กลับสู่หน้าแรกฟิสิกส์ราชมงคล

ยุคแรก               

                พัฒนาการของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์นั้น สามารถแบ่งได้ตามที่ กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา (U.S Department of Energy) และอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ภายในประเทศสหรัฐอเมริกาได้จำแนกประเภทการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ออกเป็นชั่วรุ่น หรือ ยุค (generations) ซึ่งแต่ละยุคได้รวมเอาวิวัฒนาการของการปรับปรุงที่มีแนวคิดเชิงปฏิวัติที่ทำให้เทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เจริญก้าวหน้าต่อไปข้างหน้าได้

ยุคที่ 1 (Generation I)

          เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เชิงพาณิชย์ต้นแบบที่ทยอยออกมาใช้ในช่วงทศวรรษ ค.ศ. 1950 และ 1960 ในประเทศรัสเซียและประเทศอังกฤษส่วนใหญ่เป็นแบบหน่วงความเร็วนิวตรอนด้วยแกรไฟต์ แต่ในประเทศสหรัฐอเมริกาซึ่งในขณะนั้นแทบจะผูกขาด ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะ (enriched uranium) แต่ผู้เดียวฝ่ายทหารโดยเฉพาะกองทัพเรือได้พัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ นิวเคลียร์แบบน้ำอัดความดัน (pressurized water reactor หรือ PWR) สำหรับใช้กับเรือดำน้ำ เครื่องแบบนี้ หน่วงความเร็วนิวตรอนได้ด้วยน้ำธรรมดาหรือทางวิชาการเรียกว่าน้ำมวลเบา (light water หรือ ) จึงมีชื่อเรียกว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบน้ำมวลเบา (light water reactor หรือ LWR) มีเครื่องแบบชื่อว่า Mark-1 ซึ่งนำแบบไปสร้างเป็นเครื่องสาธิตเครื่องแรกที่เมือง ชิปปิงพอร์ต (Shippingport) มลรัฐเพนซิลเวเนีย มีกำลังผลิต 90 เมกะวัตต์ ไฟฟ้าและใช้งานตั้งแต่ปี ค.ศ. 1957  ถึง 1982

เครื่องปฏิกรณ์ต้นแบบที่ชิปปิงพอร์ต

          ส่วนเครื่องแรกที่เป็นเชิงพาณิชย์สร้างโดยบริษัทเวสติงเฮาส์ มีชื่อว่า Yankee Rowe มีขนาด 250 เมกะวัตต์ไฟฟ้า เริ่มเดินเครื่องเมื่อปี ค.ศ. 1960 และใช้มาจนถึงปี ค.ศ.1992 ในขณะเดียวกันห้องปฏิบัติการแห่งชาติอาร์กอนน์ (Argonne National Laboratory) ก็ได้พัฒนาเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบน้ำเดือด (boiling water reactor หรือ BWR) ขึ้นมา เครื่องต้นแบบมีชื่อว่า Vellectios เดินเครื่องระหว่างปี ค.ศ. 1957-1963 และ เจเนอรัลอิเล็กทริก ได้นำไปออกแบบสร้างในเชิงพาณิชย์เป็นเครื่องแรกชื่อว่า Dresden -1  มีขนาด 250 เมกะวัตต์ไฟฟ้า เริ่มเดินเครื่องตอนต้นทศวรรษ ค.ศ. 1960 ซึ้งทั้ง PWR และ BWR นี้เองที่แพร่ขยายไปทั่วโลกและจัดเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของยุคที่ 2

PWR

          ในประเทศแคนาดามีการพัฒนาที่แตกต่างออกไปเป็นพิเศษโดยเริ่มตั้งแต่ปลายทศวรรษ ค.ศ. 1950 กล่าวคือเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบน้ำมวลหนัก (heavy-water reactor หรือ HWR) มีชื่อว่า แคนดู (CANDU ย่อมาจาก Canada Deuterium Uranium) ซึ่งใช้ยูเรเนียมธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงและใช้น้ำมวลหนัก (heavy-water หรือ เป็นทั้งตัวหล่อเย็นและตัวหน่วงความเร็วนิวตรอน เครื่องต้นแบบเริ่มเดินเครื่องเมื่อปี ค.ศ. 1962 และได้รับการพัฒนาเรื่อยมาจนในยุคที่ 2

CANDU

          ประเทศรัสเซียได้เน้นการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบผลิตพลูโทเนียม ซึ่งสามารถใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำเป็นเชื้อเพลิงได้ และหน่วงความเร็วนิวตรอนด้วยแกรไฟต์ ซึ่งก็คือ เครื่องต้นแบบ AM-1 ดังกล่าวข้างต้น จากนั้นในปี ค.ศ. 1964 เครื่องแบบนี้เครื่องแรกขนาด 100 เมกะวัตต์ก็เริ่มใช้งานที่แคว้น Ural และในปีเดียวกัน PWR (ในรัสเซียเรียกว่า VVER หรือ veda-vodyanoienerg etichesky reactor แปลว่า water cooled power reactor) ขนาด 210 เมกะวัตต์ก็เริ่มใช้งานเช่นกันในแคว้น Volga แต่เครื่องขนาดใหญ่ก็คือแบบ RBMK ซึ่งพัฒนามาจากแบบ AM-1 เริ่มมีใช้งานเป็นเครื่องแรก (ขนาด 1,000 เมกะวัตต์) เมื่อปี ค.ศ. 1973 ที่เมือง Sosnovy Bor ใกล้เมืองเลนินกราด นับแต่นั้น RBMK มีใช้แพร่หลายในยุโรปตะวันออกและ RBMK ก็จัดเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในยุคที่ 2 ด้วย

