เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศทำให้โลกน่าอยู่น้อยลง พลังงานนิวเคลียร์จึงได้รับความสนใจมากขึ้น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมสามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ แต่ถ้าสามารถหาวิธีแก้ไขการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้พลังงานนิวเคลียร์ก็น่าจะเป็นส่วนหนึ่งในนั้น
แม้ว่าพลังงานนิวเคลียร์จะปราศจากคาร์บอน แต่ก็มีความเสี่ยง สำหรับการเริ่มต้น การกำจัดกากกัมมันตภาพรังสีจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทำให้เกิดปัญหาที่ไม่ละลายน้ำ จะทำอย่างไรกับผลพลอยได้ที่เป็นอันตรายเช่นนี้ นอกจากนี้ จะเกิดอะไรขึ้นหากแกนกลางละลายและสร้างหายนะทางสิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรง อย่างที่เคยเกิดขึ้นในฟุกุชิมะประเทศญี่ปุ่น ในปี 2011 มีข้อกังวลอื่น ๆ เช่นกัน แต่มีเหตุผลมากมายที่จะต้องหยุดใช้เพื่อทำให้พลังงานนิวเคลียร์ปลอดภัยยิ่งขึ้น
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ดำเนินการโดยฟิชชัน ซึ่งเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่อะตอมแยกออกเพื่อผลิตพลังงาน (หรือในกรณีของระเบิดนิวเคลียร์ จะเป็นการระเบิดครั้งใหญ่)
"มีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ประมาณ 450 เครื่องที่กำลังทำงานอยู่ทั่วโลก และพวกมันทั้งหมดต้องการเชื้อเพลิง" สตีฟ คราห์น ศาสตราจารย์ในภาควิชาวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมที่มหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลต์กล่าวในอีเมล "โดยส่วนใหญ่แล้ว เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ใช้ยูเรเนียม-235 (U-235) และประเทศที่รีไซเคิลเชื้อเพลิงเป็นบางส่วน เช่น ฝรั่งเศส รัสเซีย และประเทศอื่นๆ อีกสองสามประเทศ ผสมพลูโทเนียม -239 ที่นำกลับมาใช้ใหม่เล็กน้อยเพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่าผสม - เชื้อเพลิงออกไซด์"
พลูโทเนียมเป็นผลพลอยได้จากเชื้อเพลิงใช้แล้วจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ มีความเป็นพิษสูงและมีกัมมันตภาพรังสีไม่ลดลงอย่างรวดเร็ว — ต้องใช้เวลาหลายหมื่นปีในการได้รับรังสีในระดับที่ปลอดภัย ในขณะที่ทอเรียมจะแตกตัวเป็นระดับที่ปลอดภัยภายในเวลาประมาณ 500 ปี
ทอเรียมคืออะไร?
นักวิทยาศาสตร์บางคนคิดว่าธาตุทอเรียมเป็นคำตอบของปัญหานิวเคลียร์ของเรา ทอเรียมเป็นโลหะที่มีกัมมันตภาพรังสีเล็กน้อยและมีปริมาณค่อนข้างมาก — มีมากพอๆ กับดีบุกและมีปริมาณมากกว่ายูเรเนียม นอกจากนี้ยังแพร่หลายด้วยความเข้มข้นเฉพาะในอินเดีย ตุรกี บราซิล สหรัฐอเมริกาและอียิปต์
ทอเรียมไม่ใช่เชื้อเพลิงเหมือนยูเรเนียม ความแตกต่างก็คือยูเรเนียมมีลักษณะเหมือนฟิชไซล์ ซึ่งหมายความว่ามันสร้างปฏิกิริยาลูกโซ่แบบหนีไม่พ้น ถ้าคุณได้รับยูเรเนียมเพียงพอในจุดเดียวในคราวเดียว ทอเรียมเป็นวัสดุที่ไม่แตกตัวหรือ "อุดมสมบูรณ์" ซึ่งหมายความว่าคุณต้องทิ้งระเบิดทอเรียมด้วยนิวตรอน โดยพื้นฐานแล้วให้เริ่มด้วยวัสดุกัมมันตภาพรังสีจำนวนเล็กน้อย เช่น ยูเรเนียม เพื่อให้สามารถแปลงร่างเป็นไอโซโทปของยูเรเนียมได้ (U- 233/Th-232) เพื่อสร้างพลัง
