โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ใช้พลังงานอันน่ามหัศจรรย์ ของอะตอมในการให้กำเนิดกระแสไฟฟ้าด้วยต้นทุน ของเชื้อเพลิงที่ต่ำ ละมลภาวะที่เป็นพิษ น้อยกว่าโรงงาน ที่ใช้เชื้อเพลิงจากซากพืชและสัตว์ อย่างไรก็ตาม การวางแผน การก่อสร้าง และการทำงานของ โรงงานไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์นั้นกินเวลานาน และมีกระบวนการทำงาน ที่ซับซ้อนมาก

Atomic Energy Commision (AEC) กล่าวว่าโรงงานไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ ให้กำเนิดกระแสไฟฟ้าด้วยต้นทุนที่ถูก เมื่อเปรียบเทียบกับ โรงงานไฟฟ้าที่ใช้ เชื้อเพลิงจากซากพืช และสัตว์จะเห็นว่า โรงงานไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่า ต้นทุนต่ำ แต่สามารถ ให้พลังงาน ออกมาได้หลายพื้นที่ ปัจจุบันนี้ที่ AEC กล่าวมานั้นเป็นสิ่งที่ไม่ถูกต้อง เนื่องจากต้นทุนของ โรงงานไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์นั้นมี ต้นทุนมาก พอๆ กับ โรงงานไฟฟ้าถ่านหินซะแล้ว

การก่อสร้างโรงงาน โรงงานไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์ใช้เวลาหลายปี ในการก่อสร้างส่วนที่สำคัญมาก ในโรงงานคือเตาปฏิกรณ์ ซึ่งเป็นส่วนที่เกิด การแยกปรมาณู (นิวเคลียร์แตกตัว) ในระหว่างที่เกิดปฏิกิริยา จะมีรังสีถูกปล่อยออกมาโรงงานควรจะมี การป้องกันที่ดีเพื่อที่ จะแน่ใจได้ว่าไม่มีรังสี เล็ดลอดออกมาสู่ สิ่งแวดล้อมภายนอก เตาปฏิกรณ์นี้ ต้องเก็บรังสีได้ ซึ่งมีลักษณะเป็นโดมมีผนังหนาที่ทำจาก ปูนซีเมนต์ และเหล็ก อีกทั้งยังต้องมี ความแข็งแรงมากพอ ขนาดที่ เครื่องบินเจ็ทชนแล้วไม่พัง อาคารที่เก็บเครื่องกลต่างๆเป็นส่วนที่มีห้องควบคุม และห้อง คอมพิวเตอร์วิศวกรจะคอย สอดส่อง ดูแลโรงงานทั้งหมดได้ ในห้องควบคุม ถ้ามีสิ่งใดผิดพลาด จะมีระบบป้องกันภัยคือเสียงหวอเตือนและปัญหาที่เกิดขึ้น จะแก้ไขได้โดย อัตโนมัติ เมื่อกดปุ่ม คอมพิวเตอร์ที่อยู่ใน ห้องคอมพิวเตอร์จะบันทึกเหตุการณ์ ทุกอย่างที่เกิดขึ้นภายใน โรงงานซึ่งต้อง ใช้เวลาหลายปี กว่าที่การ ก่อสร้างโรงงาน ส่วนที่เกิดปฏิกิริยา และระบบอิเล็คทรอนิคส์ที่ซับซ้อนจะเสร็จ เพื่อให้กำเนิดกระแสไฟฟ้าออกมา

