Earth 2050
ใหม่

ไฟฟ้า

พลังงานนิวเคลียร์

พลังงานนิวเคลียร์: ใช่หรือไม่?

มีไม่กี่เรื่องที่ทำให้คนเห็นต่างกันมากเท่าพลังงานนิวเคลียร์ เราอธิบายว่าฟิชชันผลิตไฟฟ้าได้อย่างไรโดยไม่ต้องเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล เหตุใดการผลิตไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอจึงช่วยเสริมพลังงานหมุนเวียนได้ และประวัติศาสตร์บอกอะไรเราเกี่ยวกับอุบัติเหตุและกากกัมมันตรังสี เรายังดูเรื่องต้นทุนและระยะเวลา การเก็บกากระยะยาว และดูว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบใหม่อย่างเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ (SMRs) อาจถูกนำไปใช้ที่ไหนต่อไป ตั้งแต่เรือขนส่งตู้คอนเทนเนอร์พลังงานนิวเคลียร์ไปจนถึงศูนย์ข้อมูล

ดาวน์โหลดคู่มือ
ผลกระทบความเร็วค่าใช้จ่ายความพร้อมของเทคโนโลยีธรรมชาติ

3.2คะแนนรวม

คะแนนของวิธีแก้ปัญหานี้

  • ผลกระทบ5 / 5พลังงานคาร์บอนต่ำปริมาณมากและสม่ำเสมอ ที่เดินเครื่องได้ไม่ว่าอากาศจะเป็นอย่างไร
  • ความเร็ว2 / 5โรงไฟฟ้าใหม่มักใช้เวลา 10 ปีหรือกว่านั้นกว่าจะเริ่มเดินเครื่องได้
  • ค่าใช้จ่าย2 / 5ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูงมาก และมีประวัติงบบานปลายมายาวนาน
  • ความพร้อมของเทคโนโลยี5 / 5เทคโนโลยีที่ใช้ทั่วโลกมาหลายสิบปีแล้ว; เครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กกำลังพัฒนาอยู่
  • ธรรมชาติ2 / 5ใช้ที่ดินน้อยมาก แต่การขุดยูเรเนียม กากกัมมันตรังสี และการใช้น้ำก็เป็นปัญหา

คู่มือ

นี่คือบทบรรยายแบบมีภาพประกอบของหนังเรื่องนี้ ตอนนี้คู่มือมีแค่ภาษาอังกฤษ - ภาษาของคุณกำลังมา

คู่มือ 1/10คู่มือ 2/10คู่มือ 3/10คู่มือ 4/10คู่มือ 5/10คู่มือ 6/10คู่มือ 7/10คู่มือ 8/10คู่มือ 9/10คู่มือ 10/10

แบบทดสอบ

คำถาม 1 จาก 10

ใครเป็นคนแรกที่คิดเรื่องอะตอมขึ้นมาราว 430 ปีก่อนคริสตกาล?

คะแนน 0 / 10

บทบรรยาย

อะตอมอาจดูเล็กจิ๋วไร้ความหมาย แต่หน่วยจิ๋วที่ประกอบกันเป็นสรรพสิ่งเหล่านี้มีศักยภาพด้านพลังงานมหาศาล ซึ่งอาจเป็นคำตอบให้หนึ่งในความท้าทายใหญ่สุดของมนุษยชาติ: ทำให้ไฟยังติด โดยไม่ทำโลกพัง

ปัญหาคือ การดึงพลังงานจากอะตอมออกมาไม่ใช่เรื่องง่าย และถ้าพลาดขึ้นมาก็อาจไม่สนุกเท่าไร มาดูความน่าทึ่งของพลังงานนิวเคลียร์กัน

แม้มนุษย์เราจะประกอบขึ้นจากอะตอมอย่างแท้จริง แต่ไม่มีใครรู้ว่ามันมีอยู่ จนกระทั่งนักปรัชญากรีกโบราณ เลวกิปโปส และ แดโมกรีโตส เสนอแนวคิดนี้ขึ้นมาราว 430 ปีก่อนคริสตกาล [1,2,3]. แต่เพราะยังไม่มีหลักฐาน เกือบทุกคนจึงเมินมันไป

พอถึงช่วงทศวรรษ 1900 การมีอยู่ของอะตอมก็ได้รับการพิสูจน์ในที่สุด [4,5,6], และในปี 1938 คู่หูชาวเยอรมันสุดเจ๋ง อ็อทโท ฮาน และ ฟริทซ์ ชตรัสมัน พร้อมความช่วยเหลือจาก ลีเซอ ไมท์เนอร์ ที่มักถูกมองข้าม ค้นพบวิธีแยกอะตอมเพื่อปลดปล่อยพลังงานมหาศาล - กระบวนการที่เรียกว่า ฟิชชัน [7,8,9].

แน่นอน สิ่งแรกที่มนุษย์ทำก็คือสร้างระเบิด [10]. แต่หลังฝุ่นควันจางลง ก็มีคนตระหนักว่าพลังงานอะตอมใช้เดินเครื่องปิ้งขนมปัง โทรทัศน์ และโคมไฟตั้งโต๊ะได้เหมือนกัน แล้วพลังงานนิวเคลียร์ก็ถือกำเนิดขึ้น [11,12].

แต่พลังงานอะตอมถูกปล่อยออกมาได้อย่างไรกันแน่?

ก่อนอื่น คุณต้องมีอะตอมชนิดที่ใช่ก่อน อะตอมหนักและกัมมันตรังสีอย่างยูเรเนียม-235 แยกได้ง่ายที่สุด เพราะมันไม่เสถียร [13,14,15].

เมื่อนำมันมาอัดเป็นแท่งเชื้อเพลิง ใส่เข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แล้วระดมยิงด้วยอนุภาคเล็กกว่าอะตอมที่เรียกว่านิวตรอน อะตอมก็จะแตกออกและปล่อยนิวตรอนเพิ่มอีก - ซึ่งเหมือนเกมโดมิโนอะตอม มันจะพุ่งชนอะตอมยูเรเนียมอื่น ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่

สิ่งนี้สร้างความร้อนจนเปลี่ยนน้ำเป็นไอน้ำ แล้วไอน้ำจะหมุนกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า โดยไม่ต้องเผาไหม้หรือปล่อยคาร์บอนเลย [16-19].

เมื่อเทียบกับถ่านหินหนึ่งกิโลกรัม ยูเรเนียมหนึ่งกิโลกรัมให้พลังงานมากกว่า 150,000 เท่า [20,21,22], และเพราะยูเรเนียมมีอยู่ค่อนข้างทั่วไปบนโลก [23,24,25], แหล่งพลังงานคาร์บอนต่ำนี้อาจใช้ได้นานหลายศตวรรษ [26].

การแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลของมันช่วยป้องกันการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ไปแล้วเกือบ 70,000 ล้านตันเมตริกในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา [27] …มากกว่า CO2 ที่ญี่ปุ่นหรืออินเดียเคยปล่อยทั้งหมดเสียอีก [28].

แต่จุดแข็งที่สุดของมันอาจเป็นความน่าเชื่อถือที่ทำงานได้ต่อเนื่อง ซึ่งหมายความว่ามันอาจแก้ความท้าทายใหญ่สุดของพลังงานลมและแสงอาทิตย์ได้: ปัญหาการผลิตไม่สม่ำเสมอ เพราะลมและแสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ จึงไม่อาจจ่ายไฟได้ทุกครั้งที่ต้องการ [29-32].

ดังนั้น จนกว่ามนุษย์จะหาวิธีเก็บพลังงานลมและแสงอาทิตย์ให้พอใช้ในวันที่ฟ้าครึ้มไร้ลมได้ [33], นิวเคลียร์อาจเป็นแหล่งไฟฟ้าฐานที่สม่ำเสมอและสำคัญ ช่วยลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ ปัจจุบันมันคิดเป็น 9% [34-37] ของการผลิตไฟฟ้าทั่วโลก

แล้วทำไมมนุษย์ไม่ใช้มันให้มากกว่านี้?

มาพูดถึงเรื่องใหญ่ที่ใคร ๆ ก็เลี่ยงจะพูดถึงกันดีกว่า: Three Mile Island [38,39], Chernobyl [40,41], Fukushima [42,43]. อุบัติเหตุนิวเคลียร์เหล่านี้ไม่ได้ช่วยเรื่องภาพลักษณ์เลย - ทุกกรณีเกี่ยวข้องกับความล้มเหลวในการหล่อเย็นแกนปฏิกรณ์และความผิดพลาดของมนุษย์

แกนปฏิกรณ์ที่ร้อนเกินไปอาจหลอมละลาย [44,45,46], ปล่อยรังสีอันตรายในระดับสูงที่ตกค้างได้นานหลายทศวรรษ… [47-50] ซึ่งพาเราไปสู่ข้อเสียสำคัญอีกอย่าง: กากกัมมันตรังสี!

เมื่ออะตอมยูเรเนียมแตกตัว มันไม่ได้ปล่อยแค่พลังงาน แต่ยังสร้างผลิตภัณฑ์ฟิชชันที่มีกัมมันตรังสีสูงมาก เช่น ซีเซียม-137 และสตรอนเชียม-90 ซึ่งอยู่ได้นานหลายทศวรรษ และทิ้งเชื้อเพลิงใช้แล้วที่ยังมีกัมมันตรังสีต่อไปอีกหลายพันปี [51,52,53].

กากกัมมันตรังสียังนำไปแปรรูปเพื่อสกัดพลูโทเนียมสำหรับทำอาวุธนิวเคลียร์ได้ ทำให้เสี่ยงต่อการแพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์ เมื่อมีประเทศที่มีศักยภาพในการสร้างระเบิดเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ [54,55,56].

แล้วก็เรื่องต้นทุน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่สร้างช้าและแพง [57,58,59], บางครั้งใช้เวลาสร้างนานหลายทศวรรษและมีต้นทุนหลายหมื่นล้านดอลลาร์ [60,61,62] - มากกว่าลม แสงอาทิตย์ หรือแม้แต่เชื้อเพลิงฟอสซิล

ยิ่งไปกว่านั้น การสร้างโรงไฟฟ้าใหม่แพงขึ้นในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา ขณะที่แหล่งพลังงานอย่างลมและแสงอาทิตย์กลับถูกลงมาก [63,64,65].

แล้วมนุษย์จะใช้พลังงานนิวเคลียร์ไปทำไม?

