โรงไฟฟ้านิวเคลียร์กับสิ่งแวดล้อม โดย นายวิวัฒน์ พฤกษะวัน และ นายชาย ชีวะเกตุ
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีส่วนเกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมในหลายขั้นตอน เริ่มตั้งแต่ขั้นตอนการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม การผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ การเดินเครื่องปฏิกรณ์ การจัดการเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วและกากกัมมันตรังสี แต่ละขั้นตอนจะต้องควคุมอย่างใกล้ชิด ให้เป็นไปตามกฎระเบียบอย่างเข้มงวดและรัดกุม เพื่อป้องกันอุบัติเหตุที่อาจทำให้เกิดการแพร่กระจายขอกัมมันตรังสี และส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้
ก. การปล่อยก๊าซหรืออากาศจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ได้แก่
๑) ไอร้อนของน้ำจากหอระบายความร้อนทั้งหมดจะส่งผลให้อากาศรอบๆ บริเวณโรงไฟฟ้าสูงขึ้น แต่ต้องไม่สูงเกินกว่ากฎหมายกำหนด ทั้งนี้โดยให้ไอร้อนที่ออกจากหอระบายความร้อนลอยตัวขึ้นสู่บรรยากาศเบื้องสูง เพื่อให้ความร้อนกระจายตัวอย่างรวดเร็วตามกระแสลมเบื้องบน
๒) อากาศที่ระบายออกจากอาคารต่างๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับสารกัมมันตรังสี
๓) ไอเสียจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องยนต์ดีเซล ซึ่งเป็นระบบไฟฟ้าสำรองฉุกเฉินของโรงไฟฟ้า ที่ต้องติดเครื่องอย่างน้อยเดือนละครั้ง เพื่อความมั่นใจในความพร้อม เมื่อมีการติดเครื่องจะเกิดก๊าซเสียออกมา ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ และไนทรัสออกไซด์
๔) ก๊าซและไอน้ำจากหัวฉีดอากาศ (air ejectors) ซึ่งอยู่ในระบบไอน้ำหลัก โดยถ้าเป็นก๊าซจากหัวฉีดอากาศของโรงไฟฟ้าแบบ PWR ปกติจะไม่มีกัมมันตรังสีเจือปน ยกเว้นกรณีการรั่วไหลผ่านมาทางเครื่องผลิตไอน้ำ จึงอาจมีกัมมัน ตรังสีปะปนได้ ส่วนโรงไฟฟ้าแบบ BWR หัวฉีดอากาศจะมีการระบายก๊าซที่ปะปนรังสีออกมา แต่การระบายก๊าซต้องผ่านขั้นตอนต่างๆ ได้แก่ ท่อหน่วงความเร็ว ถังเก็บต่างๆ และชุดรวมก๊าซไฮโดรเจน ก่อนปล่อยออกสู่บรรยากาศทางปล่องระบายอากาศที่สูงมากของโรงไฟฟ้าแบบ BWR
๕) อากาศที่ระบายออกจากอาคารต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับสารกัมมันตรังสีและกัมมันตรังสีปะปนนั้น ก่อนจะปล่อยออกมาต้องผ่านการตรวจวัด หรือตรวจจับอนุภาคและก๊าซเหล่านั้นก่อน ถ้ามีระดับรังสีสูงกว่าที่กำหนด ระบบระบายอากาศปกติจะหยุดทำงานทันที พร้อมทั้งพัดลมของชุดระบายอากาศพิเศษจะทำงาน โดยทำหน้าที่ระบายอนุภาคและก๊าซเหล่านั้นไปตามเส้นทางพิเศษ โดยจะผ่านชุดกรองอากาศประสิทธิภาพสูง ก่อนปล่อยออกสู่บรรยากาศ ซึ่งระบบกรองอากาศพิเศษนี้ออกแบบไว้สำหรับกรอง และลดระดับรังสีให้ได้ตามกำหนด
๖) บางครั้งมีการระบายก๊าซกัมมันตรังสีออกมาจากระบบสนับสนุนการทำงานของระบบระบายความร้อน ก๊าซเหล่านี้อาจถูกกักเก็บไว้ภายใต้ความดัน รอจนกว่าระดับรังสีลดน้อยลงกว่าที่กำหนดแล้ว จึงสามารถปล่อยออกสู่บรรยากาศได้
ข. การปล่อยน้ำหรือของเหลวออกจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ได้แก่
