4. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นที่สี่ (Generation IV)
ระบบเครื่องเครื่องปฏิกรณ์รุ่นที่4เป็นระบบที่อยู่ในช่วงการพัฒนา อาจจะเรียกว่าเป็นอนาคตสำหรับโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ โดยคาดการณ์กันว่าน่าจะสามารถใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์ในระยะเวลา 20-30 ปี ข้างหน้า ถือว่าเป็นการปฏิวัติการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์และระบบเชื้อเพลิงโดยสิ้นเชิง การพัฒนาของโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ในรุ่นนี้มีการพัฒนาไปพร้อมๆกับรุ่น สามบวก โดยมีจุดประสงค์ในการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ที่นอกจากจะให้กระแสไฟฟ้าแล้วยังให้ก๊าซไฮโดรเจนที่สามารถนำไปใช้ในเซลเชื้อเพลิง (Fuel Cell) นอกจากนี้ยังมีผลพลอยได้อื่นๆ เช่น การผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเล (Desalination) และระบบความร้อนให้บ้านเรือน เป็นต้น คาดว่าระบบนี้จะเริ่มใช้งานได้ในปี พ.ศ. 2573
โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์รุ่นที่สี่ ถือเป็นโครงการร่วมมือในการพัฒนาเทคโนโลยีของโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ระหว่างประเทศ ได้แก่ อาร์เจนตินา บราซิล แคนาดา ฝรั่งเศส ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ แอฟริกาใต้ สวิสเซอร์แลนด์ อังกฤษ และสหรัฐอเมริกา ภายใต้โครงการ Generation IV International Forum (GIF)
ชนิดของโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์รุ่นที่สี่
4.1 โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ Gas-Cooled Fast Reactor System (GFR)
โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ GFR เป็นโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิชชันและปฏิกิริยาลูกโซ่ โดยใช้นิวตรอนย่านพลังงานสูง จึงทำให้เครื่องปฏิกรณ์ลดปริมาณของสารหน่วงนิวตรอนลง เมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้นิวตรอนย่านพลังงานต่ำใช้ ฮีเลียมเป็นตัวระบายความร้อนในระบบปฐมภูมิ ส่วนระบบทุติยภูมิใช้ Supercritrical CO2 ทั้งระบบระบายความร้อนของโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ GFR นี้เป็นระบบปิด
โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ GFR เป็นโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิชชันและปฏิกิริยาลูกโซ่ โดยใช้นิวตรอนย่านพลังงานสูง จึงทำให้เครื่องปฏิกรณ์ลดปริมาณของสารหน่วงนิวตรอนลง เมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้นิวตรอนย่านพลังงานต่ำใช้ ฮีเลียมเป็นตัวระบายความร้อนในระบบปฐมภูมิ ส่วนระบบทุติยภูมิใช้ Supercritrical CO2 ทั้งระบบระบายความร้อนของโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ GFR นี้เป็นระบบปิด
4.2 โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ Lead-Cooled Fast Reactor System (LFR)
โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ LFR เป็นโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ที่ใช้นิวตรอนในย่านพลังงานสูง และใช้วัฏจักรของเชื้อเพลิงเป็นแบบปิดเช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าแบบ GFR แต่ ใช้สารละลายตะกั่วเป็นตัวระบายความร้อน ซึ่งมีคุณสมบัติในการดูดกลืนและหน่วงนิวตรอนต่ำ ไม่เกิดปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำและอากาศ มีจุดเดือดที่ 1700 องศาเซสเซียส ดังนั้น ในการทำงานจึงไม่จำเป็นต้องใช้ถังปฏิกรณ์ เพื่อควบคุมความดันสูง สามารถวิ่งเข้าสู่กังหันไอน้ำได้โดยตรงโดยไม่สูญเสียความร้อนมากนัก
โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ LFR เป็นโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ที่ใช้นิวตรอนในย่านพลังงานสูง และใช้วัฏจักรของเชื้อเพลิงเป็นแบบปิดเช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าแบบ GFR แต่ ใช้สารละลายตะกั่วเป็นตัวระบายความร้อน ซึ่งมีคุณสมบัติในการดูดกลืนและหน่วงนิวตรอนต่ำ ไม่เกิดปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำและอากาศ มีจุดเดือดที่ 1700 องศาเซสเซียส ดังนั้น ในการทำงานจึงไม่จำเป็นต้องใช้ถังปฏิกรณ์ เพื่อควบคุมความดันสูง สามารถวิ่งเข้าสู่กังหันไอน้ำได้โดยตรงโดยไม่สูญเสียความร้อนมากนัก
4.3 โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ Molten Salt Reactor System (MSR)
โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ MSR ใช้นิวตรอนย่านพลังงานปานกลางในการทำปฏิกิริยาฟิชชันและปฏิกิริยาลูกโซ่ มีกราไฟต์เป็นสารหน่วงนิวตรอน เชื้อเพลิงและผลิตผลจากปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission product) ละลายอยู่ในสารละลายเกลือฟลูออไรด์ ซึ่งเป็นสารระบายความร้อน
โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ MSR ใช้นิวตรอนย่านพลังงานปานกลางในการทำปฏิกิริยาฟิชชันและปฏิกิริยาลูกโซ่ มีกราไฟต์เป็นสารหน่วงนิวตรอน เชื้อเพลิงและผลิตผลจากปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission product) ละลายอยู่ในสารละลายเกลือฟลูออไรด์ ซึ่งเป็นสารระบายความร้อน
4.4 โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ Sodium-Cooled Fast Reactor System (SFR)
โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ SFR ใช้นิวตรอนย่านพลังงานสูงเป็นตัวทำปฏิกิริยาฟิชชันและปฏิกิริยาลูกโซ่ เชื้อเพลิงที่ใช้เป็นออกไซด์ของยูเรเนียมและพลูโทเนียม และใช้วัฏจักรของเชื้อเพลิงเป็นแบบปิด มีโซเดียมเหลวเป็นตัวระบายความร้อน
โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์แบบ SFR ใช้นิวตรอนย่านพลังงานสูงเป็นตัวทำปฏิกิริยาฟิชชันและปฏิกิริยาลูกโซ่ เชื้อเพลิงที่ใช้เป็นออกไซด์ของยูเรเนียมและพลูโทเนียม และใช้วัฏจักรของเชื้อเพลิงเป็นแบบปิด มีโซเดียมเหลวเป็นตัวระบายความร้อน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น