น่าแปลกที่จริง ๆ แล้วพลังงานนิวเคลียร์ปลอดภัยกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลมาก ซึ่งปล่อยมลพิษทางอากาศเป็นพิษจนทำให้คนตายหลายล้านคนต่อปี [65-71] - มากกว่าที่นิวเคลียร์เคยคร่าชีวิตมาตลอดประวัติศาสตร์เสียอีก! [72-81].

จริง ๆ แล้ว พลังงานนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงานที่ปลอดภัยอันดับสอง รองจากแสงอาทิตย์ [82,83].

แล้วปัญหากากกัมมันตรังสีล่ะ? ในอดีต มนุษย์เก็บมันไว้ในภาชนะคอนกรีตขนาดใหญ่ [84] หรือฝังในห้องเก็บใต้ดินเพื่อป้องกันการรั่วไหล [85,86].

กำลังมีการสร้างแหล่งเก็บกักทางธรณีวิทยาลึก [87,88,89] ใต้ดินในฟินแลนด์ สวีเดน และฝรั่งเศส ซึ่งอาจเก็บกากได้อย่างปลอดภัยนานหลายพันปี ดังนั้น แม้กากจะเป็นความท้าทาย แต่มันก็แก้ได้ และปริมาณกากทั้งหมดก็เล็กน้อยเมื่อเทียบกับพลังงานที่ผลิตได้ [90].

แล้วพลูโทเนียมตัวป่วนล่ะ? ตอนนี้การสกัดวัสดุระดับทำอาวุธจากกากของเครื่องปฏิกรณ์สมัยใหม่ทำได้ยากมาก จึงแทบไม่มีช่องให้ก่อเรื่อง! [91,92].

ซึ่งก็เหลือปัญหาสุดท้าย: ต้นทุน แม้โรงไฟฟ้าจะสร้างแพง แต่เมื่อเปิดเดินเครื่องแล้ว ปกติมันจะเดินเครื่องได้ค่อนข้างถูกนาน 60 ถึง 80 ปี [93,94,95] - นานกว่าระบบลมและแสงอาทิตย์มาก ซึ่งมีอายุใช้งานแค่ 20 ถึง 30 ปี [96,97,98]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ยังเชื่อมเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าที่มีอยู่ได้ทันที ขณะที่ลมและแสงอาทิตย์ต้องอัปเกรดระบบกักเก็บและส่งไฟ เพราะผลิตไฟได้ไม่สม่ำเสมอ [34,35,99,100].

การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูง เช่น เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว ช่วยเพิ่มทั้งความปลอดภัยและประสิทธิภาพได้อีก โดยใช้เชื้อเพลิงเหลว มันจึงทำงานด้วยประสิทธิภาพความร้อนสูงขึ้นที่ความดันต่ำกว่า มันยังมีกลไกที่ทำให้ปลอดภัยเมื่อเกิดความขัดข้องได้ดีกว่า: ถ้าเชื้อเพลิงร้อนเกินไป มันจะหลอมจุกอุด และเชื้อเพลิงจะถูกปล่อยออกมาให้เย็นลงเอง หลีกเลี่ยงโศกนาฏกรรมได้! [101-106]

กระแสตื่นเต้นต่อเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ก็กำลังเพิ่มขึ้น เพราะมันสร้างในโรงงานนอกสถานที่ และอาจลดต้นทุนล่วงหน้าพร้อมเร่งความเร็วในการก่อสร้างได้ [107-110]. บริษัทยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยีกำลังศึกษาการใช้มันจ่ายไฟให้ศูนย์ข้อมูลของตัวเองแล้ว [111,112,113], เช่นเดียวกับบริษัทเดินเรือที่มองไปถึงการจ่ายไฟให้เรือขนตู้คอนเทนเนอร์แห่งอนาคต [114-118].

แล้วคำถามใหญ่คือ: มนุษย์ควรใช้พลังงานนิวเคลียร์ไหม? ก็ไม่มีแหล่งพลังงานไหนสมบูรณ์แบบ และฟิชชันก็มีข้อเสียชัดเจน โดยหลักคือราคาแพงและอาจใช้เวลาสร้างนานหลายทศวรรษ

ขณะเดียวกัน ฟาร์มลมและแสงอาทิตย์ติดตั้งได้เร็วกว่าและถูกกว่า [119,120,121], และต้นทุนของมัน - รวมถึงแบตเตอรี่กักเก็บพลังงาน - กำลังลดลงอย่างรวดเร็ว [122,123,124] และน่าจะลดลงต่อในอีกหลายทศวรรษข้างหน้า [125-128].

กว่าจะถึงวันที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่ หรือแม้แต่เครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ เริ่มเดินเครื่อง เทคโนโลยีที่ไปไวกว่าอย่างลมและแสงอาทิตย์ (ที่มีแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานช่วย) อาจโดดเด่นไปแล้ว [125-131], จนนิวเคลียร์อาจดู… เอ่อ มาช้าไปหน่อย

แต่ตอนนี้ นิวเคลียร์เป็นหนึ่งในไม่กี่ทางเลือกคาร์บอนต่ำที่จ่ายไฟได้อย่างต่อเนื่อง ปลอดภัย และเชื่อถือได้ ดังนั้น ถ้ามนุษย์เอาจริงกับการลดคาร์บอน [132], อย่างน้อยที่สุด การเดินเครื่องโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีอยู่ต่อไปก็ไม่ใช่แค่การจัดการความเสี่ยงที่ฉลาด - แต่มันจำเป็น

ไม่ว่าเทคโนโลยีนิวเคลียร์ใหม่จะคุ้มค่าได้ทันเวลา หรือวิธีการกักเก็บพลังงานจะทำให้พลังงานหมุนเวียนกลายเป็นคำตอบหลัก สิ่งหนึ่งชัดเจน… การแข่งขันเริ่มขึ้นแล้ว!

ที่ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญ

ขอขอบคุณ

Prof. Ian Farnan

มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์

ศูนย์พลังงานนิวเคลียร์เคมบริดจ์

Dr. Nathaniel Read

มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์

แผนกวิศวกรรม

Prof. Simon Middleburgh

มหาวิทยาลัยบังกอร์

สถาบันอนาคตนิวเคลียร์

Prof. James Marrow

Mansfield College, University of Oxford

ภาควิชาวัสดุศาสตร์

วิดีโอเพิ่มเติม

แหล่งข้อมูลเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องกับเรา ทุกลิงก์ที่นี่เป็นภาษาอังกฤษ

ภาพรวม - วิธีการทำงาน

ปัญหาและเศรษฐศาสตร์ - สถานการณ์ในสหรัฐฯ

ปัญหาและเศรษฐศาสตร์ - สถานการณ์ในฝรั่งเศสและเยอรมนี

อ่านเพิ่มเติม

แหล่งข้อมูลเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องกับเรา ทุกลิงก์ที่นี่เป็นภาษาอังกฤษ