ทอเรียมข้อดีและข้อเสีย
ทอเรียมถูกใช้ในการทดลองฟิสิกส์นิวเคลียร์ช่วงแรกๆ — Marie Curieและ Ernest Rutherford ทำงานร่วมกับมัน ยูเรเนียมมีความเกี่ยวข้องอย่างมากกับกระบวนการนิวเคลียร์ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เนื่องจากยูเรเนียมเหมาะสำหรับทำระเบิด แต่สำหรับการผลิตไฟฟ้า ทอเรียมมีประโยชน์มากกว่ายูเรเนียมบางประการ ทอเรียมมีประสิทธิภาพมากกว่ายูเรเนียม และเครื่องปฏิกรณ์ของมันอาจมีโอกาสหลอมละลายน้อยกว่าเพราะทำงานที่แรงดันต่ำ นอกจากนี้ ยังมีการผลิตพลูโทเนียมน้อยลงในระหว่างการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ และนักวิทยาศาสตร์บางคนโต้แย้งว่าเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมสามารถทำลายได้ขยะพลูโทเนียมอันตรายจำนวนมากที่สร้างขึ้นและสะสมไว้ตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1950 ไม่เพียงเท่านั้น ทอเรียมยังคิดว่าเกือบจะสามารถต้านทานการแพร่ขยายได้ เนื่องจากพลูโทเนียมไม่สามารถแยกออกจากของเสียและใช้ทำระเบิดได้
อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียบางประการสำหรับทอเรียม หนึ่งคือ แม้ว่าทอเรียมและของเสียจะมีอันตรายเป็นเวลาหลายร้อยปี แทนที่จะเป็นหลายหมื่นปี เมื่อเทียบกับยูเรเนียมหรือพลูโทเนียม แต่แท้จริงแล้วทอเรียมมีกัมมันตภาพรังสีที่อันตรายกว่าในระยะสั้น ด้วยเหตุผลดังกล่าว ทอเรียมอาจใช้งานได้ยากขึ้นเล็กน้อย และการเก็บทอเรียมนั้นยากกว่า การเตรียมยังยากกว่าแท่งยูเรเนียม: ตามที่ Krahn กล่าว หากเราจะให้พลังงานแก่โลกของเราโดยใช้วัฏจักรเชื้อเพลิงทอเรียม จะต้องผลิต U-233 ที่เพียงพอเพื่อเป็นเชื้อเพลิงให้กับเครื่องปฏิกรณ์ตั้งต้น
"วิธีการแปรรูปทางเคมี Th-232 และ U-233 นั้นเป็นที่ยอมรับกันดีอยู่แล้ว อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกในการแปรรูปสารเคมีดังกล่าว" Krahn กล่าว
การใช้ทอเรียมเป็นพลังงาน
มีหลายวิธีที่ทอเรียมสามารถนำมาใช้ในการผลิตพลังงานได้ วิธีหนึ่งคือการใช้เชื้อเพลิงทอเรียมที่เป็นของแข็งในเครื่องปฏิกรณ์แบบระบายความร้อนด้วยน้ำแบบทั่วไป คล้ายกับโรงไฟฟ้าที่ใช้ยูเรเนียมสมัยใหม่ โอกาสอีกประการหนึ่งที่น่าตื่นเต้นสำหรับนักวิทยาศาสตร์และผู้ให้การสนับสนุนด้านพลังงานนิวเคลียร์ก็คือเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว ในโรงงานเหล่านี้ เชื้อเพลิงจะละลายในถังเกลือเหลว เกลือมีจุดเดือดสูง ดังนั้นแม้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจะไม่ทำให้เกิดการระเบิด นอกจากนี้ เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวไม่ต้องการการระบายความร้อนมาก ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้น้ำปริมาณมากในการทำงาน สำหรับเหตุผลที่ทอเรียมขับเคลื่อนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะถูกทดสอบในทะเลทรายโกบีในประเทศจีน
ตอนนี้น่าสนใจ
ทอเรียมถูกค้นพบโดยJons Jakob Berzeliusในปี 1828 ซึ่งตั้งชื่อตาม Thor เทพเจ้าสายฟ้าแห่งนอร์ส