          ในประเทศอังกฤษ มีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบ Magnox ดังกล่าวแล้วข้างต้นนั้นเครื่องแรกมีชื่อว่า Calder Hall-1 มีกำลังผลิต 50 เมกะวัตต์ไฟฟ้าเริ่มเปิดใช้ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1956 และใช้มาจนถึงปี ค.ศ. 2003 ประเทศอังกฤษมีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ประเภทนี้ 26 เครื่องและเลิกสร้างขึ้นใหม่ไปตั้งแต่ปี ค.ศ. 1963 โดยหันมาพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงแบบระบายความร้อนด้วยแก๊ส (advanced Gas-cooled Reactor หรือ AGR) ซึ่งใช้เชื่อเพลิงยูเรเนียมออกไซด์เสริมสมรรถนะก่อนที่จะมายอมรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบน้ำมวลเบาคือ PWR และBWR ของสหรัฐอเมริกา เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของยุคที่ 1 นี้ปัจจุบันทั่วโลกยังคงมีเหลือใช้งานอยู 8 เครื่องในประเทศอังกฤษเพียงประเทศเดียวเท่านั้น

AGR

          ประเทศฝรั่งเศลเริ่มต้นแบบเดียวกับในประเทศอังกฤษ กล่าวคือ เป็นเทคโนโลยีที่ใช้การหล่อเย็นด้วยแก๊สและหน่วงความเร็ซนิวตรอนด้วยแกรไฟต์คล้ายกับ Magnox  ก่อนจะเปลี่ยนไปพัฒนา PWR จนมีเทคโนโลยีจัดอยู่ในแนวหน้า และเป็นผู้ผลิตเชื่อเพลิงยูเรเนียมเสริมสมรรถนะรายใหญ่ของโลก

     

   กลับหน้าแรก   

หน้าที่ 
  1. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 4 ยุค
  2. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 4 ยุค
  3. ยุคแรก 
  4. ยุคที่ 2 (Generation II)
  5. ยุคที่ 3 (Generation III)
  6. ยุคที่ 3 (Generation III) (ต่อ)
  7. ยุคที่ 3+ (Generation III+)
  8. ยุคที่ 4 (Generation IV)
นำมาจาก นิวเคลียร์ปริทัศน์  ปีที่ 18  ฉบับที่ 3-4   กรกฎาคม-ธันวาคม 2548  สุรศักดิ์ พงศ์พันธุ์สุข เขียน

 

บทความเพิ่มเติม

ควบคุมเตาปฏิกรณ์ด้วยตนเอง

    ผู้ที่อยู่ในโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์  สามารถควบคุมอุปกรณ์ต่างๆผ่านเวบไซด์นี้ได้  ทดลองดูว่า  คุณสามารถแก้ไขสถานการณ์เฉพาะหน้าได้อย่างไร   เมื่อเกิดอุบัติเหตุขึ้น คลิกเพื่อเข้าทำการทดลอง

ใบบันทึกผลการทดลอง

ลำดับที่

bullet

กดปุ่ม  Sequence 1   แล้วเฝ้าดูเหตุการณ์ตั้งแต่ต้นจนจบ  เล่าเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นมาเป็นลำดับ   คลิกเพื่อเข้าทำการทดลอง

ลำดับ (บอกเรื่องราว เหตุการณ์ ยกตัวอย่างเช่น การระเบิด   ระดับน้ำ  ความดัน  เลื่อนแท่งเชื้อเพลิง   รวมทั้งการปรับวาวล์และปั๊ม )
1 หลังจากที่กดปุ่ม Sequence 1   ปั๊ม  wv1 หมุนด้วยความเร็วรอบ  1400  รอบต่อนาที   ป้อนน้ำให้กับเตาปฏิกรณ์   ความดันในเตา  287  บาร์   ถังพักน้ำ  40  บาร์   เหตุการณ์ปกติ
2 วินาที  กังหันน้ำระเบิดอย่างแรง  ความดันในถังพักน้ำลดลงเป็น 0 bar  จากนั้น _______
3  
4  
5  
 

NUCLEAR

 
ลักษณะและรูปแบบ

เชื้อเพลิงนิวเคลียร์

กากกัมมันตรังสี

รังสี

สิ่งแวดล้อม

ความปลอดภัย

เศรษฐศาสตร์

อุบัติเหตุที่ผ่านมา
 

การทดลองเสมือนจริง

นับเป็นความสามารถอันยิ่งใหญ่ของมนุษย์ ที่สามารถทำให้ เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์แล้วได้พลังงานความร้อนมากมาย และถ่ายเทความร้อน มาใช้ประโยชน์ แท้ที่จริงแล้ว ปฏิกิริยานิวเคลียร์มีหลายแบบ แต่ที่ใช้กับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ในปัจจุบันนี้เป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ คือ ทำให้แตกตัว อย่างต่อเนื่องสม่ำเสมอ