ประวัติศาสตร์

ข้อเสียและทางแก้ไข

นวัตกรรม

แหล่งอ้างอิง

ทุกลิงก์ที่นี่เป็นภาษาอังกฤษ

  1. [1] ประวัติย่อของแนวคิดอะตอมนิยม: จาก Democritus ถึง Bohr | Nature
  2. [2] อะตอม - การพัฒนา ทฤษฎี โครงสร้าง | Britannica
  3. [3] แนวคิดอะตอมนิยมในยุคโบราณ | Stanford Encyclopedia of Philosophy
  4. [4] อะตอม: การค้นพบ | Block by Block: The Historical and Theoretical Foundations of Thermodynamics (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  5. [5] อะตอม | Matter: A Very Short Introduction (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  6. [6] 100 ปีแห่งทฤษฎีอะตอม | Science (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  7. [7] Lise Meitner: ชีวิตในโลกฟิสิกส์ | California Studies in the History of Science (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  8. [8] การค้นพบการแตกตัวของนิวเคลียส | Max Planck Institute for Chemistry (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  9. [9] บุกเบิกวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์: การค้นพบการแตกตัวของนิวเคลียส | IAEA (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  10. [10] ตอนนี้เล่าได้แล้ว: เรื่องราวของโครงการ Manhattan Project - General Leslie R. Groves
  11. [11] ประวัติพลังงานนิวเคลียร์ | US Department of Energy
  12. [12] ประวัติพลังงานนิวเคลียร์ | The Grainger College of Engineering | University of Illinois Urbana-Champaign
  13. [13] กระบวนการแตกตัวของนิวเคลียส | MIT Nuclear Reactor Laboratory
  14. [14] Uranium 235 - ภาพรวม | ScienceDirect Topics
  15. [15] Uranium-235 (U-235) | คำนิยาม การใช้งาน ครึ่งชีวิต และข้อเท็จจริง | Britannica
  16. [16] NUCLEAR 101: เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทำงานอย่างไร? | US Department of Energy
  17. [17] เรื่องสำคัญของนิวเคลียร์ | World Nuclear Association
  18. [18] เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทำงานอย่างไร | NEI
  19. [19] เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ | World Nuclear Association
  20. [20] แหล่งพลังงานบนโลก | The Sun, Energy, and Climate Change (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  21. [21] Uranium: เชื้อเพลิงสำหรับเศรษฐกิจพลังงานในอุดมคติ | Visual Capitalist (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  22. [22] การปฏิวัติยูเรเนียม | Atha Energy (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  23. [23] ภาพรวมการทำเหมืองยูเรเนียม | World Nuclear Association
  24. [24] ข้อเท็จจริงเรื่องเชื้อเพลิงนิวเคลียร์: ยูเรเนียม | US Department of Energy
  25. [25] ยูเรเนียม | British Geological Survey
  26. [26] ทรัพยากรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์: มีพอใช้ไปอีกนานไหม? | OECD Nuclear Energy Agency
  27. [27] พลังงานนิวเคลียร์ | IEA
  28. [28] ใครปล่อย CO2 สู่โลกมากที่สุด? | Our World in Data
  29. [29] ความแปรปรวนตามพื้นที่และเวลาของตัวแปรภูมิอากาศ และการผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนที่ไม่สม่ำเสมอ - บททบทวน | Renewable and Sustainable Energy Reviews
  30. [30] 10 ปีแห่งการวิเคราะห์กราฟเป็ด: การค้นพบของ NREL ในปี 2008 ช่วยให้เพิ่มพลังงานแสงอาทิตย์เข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้าได้มากขึ้นในวันนี้อย่างไร | NLR (NREL)
  31. [31] พลังงานนิวเคลียร์ในระบบพลังงานสะอาด - บทวิเคราะห์ | IEA
  32. [32] การเสริมกันของนิวเคลียร์-พลังงานหมุนเวียนเพื่อทางออกพลังงานสะอาด | ข่าว | NLR (NREL) (ที่เก็บถาวร) (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  33. [33] การกักเก็บพลังงานสำคัญต่อการสร้างระบบไฟฟ้าที่ราคาจับต้องได้ เชื่อถือได้ และลดคาร์บอนอย่างลึกซึ้ง | MIT News (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  34. [34] พลังงานนิวเคลียร์ในโลกปัจจุบัน | World Nuclear Association (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  35. [35] ความคืบหน้าทั่วโลกสู่ไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน: ติดตามบทบาทของพลังงานแสงอาทิตย์ (เวอร์ชัน 3) | IEEE Journal of Photovoltaics (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  36. [36] Global Electricity Review 2024 Report | Ember Energy (อ้างอิงใน: พลังงานหมุนเวียนในแหล่งพลังงาน | REN21)
  37. [37] สัดส่วนพลังงานนิวเคลียร์ในไฟฟ้าปี 2023 | PRIS | IAEA (สัดส่วนพลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้าแยกตามประเทศ)
  38. [38] อุบัติเหตุทรีไมล์ไอแลนด์ | 1979, เพนซิลเวเนีย, สหรัฐฯ | Britannica
  39. [39] ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับอุบัติเหตุทรีไมล์ไอแลนด์ | NRC.gov
  40. [40] ภัยพิบัติเชอร์โนบิล | สาเหตุ ผลกระทบ ผู้เสียชีวิต วิดีโอ สถานที่ และข้อเท็จจริง | Britannica
  41. [41] ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับอุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิล | NRC.gov
  42. [42] อุบัติเหตุฟุกุชิมะ | สรุป วันที่ ผลกระทบ และข้อเท็จจริง | Britannica
  43. [43] อุบัติเหตุนิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิจิ | IAEA
  44. [44] แกนปฏิกรณ์หลอมละลาย - ภาพรวม | ScienceDirect Topics
  45. [45] การหลอมละลาย | พลังงานนิวเคลียร์, ความปลอดภัยของปฏิกรณ์, เทอร์มอล-ไฮดรอลิก | Britannica
  46. [46] การหลอมละลายของนิวเคลียร์ทำงานอย่างไร? (พร้อมวิดีโอ) | PHYS.org
  47. [47] ฝุ่นกัมมันตรังสีจากการระเบิดนิวเคลียร์ | การจัดการเหตุฉุกเฉินทางการแพทย์จากรังสี | US Department of Health
  48. [48] ผลกระทบระยะยาวของฝุ่นกัมมันตรังสีจากเชอร์โนบิล: การสำรวจข้อมูลภาพรวม | The Millbank Quarterly
  49. [49] ซีเซียมกัมมันตรังสีลดลงอย่างมากหลังติดตามพืชแถบเทือกเขาในนอร์เวย์ตอนกลาง 30 ปี | Journal of Environmental Radioactivity
  50. [50] ซีเซียม-137 ในหญ้าจากฝุ่นกัมมันตรังสีเชอร์โนบิล | Journal of Environmental Radioactivity
  51. [51] สถานะและแนวโน้มในการจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้วและกากกัมมันตรังสี | IAEA
  52. [52] ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับกากกัมมันตรังสี | NRC.gov
  53. [53] กากกัมมันตรังสีระดับสูง | NIRS
  54. [54] การแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ซ้ำ: อันตราย สกปรก และแพง | Union of Concerned Scientists
  55. [55] วงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และ “เขตอันตราย” ของการแพร่ขยายอาวุธ | Journal for Peace and Nuclear Disarmament
  56. [56] ความเสี่ยงจากการแพร่ขยายอาวุธของโครงการพลังงานนิวเคลียร์พลเรือน | National Defense University
  57. [57] เศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์ | World Nuclear Association (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  58. [58] ทำไมการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ถึงแพงมาก? | Institute for Progress (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  59. [59] ทำไมโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ถึงแพงมาก-และจะทำอะไรกับเรื่องนี้ได้บ้าง | Bulletin of the Atomic Scientists (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  60. [60] Hinkley Point C อาจใช้งบเกิน 28 พันล้านปอนด์ ขณะที่ EDF คาดว่าจะล่าช้าเพิ่ม | ข่าว | The Chemical Engineer (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  61. [61] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในสหราชอาณาจักรเจอความล่าช้ารอบใหม่หลายปี และอาจมีค่าใช้จ่ายสูงถึง 46 พันล้านปอนด์ | Financial Times (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  62. [62] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ El Dabaa โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของอียิปต์ | Power Technology (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  63. [63] ต้นทุนนิวเคลียร์: ทำไมถึงเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ? | Energy Policy (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  64. [64] มาช้ายังดีกว่าไม่มา แต่ไม่สายเลยดีกว่า: การประเมินความเสี่ยงของโครงการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ | Energy Policy
  65. [65] Lazard LCOE+ | มิถุนายน 2025 (ใน: ทำไมพลังงานหมุนเวียนถึงถูกลงเร็วขนาดนี้? | Our World in Data) (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  66. [66] การเสียชีวิตจากมลพิษทางอากาศจากเชื้อเพลิงฟอสซิล, 2015 | Our World in Data (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  67. [67] อัตราการเสียชีวิตทั่วโลกจากมลพิษฝุ่นละเอียดกลางแจ้งที่เกิดจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล | Environmental Research (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  68. [68] การเสียชีวิตจากมลพิษทางอากาศที่เกิดจากเชื้อเพลิงฟอสซิล: การศึกษาเชิงสังเกตและแบบจำลอง | BMJ (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  69. [69] ผลของการกำจัดการปล่อยจากเชื้อเพลิงฟอสซิลและการปล่อยทั้งหมดจากมนุษย์ต่อสุขภาพสาธารณะและภูมิอากาศ | PNAS (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  70. [70] การสูญเสียอายุขัยจากมลพิษทางอากาศเทียบกับปัจจัยเสี่ยงอื่น ๆ: มุมมองทั่วโลก | Cardiovascular Research (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  71. [71] NASA GISS | สรุปวิทยาศาสตร์: ถ่านหินและก๊าซอันตรายกว่าพลังงานนิวเคลียร์มาก (ที่เก็บถาวร) (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  72. [72] การเสียชีวิตในอดีตจากพลังงานนิวเคลียร์ | Environmental Progress (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  73. [73] อนุกรมวิธานความรู้เรื่องอุบัติเหตุนิวเคลียร์ | IAEA (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  74. [74] เชอร์โนบิลและฟุกุชิมะมีผู้เสียชีวิตกี่คน? | Our World in Data (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  75. [75] หนึ่งทศวรรษหลังเชอร์โนบิล | IAEA (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  76. [76] การประเมินภาระมะเร็งในยุโรปจากกัมมันตรังสีที่ตกค้างจากอุบัติเหตุเชอร์โนบิล | International Journal of Cancer (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  77. [77] รายงานพิเศษ: นับจำนวนผู้เสียชีวิต | Nature (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  78. [78] Torch 2016: การประเมินทางวิทยาศาสตร์อิสระเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพจากภัยพิบัตินิวเคลียร์เชอร์โนบิล (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  79. [79] อุบัติเหตุฟุกุชิมะไดอิจิ | World Nuclear Association (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  80. [80] The Daily Yomiuri: ผู้เสียชีวิต 573 รายที่เกี่ยวข้องกับวิกฤตนิวเคลียร์ | NRC (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  81. [81] ผลกระทบด้านรังสีและจิตใจจากอุบัติเหตุฟุกุชิมะไดอิจิ | Bulletin of the Atomic Scientists (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  82. [82] แหล่งพลังงานไหนปลอดภัยและสะอาดที่สุด? | Our World in Data
  83. [83] อินโฟกราฟิก: อะไรทำให้พลังงานนิวเคลียร์ปลอดภัย? | IAEA
  84. [84] ข้อมูลพื้นฐานเรื่องการเก็บเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วในถังแห้ง | NRC.gov
  85. [85] การจัดเก็บและกำจัดกากกัมมันตรังสี | World Nuclear Association
  86. [86] สถานที่กำจัดกากกัมมันตรังสีใกล้ผิวดิน | IAEA
  87. [87] อนาคตของการกำกับดูแลกากกัมมันตรังสี | บทเรียนจากยุโรป
  88. [88] ความก้าวหน้าล่าสุดจากงาน R&D ของฟินแลนด์ เพื่อสนับสนุนการดำเนินงานขั้นสุดท้ายของคลังเก็บลึกใต้ดิน | Waste Management Symposium 2024
  89. [89] การกำจัดกากกัมมันตรังสีในชั้นหินลึก | Radioactivity in the Environment
  90. [90] กากนิวเคลียร์คืออะไร และเราทำอะไรกับมัน? | Nuclear Essentials | World Nuclear Association
  91. [91] มาตรการป้องกันการแพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์ | World Nuclear Association
  92. [92] เอกสารข้อเท็จจริง: ความเสี่ยงจากการแพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์ในโครงการพลังงานนิวเคลียร์ | Center for Arms Control and Non-Proliferation
  93. [93] การปลดระวางโรงงานนิวเคลียร์ | World Nuclear Association
  94. [94] เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์มีอายุใช้งานนานแค่ไหน? นานกว่าที่คุณคิดมาก | US Department of Energy
  95. [95] ทำไมอายุใช้งานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จึงยาวนานขึ้น | MIT Technology Review
  96. [96] กังหันลมและแผงโซลาร์เสื่อมก่อนเวลา | IER
  97. [97] แผงโซลาร์ในสหราชอาณาจักรใช้งานได้นานแค่ไหน? | The Renewable Energy Hub
  98. [98] อายุการใช้งานกังหันลม | The Renewable Energy Hub
  99. [99] ฉลาด, เสถียร, เชื่อถือได้ | IAEA
  100. [100] การผนวกพลังงานหมุนเวียนเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้า | IRENA
  101. [101] เตาปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว (MSR) | IAEA
  102. [102] เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว - ภาพรวม | ScienceDirect Topics
  103. [103] เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว | Gateway for Accelerated Innovation in Nuclear
  104. [104] การประเมินความปลอดภัยของเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา | Journal of Radiation Research and Applied Sciences
  105. [105] สำรวจข้อดีของเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว | Digital Chemical Engineering
  106. [106] เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว - มีทางเลือกด้านความปลอดภัยเพียบ | OSTI.GOV
  107. [107] เครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ (SMRs) คืออะไร? | IAEA
  108. [108] เครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ขั้นสูง (SMRs) | US Department of Energy
  109. [109] เครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์: ง่ายกว่า ปลอดภัยกว่า ถูกกว่า? | Energy
  110. [110] เครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ - กุญแจสู่การผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์ในอนาคตของสหรัฐฯ | EPIC | University of Chicago
  111. [111] Google หันหาพลังงานนิวเคลียร์เพื่อจ่ายไฟให้ศูนย์ข้อมูล AI | BBC News
  112. [112] Amazon ใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ในการผลักดันสู่คาร์บอนสุทธิ-ศูนย์ | Amazon
  113. [113] Microsoft อาจเป็นผู้นำด้านเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์เพื่อจ่ายไฟให้ AI | Forbes
  114. [114] Maersk จะสำรวจความเป็นไปได้ของการขนส่งตู้คอนเทนเนอร์ด้วยพลังงานนิวเคลียร์ | Ship Technology
  115. [115] การขนส่งตู้คอนเทนเนอร์ด้วยพลังงานนิวเคลียร์อาจเป็นไปได้ภายในทศวรรษนี้ | The Chemical Engineer
  116. [116] ทางเลือกนิวเคลียร์ของการขนส่งทางเรือในการก้าวสู่สุทธิเป็นศูนย์: ใช้ได้จริงไหม? | HFW
  117. [117] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำจะเปิดเดินเครื่องหลายแห่งทั่วโลกภายในปลายทศวรรษ 2020 | The Lyncean Group of San Diego
  118. [118] Thor พลังงานนิวเคลียร์ของ Ulstein และเรือคู่หูไฟฟ้าล้วนเป็นทางออกคาร์บอน-ศูนย์สำหรับการท่องเที่ยวทางทะเล | The Lyncean Group of San Diego
  119. [119] การแพร่ขยายของพลังงานนิวเคลียร์ ลม และแสงอาทิตย์ในอดีต: นัยต่อแนวทางลดผลกระทบจากสภาพภูมิอากาศ | Environmental Research Letters
  120. [120] พลังงานนิวเคลียร์เทียบกับพลังงานหมุนเวียน: มุมมองด้านขนาด | SSRN
  121. [121] การวิเคราะห์เปรียบเทียบต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เชื้อเพลิงฟอสซิล และนิวเคลียร์ | Journal of Cleaner Production
  122. [122] ไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนราคาถูกคือแรงขับเคลื่อนหลักของการเปลี่ยนผ่านพลังงานโลกสู่ความยั่งยืน | Energy
  123. [123] ต้นทุนพลังงานหมุนเวียนที่ดิ่งลง - ภาพจำลองพลังงานตามไม่ทันหรือเปล่า? | Energy Strategy Reviews
  124. [124] Batteries and Secure Energy Transitions - บทวิเคราะห์ | IEA
  125. [125] การกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่และพลังงานหมุนเวียน: ต้นทุนและตลาดถึงปี 2030 | IRENA
  126. [126] Cost Projections for Utility-Scale Battery Storage: 2023 Update | NLR (NREL)
  127. [127] Rethinking Energy 2020-2030 พลังงานแสงอาทิตย์ ลม และแบตเตอรี่ 100% เป็นแค่จุดเริ่มต้น | ReThinkX (ที่เก็บถาวร)
  128. [128] เรามองโลกในแง่ร้ายเกินไปไหม? การคาดการณ์ต้นทุนพลังงานแสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิก พลังงานลม และแบตเตอรี่ประเมินต้นทุนจริงทั่วโลกสูงเกินไป | Applied Energy (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
  129. [129] Rethinking Energy | ReThinkX (ที่เก็บถาวร)
  130. [130] การเปลี่ยนแปลงในภาคไฟฟ้าคือโอกาส ไม่ใช่ภัยคุกคาม | RMI
  131. [131] บทบาทในอนาคตของพลังงานนิวเคลียร์ในระบบไฟฟ้า U.S. ที่ลดคาร์บอน | NLR (NREL)
  132. [132] มุมมองใหม่ในการจัดหาเงินทุนสำหรับโครงการนิวเคลียร์สร้างใหม่ | Nuclear Technology & Development Economics | OECD NEA

