โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์กับสิ่งแวดล้อม
โดย นายวิวัฒน์ พฤกษะวัน และ นายชาย ชีวะเกตุ 
              
       โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์มีส่วนเกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมในหลายขั้นตอน เริ่มตั้งแต่ขั้นตอนการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม การผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ การเดินเครื่องปฏิกรณ์ การจัดการเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วและกากกัมมันตรังสี แต่ละขั้นตอนจะต้องควคุมอย่างใกล้ชิด ให้เป็นไปตามกฎระเบียบอย่างเข้มงวดและรัดกุม เพื่อป้องกันอุบัติเหตุที่อาจทำให้เกิดการแพร่กระจายขอกัมมันตรังสี และส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้

       ขั้นตอนการทำเหมือง
              การทำเหมืองแร่ยูเรเนียมมี 2 แบบ คือ แบบเปิดและแบบปิด โดยจะมีฝุ่นละอองจากธาตุยูเรเนียม ธาตุทอเรียม และก๊าซเรดอน ฟุ้งกระจายไปทั่วบริเวณเหมือง นอกจากนี้ยังมีตะกอนโลหะและสารกัมมันตรังสีปะปนอยู่บ้างเล็กน้อย ดังนั้น จึงอาจทำให้อากาศ และพื้นที่บริเวณนั้นมีการปนเปื้อนรังสีและสารโลหะหนักได้ ถ้าไม่ปฏิบัติตามวิธีการที่ถูกต้อง 
 
       ขั้นตอนการผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
              ทุกขั้นตอนการผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ตั้งแต่การแต่ง      แร่ จนถึงการสร้างประกอบมัดเชื้อเพลิงจะมีสารกัมมันตรังสีปะปนอยู่ทุกขั้นตอน แต่ปริมาณสารรังสีจะต้องไม่เกินมาตรฐานความปลอดภัยที่กำหนดไว้

       ขั้นตอนการเดินเครื่องโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์
              ขณะเดินเครื่องปฏิกรณ์ในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์จะเกิดความร้อน สารกัมมันตรังสี และผลิตผลจากการแตกตัวตลอดเวลา ซึ่งสารกัมมันตรังสีและความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่จะถูกควบคุมไว้ในอาคารคลุมปฏิกรณ์และอาคารกังหันไอน้ำ ซึ่งเป็นระบบปิดทั้งหมด ทั้งกากรังสีระดับต่ำ ปานกลาง และสูง กากแต่ละประเภทจะมีวิธีจัดการที่เหมาะสม เพื่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม อันได้แก่ อากาศ น้ำ พื้นดิน และสิ่งมีชีวิต (คน สัตว์ และพืช) น้อยที่สุด
      
