกของเรา จนทุกวันนี้ พลังงานนิวเคลียร์ได้ก้าวเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันของเราอย่างใกล้ชิด

     ที่ผ่านมาเราได้ทราบกันไปบ้างแล้วว่า มีการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ ในหลาย ๆ ด้าน ไม่ว่าจะเป็น ใช้ถนอมอาหาร ใช้ฆ่าเชื้อในผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ ใช้ตรวจวินิจฉัยและรักษาโรค ใช้ในการควบคุมแมลงศัตรูพืช หรือใช้ในการตรวจสอบหอกลั่นน้ำมัน ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม จะเห็นได้ว่าพลังงานนิวเคลียร์เมื่อนำมาใช้เพื่อสันติก็จะมีคุณอย่าง อเนกอนันต์ แต่ท่านผู้อ่านทราบหรือไม่ว่า พลังงานนิวเคลียร์ แท้จริงแล้วคืออะไร และเกิดขึ้น ได้อย่างไร

     พลังงานนิวเคลียร์ ก็คือ พลังงานที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียส หลายคนคงงงว่า แล้วนิวเคลียสคืออะไร ? ก่อนอื่นต้องขออธิบายก่อนว่า ในสิ่งต่าง ๆ ที่อยู่รอบตัวเราไม่ว่าจะเป็น ต้นไม้ใบหญ้าตามธรรมชาติ หรือตึกรามบ้านช่องที่มนุษย์สร้างขึ้น ล้วนประกอบไปด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่เกาะตัวกันอยู่จนเกิดเป็นรูปร่างของสิ่งต่าง ๆ ขึ้นมา ซึ่งเราเรียกอนุภาคขนาดเล็กเหล่านั้นว่า “อะตอม” หรือก็คือ “ปรมาณู”ในภาษาไทยนั่นเอง ในอะตอมเอง ยังประกอบไปด้วยอนุภาคอีก 3 ชนิด นั่นคือ “โปรตอน” “นิวตรอน” และ “อิเล็กตรอน” โปรตอนและนิวตรอนนั้น จะรวมตัวกันอยู่เป็นศูนย์กลางของอะตอม ซึ่งก็คือ “นิวเคลียส” ในขณะที่อิเล็กตรอนจะวิ่งวนอยู่ รอบ ๆ นิวเคลียส ในส่วนของนิวเคลียสนี่เอง ที่เป็นส่วนสำคัญของการเกิดพลังงานนิวเคลียร์

     ดังที่ได้กล่าวไปแล้วว่า พลังงานนิวเคลียร์ คือ พลังงานที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียส ซึ่งเราเรียกการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นนี้ว่า “ปฏิกิริยานิวเคลียร์” โดยแบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ “ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น” และ”ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น” ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดจากการแตกตัวของโปรตอน และนิวตรอนในนิวเคลียสของธาตุหนัก ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้อาศัยหลักการดังกล่าว มาใช้ในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ในเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู เพื่อนำมาใช้ประโยชน์ทั้งในการผลิตกระแสไฟฟ้า หรือในการศึกษาวิจัยต่าง ๆ ส่วนปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น จะตรงกันข้ามกับปฏิกิริยาชนิดแรก เพราะปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น จะเกิดจากการรวมตัวกันของนิวเคลียสของธาตุเบา เช่น ไฮโดรเจน ซึ่งปฏิกิริยาที่ว่านี้ ก็เป็นแบบเดียวกันกับที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์นั่นเอง 

     อย่างไรก็ตามสิ่งที่เหมือนกันของปฏิกิริยานิวเคลียร์ทั้ง 2 ชนิดนี้ก็คือ เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นในนิวเคลียสแล้ว จะเกิดการปลดปล่อยพลังงานปริมาณมหาศาลออกมา ซึ่งพลังงานที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากกระบวนการดังกล่าวนั้นก็มีอยู่ด้วยกันหลายรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็น พลังงานความร้อน รังสี หรืออนุภาคชนิดต่าง ๆ ซึ่งการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ ก็หมายถึงการนำพลังงานรูปแบบต่าง ๆ เหล่านี้มาใช้นั่นเอง 