หมายเหตุอ้างอิง

4-9

ใครแยกอะตอมได้เป็นครั้งแรก เทียบกับฟิชชัน

ค็อกครอฟต์ และ วอลตัน แยกอะตอมของ Li-7 ด้วยการยิงโปรตอนใส่ในปี 1932. งานนี้ให้หลักฐานจากการทดลองของความสมมูลระหว่างมวล/พลังงาน (E=mc2) ซึ่งทำให้พวกเขาได้รับรางวัลโนเบล และแสดงให้เห็นการปล่อย ‘พลังงานนิวเคลียร์’ (ราว 8 MeV - เมกะอิเล็กตรอนโวลต์). ต่อมา ไมท์เนอร์ ฮาน และ ชตรัสมัน ยิงนิวตรอนใส่ยูเรเนียมจนทำให้นิวเคลียสของยูเรเนียมเกิดฟิชชัน ปล่อยพลังงาน 200 MeV และปลดปล่อยนิวตรอน 2-3 อนุภาคให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ ซึ่ง ลีโอ ซีลาร์ด เสนอแนวคิดขึ้นครั้งแรกในปี 1933.

20,21,22

ความหนาแน่นพลังงานของยูเรเนียม

แหล่งข้อมูลบางแห่งบอกว่าความหนาแน่นพลังงานของยูเรเนียมสูงกว่าถ่านหินหลายล้านเท่า แม้จะจริง แต่ก็ชวนให้เข้าใจผิด เพราะพลังงานนี้มีเพียงบางส่วนที่ผลิตใช้ได้จริงในเครื่องปฏิกรณ์

  • U-235 = 3,900,000 MJ/kg
  • ถ่านหิน = 24 MJ/kg
  • น้ำมันดิบ = 44 MJ/kg
32-35

พลังงานนิวเคลียร์พื้นฐาน - จัดการได้ vs ตามโหลด

เมื่อสร้างเสร็จ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์สามารถจ่ายไฟได้ต่อเนื่อง เชื่อถือได้ เชื่อมเข้าระบบได้ง่าย และเป็นไฟฟ้าแบบ ‘สั่งจ่ายได้’ ซึ่งเลี่ยงต้นทุนและความซับซ้อนของการเชื่อมต่อโครงข่าย การส่งจ่าย และการกักเก็บพลังงานที่ตอนนี้มักมากับลมและโซลาร์ระดับโครงข่าย ซึ่งเป็นปัจจัยที่มักไม่ถูกรวมไว้ในการวิเคราะห์ต้นทุน-ผลประโยชน์. อย่างไรก็ตาม พลังงานนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงาน ‘ฐานโหลด’ ที่ไม่สามารถ ‘ตามโหลด’ ได้ กล่าวคือ ไม่สามารถเร่งหรือลดกำลังผลิตได้อย่างรวดเร็วตามพลังงานส่วนเกินหรือช่วงที่ความต้องการพุ่งสูง. ดังนั้น จึงเจอความท้าทายแบบเดียวกับแหล่งไฟฟ้าฐานโหลดดั้งเดิม A. เพื่อแก้ปัญหานี้ เครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงกำลังใช้แหล่งกักเก็บความร้อนจากเกลือหลอมเหลวเพื่อเก็บพลังงานส่วนเกิน และเครือข่ายเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อย่างในฝรั่งเศสก็รับมือได้ดีด้วยการปรับกำลังผลิตเล็กน้อยให้เสริมกัน.

(ความเห็นจาก Prof. Ian Farnan, 2024)

57-63

ต้นทุนนิวเคลียร์

ประมาณการต้นทุนและประสิทธิภาพของเทคโนโลยีผลิตไฟฟ้าขนาดสาธารณูปโภคใหม่ (2019 - เฉพาะสหรัฐฯ) B

ประมาณการต้นทุนพื้นฐาน:

  • นิวเคลียร์ขั้นสูง: $6,041/กิโลวัตต์
  • โรงไฟฟ้าพลังน้ำ 100 เมกะวัตต์: $5,316/กิโลวัตต์
  • พลังลมนอกชายฝั่ง: $4,375/กิโลวัตต์
  • ชีวมวล: $4,097/กิโลวัตต์
  • ถ่านหินอัลตร้าซูเปอร์คริติคัล (ไม่มีการดักจับ CO2): $3,676/กิโลวัตต์
  • โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ: $2,521/กิโลวัตต์
  • พลังลมบนบก ขนาดเล็ก: $1,677/กิโลวัตต์
  • พลังลมบนบก ขนาดใหญ่: $1,265/กิโลวัตต์
  • โซลาร์เซลล์ PV: $1,313/กิโลวัตต์
  • ก๊าซ (โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม - เพลาเดี่ยว): $1,084/กิโลวัตต์
  • ก๊าซ (โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม - หลายเพลา): $958/กิโลวัตต์
  • ก๊าซ (กังหันก๊าซ - แบบดัดแปลงจากเครื่องยนต์อากาศยาน): $1,175/กิโลวัตต์
  • ก๊าซ (กังหันก๊าซ - แบบโครงอุตสาหกรรม): $713/กิโลวัตต์

“หน่วยนิวเคลียร์ใหม่ในตอนนี้บ่งชี้ว่าต้นทุนรวมจะอยู่ที่ $5,500/กิโลวัตต์ ถึง $8,100/กิโลวัตต์ หรือ $6 พันล้านถึง $9 พันล้านต่อโรงไฟฟ้าขนาด 1,100 เมกะวัตต์แต่ละแห่ง” (2008) C

“ในปี 2007 Moody’s ประเมินว่า “ราคารวมทุกอย่าง” ของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใหม่ขนาด 1,000 เมกะวัตต์ในสหรัฐฯ อยู่ที่ราว $5-6 พันล้านต่อเครื่อง” D

(ดูข้อมูลเสริมเรื่องเศรษฐศาสตร์อนาคตของพลังงานนิวเคลียร์)

65

กราฟต้นทุนไฟฟ้าเฉลี่ยตลอดอายุโครงการ (LCOE)

กราฟเด่นนี้สรุปข้อมูลที่เผยแพร่ในรายงาน LCOE+ ของ Lazard เดือนมิถุนายน 2025 และแสดงค่า LCOE เฉลี่ยแบบไม่รวมเงินอุดหนุนจากการศึกษา LCOE รายปี. เนื้อหาหลักเกี่ยวกับภาพรวมพลังงานในอเมริกาเหนือ แต่ก็สะท้อนการเปลี่ยนแปลงต้นทุนในวงกว้าง/ทั่วโลกด้วย. ดูแนวโน้ม LCOE เฉลี่ยทั่วโลกของเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนอื่น ๆ ระดับสาธารณูปโภคได้ที่แหล่งข้อมูล E.