๑) น้ำหรือของเหลวที่ไม่มีกัมมันตรังสี ได้แก่ น้ำที่ใช้หล่อเย็นเครื่องควบแน่นไอน้ำ ชุดระบายความร้อนต่างๆ ที่ใช้ในกระบวนการสนับสนุนการทำงานของกังหันไอน้ำ-เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือน้ำที่ผ่านหอระบายความร้อนต่างๆ น้ำเหล่านี้จะไม่มีสารกัมมันตรังสีเจือปน และสามารถระบายออกสู่แม่น้ำ ทะเลสาบ และทะลได้ โดยปริมาณความร้อนจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ หรือโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ระบายลงสู่แหล่งน้ำนั้นไม่มีความแตกต่างกัน เพราะใช้หลักการทำงานของเครื่องผลิตไอน้ำที่เหมือนกัน ในบางกรณีโรงไฟฟ้าถ่านหินอาจเดินเครื่องที่อุณหภูมิและแรงดันไอน้ำสูงกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ มีอีกวิธีหนึ่งที่จะลดมลพิษทางความร้อนลงได้ นั่นคือการใช้ความร้อนที่จะทิ้ง นำไปผลิตไอน้ำในระบบผลิตไฟฟ้าแบบผสม (cogeneration principles) แต่ไม่ว่าจะเป็นโรงไฟฟ้าชนิดใด น้ำร้อนที่ผ่านการควบแน่นไอน้ำแล้ว เมื่อปล่อยลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ จะต้องไม่ทำให้อุณหภูมิของแหล่งน้ำนั้นสูงเกินกว่ากฎหมายกำหนด
๒) น้ำหรือของเหลวที่มีกัมมันตรังสีเล็กน้อยที่ระบายจากเครื่องผลิตไอน้ำ โดยปกติจะไม่มีสารกัมมันตรังสีเจือปน และยอมให้มีการรั่วไหลของน้ำจากระบบระบาย ความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์สู่ระบบทุติยภูมิ ของเครื่องผลิตไอน้ำได้เล็กน้อย (น้อยกว่า ๔๐๐ แกลลอน/วัน) อย่างไรก็ตาม ถ้าน้ำมีกัมมันตรังสีเจือปนจะต้องกักเก็บ และลดระดับรังสีลงด้วยการผ่านกระบวนการแลกเปลี่ยนประจุ (ion exchange) ก่อนปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีระบบต่างๆ มากมายที่อาจใช้เก็บของเหลวที่มีกัมมันตรังสี โดยของเหลวดังกล่าวต้องมีการจัดเก็บ ทำความสะอาด สุ่มตัวอย่าง และตรวจสอบระดับรังสีให้ต่ำกว่ากำหนดก่อนระบายทิ้ง และในโรงงานบางส่วนของโรงไฟฟ้าแบบน้ำเดือด (BWR) มีข้อกำหนด ห้ามระบายของเหลวที่มีรังสีเจือปนออกจากโรงไฟฟ้าโดยเด็ดขาดไว้ด้วย
ค. การปล่อยกากหรือขยะที่เป็นของแข็งออกจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
กากหรือขยะที่เป็นของแข็งที่ปล่อย ออกจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มี ๓ ทาง ซึ่งต้องการสถานที่/พื้นที่สำหรับการจัดการและจัดเก็บ ได้แก่
๑. กากหรือขยะทั่วไปจากหน่วยงานที่ไม่ได้ปฏิบัติงานทางรังสีจากกระบวนการหรือจากวัสดุก่อสร้าง
๒. กากกัมมันตรังสีจากการปฏิบัติงาน ของเจ้าหน้าที่ (เช่น ชุดทำงาน ผ้าขี้ริ้ว ไม้) ซึ่งถูกอัดบรรจุในถังเหล็ก ถังเหล็กเหล่านี้ต้องเป็นถังแห้งสนิทผ่านการตรวจสอบจากเจ้าหน้าที่ควบคุมความปลอดภัยและจัดวางบนพื้นดินที่บดอัดแน่นพิเศษ
๓. สารกรองน้ำที่ใช้แล้วซึ่งมีกัมมันตรังสีเจือปน จะต้องออกแบบและขนส่งเป็นพิเศษ
ขั้นตอนการจัดเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้ว
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ผ่านการใช้งานแล้ว จะกลายสภาพเป็นสารกัมมันตรังสีระดับสูง ซึ่งต้องควบคุมดูแลอย่างเข้มงวดรัดกุม เพื่อป้องกันกัมมันตรังสีรั่วไหล และเพื่อความปลอดภัยสูงสุดต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม โดยมีวิธีการจัดการหลายขั้นตอน เช่น การเก็บไว้ในบ่อน้ำนิรภัย การใส่ในภาชนะป้องกันรังสีและฝังไว้ใต้ดินดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ปัจจุบันมัดเชื้อเพลิงใช้แล้วจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ถูกเก็บไว้ในบ่อน้ำขนาดใหญ่ที่มีระบบระบายความร้อนตลอดเวลา แต่บางแห่งเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วไว้ในถังเก็บพิเศษ (Dry cask storage) ซึ่งอยู่ภายในบริเวณโรงไฟฟ้า
ที่มา https://guru.thaibizcenter.com/articledetail.asp?kid=2405