กากกัมมันตภาพรังสี...คืออะไร
?
กากกัมมันตรังสีก็คือ ของเสีย
ไม่ว่าในรูปของๆแข็ง ของเหลว
หรือ ก๊าซที่ประกอบ หรือ ปนเปื้อน
ด้วยสารกัมมันตรังสี ใน
ระดับความแรงรังสีสูงกว่าเกณฑ์กำหนดว่า
เป็นอันตราย และ
วัสดุนั้นๆไม่เป็น
ประโยชน์อีกต่อไปแล้ว
เมื่อได้ชื่อว่า กาก
กัมมันตรังสี กาก หรือ
ของเสียเหล่านั้นจะต้องได้รับการบำบัด
และ จัดการอย่างมีระบบ
และผ่านการตรวจสอบ อย่างเคร่ง
ครัด
ประเภทของกากกัมมันตรังสี
1.
กากกัมมันตรังสีระดับสูง
ได้แก่กากกัมมันตรังสีที่เป็นของแข็งและของเหลวที่ได้จากการฟอกกากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
และกากกัมมันตรังสีอื่นๆ
ที่มีระดับรังสีสูงเทียบเท่า
2.
กากกัมมันตรังสีระดับรังสีปานกลาง
เป็นกากกัมมันตรังสีที่เกิดจากการปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับสารกัมมันตรังสี
อาทิเช่น เศษโลหะ
กากตะกอนที่ได้จากการบำบัดกากกัมมันตรังสีที่เป็นของเหลว
สารแลกเปลี่ยนไอออน
และต้นกำเนิด รังสีใช้แล้ว
3.
กากกัมมันตรังสีระดับต่ำ
เป็นกากกัมมันตรังสีที่เกิดจากการปฏิบัติงานเกี่ยวข้องกับสารกัมมันตรังสี
อาทิเช่น ถุงมือ เสื้อผ้า
อุปกรณ์ที่ทำจากกระดาษ
กากกัมมันตรังสี...
ไม่คงอยู่ตลอดไป
สารกัมมันตรังสีทุกประเภทเป็นสารที่มีการสลายตัวโดยมีช่วงอายุการสลายตัวแตกต่างกัน
ตั้งแต่เสี้ยววินาที กระทั่ง
นับล้านปี
ดังนั้นกากกัมมันตรังสีไม่คงอยู่อย่างถาวร
พิษของสารรังสีย่อมเจือจางไปตามกาลเวลา
โดยที่ ช่วงเวลาที่สาร
รังสีสลายตัวไป
ครึ่งหนึ่งของปริมาณตั้งต้นเรียกว่า"ครึ่งชีวิต"
โดยทั่วไปแล้วเมื่อทิ้งไว้เพียงช่วงเวลา
10 ช่วงครึ่งชีวิต สาร
กัมมันตรังสีนั้นๆ
ก็จะมีปริมาณความแรงรังสีคงเหลือเพียง
1 ใน 1,000 เท่าของปริมาณตั้งต้น
และในช่วงเวลา 20 ช่วง ครึ่งชีวิต
สารกัมมันตรังสีนั้นจะมีความแรงรังสีเหลือเพียง
1 ใน 1,000,000 เท่าของปริมาณตั้งต้น
กากกัมมันตรังสี...มาจากไหน
?
กากกัมมันตรังสีเกิดขึ้นจากการที่มนุษย์นำเทคโนโลยีนิวเคลียร์มาใช้งานในกิจกรรมต่างๆเช่น
- การเดินเครื่องโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
- การใช้ประโยชน์ในกิจการแพทย์
- การใช้ประโยชน์ในกิจการอุตสาหกรรม
- การใช้ประโยชน์
ในกิจการเกษตร
- การใช้ประโยชน์ในการศึกษาวิจัยทางวิชาการต่างๆ
อนึ่งกากกัมมันตรังสีอาจเกิดขึ้นได้ในกระบวนการนำ
ทรัพยากรแร่
ธาตุจากพื้นโลกมาแปรสภาพใช้งานในกิจการต่างๆ
Yกากกัมมันตรังสีจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
การเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
หมายถึง การทำให้เกิด
ปฏิกิริยานิวเคลียร์
ต่อเนื่องตลอดเวลาทำงาน และ
ควบคุมได้
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ในกรณีของการเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือปฏิกิริยา
นิวเคลียร์ ฟิชชัน ซึ่งคือการที่
นิวเคลียสของ ยูเรเนียม-235
ถูกทำให้แตกตัว
เกิดพลังงานความร้อน และ
อนุภาคนิวเคลียร์ ออกมา
พลังความร้อนนั้นเกิดจากการที่
มวลสาร
ของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์หายไป
จึงเกิดพลังงานตามสมการของ
ไอน์สไตน์