       ก. การปล่อยก๊าซหรืออากาศจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ได้แก่
              - ไอร้อนของน้ำจากหอระบายความร้อนทั้งหมดจะส่งผลให้อากาศรอบๆบริเวณโรงไฟฟ้าสูงขึ้น แต่ต้องไม่สูงเกินกว่ากฎหมายกำหนด ทั้งนี้โดยให้ไอร้อนที่ออกจากหอระบายความร้อนลอยตัวขึ้นสู่บรรยากาศเบื้องสูง เพื่อให้ความร้อนกระจายตัวอย่างรวดเร็วตามกระแสลมเบื้องบน
              - อากาศที่ระบายออกจากอาคารต่างๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับสารกัมมันตรังสี
              - ไอเสียจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องยนต์ดีเซล ซึ่งเป็นระบบไฟฟ้าสำรองฉุกเฉินของโรงไฟฟ้า ที่ต้องติดเครื่องอย่างน้อยเดือนละครั้ง เพื่อความมั่นใจในความพร้อม เมื่อมีการติดเครื่องจะเกิดก๊าซเสียออกมา ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์คาร์บอนมอนอกไซด์ และไนทรัสออกไซด์
              - ก๊าซและไอน้ำจากหัวฉีดอากาศ (air ejectors) ซึ่งอยู่ในระบบไอน้ำหลัก โดยถ้าเป็นก๊าซจากหัวฉีดอากาศของโรงไฟฟ้าแบบ PWR ปกติจะไม่มีกัมมันตรังสีเจือปน ยกเว้นกรณีการรั่วไหลผ่านมาทางเครื่องผลิตไอน้ำจึงอาจมีกัมมัน ตรังสีปะปนได้ ส่วนโรงไฟฟ้าแบบ BWR หัวฉีดอากาศจะมีการระบายก๊าซที่ปะปนรังสีออกมา แต่การระบายก๊าซต้องผ่านขั้นตอนต่างๆ ได้แก่ ท่อหน่วงความเร็ว ถังเก็บต่างๆ และชุดรวมก๊าซไฮโดรเจน ก่อนปล่อยออกสู่บรรยากาศทางปล่องระบายอากาศที่สูงมากของโรงไฟฟ้าแบบ BWR
              - อากาศที่ระบายออกจากอาคารต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง   ก่อนจะปล่อยออกมาต้องผ่านการตรวจวัด หรือตรวจจับอนุภาคและก๊าซเหล่านั้นก่อน ถ้ามีระดับรังสีสูงกว่าที่กำหนด ระบบระบายอากาศปกติจะหยุดทำงานทันทีพร้อมทั้งพัดลมของชุดระบายอากาศพิเศษจะทำงานโดยทำหน้าที่ระบายอนุภาคและก๊าซเหล่านั้นไปตามเส้นทางพิเศษโดยจะผ่านชุดกรองอากาศประสิทธิภาพสูงก่อนปล่อยออกสู่บรรยากาศซึ่งระบบกรองอากาศพิเศษนี้ออกแบบไว้สำหรับกรองและลดระดับรังสีให้ได้ตามกำหนด
              - บางครั้งมีการระบายก๊าซกัมมันตรังสีออกมาจากระบบสนับสนุนการทำงานของระบบระบายความร้อน ก๊าซเหล่านี้อาจถูกกักเก็บไว้ภายใต้ความดัน รอจนกว่าระดับรังสีลดน้อยลงกว่าที่กำหนดแล้ว จึงสามารถปล่อยออกสู่บรรยากาศได้
       ข. การปล่อยน้ำหรือของเหลวออกจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ได้แก่
              - น้ำหรือของเหลวที่ไม่มีกัมมันตรังสี ได้แก่ น้ำที่ใช้หล่อเย็นเครื่องควบแน่นไอน้ำชุดระบายความร้อนต่างๆ ที่ใช้ในกระบวนการสนับสนุนการทำงานของกังหันไอน้ำเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือน้ำที่ผ่านหอระบายความร้อนต่างๆ น้ำเหล่านี้จะไม่มีสารกัมมันตรังสีเจือปน และสามารถระบายออกสู่แม่น้ำ ทะเลสาบ และทะลได้ โดยปริมาณ ความร้อนจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ หรือโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ระบายลงสู่แหล่งน้ำนั้นไม่มีความแตกต่างกัน เพราะใช้หลักการทำงานของเครื่องผลิตไอน้ำที่เหมือนกัน ในบางกรณีโรงไฟฟ้าถ่านหินอาจเดินเครื่องที่อุณหภูมิและแรงดันไอน้ำสูงกว่าโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์มีอีกวิธีหนึ่งที่จะลดมลพิษทางความร้อนลงได้ นั่นคือการใช้ความร้อนที่จะทิ้ง นำไปผลิตไอน้ำในระบบผลิตไฟฟ้าแบบผสม (cogeneration principles) แต่ไม่ว่าจะเป็นโรงไฟฟ้าชนิดใด น้ำร้อนที่ผ่านการควบแน่นไอน้ำแล้ว เมื่อปล่อยลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติจะต้องไม่ทำให้อุณหภูมิของแหล่งน้ำนั้นสูงเกินกว่ากฎหมายกำหนด