กระบวนให้กำเนิดกระแสไฟฟ้า

ชิ้นส่วนเล็กๆจำนวนสิบล้าน หรือล้านล้านอะตอม เป็นตัวทำให้ทุกอย่างเกิดขึ้นภายในอะตอมจะมีนิวเคลียส ซึ่งประกอบไปด้วยโปรตอน และนิวตรอน เมื่อเกิด ฟิสชั่นคือนิวเคลียสแตกตัว จะเกิดปฏิกิริยาขึ้นภายใน แกนของเตาปฏิกรณ์ซึ่งเป็นจุดเริ่มของกระบวนการ ให้กำเนิด กระแสไฟฟ้า ของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ เชื้อเพลิงที่ใช้กันทั่วไปคือ ยูเรเนียม ซึ่งจะถูกเก็บไว้ ในลักษณะของแท่ง ในแกนของเตาปฏิกรณ์ นิวตรอนอิสระจะถูกปล่อย เข้าไปในแกน เพื่อให้เกิดการแตกตัว ด้วยการชนกับนิวเคลียส ของยูเรเนียม ทำให้เกิดความร้อนมากเมื่อนิวเคลียส แตกตัว จะเกิดนิวตรอนอิสระ 2-3 ตัว และไปชนกับอะตอมอื่นอีก ก็จะได้นิวตรอนอิสระเพิ่มขึ้นอีก ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นลูกโซ่นี้ เกิดขึ้นภายใน แกนทำปฏิกิริยาซึ่งทำให้เกิดความร้อนมาก จึงต้องมีวัตถุทำความเย็น อยู่รอบแท่งยูเรเนียม ในแกนทำปฏิกิริยาส่วนใหญ่แล้วจะใช้น้ำในการ ทำความเย็น แต่โรงงานสมัยใหม่ จะใช้โลหะเหลวแทน วัตถุทำความเย็น ช่วยลดอุณหภูมิ ของเตาปฏิกรณ์ เกิดจากการทำปฏิกิริยาไม่ให้เกิดความร้อนมากเกินไป ซึ่งจำเป็นมากในกระบวนการ ให้กำเนิดกระแสไฟฟ้า วัตถุทำความเย็น จะดูดความร้อนที่เกิดจาก ปฏิกิริยาฟิสชั่น มันจะเคลื่อนที่ผ่านท่อจนถึงหม้อต้มไอน้ำ ความดันในท่อ จะป้องกัน ไม่ให้วัตถุทำความเย็น ถึงจุดเดือด ในหม้อต้มไอน้ำ ความร้อนจาก วัตถุทำความเย็น จะผ่านผนังของท่อ และความร้อนขึ้นไปถึงน้ำที่ถูกปั๊มมาใช้ ซึ่งได้มาจากแม่น้ำ หรือลำธารที่อยู่ในละแวกนั้น น้ำที่ร้อนจะเดือดเป็นไอ จะถูกส่งผ่านท่อไปยังกังหันไอน้ำ เมื่อกังหันหมุนก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น หลังจากที่วัตถุทำความเย็น ให้ความร้อนแก่หม้อต้มไอน้ำแล้ว มันจะกลับไปยัง แกนทำปฏิกิริยาของ เตาปฏิกรณ์โดยอาศัยปั๊มถ้าแกนทำปฏิกิริยา มีความร้อนสูงมากเกินไป แท่งควบคุม จะตกลงมาแท่งควบคุมทำจากสาร ที่มีคุณสมบัติดูดซึม นิวตรอนที่มากเกินไป เมื่อแท่งเคลื่อนที่ มาอยู่ในแกนทำปฏิกิริยามันจะดูดซึมนิวตรอน ทำให้ปฏิกิริยาลูกโซ่เกิดช้าลงเกิดฟิสชั่นน้อยลง และความร้อนก็ลดลงตามไปด้วย

ของเสียที่เกิดจากนิวเคลียร์ ระหว่างที่เกิดฟิสชั่น

รังสีแกมมาจะถูกปล่อยออกมา เมื่อร่างกายของมนุษย์ ได้รับเข้าไปจะทำให้เกิด อาการบวมและ ทำให้เกิดความเสียหาย อย่างรุนแรงต่ออวัยวะสืบพันธุ์ ด้วยเหตุผลนี้ทำให้เกิดปัญหา ขึ้นกับเด็กที่เกิดขึ้นมา หลังจากการทำปฏิกิริยา 18 เดือน ปฏิกิริยาฟิสชั่นจะเกิดช้าลง จึงต้องมีการเปลี่ยน แท่งยูเรเนียมซึ่งใช้ เวลา 2เดือนในการเปลี่ยน อันใหม่มาแทนที่อันเก่า แท่งยูเรเนียมที่ใช้แล้ว จะถูกเก็บไว้ในที่บรรจุ ซึ่งเก็บไว้ในแท้งก์น้ำ ที่มีขนาดเท่ากับสระว่ายน้ำ ในแท้งก์เหล่านี้รังสีบางส่วน จะหมดไปจากแท่งเก่าๆ และแท่งนั้นจะเย็นลง อย่างไรก็ตาม โรงไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ยังประสบปัญหา เกี่ยวกับแท้งก์น้ำที่บรรจุแท่งยูเรเนียมจนเต็ม ซึ่งมีความต้องการสถานที่เก็บที่ถาวร

นักวิทยาศาสตร์หลายคน ได้พากันโต้เถียงเกี่ยวกับ สถานที่เก็บของเสียจากโรงไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์ในระยะยาวว่า สถานที่เก็บนั้นควรจะมี ความแข็งแรงและฝังอยู่ ใต้พื้นโลกให้ลึกที่สุด บางคนกล่าวว่าของเสียเหล่านั้นอาจจะแทรกซึม ผ่านหินและแผ่ขึ้นไปสู่ดวงอาทิตย์ บางประเทศได้ ทำการวางแผน ไว้เรียบร้อยแล้ว อย่างประเทศแคนาดา ได้วางแผนที่จะทำการฝัง ของเสียจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ไว้ใต้ Canada Shield ส่วนอเมริกาได้วางแผน ที่จะฝังไว้ใต้พื้นที่ ของรัฐเนวาดา ซึ่งเป็นสถานที่ทำการทดลอง และทดสอบนิวเคลียร์อยู่ จะขอยกตัวอย่างของโรงไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ 2 ชนิดคือ โรงไฟฟ้า พลังงานฟิสชั่นที่ใช้ Breeder Reactor และโรงไฟฟ้าพลังงานฟิวชั่น