E=mc2
E คือ พลังงาน
m คือมวลสาร
c คือความเร็วแสง
ส่วนอนุภาคนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นมีได้หลายอย่างที่สำคัญคือ
นิวตรอน ซึ่งเกิด
จากปฏิกิริยาฟิชชัน
โดยตรงแต่จะเกิดมีอนุภาค แอลฟา
บีตา และแกมมา
ในเครื่องปฏิกรณ์ด้วยจากปฏิกิริยาข้างเคียง
ตัวอย่างเช่น
เกิดจากการที่นิวตรอนที่เกิดขึ้น
วิ่งไป ชนวัตถุอื่นๆ ต่อไป
หรือเกิดจากการที่ไอโซโทปรังสีที่มาจากการแตกตัวของยูเรเนียมสลายตัวให้รังสีออกมาการเกิดปฏิกิริยา
ฟิชชัน ชนิดต่อเนื่อง ( Chain Reaction)
จะเกิดขึ้นเฉพาะ
ที่แกนเครื่องปฏิกรณ์
นิวเคลียร์ซึ่งแท่งเชื้อเพลิงถูกจัดเรียงรวม
มัดอยู่อย่างเป็นระเบียบที่ดีเท่านั้นเพราะปฏิกิริยา
ฟิชชัน
จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีเชื้อเพลิงถึงเกณฑ์วงจร
วิกฤต "Critical Mass"
Yกากกัมมันตรังสีที่เกิดจากการเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
สามารถแยกได้เป็น 2 ส่วน
ส่วนที่หนึ่ง...เกิดจากเนื้อเชื้อเพลิงโดยตรง
เนื่องจากเมื่อเกิดปฏิกิริยา
ฟิชชัน ขึ้น
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ส่วนหนึ่งจะถูกทำ
ปฏิกิริยาหมดไป
หรืออีกนัยหนึ่งคือถูก
"เผาไหม้" นั่นเอง
แต่เชื้อเพลิงใช้แล้ว หรือ
"ขี้เถ้า"
นั้นจะยังคงอยู่ในแท่งเชื้อเพลิง
ซึ่งทำด้วยโลหะ
คงทนโดยมิได้หลุดรอดออกมาสู่ตัวเครื่องปฏิกรณ์
แท่งเชื้อเพลิงนั้นเราเรียกว่า
เชื้อเพลิงใช้แล้ว (Spent Fuel)
ขี้เถ้าหรือกากเชื้อเพลิง
ในแท่ง
เชื้อเพลิงใช้แล้วประกอบด้วยสารกัมมันตรังสีหลายชนิดซึ่งเป็นผลจากปฏิกิริยา
ฟิชชัน ที่ทำให้ยูเรเนียมแตกตัว
เป็นเสี่ยงๆ
แต่ละเสี่ยงหมายถึงธาตุขนาด
เล็กลง และมีได้หลายชนิด
นอกเหนือจากนั้น ในแท่ง
เชื้อเพลิงใช้ แล้วยังมีเนื้อ
ยูเรเนียม ที่ใช้
ไม่หมดอีกจำนวนหนึ่งและมีธาตุที่หนักกว่ายูเรเนียม
ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยา กระตุ้น
ด้วยนิวตรอน (Neutron Activation) อีกด้วย
ในการเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ผลิตกระแสไฟฟ้า
จะมีการเกิดกากกัมมันต
รังสีชนิด "
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ใช้แล้ว"
ประมาณ 1 ใน 3
ของแท่งเชื้อเพลิงทั้งหมด
ในเครื่องปฏิกรณ์ เช่น
หากเป็นโรงไฟฟ้า นิวเคลียร์ขนาด
1,000 เมกะวัตต์ จะมีประมาณ 30
ตันต่อปี
หรือคิดเป็นปริมาตรได้เท่ากับ 6
ลูกบาศก์เมตร ซึ่งจะต้องนำ
เชื้อเพลิงชุดใหม่เข้าไปเปลี่ยนส่วน
แท่งเชื้อเพลิงใช้
แล้วที่นำออกมา
จะต้องถูกนำเก็บไว้ในสระน้ำ
เพื่อลดอุณหภูมิของ
แท่งเชื้อเพลิงลงชั่วระยะหนึ่ง
หลังจากนั้นจึงนำไปเก็บเพื่อบำบัดหรือนำไปทิ้งโดยถาวรต่อไป
กากกัมมันตรังสีชนิดนี้ เป็น
กลุ่ม
ที่เรียกว่ากากกัมมันตรังสี
ระดับสูง (High-level Waste)
ส่วนที่สอง ...กากกัมมันตรังสีที่เกิดจากส่วนประกอบในการเดินเครื่องปฏิกรณ์
เช่น การใช้เครื่องปฏิกรณ์
ต้มน้ำให้ร้อน
เป็นไอน้ำและไอน้ำนั้นไปหมุนปั่นเทอร์ไบน์ผลิตกระแสไฟฟ้า
น้ำที่ใช้นั้นอาจมีสิ่งเจือปนอยู่บ้าง
สิ่งเจือปนในน้ำที่เข้าไปสู่
แกนปฏิกรณ์อาจเกิดปฏิกิริยาจากอนุภาคนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น