66-71

ความคิดเห็นเกี่ยวกับการเสียชีวิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล

จำนวนผู้เสียชีวิตก่อนวัยอันควรที่ระบุว่าเกิดจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลแตกต่างกันมากในแต่ละแหล่ง และทั้งหมดเป็นเพียงค่าประมาณ เพราะระบุสาเหตุได้อย่างแม่นยำยาก จึงไม่สามารถให้ตัวเลขที่แน่ชัดได้

  • [66] ระบุจำนวนผู้เสียชีวิตส่วนเกินต่อปีในปี 2015 จากผลกระทบต่อสุขภาพของมลพิษทางอากาศที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล. รายงานตัวเลขผู้เสียชีวิตทั่วโลก 3.61 ล้านคน โดยจีนมีผู้เสียชีวิตสูงสุดถึง 1.5 ล้านคนเพียงประเทศเดียว.
  • [67] ประเมินว่ามีผู้เสียชีวิตก่อนวัยอันควร 10.2 ล้านคนในปี 2012 จากการสัมผัส PM2.5 (ฝุ่นละอองในอากาศที่ปล่อยจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล) โดย 3.9 ล้านคนอยู่ในจีน และ 2.5 ล้านคนอยู่ในอินเดีย.
  • [68] ประเมินว่ามีผู้เสียชีวิตส่วนเกิน 8.34 ล้านคนในปี 2019 จากมลพิษฝุ่นละอองขนาดเล็กและโอโซน ซึ่งส่วนใหญ่ (52%) เกิดจากโรคหัวใจและเมตาบอลิซึมที่เป็นผลโดยตรงจากมลพิษดังกล่าว.
  • [69] จำลองอัตราผู้เสียชีวิตส่วนเกินทั่วโลกรวม 8.79 ล้านคนต่อปีจากมลพิษทางอากาศ (การสัมผัสโอโซนและฝุ่นละอองขนาดเล็ก) โดยผู้ที่ได้รับผลกระทบมีอายุขัยลดลงเฉลี่ย 26.5 ปี และอายุขัยเฉลี่ยทั่วโลกลดลง 2.9 ปี จากภาวะแทรกซ้อนทางสุขภาพ. แบบจำลองนี้ใช้แบบจำลองเคมีบรรยากาศ-การไหลเวียนทั่วไป และแบบจำลองการเสียชีวิตจากการสัมผัสทั่วโลก โดยรันเป็นช่วง 20 และ 30 ปีตามคำแนะนำของ IPCC.
  • [70] ใช้วิธีคล้ายกับ [69] แต่สำหรับปี 2015 โดยประเมินว่าทั่วโลกมีผู้เสียชีวิตส่วนเกิน 8.8 ล้านคนต่อปีจากมลพิษทางอากาศภายนอกอาคารทั้งหมด รวมถึงการปล่อยมลพิษจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลของมนุษย์และมลพิษทางอากาศตามธรรมชาติ (จากไฟป่า ซึ่งอาจเป็นผลทางอ้อมจากการปล่อยมลพิษจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล เพราะรุนแรง/เกิดบ่อยขึ้นจากภาวะโลกร้อนที่เพิ่มขึ้น). ยังประเมินว่าอายุขัยเฉลี่ยทั่วโลกลดลง 2.9 ปี โดย 1.7 ปีมาจากการปล่อยมลพิษทั้งหมดที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ และ 1.1 ปีมาจากการปล่อยมลพิษจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพียงอย่างเดียว. เพื่อให้เห็นภาพ ยาสูบคร่าชีวิต 7.2 ล้านคนต่อปี และทำให้อายุขัยลดลง 2.2 ปี.
  • [71] สรุปข้อโต้แย้งเรื่องการแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลด้วยพลังงานนิวเคลียร์และการลดลงของอัตราการเสียชีวิตที่ตามมา โดยระบุว่าสามารถป้องกันการเสียชีวิตสุทธิได้ 1.8 ล้านคนในช่วง 1971-2009 เฉลี่ยปีละ 76,000 คน อยู่ในช่วง 19,000-300,000 คน. ยังชี้แจงว่าพลังงานนิวเคลียร์ทำให้มีผู้เสียชีวิตน้อยกว่าถ่านหินสีน้ำตาล 99.9% น้อยกว่าถ่านหิน 99.8% น้อยกว่าน้ำมัน 99.7% และน้อยกว่าก๊าซ 97.6%.
72-81

ความคิดเห็นเกี่ยวกับการเสียชีวิตจากนิวเคลียร์

จำนวนผู้เสียชีวิตก่อนวัยอันควรจากพลังงานนิวเคลียร์และเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องอย่างแม่นยำแทบเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากผลกระทบระยะ-ยาวของรังสีนิวเคลียร์ ระดับความเสี่ยง และคุณภาพของการรายงานเหตุการณ์

  • [72] รายชื่อผู้เสียชีวิตโดยตรงจากการบำรุงรักษาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ทั้งหมดเป็นกรณีไม่ใช่-พลเรือน รวม 50 คน
  • [73] มีรายงานเหตุการณ์ทั่วโลก 30 ครั้งนับตั้งแต่เริ่มมีพลังงานนิวเคลียร์ โดยเหตุการณ์ใหญ่และสำคัญที่สุดคือ เชอร์โนบิล (1986), ฟุกุชิมะไดอิจิ (2011), และทรีไมล์ไอแลนด์ (1979)
  • [74] เหตุการณ์เชอร์โนบิลเป็นตัวอย่างของผลกระทบรุนแรงที่สุดจากเหตุการณ์นิวเคลียร์ มีผู้เสียชีวิต 30 คนในช่วงทันทีหลังเหตุการณ์ อย่างไรก็ตาม ยอดผู้เสียชีวิตที่แน่ชัดจากภาวะที่เกี่ยวข้องยังเป็นที่ถกเถียงกัน โดยรายงานบางฉบับช่วงต้นทศวรรษ 2000 คาดว่ายอดสูงสุดอาจมากถึง 16,000-60,000 คนภายในปี 2065 จากความเสี่ยงมะเร็ง องค์การอนามัยโลกออกรายงานในปี 2005 ว่ายอดผู้เสียชีวิตสูงสุดน่าจะใกล้ 4,000 คนตามระดับการได้รับรังสี และในปี 2018 UNSCEAR เผยแพร่รายงานติดตามผล-ที่ได้ข้อสรุปเหมือนผลการศึกษาปี 2008 ว่าประชาชนทั่วไปได้รับรังสีในระดับต่ำมาก
  • [75] เป็นพื้นฐานของรายงาน WHO ที่กล่าวถึงข้างต้น ซึ่งออกไม่นานหลังเหตุการณ์และประเมินว่ายอดผู้เสียชีวิตน่าจะใกล้ 9,000 คน อย่างไรก็ตาม การศึกษานี้รวมแค่เบลารุส สหพันธรัฐรัสเซีย และยูเครน
  • [76] รายงานฉบับปรับปรุงต่อจาก [75] โดยผู้เขียนคนเดิม ซึ่งตอนนี้รวมพื้นที่ส่วนที่เหลือของยุโรปและออกหลังรายงาน WHO คาดการณ์ผู้เสียชีวิตจากมะเร็งหลายชนิด 14,000 คน
  • [77] อธิบายความต่างของยอดผู้เสียชีวิตและชี้ให้เห็นข้อแตกต่าง พร้อมวิจารณ์ว่า WHO ขาดการให้บริบท
  • [78] รายงานที่ใหม่กว่าซึ่งลดตัวเลขผู้เสียชีวิตทั่วยุโรปจากที่เคยประเมินไว้ 60,000 คนเหลือ 40,000 คน และยังชี้ให้เห็นช่วงความไม่แน่นอนที่กว้าง โดยเชื่อมโยงกับ [76]
  • [79] ในบริบทของภัยพิบัตินิวเคลียร์ที่รุนแรงรองลงมา - ฟุกุชิมะ - [79] รายงานผู้เสียชีวิต 0 คนที่เกี่ยวกับอุบัติเหตุนิวเคลียร์โดยตรง และ 0 คนจากอาการป่วยจากรังสี แต่รายงานผู้เสียชีวิต 2313 คนในฐานะ ‘การเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับภัยพิบัติ’ จากการอพยพ ซึ่งมีคน 100,000 คนอพยพเพื่อความปลอดภัย ตัวเลขนี้ไม่รวมผู้เสียชีวิตจากแผ่นดินไหวหรือสึนามิ
  • [80] รายงานทางการจากปี 2012 ระบุว่ามีผู้เสียชีวิตจากรังสี 0 คน (ฟุกุชิมะ) อย่างไรก็ตาม รายงานระบุผู้เสียชีวิต 573 คนจากความเครียดในการอพยพ
  • [81] การศึกษานี้คาดการณ์ตัวเลขสูงสุดว่ามีผู้เสียชีวิตจากรังสี 1000 คน แม้ตัวเลขนี้ยังเป็นที่ถกเถียงเพราะขาดข้อมูลระยะยาวและการประเมินการได้รับรังสี (ฟุกุชิมะ)

ดังที่ชี้ให้เห็น ผู้เสียชีวิตพลเรือนจากพลังงานนิวเคลียร์เกือบทั้งหมดมาจากสองเหตุการณ์ โดยยอดผู้เสียชีวิตรวมเป็นการคาดการณ์ไปในอนาคต ขณะที่มลพิษทางอากาศจากเชื้อเพลิงฟอสซิลกระทบทุกภูมิภาคทั่วโลกอย่างต่อเนื่อง ดังนั้น แม้จะมีความไม่แน่นอนมากในการคำนวณผู้เสียชีวิตที่เกิดจากเชื้อเพลิงฟอสซิลและพลังงานนิวเคลียร์ เนื่องจากการประเมิน การระบุสาเหตุของการเสียชีวิตและการเจ็บป่วย และการขาดข้อมูลคุณภาพสูง ผู้เสียชีวิตที่โยงกับการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลก็มีมากกว่าผู้เสียชีวิตจากเหตุการณ์พลังงานนิวเคลียร์อย่างมาก โดยเชื้อเพลิงฟอสซิลมีอัตราการเสียชีวิตส่วนเกินระดับหลายล้านคนต่อปี เทียบกับยอดผู้เสียชีวิตรวมที่คาดการณ์ไว้ ~60,000 คน (ค่าประเมินสูงสุด) นับตั้งแต่ทศวรรษ 1950 สำหรับพลังงานนิวเคลียร์ทั้งหมด