     แทบไม่น่าเชื่อเลยว่า อนุภาคขนาดเล็ก ๆ อย่างอะตอม จะเป็นต้นกำเนิดของพลังงานที่มีอานุภาพมหาศาลอย่างพลังงานนิวเคลียร์ได้ ซึ่งพลังงานดังกล่าวนี้ หากนำมาใช้เพื่อสันติ ในทางสร้างสรรค์แล้วหล่ะก็ จะนำมาซึ่งคุณประโยชน์นานับประการ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจิตสำนึกของพวกเราทุกคนที่จะต้องรู้จักเลือกนำพลังงานที่ว่านี้มาใช้ในทางที่เหมาะที่ควร ในส่วนของประเทศไทย ก็มีหน่วยงานที่ทำหน้าที่ศึกษาวิจัย และกำกับควบคุมการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศ ให้เป็นไปอย่างถูกต้อง ปลอดภัย นั่นคือ “สำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ” หรือ “ปส.”

 

อะตอม

อะตอม (Atom) หมายถึง อนุภาคที่เล็กที่สุดของสสารที่ยังคงมีคุณสมบัติทางเคมีของธาตุนั้นๆอยู่ โครงสร้างของอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสซึ่งอยู่ตรงกลางและมีอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบๆนิวเคลียส ภายในนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนซึ่งในสภาวะปกติโครงสร้างของอะตอมจะมีจำนวน อิเล็กตรอนเท่ากับจำนวนโปรตอน

โปรตอน (Proton;p) หมายถึง อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นบวกหนึ่งหน่วย มีมวลประมาณ 1,837 เท่า ของอิเล็กตรอนซึ่งโปรตอนเป็นองค์ประกอบในนิวเคลียสของธาตุทุกชนิด

นิวตรอน (Neutron;n) หมายถึง อนุภาคที่ไม่มีประจุไฟฟ้า มีมวลมากกว่าโปรตอนเล็กน้อย

อิเล็กตรอน (Electron) หมายถึง อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ โดยแต่ละอะตอมจะมีอิเล็กตรอน จำนวนหนึ่งอยู่ล้อมรอบนิวเคลียสของอะตอมนั้น

นิวตรอนและโปรตอนภายในนิวเคลียสถูกยึดให้อยู่ด้วยกันได้ด้วยแรงนิวเคลียร์ ซึ่งในสภาวะปกติภาย ในนิวเคลียสจะมีความเสถียร (Stable) จึงไม่มีการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียส หากภายในนิวเคลียส มีจำนวนโปรตอนหรือนิวตรอนที่มากหรือน้อยเกินไป เรียกสถานะเช่นนี้ว่าเกิดความไม่เสถียร (Unstable) นิวเคลียสจะปรับตัวเองเพื่อให้อยู่ในสภาวะเสถียรและมีการปล่อยพลังงานออกมาในรูปแบบต่างๆ ซึ่งเป็น ที่มาของคำว่าพลังงานปรมาณู

พลังงานปรมาณู คือ พลังงานที่ถูกปล่อยมาจากนิวเคลียสของอะตอมซึ่งเกิดขึ้นจาก 3 กรณี

1. เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียส (Decay)

2. เกิดจากการแตกตัวของนิวเคลียสออกเป็นส่วน (Fission)

3. เกิดจากการรวมตัวกันของนิวเคลียส (Fusion)

นิวไคลด์

นิวไคลด์ (Nuclide) หมายถึง คำที่ใช้เรียกแทนนิวเคลียสของอะตอมของธาตุใดๆ โดยการใช้ สัญลักษณ์แทนเพื่อทำให้ทราบคุณสมบัติของธาตุนั้นๆได้โดยง่าย

