งานวิจัยชี้ SMR อาจเพิ่มกากกัมมันตรังสี 2-30 เท่า เทียบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่
ผลการศึกษาจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย ชี้ว่า SMR บางรูปแบบอาจสร้างกากกัมมันตรังสีมากกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่ต่อหน่วยไฟฟ้าที่ผลิตได้
KEY
POINTS
- ผลการศึกษาจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและ UBC ชี้ว่าเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็ก (SMR) บางรูปแบบอาจสร้างกากกัมมันตรังสีที่ต้องจัดการมากกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่ 2-30 เท่าต่อหน่วยพลังงาน
- สาเหตุหลักเกิดจากแกนปฏิกรณ์ขนาดเล็กทำให้เกิด "การรั่วไหลของนิวตรอน" สูงกว่า ซึ่งไปกระตุ้นให้โครงสร้างโลหะรอบข้างกลายเป็นขยะกัมมันตรังสีในปริมาณที่มากขึ้น
- นอกจากนี้ ประสิทธิภาพการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ต่ำลงของ SMR ทำให้เชื้อเพลิงใช้แล้วมีความเป็นพิษทางรังสีสูงขึ้น และบางเทคโนโลยีใช้สารเคมีที่ซับซ้อนซึ่งเพิ่มความท้าทายในการจัดการกากนิวเคลียร์
ผลการศึกษาจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย (UBC) ระบุว่า เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ (SMR) บางรูปแบบอาจสร้างกากกัมมันตรังสีที่ต้องบริหารจัดการมากกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่ 2-30 เท่าต่อหน่วยพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ พร้อมตั้งข้อสังเกตถึงความท้าทายในการจัดการกากนิวเคลียร์และเชื้อเพลิงใช้แล้วในระยะยาว
ศึกษาเปรียบเทียบ SMR กับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่
แม้เทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ (Small Modular Reactor: SMR) จะได้รับการนำเสนอว่ามีข้อได้เปรียบด้านความปลอดภัยและต้นทุนการก่อสร้างเริ่มต้นที่ต่ำกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่ แต่รายงานระบุว่า ในแวดวงวิทยาศาสตร์และสิ่งแวดล้อมยังมีข้อถกเถียงเกี่ยวกับปริมาณและลักษณะของกากกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นจากเทคโนโลยีดังกล่าว
รายงานอ้างอิงผลการศึกษาร่วมของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย (UBC) นำโดย Dr. Lindsay Krall, Prof. Allison Macfarlane และ Prof. Rodney Ewing ซึ่งเผยแพร่ในวารสารวิชาการ Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
การศึกษาประเมินลักษณะของน้ำเสียและกากนิวเคลียร์จากแบบจำลองเตาปฏิกรณ์ SMR 3 รูปแบบ ได้แก่ แนวคิดของ NuScale, Toshiba และ Terrestrial Energy
ผลการวิเคราะห์พบว่า เตาปฏิกรณ์ SMR ส่วนใหญ่อาจเพิ่มปริมาณกากกัมมันตรังสีที่ต้องได้รับการบริหารจัดการและฝังกลบเพิ่มขึ้น 2-30 เท่าต่อหน่วยพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ เมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม
ชี้แกนปฏิกรณ์ขนาดเล็กทำให้นิวตรอนรั่วไหลมากขึ้น
รายงานระบุว่า สาเหตุของผลการศึกษาดังกล่าวมาจากหลักฟิสิกส์นิวเคลียร์เรื่อง "การรั่วไหลของนิวตรอน" (Neutron Leakage)
เนื่องจากเตาปฏิกรณ์ที่มีแกนขนาดเล็กและมีพื้นที่ผิวสัมผัสมากกว่า จะทำให้นิวตรอนหลุดรอดออกจากกระบวนการฟิชชันในสัดส่วนที่สูงกว่า เมื่อนิวตรอนที่รั่วไหลไปทำปฏิกิริยากับวัสดุสะท้อนและโครงสร้างโลหะรอบข้าง จะเกิดกระบวนการกระตุ้นรังสี (Activation)
ผลที่ตามมา คือ การเกิดขยะโลหะกัมมันตรังสี (Neutron-Activated Steel) สูงกว่าเตาปฏิกรณ์แบบดั้งเดิมถึง 9 เท่า
นอกจากนี้ รายงานยังระบุว่า ประสิทธิภาพการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ลดลงจากแกนปฏิกรณ์ขนาดเล็ก ทำให้เชื้อเพลิงใช้แล้วมีปริมาณพลูโทเนียมที่มีความเป็นพิษทางรังสี (Radiotoxicity) สูงกว่าเดิมร้อยละ 50 หลังผ่านการจัดเก็บเป็นเวลา 10,000 ปี
เตาปฏิกรณ์บางประเภทมีความท้าทายด้านการจัดการเชื้อเพลิง
รายงานระบุว่า เทคโนโลยี SMR รุ่นใหม่บางประเภทจำเป็นต้องใช้สารหล่อเย็นและสารหน่วงนิวตรอนที่มีความซับซ้อนทางเคมี เช่น เกลือหลอมเหลวหรือโลหะเหลว
สารเหล่านี้มีความไวต่อปฏิกิริยาเคมีและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ทำให้ไม่สามารถนำไปบรรจุและฝังกลบในชั้นหินลึกได้ทันที แต่ต้องผ่านกระบวนการบำบัดทางเคมีและการปรับปรุงสภาพเพิ่มเติม
รายงานระบุว่า กระบวนการดังกล่าวเป็นต้นทุนในช่วงท้ายของวัฏจักรเชื้อเพลิง ซึ่งผู้พัฒนาเทคโนโลยีมักไม่ได้แสดงข้อมูลไว้อย่างชัดเจน
การจัดการกากกัมมันตรังสียังเป็นประเด็นที่ถูกจับตา
รายงานระบุว่า ประเด็นกากกัมมันตรังสีและเชื้อเพลิงใช้แล้ว ยังคงเป็นหนึ่งในข้อถกเถียงสำคัญของการพัฒนาเทคโนโลยี SMR โดยเฉพาะในด้านปริมาณกากที่เกิดขึ้น คุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ในเตาปฏิกรณ์บางประเภท และต้นทุนการจัดการในช่วงท้ายของวัฏจักรเชื้อเพลิง ซึ่งเป็นประเด็นที่ยังอยู่ระหว่างการศึกษาและพัฒนาในหลายประเทศ
ข่าวที่เกี่ยวข้อง