128

กราฟต้นทุนโซลาร์ PV ลม และแบตเตอรี่และการคาดการณ์อนาคต

กราฟที่นำเสนอแสดงต้นทุนเฉลี่ยทั่วโลกที่คาดการณ์ของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนลมบนบกและโซลาร์ PV ระดับสาธารณูปโภค (LCOE เป็น USD ต่อ MWh) และต้นทุนที่คาดการณ์ของการกักเก็บพลังงานในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบอยู่กับที่ซึ่งจ่ายไฟได้นาน 4 ชั่วโมง (BESS) (CAPEX เป็น USD ต่อ kWh ของความจุกักเก็บพลังงานที่ติดตั้ง) ตั้งแต่ปี 2020 ถึง 2050. ข้อมูลนี้รวบรวมมาจาก [128] ซึ่งประเมินการคาดการณ์ต้นทุนเฉลี่ยทั่วโลก. สำหรับแต่ละเทคโนโลยีและตัวชี้วัดต้นทุน (LCOE & CAPEX) งานวิจัยนี้รวบรวมการคาดการณ์ต้นทุนเฉลี่ยจากงานศึกษาระดับภูมิภาคและระดับโลกจำนวนมาก. ในงานศึกษาเหล่านี้ มีการรายงานค่าประมาณรายปีที่คาดการณ์ไว้ด้วยความละเอียด ช่วงเวลา (เช่น ทุกปีหรือทุก 5 ปี จนถึงปี 2030, 2040 หรือ 2050) และความสม่ำเสมอที่แตกต่างกัน. จึงคำนวณค่าเฉลี่ยรวมของการคาดการณ์ที่มีอยู่ เพื่อสร้างแนวโน้มตัวแทนเพียงเส้นเดียวสำหรับแต่ละเทคโนโลยีเพื่อใช้ในกราฟที่นำเสนอ.

เพราะการคาดการณ์รายปีไม่สม่ำเสมอ รูปแบบค่าเฉลี่ยจึงบิดเบี้ยวบ้างในบางช่วงที่จำนวนค่าประมาณที่นำมารวมกันต่างกัน. ถึงอย่างนั้น ความละเอียด ช่วงเวลา และช่องว่างของข้อมูลที่เกิดขึ้นก็สอดคล้องกันในชุดข้อมูลส่วนใหญ่. ดังนั้น จึงใช้การแทรกค่าเชิงเส้นแบบง่ายกับข้อมูลทั้งหมด เพื่อสร้างค่ารายปีระหว่างค่าประมาณแรกและสุดท้ายที่แต่ละงานศึกษารายงาน โดยอิงจากค่าประมาณที่มีอยู่. ไม่มีการคาดการณ์ต่อเกินช่วงของงานศึกษาใดงานศึกษาหนึ่ง; ดังนั้นจึงตัดแหล่งข้อมูลที่ไม่มีค่าประมาณถึงปี 2050 หรือเริ่มช้ากว่าราวปี 2020 ออก.

กลุ่มตัวอย่างสุดท้ายมีชุดข้อมูลที่แทรกค่าแล้ว 11 ชุดสำหรับโซลาร์ PV, 9 ชุดสำหรับลม และ 9 ชุดสำหรับแบตเตอรี่. คำนวณต้นทุนเฉลี่ยรายปีที่คาดการณ์จากแหล่งข้อมูลเหล่านี้และพล็อตออกมาอย่างที่เห็น. LCOE ของลม/โซลาร์แสดงเป็น USD/MWh ของไฟฟ้าที่ผลิตได้ ขณะที่ CAPEX ของแบตเตอรี่แสดงเป็น USD ต่อ kWh ของความจุกักเก็บพลังงาน ซึ่งเป็นตัวชี้วัดต้นทุนมาตรฐานของการกักเก็บพลังงาน. ต้นทุนไฟฟ้าเฉลี่ยตลอดอายุโครงการ (LCOE) คือต้นทุนทั้งหมดของระบบผลิตไฟฟ้าที่เฉลี่ยตลอดเวลา รวมถึงต้นทุนลงทุน การเดินระบบ และการบำรุงรักษาทั้งหมด. แบตเตอรี่ไม่ได้ผลิตไฟฟ้าเอง และ [128] ไม่ได้ให้ต้นทุนการกักเก็บพลังงานเฉลี่ยตลอดอายุโครงการ (LCOS) ที่เทียบเท่ากัน. งานวิจัยนี้จึงให้ CAPEX แทน ซึ่งหมายถึงเงินลงทุนล่วงหน้า. แม้จะเทียบโดยตรงกับ LCOE ที่ถ่วงน้ำหนักตามการผลิตตลอดอายุโครงการไม่ได้ แต่การคาดการณ์ต้นทุน CAPEX ระดับระบบของ BESS ลิเธียมไอออนที่จ่ายไฟได้นาน 4 ชั่วโมง ที่ติดตั้งครบแล้วซึ่งจำลองโดย [128] ครอบคลุมขอบเขตระบบที่กว้างและครบถ้วน รวมถึงโมดูลแบตเตอรี่และต้นทุนอุปกรณ์ประกอบอื่นทั้งหมดของระบบ จึงเป็นตัวชี้วัดที่ดีที่สุดและเทียบเคียงได้มากที่สุด โดยไม่ต้องแปลงข้อมูล เพิ่มสมมติฐาน หรือออกนอกขอบเขตงานของ [128].

การคาดการณ์เหล่านี้แต่ละชุดเป็นค่าเฉลี่ยจากหลายงานศึกษา จึงสะท้อนฉันทามติที่ชัดเจนเรื่องแนวโน้มต้นทุนของแต่ละเทคโนโลยี. อย่างไรก็ตาม น่าสังเกตว่า [128] บอกว่าการคาดการณ์เหล่านี้อาจ ‘มองโลกในแง่ร้ายเกินไป’. พวกเขาเปรียบเทียบกับข้อมูลตลาดโลกในอดีตที่รวบรวมจากแหล่งข้อมูลเชิงประจักษ์หลายแห่ง เพื่อชี้ให้เห็นว่าต้นทุนที่คาดการณ์ไว้สูงเกินจริงอย่างชัดเจน และอัตราการลดลงของต้นทุนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาถูกประเมินต่ำเกินไปอย่างชัดเจน. นับจากจุดเริ่มต้นของการคาดการณ์ส่วนใหญ่จนถึงปัจจุบัน (~2020-2024) ค่าที่คาดการณ์เฉลี่ยโดยทั่วไปสูงกว่าค่าในอดีตสำหรับโซลาร์ PV ระดับสาธารณูปโภค ลมบนบก และ BESS ลิเธียมไอออน. โซลาร์ค่อนข้างสอดคล้องกับค่าที่คาดการณ์ แต่ต้นทุนลมบนบกและแบตเตอรี่ที่คาดไว้นั้นสูงกว่าที่รายงานมาก. ทุกอย่างมีราคาลดลงเร็วกว่าที่คาด. หากแนวโน้มที่หักล้างการคาดการณ์นี้ยังดำเนินต่อไป ต้นทุนจริงในอนาคตของเทคโนโลยีเหล่านี้อาจต่ำกว่าที่ภาพคาดการณ์ในวันนี้บอกไว้เสียอีก ซึ่งยิ่งตอกย้ำว่าต้นทุนพลังงานหมุนเวียนและการกักเก็บพลังงานกำลังลดลงเร็ว และจะลดลงต่อไปจนถึงปี 2050.

ข้อมูลเสริม

13-19

ระเบิดกับเครื่องปฏิกรณ์

ต่างจากระเบิดนิวเคลียร์ ปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชันในเครื่องปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้าถูกควบคุมด้วยกลไกป้อนกลับทางความร้อนแบบพาสซีฟ แท่งควบคุม ตัวหน่วงนิวตรอน และเชื้อเพลิง ‘เสริมสมรรถนะ-ต่ำ’

เครื่องปฏิกรณ์ถูกออกแบบด้วยวัสดุและชนิดเชื้อเพลิงที่มีสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของรีแอกทิวิตีเป็นลบ หมายความว่าเมื่อมีการปล่อยความร้อนและอุณหภูมิของเชื้อเพลิงสูงขึ้น รีแอกทิวิตีของแกนปฏิกรณ์จะลดลง. อุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้อะตอมสั่นและอยู่ห่างกันมากขึ้น จึงลดโอกาสในการจับนิวตรอน. พฤติกรรมตามธรรมชาตินี้ช่วยให้ปฏิกิริยาคงที่และควบคุมได้ (กล่าวคือ อยู่ในภาวะวิกฤต†) และเป็นชั้นความปลอดภัยในตัวหากระบบเริ่มร้อนเกินไป.

แท่งควบคุมทำจากวัสดุที่ดูดกลืนนิวตรอนได้และไม่เกิดฟิชชัน (โดยทั่วไปคือโบรอน) ทำหน้าที่ดูดซับนิวตรอนส่วนเกินและช่วยควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่. ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับปฏิกิริยาลูกโซ่ได้ด้วยการยกหรือลดแท่งควบคุม จึงปรับกำลังผลิตของเครื่องปฏิกรณ์ได้: ยกแท่งขึ้นจะเร่งปฏิกิริยา ขณะที่ลดแท่งลงจะชะลอหรือหยุดปฏิกิริยาไปเลย. แท่งควบคุมออกแบบให้ปลอดภัยเมื่อขัดข้อง ดังนั้นจึงปิดเครื่องปฏิกรณ์เองโดยอัตโนมัติในกรณีฉุกเฉิน หรือเมื่อเกิดความผิดปกติหรือไฟฟ้าดับ. นอกเหนือจากนั้น แท่งควบคุมใช้เพื่อปรับละเอียด ส่วนกลไกป้อนกลับแบบพาสซีฟทำงานส่วนใหญ่.

