ช่วงปลายปี 2020 ที่ผ่านมา… คณะกรรมการกำกับกิจการนิวเคลียร์แห่งสหรัฐอเมริกา หรือ The U.S. Nuclear Regulatory Commission หรือ NRC ได้เปิดรายงาน Final Safety Evaluation Report จากโครงการ NuScaleTM ซึ่งออกแบบและทดสอบปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็ก หรือ Small Modular Reactor หรือ SMR ซึ่งผลการทดสอบนี้อ้างอิงการออกแบบระดับ Advanced Small Modular Reactors หรือ SMRs ซึ่งจะทำให้ NuScale มีโอกาสจะได้รับการรับรองการออกแบบเต็มรูปแบบจาก NRC ราวเดือนสิงหาคม ปี 2021 ซึ่งรายงานการทดสอบจะมีอายุครบ 1 ปี ในวันที่ 28 สิงหาคม ปี 2021… ซึ่งถือเป็นก้าวย่างสำคัญของวงการนิวเคลียร์ และ อุตสาหกรรมพลังงานที่สำคัญ
ประเด็นเป็นแบบนี้ครับ… Small Modular Reactor หรือ SMR หรือ ปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็ก ที่กำลังทวีความสำคัญขึ้นจนผู้เชี่ยวชาญแผนพลังงานทั่วโลกเชื่อเหมือนกันหมดว่า SMRs จะเป็นโรงไฟฟ้าที่ทำลายข้อจำกัดเรื่องแหล่งพลังงาน ที่จะมาทดแทนโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ ซึ่งแสงแดดสายลมกระแสน้ำและพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ ยังมีข้อจำกัดหลายอย่าง… ในขณะที่เทคโนโลยีนิวเคลียร์ได้ถูกออกแบบและพัฒนามาถึง Generation IV หรือ ยุคที่ 4 ซึ่งเป็นยุคนิวเคลียร์สะอาด ปลอดภัยและยั่งยืน
นับตั้งแต่เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ Chicago Pile-1 ซึ่งเป็นผลงานสุดยิ่งใหญ่ของ Enrico Fermi ประสบความสำเร็จในการเดินเครื่องเตาปฏิกรณ์ในเดือนธันวาคม ปี 1942… โลกก็เข้าสู่ยุคพลังงานนิวเคลียร์อย่างเป็นทางการ และเทคโนโลยีปฏิกรณ์นิวเคลียร์ก็ถูกพัฒนาเรื่อยมา ถึงแม้มนุษยชาติจะมีประสบการณ์ไม่ดีนักกับอุบัติเหตุจากเตาปฏิกรณ์อย่างการณีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชียร์โนบีล หรือ Chernobyl Nuclear Power Plant เมื่อวันเสาร์ที่ 26 เมษายน ปี 1986 ซึ่งใช้งานมาไม่ถึง 10 ปี… และถือเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Generation II ที่ออกแบบและก่อสร้างสอดไส้แบบแปลนผสมกลไกเตาปฏิกรณ์ Generation I… ซึ่งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั้ง Generation I และ II ยังใช้ระบบควบคุมความปลอดภัยแบบ Active Safety… แบบที่ต้องมีเจ้าหน้าที่เป็นคนหยุดเดินเครื่อง และ ใช้ระบบจ่ายไฟสำรองฉุกเฉินในการเปิดปิดระบบหล่อเย็นฉุกเฉิน… และ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิ หรือ Fukushima Daiichi ก็เป็นเทคโนโลยี Generation II ซึ่งรั่วไหลจากเหตุการณ์แผ่นดินไหว และ คลื่นสึนามิโทโฮคุ หรือ Tohoku ในปี 2011 ด้วยเช่นกัน…