เลขเชิงอะตอม (Atomic number;Z) หมายถึง จำนวนของโปรตอนภายในนิวเคลียสของอะตอมใดๆ

เลขมวล (Mass number;A) หมายถึง ผลรวมของจำนวนโปรตอนและนิวตรอนภายในนิวเคลียส

พลังงานปรมาณู

พลังงานปรมาณูเป็นพลังงานที่ได้มาจากพฤติกรรมของนิวเคลียสภายในอะตอม ดังนั้นหลักการ ที่แท้จริงของพลังงานปรมาณูก็จะอยู่ที่การนำเอาพลังงานที่เกิดจากนิวเคลียสมาใช้งาน โดยเกิดขึ้นจาก กรณีใดกรณีหนึ่งจากทั้ง 3 กรณีตามที่กล่าวไปแล้ว ในปัจจุบันมักพบการใช้งานส่วนใหญ่อยู่ 2 กรณี คือ การสลายตัวของนิวเคลียสซึ่งนำไปใช้ประโยชน์ในด้านการแพทย์ อุตสาหกรรม เกษตรกรรม เป็นต้น อีกแบบหนึ่งคือการแตกตัวของนิวเคลียสในอะตอมของธาตุหนักซึ่งนำมาใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับ ผลิตพลังงานไฟฟ้าหรือการใช้งานเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูวิจัย เป็นต้น สำหรับการรวมตัวกันของนิวเคลียส นั้นอยู่ระหว่างการศึกษาวิจัย กระบวนการที่นิวเคลียสของอะตอมธาตุหนักเกิดการแตกตัวนั้นเรียกว่า ปฏิกิริยาฟิชชันซึ่งจะได้กล่าวต่อไป

ปฏิกิริยานิวเคลียร์

ปฏิกิริยาที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์โดยทั่วไปนั้นเป็นปฏิกิริยาฟิชชัน คือเมื่อยิงอนุภาคนิวตรอน เข้าไปชนนิวเคลียสของธาตุหนักเช่นยูเรเนียมแล้วเกิดการแตกตัวของธาตุหนักนั้นซึ่งการแตกตัวนี้จะทำ ให้มีการปลดปล่อยความร้อนพร้อมทั้งอนุภาคนิวตรอนเกิดขึ้นมาใหม่จำนวนหนึ่ง ( 2-3 ตัว) โดยการแตก ตัวนี้จะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่ (Chain reaction) อย่างไรก็ตามวัสดุที่สามารถนำมา เป็นเชื้อเพลิงที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้นั้นเรียกว่าวัสดุฟิสไซล์ (Fissile material) ซึ่งการเลือกใช้วัสดุ ฟิสไซล์ใดนั้นก็ขึ้นอยู่กับประเภทของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เช่นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบ PWR หรือ BWR ใช้ยูเรเนียม-235 ความเข้มข้น 2-4 % ส่วนแบบ CANDU นั้นใช้ยูเรเนียมที่มีอยู่ตามธรรมชาติ

อย่างไรก็ตามเงื่อนไขในการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่นั้นนิวตรอนที่ทำให้เกิดการแตกตัวต่อไปได้นั้นต้องเป็น นิวตรอนพลังงานต่ำหรือนิวตรอนช้าแต่ว่านิวตรอนที่เกิดขึ้นใหม่จากการแตกตัวนั้นเป็นนิวตรอนเร็ว หรือ Fast neutron ซึ่งข้อจำกัดนี้เกิดจากเหตุผลทางฟิสิกส์ของปฏิกิริยาฟิชชัน ดังนั้นภายในเครื่องปฏิกรณ์จึง ต้องมีสารหน่วงนิวตรอนเพื่อลดความเร็วของนิวตรอนให้อยู่ในย่าน Thermal energy เพื่อให้เกิดปฏิกิริยา ต่อไปได้ ซึ่งสารหน่วงนิวตรอนโดยทั่วไปมักใช้น้ำธรรมดาหรือน้ำมวลหนักแล้วแต่ประเภทของโรงไฟฟ้า อย่างไรก็ตามเป็นที่น่าสังเกตุว่าปฏิกิริยาฟิชชันนี้สามารถเกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติเพียงแต่ว่าโอกาส ที่จะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องจนเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่นั้นมีโอกาสน้อยมาก

 

Search