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์มักใช้ยูเรเนียม-235 (U-235) เป็นเชื้อเพลิงหลักในแกนกลาง แต่จะมีไอโซโทปยูเรเนียมชนิดอื่นหลายชนิดที่ ‘แตกตัวได้’ น้อยกว่า หรือช่วยคงปฏิกิริยาลูกโซ่ได้ไม่ดีเท่า. การเสริมสมรรถนะเชื้อเพลิงคือกระบวนการเพิ่มความเข้มข้นของ U-235 ในแกนปฏิกรณ์ เมื่อเทียบกับไอโซโทปอื่น. ยูเรเนียมธรรมชาติมี U-235 เพียงราว 0.7% ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่คือ U-238. เครื่องปฏิกรณ์พลเรือนส่วนใหญ่ใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะ-ต่ำ (LEU) ซึ่งมักเสริมสมรรถนะ U-235 ให้มี 3-5% เพื่อให้ปฏิกิริยาและการปล่อยพลังงานคงที่และจัดการได้ ขณะที่ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะ-สูงระดับอาวุธ (HEU) มี U-235 ราว 90% มากพอสำหรับปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เร็วและควบคุมไม่ได้ กับการปล่อยพลังงานอย่างรวดเร็วและระเบิดรุนแรงที่จำเป็นสำหรับระเบิด. การเสริมสมรรถนะถึงระดับนี้ทำได้ยากและถูกจำกัดด้วยกฎระเบียบระหว่างประเทศ อีกทั้งต้องควบคุมและติดตามอย่างรอบคอบเพื่อป้องกันการแพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์ (ดูเพิ่มเติมด้านล่าง). LEU อาจมากพอจะทำให้กำลังของเครื่องปฏิกรณ์พุ่งสูงจนแกนปฏิกรณ์หลอมละลาย แต่ยังไม่ใกล้เคียงกับพลังของระเบิดนิวเคลียร์.

สุดท้าย เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จำนวนมากมีตัวหน่วงนิวตรอน. แม้ U-235 จะแตกตัวได้ง่ายกว่า แต่มันก็ไม่ค่อยดูดซับนิวตรอนพลังงานสูงได้เองตั้งแต่แรก จึงต้องมีตัวช่วยเล็กน้อย. เพื่อช่วยให้เกิดการจับนิวตรอน นิวตรอนจะถูกทำให้ช้าลงด้วยตัวหน่วงนิวตรอน ซึ่งโดยทั่วไปคือน้ำธรรมดาหรือน้ำ ‘เบา’ ที่ใช้หล่อเย็นแกนปฏิกรณ์ น้ำดิวเทอเรียมหรือน้ำ ‘หนัก’ (D2O) และกราไฟต์ความบริสุทธิ์-สูง ซึ่งทั้งสองชนิดช่วยชะลอนิวตรอนได้ดีโดยไม่ดูดซับมัน.

-

†เครื่องปฏิกรณ์จะเรียกว่าอยู่ใน ‘ภาวะวิกฤต’ เมื่อทำงานในอัตราที่คงที่และควบคุมได้.

54-56, 91-92

รีไซเคิล แปรรูป และการแพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์

ระหว่างเดินเครื่อง เชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์จะดูดซับนิวตรอนและเปลี่ยนเป็นธาตุหนักชนิดอื่น หรือเกิดฟิชชันและปล่อยพลังงาน (พร้อมนิวตรอนอิสระเพิ่มขึ้น) จากการแตกตัวเป็นธาตุที่เบากว่ามาก ซึ่งเรียกว่า ‘ผลิตภัณฑ์ฟิชชัน’

ยูเรเนียม-238 (U-238) บางส่วน ซึ่งเป็นไอโซโทปที่มีมากในเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์ จะจับนิวตรอนและสุดท้ายเปลี่ยนเป็นพลูโทเนียม-239 (Pu-239) Pu-239 ‘แตกตัวได้’ มากกว่า และเป็นไอโซโทปหลักที่ต้องการใช้ในอาวุธนิวเคลียร์ทั่วโลก เพราะสามารถคงปฏิกิริยาลูกโซ่ที่รวดเร็วและระเบิดได้ เมื่อ Pu-239 ก่อตัวขึ้น มันจะดูดซับนิวตรอนเพิ่มเพื่อสร้างไอโซโทปพลูโทเนียมชนิดอื่นที่แตกตัวได้น้อยกว่า (เช่น Pu-240) ซึ่งสะสมอย่างรวดเร็วในเครื่องปฏิกรณ์และไม่เหมาะกับอาวุธนัก - คล้าย LEU นิดหน่อย

เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วมีส่วนผสมของไอโซโทปพลูโทเนียมเหล่านี้และผลิตภัณฑ์ฟิชชันอื่น ๆ; ยูเรเนียมที่เหลือและยังไม่ได้ใช้บางส่วน; และไอโซโทปยูเรเนียมที่พร่องลงและแตกตัวได้น้อยกว่า รวมกันเป็นของเสีย นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาวิธีรีไซเคิลของเสียนี้ โดยเครื่องปฏิกรณ์บางแบบ เช่น เครื่องปฏิกรณ์เพาะพันธุ์เร็ว (FBRs) ยังนำมันกลับมาใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ด้วย โดยทั่วไปจะอยู่ในรูปเชื้อเพลิง MOX (ออกไซด์ผสม) ที่มีส่วนผสมของไอโซโทปยูเรเนียมและพลูโทเนียม ซึ่งหากไม่เช่นนั้นจะเหมาะกับเครื่องปฏิกรณ์ทั่วไปน้อยกว่า

FBRs ทำงานโดยยิงนิวตรอนที่เร็วกว่าใส่เชื้อเพลิงใช้แล้ว โดยไม่ใช้ตัวหน่วงเพื่อลดความเร็วของนิวตรอนเลย (จึงต้องมีระบบความปลอดภัยที่ก้าวหน้ากว่าด้วย) วิธีนี้ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เร็วขึ้น ซึ่งใช้เชื้อเพลิงผสมอย่าง MOX ที่มีพลูโทเนียมเข้มข้นกว่าและมีไอโซโทปที่แตกตัวได้น้อยกว่า เพื่อปล่อยพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ พวกมันยังเปลี่ยนสิ่งเหล่านี้เป็นไอโซโทปใหม่ที่แตกตัวได้มากกว่า ซึ่งนำกลับมาใช้เป็นเชื้อเพลิงทั่วไปได้ นี่เรียกว่า ‘การเพาะพันธุ์’ เพราะสร้างวัสดุที่แตกตัวได้มากกว่าที่มีอยู่ตั้งแต่แรก ดังนั้น FBRs จึงช่วยใช้เชื้อเพลิงได้คุ้มขึ้น ยืดอายุทรัพยากรยูเรเนียม และลดของเสียระยะยาว

แต่ก่อนจะนำกากกัมมันตรังสีกลับมาใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ มันต้องผ่านการแปรรูปซ้ำทางเคมีเพื่อกำจัดผลิตภัณฑ์อื่นที่รีไซเคิลไม่ได้ซึ่งสะสมระหว่างฟิชชัน†† ผลิตภัณฑ์ฟิชชันเหล่านี้ยังดูดซับนิวตรอนและรบกวนปฏิกิริยาลูกโซ่ ทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์ลดลงและควบคุมปฏิกิริยาได้ยากขึ้น เครื่องปฏิกรณ์ยังต้องมีวัสดุที่แตกตัวได้ในความเข้มข้นระดับหนึ่ง (เช่น Pu-239 หรือ U-235) เพื่อคงปฏิกิริยาลูกโซ่ การแปรรูปซ้ำช่วยแยกและเพิ่มความเข้มข้นของวัสดุเหล่านี้ใน MOX โดยทิ้งผลิตภัณฑ์ฟิชชันอื่นไว้

การแปรรูปซ้ำยังใช้เพื่อเพิ่มความเข้มข้นและแยก Pu-239 ไปทำอาวุธนิวเคลียร์ได้ด้วย อย่างไรก็ตาม มีมาตรการพิทักษ์ความปลอดภัยทางนิวเคลียร์ระหว่างประเทศที่ช่วยป้องกันการนำพลูโทเนียมไปใช้ทำอาวุธได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงกฎระเบียบเข้มงวด การเฝ้าติดตาม และมาตรการควบคุมกิจกรรมวงจรเชื้อเพลิงทั้งระดับประเทศและนานาชาติ เครื่องปฏิกรณ์พลเรือนมักใช้นิวตรอนที่ถูกหน่วงความเร็ว ซึ่งส่วนใหญ่ถูกดูดซับเพื่อทำให้ U-235 เกิดฟิชชัน (ต่างจาก U-238) และสร้าง Pu-239 ได้มีประสิทธิภาพน้อยกว่า††† พลูโทเนียมใด ๆ ที่กู้คืนจากเชื้อเพลิงใช้แล้วของเครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์จะมีองค์ประกอบไอโซโทปแบบผสม จึงไม่เหมาะทำอาวุธ หากต้องการ Pu-239 บริสุทธิ์ระดับใช้ทำอาวุธ จะต้องแยกและแปรรูปซ้ำตั้งแต่ต้นรอบการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ ก่อนที่ไอโซโทปอื่นจะสะสม ไม่เช่นนั้น กระบวนการแยกจะยาก ซับซ้อน และแพงมาก โดยต้องใช้เทคนิคเฉพาะ ทรัพยากรจำนวนมาก และความเชี่ยวชาญสูง

โดยทั่วไป อาวุธนิวเคลียร์ผลิตผ่านเส้นทางที่ทำได้จริงกว่าซึ่งอาศัยการเสริมสมรรถนะยูเรเนียม หรือใช้เครื่องปฏิกรณ์เฉพาะทาง เช่น ในโครงการทางทหาร ที่สร้างมาโดยเฉพาะและปรับให้เหมาะกับการผลิตพลูโทเนียมระดับใช้ทำอาวุธ ดังนั้น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์พลเรือนเองจึงไม่ถือว่ามีความเสี่ยงสูงต่อการแพร่ขยายอาวุธ เพราะยากที่จะผลิตวัสดุที่ใช้ทำอาวุธได้จากเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์ อย่างไรก็ตาม บางคนมองว่ายังมีความเสี่ยงที่รัฐอาจใช้วงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์พลเรือนเป็นแหล่งหรือฉากบังหน้าสำหรับวัสดุ เทคโนโลยี และความเชี่ยวชาญที่จำเป็นต่อการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์

-

††ต่างจากเครื่องปฏิกรณ์ทั่วไป FBRs สามารถใช้ผลพลอยได้จากฟิชชันบางชนิด เช่น แอกทิไนด์รอง (ธาตุอย่างอะเมริเซียมและคูเรียม) ซึ่งเป็นองค์ประกอบของกากกัมมันตรังสีที่มีอายุยาวนานที่สุดและเป็นพิษจากรังสีสูงที่สุดบางส่วนได้ นี่เรียกว่า ‘การเผาแอกทิไนด์’ โรงงานแปรรูปซ้ำสามารถแยกผลิตภัณฑ์ฟิชชันออกได้หลายชนิด ขณะปล่อยให้แอกทิไนด์คงอยู่ในส่วนผสมเชื้อเพลิงเพื่อให้ถูกใช้ไป แทนที่จะต้องเก็บไว้ ด้วยเหตุนี้ FBRs จึงช่วยลดกากกัมมันตรังสีระยะยาวที่อาจเป็นอันตรายได้มากขึ้นอีก

†††FBRs ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อเพาะไอโซโทปที่แตกตัวได้ เช่น Pu-239 จาก U-238 (ซึ่งเกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์ทั่วไปเช่นกัน แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า) จึงอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการแพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์ได้ อย่างไรก็ตาม FBRs ทั้งผลิต (เพาะ) และใช้ (เผา) Pu-239 ไปพร้อมกันขณะมันก่อตัว ในวงจรที่สมดุล และเช่นเดียวกับเครื่องปฏิกรณ์ทั่วไป ส่วนที่ยังไม่ถูกใช้จะถูกผสมหรือเปลี่ยนเป็นไอโซโทปพลูโทเนียมชนิดอื่นที่แตกตัวได้น้อยกว่า เช่น Pu-240 อย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนพลูโทเนียมให้เป็นเชื้อเพลิงที่ใช้ได้ แทนปล่อยให้สะสมเป็นของเสีย ยังทำให้ FBRs ช่วยลดปริมาณพลูโทเนียมที่อาจถูกเบี่ยงเบนไปใช้หรือถูกขโมยได้

(อ้างอิงจากแหล่งข้อมูลเพิ่มเติมและความเห็นจาก ดร. Nathaniel Read, 2024).

เอกสารอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

วงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ & การเสริมสมรรถนะ

ภาพรวมวงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ | World Nuclear Association

การเสริมสมรรถนะยูเรเนียม | World Nuclear Association

การแปรรูปยูเรเนียม | การทำเหมือง การกลั่น & การเสริมสมรรถนะ | Britannica

เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็ว | World Nuclear Association

การรีไซเคิลของเสีย

แนวโน้มและมุมมองด้านการจัดการของเสียนิวเคลียร์: การกู้คืน การรีไซเคิล และการนำกลับมาใช้ | Journal of Nuclear Engineering

การแปรรูปซ้ำ | NRC.gov

การแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ซ้ำ | Idaho National Laboratory | กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ

การแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว | World Nuclear Association

ผลกระทบของการแยกและการแปรธาตุในการจัดการของเสียกัมมันตรังสี | IAEA

ลดของเสียนิวเคลียร์และเพิ่มประสิทธิภาพเพื่ออนาคตพลังงานที่ยั่งยืน | IAEA

เมื่อของเสียนิวเคลียร์เป็นทรัพยากร ไม่ใช่ภาระ | IAEA

ระบบควบคุมนิวเคลียร์และความปลอดภัย

ความปลอดภัยของเครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ | World Nuclear Association

หลักการความปลอดภัยพื้นฐานสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ | INSAG | IAEA

ความปลอดภัยนิวเคลียร์ - ภาพรวม | ScienceDirect Topics

ความยืดหยุ่นและความปลอดภัยของพลังงานนิวเคลียร์เมื่อเผชิญเหตุการณ์รุนแรง | IAEA

การปรับโครงสร้างกฎระเบียบนิวเคลียร์ | Environmental Health Perspectives

ระบบโครงสร้างกักกัน | IAEA

โครงสร้างกักกัน - ภาพรวม | ScienceDirect Topics

57-63

อนาคตของเศรษฐศาสตร์นิวเคลียร์

ในต้นทุนก่อสร้างโครงการพลังงานนิวเคลียร์ที่พุ่งสูง ต้นทุนการเงินอาจกินสัดส่วนมากถึงสอง-ใน-สาม. โครงการเหล่านี้มักได้เงินจากบริษัทสาธารณูปโภคและนักลงทุนรายอื่น ผ่านการเงินโครงการที่มีดอกเบี้ยสูง. ด้วยต้นทุนล่วงหน้าที่สูง (ส่วนใหญ่คือต้นทุนเงินทุนและประกันเพื่อคุ้มครองความเสี่ยงระหว่างก่อสร้าง) ระยะเวลาก่อสร้างที่นาน และความล่าช้าที่เกิดบ่อย ราคาสุทธิของโรงไฟฟ้าใหม่อาจเพิ่มเกินสามเท่าระหว่างการก่อสร้าง จนเกิดการตัดจำหน่ายและยกเลิกโครงการมากมาย. เรื่องนี้ยิ่งหนักขึ้นจากปัจจัยซับซ้อน เช่น การคัดค้านจากสาธารณะ กระบวนการรื้อถอนที่ยาวนาน และการสูญเสียความเชี่ยวชาญด้านนิวเคลียร์ไปทีละน้อย.

แต่รูปแบบการจัดหาเงินให้นิวเคลียร์อาจกำลังจะเปลี่ยนไป. SMR อาจแก้ปัญหาเหล่านี้ได้หลายข้อ ด้วยต้นทุนล่วงหน้าที่ต่ำกว่าและสร้างเสร็จเร็วกว่า. แม้เทคโนโลยีพื้นฐานจะเหมือนเดิม แต่เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้กำลังเปลี่ยนภาระทางการเงินและความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจของพลังงานนิวเคลียร์ จนหลายประเทศกำลังพิจารณานำมาใช้ในระดับโครงข่ายไฟฟ้า. ผู้ให้บริการ AI และศูนย์ข้อมูลอาจจ่ายเงินสด เช่นเดียวกับบริษัทเคมี อุตสาหกรรม และเหมืองแร่ขนาดใหญ่ จึงไม่ต้องเสียดอกเบี้ย. เมื่อผลิตพลังงานนิวเคลียร์ในพื้นที่เอง พวกเขายังเลี่ยงต้นทุนเชื่อมต่อโครงข่ายและกระจายไฟของพลังงานหมุนเวียนที่ผลิตไม่สม่ำเสมอได้.

(อ้างอิงจากแหล่งข้อมูลเพิ่มเติมและความเห็นจาก Prof. Ian Farnan & Prof. Simon Middleburgh, 2024)

แหล่งอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

การลดต้นทุนการก่อสร้างนิวเคลียร์ใหม่ | Sector Deal Working Group | NIA (เก็บถาวร)

โลกคาร์บอนสุทธิต้องมีพลังงานนิวเคลียร์: การเพิ่มพลังงานนิวเคลียร์สามเท่าต้องใช้เงินทุน | OECD Nuclear Energy Agency

สาเหตุของต้นทุนบานปลายในการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เรียกร้องแนวทางใหม่สำหรับการออกแบบวิศวกรรม | Joule

ความปลอดภัยนิวเคลียร์และเครื่องปฏิกรณ์ราคาจับต้องได้: เรามีทั้งสองอย่างได้ไหม? | Bulletin of the Atomic Scientists

ความล่าช้าในการก่อสร้างทำให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่แพงกว่าที่เคย | Imperial News | Imperial College London

การประเมินการคัดค้านจากสาธารณะต่อการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน: กรณีโครงการพลังงานนิวเคลียร์ | Construction Research Congress 2012

ความคิดเห็นสาธารณะต่อพลังงานนิวเคลียร์และอาวุธนิวเคลียร์: ความเชื่อมโยงของทัศนคติในสหรัฐอเมริกา | Energy Research & Social Science

โจทย์ท้าทายเรื่องการยอมรับของสังคม | การวางรากฐานสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใหม่และขั้นสูงในสหรัฐฯ | The National Academies Press

การรื้อถอนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ | IAEA

ต้นทุนการรื้อถอนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ | OECD Nuclear Energy Agency

แรงงานนิวเคลียร์แห่งอนาคต - โอกาสและความต้องการของภาคนิวเคลียร์นานาชาติ | European Nuclear Society

แรงงานวิศวกรรมนิวเคลียร์ในสหรัฐอเมริกา | Journal of Applied Clinical Medical Physics

ช่องว่างทักษะนิวเคลียร์และความหลากหลายของเราในอนาคต | Nuclear Institute

นิวเคลียร์สิ้นเปลือง: ทำไมต้นทุนพลังงานนิวเคลียร์จึงถูกเข้าใจผิด | Mackinac Center

ประโยชน์เพิ่มเติมของพลังงานนิวเคลียร์

  • การผลิตความร้อน - ด้วยหลักอุณหพลศาสตร์พื้นฐาน ความร้อนที่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ผลิตได้สองในสามต้องสูญเปล่าไป การผลิตร่วมไฟฟ้าและความร้อนเป็นด้านที่ได้รับความสนใจและมีโอกาสมากขึ้นในรูปแบบการผลิตพลังงานหลายแบบ รวมถึงนิวเคลียร์ ความร้อนเหลือทิ้งสามารถนำกลับมาใช้และส่งต่อไปยังงานเสริมต่าง ๆ เช่น ระบบทำความร้อนส่วนกลางหรือการแยกเกลือออกจากน้ำ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม ความร้อนเหลือทิ้งอาจนำไปใช้ขับเคลื่อนการดักจับคาร์บอนจากอากาศโดยตรง และยังมีความตื่นตัวเพิ่มขึ้นต่อเครื่องปฏิกรณ์อุณหภูมิสูงเพื่อป้อนพลังงานให้กระบวนการอุตสาหกรรมที่ลดคาร์บอนได้ยาก
  • เวชศาสตร์นิวเคลียร์ - มีการใช้ไอโซโทปรังสีเป็นประจำทั้งเพื่อวินิจฉัยและรักษามะเร็งกับโรคอื่น ๆ กำลังเกิดภาวะขาดแคลนมากขึ้น เพราะเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ผลิตสิ่งเหล่านี้มีอายุเก่าและทยอยปิดตัวลง การลงทุนในพลังงานนิวเคลียร์และการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ใหม่อาจช่วยแก้ปัญหานี้ได้

(อ้างอิงจากแหล่งข้อมูลเพิ่มเติมและคำอธิบายต่อไปนี้จาก ดร. Nathaniel Read, 2024)

เอกสารอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

บททบทวนอย่างครอบคลุมว่าด้วยการผสานพลังงานหมุนเวียนเพื่อการผลิตร่วมไฟฟ้าและความร้อน | Energy Conversion and Management

ไอโซโทปรังสีในทางการแพทย์ | World Nuclear Association

คุณเป็นผู้ให้ทุน นักวิทยาศาสตร์ นักการศึกษา หรือผู้กำหนดนโยบายหรือเปล่า?

อยากสนับสนุนหรือร่วมงานกับ Earth 2050? ติดต่อเราได้เลย

info@earth2050.com