โรงไฟฟ้าพลังงานฟิสชั่น Breeder Reactors

ทำงานคล้ายกับที่กล่าวมา เพียงแต่ใช้พลูโตเนียม เป็นเชื้อเพลิงแทนยูเรเนียมหลังจากที่นำพลูโตเนียม ออกมาจากเตาปฏิกรณ์มันสามารถ นำกลับมา ใช้ในเตาปฏิกรณ์ใหม่ได้ เพื่อนำไปผ่านกระบวนการ เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่

โรงงานพลังงานฟิวชั่น

ปฏิกิริยาฟิวชั่นตรงข้ามกับ ปฏิกิริยาฟิสชั่น ปฏิกิริยาฟิวชั่นคือนิวเคลียร์ของอะตอม สองอะตอมรวมเป็น อะตอมเดียว ไม่เหมือนกับปฏิกิริยา ฟิสชั่นที่นิวเคลียร์ ของอะตอมหนึ่งอะตอม แตกออกเป็นสอง ฟิวชั่นมีกระบวนการเดียวกัน กับที่เกิดขึ้นใน แกนของดวงอาทิตย์ ลักใหญ่ของโรงงาน ฟิวชั่น คือไม่มีการปล่อยรังสีออกมา ในการทำปฏิกิริยา จะต้องใช้ความร้อนมากซึ่งยากที่จะทำได้ พลังงานที่ใช้ในการทำงาน ของโรงงานฟิวชั่น มีค่าพอๆกับพลังงานที่ให้ออกมา

ปัญหา

แม้ว่าโรงไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์จะก่อประโยชน์ อย่างมหาศาล แต่ก็ยังมีปัญหาใหญ่อย่างหนึ่งคือ ถ้ามีความผิดพลาดเกิดขึ้น ในเตาปฏิกรณ์ ผลก็คือความหายนะ อันตรายที่เกิดขึ้นคือ การหลอมละลาย ของนิวเคลียร์ เหตุการณ์นี้จะเกิดขึ้นเมื่อแกนทำปฏิกิริยา มีความร้อนสูงมากจนไม่ สามารถควบคุมได้ จนหลอมละลายทำให้ปล่อยรังสีออกมา เป็นจำนวนมาก ดังนั้นจึงควร มีระบบทำความเย็นฉุกเฉินและสำรองเพื่อป้องกันเตา ปฏิกรณ์หลอมละลาย ปัญหาที่ยังไม่สิ้นสุดคือโรงไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์เชอร์โนบิล ซึ่งให้ระดับพลังงานมากถึง 150 ของระดับพลังงานปกติ มีความดันภายในท่อน้ำมาก จนทำให้โรงไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์เชอร์โนบิลระเบิด ความหายนะนี้เกิด จากการก่อสร้าง และการทำงานที่ไม่ดี เป็นผลให้มีผู้เสียชีวิต 31 คน และในพื้นที่ 20 ตารางไมล์นี้ไม่ สามารถอยู่อาศัยได้บางคนกล่าวว่า อุบัติเหตุที่เกิดจาก โรงไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์เชอร์โนบิล ทำให้เกิดมะเร็งหลาย ประเภททั่วยุโรป นักวิทยาศาสตร์และ นักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม จึงได้นำกรณีของโรงไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ เชอร์โนบิลมาต่อต้าน การสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์

การโต้เถียงที่ยังดำเนินต่อไป

นักวิทยาศาสตร์ได้ ถกเถียงกันเกี่ยวกับโรงไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ว่ามีความปลอดภัยเพียงพอ ที่จะใช้หรือไม่ โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ มากกว่า 100 โรงในอเมริกา ผลิตกระแสไฟฟ้ามากกว่า 20% แต่อุตสาหกรรมได้หยุดการเติบโตแล้ว ทำให้โรงไฟฟ้าพลังงาน นิวเคลียร์สูญเสียรายได้ มากกว่าโรงงานไฟฟ้าถ่านหิน แต่โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ยังคงให้ประโยชน์ในแง่ของต้นทุนของเชื้อเพลิงที่ต่ำ และไม่ทำให้เกิดมลพิษ ทางอากาศ และน้ำจึงยากที่จะทำนาย อนาคตของโรงไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ว่า มันจะถูกใช้อย่างแพร่หลาย เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า หรือจะถูก ข้อเสียของมัน เอาชนะข้อดีของมันได้