ทำให้กลายเป็นสารรังสี
ซึ่งต้องทำการบำบัด
นอกจากนั้นแล้วยังมีกากกัมมันตรังสีอื่นๆ
เช่น ชิ้นส่วน เครื่องปฏิกรณ์
ที่ชำรุดต้องเปลี่ยนออก หรือ
แม้แต่เสื้อผ้าของผู้
ปฏิบัติงานควบคุม
หรือเดินเครื่องปฏิกรณ์ เป็นต้น
ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาด 1,000
เมกะวัตต์ จะมีกากกัมมันตรังสี
ในกลุ่ม ที่ 2
ซึ่งเรียกว่าเป็นกลุ่ม
กากกัมมันตรังสีระดับต่ำ (Low level Waste)
ประมาณ 100-600 ลูกบาศก์ ต่อ ปี
ซึ่งจะมาจาก
- เรซินใช้ แล้ว
ที่ใช้ในการบำบัดน้ำมีรังสี............................................................225 ลูกบาศก์ เมตร
- กากตะกอนจากการต้มระเหยกากฯของเหลว................................................. 300 ลูกบาศก์ เมตร
- ขยะต่างๆ
รวมทั้งเครื่องกรองอากาศ...............................................................100 ลูกบาศก์ เมตร
- อื่นๆ
(ชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่ชำรุด)..........................................................................
30 ลูกบาศก์
เมตร
นอกเหนือจากสองส่วนข้างต้นแล้วอาจจะนับเนื่องจากกากกัมมันตรังสีจากการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม
กากกัมมันตรังสีจากการ
สกัดธาตุยูเรเนียมออกจากสินแร่
และ กากกัมมันตรังสี
จากการผลิตแท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เพื่อใช้งานใน
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
รวมกันเรียกว่า
เป็นกากกัมมันตรังสีจากวัฏจักรเชื้อเพลิง
ซึ่งในกลุ่มนี้มีปริมาณของกากฯ
ที่บำบัดแล้วไม่มากนัก
Yกากกัมมันตรังสีที่เกิดจากการใช้เทคโนโลยีอื่นๆนิวเคลียร์
ประกอบด้วย
การใช้สารกัมมันตรังสีปริมาณน้อย
โดยใช้เป็นสารเคมีตัวติดตามในขบวนการทางเคมี
หรือชีวเคมีต่างๆ
สารกัมมันตรังสีชนิดต้นกำเนิดรังสีปิดผนึกที่มีระดับรังสีตั้งแต่ปริมาณน้อยๆ
ใช้ในการตรวจสอบประสิทธิภาพเครื่องมือ
และ
การทำงานและการควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมต่างๆพวกที่มีรังสีระดับปานกลางที่ใช้ในกระบวนการตรวจสอบ
ผลิตภัณฑ์ โดยไม่ทำลาย
กระทั่งถึงพวกที่มีระดับรังสีสูงมาก
ที่ใช้ในการฉายรังสีเพื่อการบำบัดรักษาทางการแพทย์
และการฆ่า เชื้อโรค
ในอุปกรณ์ผลิตภัณฑ์ทางการ แพทย์
และการฉายรังสีเพื่อการถนอมอาหาร
และผลิตผลการเกษตร เป็นต้น
กากกัมมันตรังสีอาจเกิดขึ้นได้ในกระบวนการนำทรัพยากรแร่ธาตุจากพื้นโลกมาแปรสภาพใช้งาน
วัตถุดิบสำหรับกระบวน
การอุตสาหกรรม
และเกษตรกรรมหลายอย่างมาจากแร่ะาตุจากพื้นพิภพ
ซึ่งในแร่ธาตุจากพื้นพิภพเหล่านั้นจะมี
สารกัมมันต รังสี เจือปนอยู่แล้ว
ตามธรรมชาติ
ดังนั้นเมื่อนำวัตถุดิบต่างๆ
ดังกล่าวมาผ่านกระบวนการผลิต
ก็จะทำให้เกิดกากกัมมันตรังสี
ขึ้นได้ ตัวอย่างเช่น
การผลิตปุ๋ยฟอสเฟต
การสกัดแร่ธาตุหายาก (rare earth mineral)
การกลั่นแยกน้ำมันดิบ และ ก๊าซ
ธรรม ชาติ
โรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินและลิกไนต์
เป็นต้น
กากกัมมันตรังสีเหล่านี้จัดเป็นพวกที่มีระดับต่ำมาก
และได้รับการยกเว้นมิได้
ดำเนินการตรวจสอบควบคุม |