สร้างความมั่นใจในอนาคตที่ปลอดภัยสำหรับพลังงานนิวเคลียร์

โลกจำเป็นต้องขยายการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ทั่วโลกเพื่อช่วยลดการปล่อยคาร์บอนทั่วโลก ข้อสรุปดังกล่าวอิงจากแบบจำลองและการคาดการณ์มากมายที่บ่งชี้ว่าพลังงานหมุนเวียนไม่สามารถทำได้เพียงลำพัง

แต่มีข้อแม้ที่สำคัญ เราไม่สามารถมีเหตุการณ์นิวเคลียร์ครั้งใหญ่เช่นที่เกิดขึ้นที่เชอร์โนบิล ยูเครน และฟุกุชิมะ ประเทศญี่ปุ่น นี่คือสิ่งที่ฉันคิดว่ามีความเสี่ยงต่ำ แต่เหตุการณ์ที่มีผลกระทบสูง

ในประวัติศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์ มีเหตุการณ์ร้ายแรงไม่กี่ครั้ง แต่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีศักยภาพเฉพาะตัวในการเคลื่อนย้ายทั้งเมืองอย่างถาวรในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุร้ายแรง

อุบัติเหตุที่เชอร์โนบิลในท้ายที่สุดทำให้ผู้คนราว 350,000 คนต้องพลัดถิ่นจากบ้านของพวกเขา พื้นที่หลายพันตารางกิโลเมตรถูกจัดสรรให้เป็นเขตยกเว้นที่ไม่มีคนอาศัยอยู่รอบๆ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิล ผู้คนจำนวนมากต้องพลัดถิ่นจากอุบัติเหตุที่ฟูกูชิมะ แม้ว่าจะมีไม่มากเท่ากับเชอร์โนบิลก็ตาม

หากพลังงานนิวเคลียร์ต้องตระหนักถึงศักยภาพในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน เราต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุบัติเหตุดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้นอีกต่อไป

การสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น

เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันมีโอกาสพูดเกี่ยวกับประเด็นเหล่านี้กับ Dr. Kathryn Huff ผู้ช่วยเลขาธิการสำนักงานพลังงานนิวเคลียร์ของกระทรวงพลังงาน

ดร. ฮัฟฟ์อธิบายว่าระบบความปลอดภัยแบบพาสซีฟเป็นกุญแจสำคัญในการรับประกันว่าในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ คนงานสามารถเดินออกจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และจะปิดตัวลงในสถานะที่ปลอดภัย

มีความแตกต่างที่สำคัญที่จะทำที่นี่ สาธารณชนอาจคาดหวังว่าการออกแบบนิวเคลียร์จะป้องกันความล้มเหลว แต่ก็มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้ไม่สามารถวัดผลดังกล่าวได้ คุณไม่สามารถป้องกันทุกเหตุการณ์ที่อาจเกิดขึ้นได้ ดังนั้นเราจึงพยายามลดผลกระทบที่อาจเกิดขึ้น และใช้การออกแบบที่ปลอดภัยต่อความล้มเหลว

ตัวอย่างง่ายๆ ของการออกแบบที่ไม่ปลอดภัยคือฟิวส์ไฟฟ้า มันไม่ได้ป้องกันเหตุการณ์ที่มีกระแสมากเกินไปพยายามไหลผ่านฟิวส์ แต่ถ้าเป็นเช่นนั้น การเชื่อมต่อจะละลายและหยุดการไหลของกระแสไฟฟ้า ซึ่งเป็นสภาวะที่ไม่ปลอดภัย ทั้งเชอร์โนบิลและฟุกุชิมะไม่ได้ออกแบบมาให้ปลอดภัยจากความผิดพลาด

แต่การออกแบบที่ไม่ปลอดภัยดังกล่าวจะเกิดขึ้นได้อย่างไร ดร. ฮัฟฟ์ชี้ให้เห็นสองตัวอย่าง

อย่างแรกคือเครื่องปฏิกรณ์แรงดันน้ำ AP1000® ใหม่ (PWR) จาก Westinghouse. ปัญหาในฟุกุชิมะคือหลังจากการปิดตัวลง จำเป็นต้องมีพลังงานเพื่อหมุนเวียนน้ำเพื่อทำให้เครื่องปฏิกรณ์เย็นลง เมื่อสูญเสียพลังงาน ความสามารถในการทำให้แกนเครื่องปฏิกรณ์เย็นลงก็หมดไป

เครื่องปฏิกรณ์ APR ใหม่อาศัยแรงธรรมชาติ เช่น แรงโน้มถ่วง การไหลเวียนตามธรรมชาติ และก๊าซอัด เพื่อหมุนเวียนน้ำและป้องกันไม่ให้แกนและส่วนกักเก็บร้อนเกินไป

นอกจากการระบายความร้อนแบบพาสซีฟแล้ว ยังมีนวัตกรรมในการพัฒนาประเภทเชื้อเพลิงแห่งอนาคตที่ทนทานต่ออุบัติเหตุอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ไอโซโทรปิกไตรโครงสร้าง (TRISO) เชื้อเพลิงอนุภาค ทำจากเคอร์เนลเชื้อเพลิงยูเรเนียม คาร์บอน และออกซิเจน แต่ละอนุภาคเป็นระบบกักกันของตัวเองด้วยชั้นเคลือบสามชั้น อนุภาค TRISO สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในปัจจุบัน และไม่สามารถละลายในเครื่องปฏิกรณ์ได้

Dr. Huff กล่าวว่าการสาธิตเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงจะออนไลน์ภายในสิ้นทศวรรษนี้ โดยมีเตียงกรวดที่เต็มไปด้วยอนุภาค TRISO

นวัตกรรมทั้งสองนี้อาจรับประกันได้ว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในอนาคตจะไม่ประสบอุบัติเหตุร้ายแรง แต่ยังมีคำถามเพิ่มเติมที่ต้องแก้ไข เช่น การกำจัดกากนิวเคลียร์ ฉันจะพูดถึงเรื่องนี้ เช่นเดียวกับสิ่งที่สหรัฐฯ กำลังทำเพื่อส่งเสริมพลังงานนิวเคลียร์ ในส่วนที่ XNUMX ของการสนทนาของฉันกับดร. ฮัฟฟ์