ในขณะที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ยุคต่อมาจะใช้ระบบควบคุมความปลอดภัยแบบ Passive Safety ซึ่งอาศัยกฎทางฟิสิกส์มาควบคุมความปลอดภัยของเตาปฏิกรณ์แบบกึ่งอัตโนมัติ โดยเฉพาะเทคโนโลยีการใช้สารหน่วงที่มีสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบ หรือ Negative Temperature Coefficient มาเป็นกลไกควบคุมอุณหภูมิของระบบหล่อเย็นฉุกเฉิน… ซึ่งถ้าแกนปฏิกรณ์มีอุณหภูมิสูงขึ้นจนผิดปกติ นิวตรอนจะทำปฏิกิริยากับแท่งเชื้อเพลิงน้อยลงและหยุดโดยอัตโนมัติ รวมทั้งใช้กลไกการจ่ายสารทำความเย็นด้วยแรงโน้มถ่วงโลก โดยไม่ต้องใช้ระบบจ่ายพลังงานสำรองเพื่อเดินปั๊มระบบหล่อเย็น และ ยังมีรายละเอียดทางเทคนิคอีกมากตามเอกสารของ IAEA หรือ International Atomic Energy Agency ที่ออกแบบให้ไม่ต้องมีใครเข้าไปทำอะไรกับระบบเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่จะมีกำลังผลิตกระแสไฟฟ้าขนาดไม่น้อยกว่า 1,000 MWh ขึ้นไป โดยจะมีระบบซับซ้อน โดยเฉพาะกลไกทางอุณหพลศาสตร์ ที่ต้องใช้ระบบทำความเย็นสร้างสมดุลขนาดใหญ่ จนเห็นเป็นหอระบายความร้อนขนาดใหญ่ยักษ์กลายเป็นสัญญลักษณ์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์นั่นเอง
แต่ SMR หรือ Small Modular Reactor จะเป็นเตาปฏิกรณ์ที่ออกแบบให้มีขนาดกำลังผลิตกระแสไฟฟ้าไม่เกิน 300 MWh ลงมา โดย SMRs หนึ่งระบบจะถูกออกแบบให้อยู่ในโมดูลเดียวกัน มีขนาดความกว้างที่สามารถขนส่งทางถนนได้ ไม่ต่างจากเครื่องจักรขนาดใหญ่เครื่องหนึ่งเท่านั้นเอง…
ปัจจุบันมีเตาปฏิกรณ์พลังงาน หรือ Power Reactor ซึ่งออกแบบใช้เป็นโรงไฟฟ้าขนาดเล็ก มีขนาดเล็กไม่ต่างจากเตาปฏิกรณ์วิจัย หรือ Research Reactor แล้ว นอกจากนั้นยังออกแบบและพัฒนาเตาปฏิกรณ์ขนาดจิ๋ว หรือ Micro Reactors ซึ่งมีกำลังการผลิตเพียงหลักสิบเมกะวัตต์หรือต่ำกว่านั้น ซึ่งข้อมูลในมือผมมีพัฒนาอย่างต่อเนื่อง
กรณีงานออกแบบของ NuScaleTM ที่รออนุมัติ ถือเป็นข่าวความคืบหน้าสำคัญอย่างน่าสนใจ… รวมทั้งข้อมูลเชิงพาณิชย์ของเตาปฏิกรณ์ SMRs จาก Rolls-Royce ในอังกฤษ ซึ่งระบุบนโบรชัวร์ว่าสามารถติดตั้งใช้งานได้ใน 4 ปีเท่านั้น… โดยใน 4 ปี หรือราว 1,461 วันนี้ ได้รวมการผลิต SMRs Module ราว 500 วันและการขนส่งทางถนน หรือขนส่งทางเรือ หรือทางรางแล้วด้วย… แปลว่าเสร็จช้ากว่าทำโรงงานปลากระป๋องไม่มาก… ถือว่าเป็นความก้าวหน้าของเทคโนโลยีนิวเคลียร์ที่ดูเป็นมิตรกับการลงทุนขึ้นมาก
สิ่งที่อยากจะบอกก็คือ… ความเคลื่อนไหวเรื่อง Small Modular Reactor ของชาติมหาอำนาจอย่างอังกฤษ สหรัฐ จีน รัสเซีย ญี่ปุ่น หรือ แม้แต่อินเดียต่างก็ขยับตัวกันอย่างคึกคัก… ไม่ต้องเชื่อผมหรอกครับ ลองเสิร์ช Google หาข้อมูล SMRs ดูก็ได้…
ที่สำคัญกว่านั้นก็คือ… ข้อมูลในมือผมตอนนี้ค่อนข้างชัดเจนว่า Small Modular Reactor จะเป็นเทคโนโลยีโรงไฟฟ้าที่ติดตั้งใช้บนดาวอังคาร… ซึ่งถ้ามีรายละเอียดยืนยันกว่านี้ และ คืบหน้ากว่านี้ผมจะเอาข้อมูลมาแบ่งปันอีกที… Ad Line ด้วย QR Code ใต้บทความไว้เลยครับถ้ากลัวพลาด
References…