              - น้ำหรือของเหลวที่มีกัมมันตรังสีเล็กน้อยที่ระบายจากเครื่องผลิตไอน้ำ โดยปกติจะไม่มีสารกัมมันตรังสีเจือปน และยอมให้มีการรั่วไหลของน้ำจากระบบระบาย ความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์สู่ระบบทุติยภูมิ ของเครื่องผลิตไอน้ำได้เล็กน้อย (น้อยกว่า 400 แกลลอนต่อวัน) อย่างไรก็ตาม ถ้าน้ำมีกัมมันตรังสีเจือปนจะต้องกักเก็บ และลดระดับรังสีลงด้วยการผ่านกระบวนการแลกเปลี่ยนประจุ (ion exchange) ก่อนปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์มีระบบต่างๆ มากมายที่อาจใช้เก็บของเหลวที่มีกัมมันตรังสี โดยของเหลวดังกล่าวต้องมีการจัดเก็บ ทำความสะอาด สุ่มตัวอย่าง และตรวจสอบระดับรังสีให้ต่ำกว่ากำหนดก่อนระบายทิ้ง และในโรงงานบางส่วนของโรงไฟฟ้าแบบน้ำเดือดมีข้อกำหนด ห้ามระบายของเหลวที่มีรังสีเจือปนออกจากโรงไฟฟ้าโดยเด็ดขาดไว้ด้วย
       ค. การปล่อยกากหรือขยะที่เป็นของแข็งออกจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์
              กากหรือขยะที่เป็นของแข็งที่ปล่อย ออกจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์มี 3 ทาง ซึ่งต้องการ
       สถานที่/พื้นที่สำหรับการจัดการและจัดเก็บ ได้แก่
              - กากหรือขยะทั่วไปจากหน่วยงานที่ไม่ได้ปฏิบัติงานทางรังสีจากกระบวนการหรือจากวัสดุก่อสร้าง
              - กากกัมมันตรังสีจากการปฏิบัติงาน ของเจ้าหน้าที่ (เช่น ชุดทำงาน ผ้าขี้ริ้ว ไม้) ซึ่งถูกอัดบรรจุในถังเหล็ก ถังเหล็กเหล่านี้ต้องเป็นถังแห้งสนิทผ่านการตรวจสอบจากเจ้าหน้าที่ควบคุมความปลอดภัยและจัดวางบนพื้นดินที่บดอัดแน่นพิเศษ
              - สารกรองน้ำที่ใช้แล้วซึ่งมีกัมมันตรังสีเจือปน จะต้องออกแบบและขนส่งเป็นพิเศษ
      
       ขั้นตอนการจัดเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้ว
              เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ผ่านการใช้งานแล้ว จะกลายสภาพเป็นสารกัมมันตรังสีระดับสูง ซึ่งต้องควบคุมดูแลอย่างเข้มงวดรัดกุม เพื่อป้องกันกัมมันตรังสีรั่วไหล และเพื่อความปลอดภัยสูงสุดต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม โดยมีวิธีการจัดการหลายขั้นตอน เช่น การเก็บไว้ในบ่อน้ำนิรภัย การใส่ในภาชนะป้องกันรังสีและฝังไว้ใต้ดินดังที่ได้กล่าวมาแล้ว  ปัจจุบันมัดเชื้อเพลิงใช้แล้วจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ส่วนใหญ่ถูกเก็บไว้ในบ่อน้ำขนาดใหญ่ที่มีระบบระบายความร้อนตลอดเวลา  แต่บางแห่งเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วไว้ในถังเก็บพิเศษ (Dry cask storage) ซึ่งอยู่ภายในบริเวณโรงไฟฟ้า  

ที่มา:  สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ เล่มที่ 28