โดยการใช้อนุภาคนิวตรอนยิงเข้าใส่แกนกลางของอะตอม หรือนิวเคลียส เป็นผลให้นิวเคลียสแตกตัว และเกิดอนุภาคนิวตรอนขึ้นมาอีก แล้ววิ่งไปชนนิวเคลียสตัวอี่นต่อไป และเป็นเช่นนี้เรื่อยๆ เป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ พร้อมกับให้พลังงานความร้อนออกมาตลอดเวลา ซึ่งเราจะต้องถ่ายเทความร้อน ออกไปอย่างต่อเนื่องตลอดเวลาที่มีปฏิกิริยานิวเคลียร์

ความร้อนที่เกิดขึ้นเราสามารถนำไปใช้ประโยชน์ต่างๆ รวมทั้งผลิตไฟฟ้า

การจัดหาพลังงานไฟฟ้าในอนาคต ได้มุ่งไปที่แหล่งผลิตจาก ทรัพยากรธรรมชาติในประเทศ เช่น ก๊าซธรรมชาติ ลิกไนต์ แต่เนื่องจากแหล่งพลังงานดังกล่าวมีจำกัด การนำเชื้อเพลิงจากต่างประเทศ จึงเป็นสิ่งที่ไม่อาจหลีกเลี่ยงได้ นอกจากนี้ยังได้ มีการพัฒนาแหล่งพลังงาน ร่วมกับประเทศเพื่อนบ้าน

อย่างไรก็ตามประเทศไทยคงไม่สามารถพึ่งพาเพื่อนบ้านตลอดไปได้ ในขณะที่รัฐบาลต้องการสร้างความมั่นคง ทางด้านพลังงานไฟฟ้า ให้แก่ประเทศ การพัฒนาพลังน้ำ ในการดำเนินงานมีอุปสรรคและปัญหา มากมาย การเผาไหม้เชื้อเพลิงเพื่อผลิตพลังงาน ปัญหาคือ มลภาวะ ในสิ่งแวดล้อม

ส่วนพลังงานทดแทน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ สามารถเป็นเพียงพลังงานเสริม เนื่องจากมีขีดจำกัดในการพัฒนา และไม่คุ้มค่าในทางเศรษฐกิจ

พลังงานนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นพลังงานสะอาด จึงเป็นทางเลือกหนึ่งในอนาคต ในขณะที่ประเทศไทยจำเป็นต้องใช้ไฟฟ้า ในระดับสูง เพื่อพัฒนาเศรษฐกิจ และสังคมของประเทศ


โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โกริ (Kori)
ประเทศ เกาหลี



โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โดเอล (Doel)
ประเทศ ฝรั่งเศส
 


โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ทอร์นเนส
ประเทศ สกอตแลนด์
 


โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ตริลโล (Trillo)
ประเทศ สเปน

 

 

 

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์

 

 

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ฟิสิกส์ 1 หนังสือฟิสิกส์ 1 ภาคกลศาสตร์ หนังสือฟิสิกส์ 1  ภาค ของไหล ความร้อนและคลื่น

 

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 1  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร์
3.  การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ 4.  การเคลื่อนที่บนระนาบ
5.  กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 6. การประยุกต์กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
7.  งานและพลังงาน  8.  การดลและโมเมนตัม
9.  การหมุน   10.  สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
11. การเคลื่อนที่แบบคาบ 12. ความยืดหยุ่น
13. กลศาสตร์ของไหล   14. ปริมาณความร้อน และ กลไกการถ่ายโอนความร้อน
15. กฎข้อที่หนึ่งและสองของเทอร์โมไดนามิก  16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
17.  คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต  

1. ไฟฟ้าสถิต 2.  สนามไฟฟ้า
3. ความกว้างของสายฟ้า  4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน 
5. ศักย์ไฟฟ้า 6. กระแสไฟฟ้า 
7. สนามแม่เหล็ก  8.การเหนี่ยวนำ
9. ไฟฟ้ากระแสสลับ  10. ทรานซิสเตอร์ 
11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ 

12. แสงและการมองเห็น

13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตร์ควอนตัม
15. โครงสร้างของอะตอม 16. นิวเคลียร์ 

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ทั่วไป  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. จลศาสตร์ ( kinematic)

   2. จลพลศาสตร์ (kinetics) 

3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปิลฮาร์โมนิก คลื่น และเสียง
5.  ของไหลกับความร้อน 6.ไฟฟ้าสถิตกับกระแสไฟฟ้า 
7. แม่เหล็กไฟฟ้า  8.    คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับแสง
9.  ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร์   

 

กลับเข้าหน้าแรกบทความพิเศษ

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

บทความพิเศษ