โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์คืออะไร?
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบหนึ่งที่ใช้แหล่งพลังงานความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไอน้ำแรงดันสูงจ่ายให้กับกังหันไอน้ำ กังหันไอน้ำจะไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าออกมา โดยเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบวิจัย (English: Research Reactor) ที่ใช้ประโยชน์จากนิวตรอนฟลักซ์ในการวิจัย และระบายความร้อนที่เกิดขึ้นออกสู่ชั้นบรรยากาศ และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง (English: Power Reactor) ที่ใช้พลังความร้อนที่เกิดขึ้นเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง มีขนาดใหญ่โตกว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยเป็นอย่างมาก
พลังงานนิวเคลียร์
ในเดือนกุมภาพันธ์ปี 2012, คณะกรรมการกำกับกิจการพลังงานสหรัฐอเมริกาได้อนุมัติการก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มเติมสองเครื่องที่โรงไฟฟ้า Vogtle, เครื่องปฏิกรณ์เครื่องแรกที่จะได้รับการอนุมัติในกว่า 30 ปีนับตั้งแต่เกิดอุบัติเหตุที่เกาะทรีไมล์[268] แต่ประธานของ NRC, เกรกอรี่ Jaczko, ออกเสียงที่ไม่เห็นด้วยโดยอ้างถึงความกังวลด้านความปลอดภัยอันเนื่องมาจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ Fukushima ปี 2011 ที่ญี่ปุ่น และพูดว่า "ฉันไม่สามารถสนับสนุนการออกใบอนุญาตนี้เหมือนกับว่า Fukushima ไม่เคยเกิดขึ้น"[19]. หนึ่งสัปดาห์หลังจากโรงงานด้านใต้ได้รับใบอนุญาตเพื่อเริ่มต้นก่อสร้างที่สำคัญในสองเครื่องปฏิกรณ์ใหม่, กลุ่มสิ่งแวดล้อมและต่อต้านนิวเคลียร์นับสิบจะฟ้องร้องให้หยุดโครงการขยายโรงงาน V​​ogtle, กล่าวหาว่า "เป็นปัญหาความปลอดภัยของประชาชนและสิ่งแวดล้อมเนื่องจากอุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ Fukushima Daiichi ของญี่ปุ่นยังไม่ได้ถูกนำขึ้นมาพิจารณา"[269]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
สำหรับประวัติเพิ่มเติม, โปรดดูที่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, พลังงานนิวเคลียร์ และนิวเคลียร์ฟิชชั่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เทคโนโลยีการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ได้รับการพัฒนาที่จะแยกและกู้คืนพลูโตเนียมที่สามารถทำฟิชชั่นได้ทางเคมีจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ผ่านการฉายรังสี[74]. การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่มีวัตถุประสงค์หลายอย่างที่ความสำคัญที่เกี่ยวข้องกันมีการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป. การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่แต่เดิมถูกใช้แต่เพียงอย่างเดียวในการสกัดพลูโตเนียมในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์. ด้วยการทำในเชิงพาณิชย์ของพลังงานนิวเคลียร์, พลูโตเนียมที่ถูกนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่จะถูกรีไซเคิลกลับไปเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ MOX สำหรับ'เครื่องปฏิกรณ์ร้อน'[75]. ยูเรเนียมที่ถูกนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่, ซึ่งรวมต้วเป็นกลุ่มของวัสดุเชื้อเพลิงใช้แล้ว, ในหลักการสามารถที่จะถูกนำกลับมาใช้เป็นเชื้อเพลิงใหม่ได้เช่นกัน, แต่นั่นเป็นเพียงเพื่อการประหยัดเท่านั้นถ้ายูเรเนียมมีราคาสูงหรือการกำจัดมันมีราคาแพง. ในที่สุดเครื่องปฏิกรณ์แบบ breeder สามารถใช้เชื้อเพลิงไม่เพียงจากพลูโตเนียมและยูเรเนียมที่รีไซเคิลในเชื้อเพลิงใช้แล้วเท่านั้น, แต่ actinides ทั้งหมด, เป็นการปิดท้ายวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และอาจทวีคูณพลังงานที่สกัดจากยูเรเนียมธรรมชาติได้มากกว่า 60 เท่า[76]. พลังงานนิวเคลียร์
การผลิตต่อปีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีแนวโน้มลดลงเล็กน้อยตั้งแต่ปี 2007, ลดลง 1.8% ในปี 2009 ลงมาที่ 2558 TWh หรือเพียง 13-14% ของความต้องการไฟฟ้าของโลก[89]. ปัจจัยหนึ่งในการลดลงของพลังงานนิวเคลียร์ตั้งแต่ปี 2007 คือเนื่องจากการปิดเป็นเวลานานของเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Kashiwazaki - Kariwa ในประเทศญี่ปุ่นหลังจากแผ่นดินไหวที่ นีงะตะ-Chuetsu-โอกิ.Kashiwazaki - Kariwa[89]. พลังงานนิวเคลียร์
สหราชอาณาจักร, แคนาดา[35], และรัสเซียดำเนินการในช่วงปลายปี 1940s และต้นปี 1950s. ไฟฟ้าถูกผลิตขึ้นเป็นครั้งแรกโดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เมื่อวันที่ 20 ธันวาคม 1951 ที่สถานีทดลอง EBR-I ใกล้ Arco, รัฐไอดาโฮ, ซึ่งเริ่มผลิตประมาณ 100 กิโลวัตต์[36][37]. งานวิจัยยังได้ทำกันอย่างเข้มข้นอย่างมากในสหรัฐอเมริกาในการขับเคลื่อนทางทะเลด้วยนิวเคลียร์, ที่มีเครื่องปฏิกรณ์เพื่อการทดสอบที่ได้รับการพัฒนาในปี 1953 (ในที่สุด USS Nautilus, เรือดำน้ำพลังงานนิวเคลียร์ลำแรกที่จะเปิดตัวในปี 1955)[38]. ในปี 1953 ประธานาธิบดีสหรัฐอเมริกา, ไอเซนฮาว, กล่าวในสุนทรพจน์เรื่อง "ปรมาณูเพื่อสันติ" ของเขาที่องค์การสหประชาชาติ, ได้เน้นความจำเป็นในการพัฒนาการใช้ประโยชน์ "เพื่อสันติ" จากพลังงานนิวเคลียร์อย่างรวดเร็ว. ตามด้วยการแก้ไขพระราชบัญญัติพลังงานปรมาณูปี 1954 ซึ่งอนุญาตให้เปิดเผยอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์ของสหรัฐและการสนับสนุนการพัฒนาโดยภาคเอกชน. เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับขั้นตอนการเรียนรู้อย่างมีนัยสำคัญ, ที่มีหลายๆการหลอมละลายของแกนกลางขั้นต้นบางส่วนและอุบัติเหตุที่เครื่องปฏิกรณ์ตัวทดลองและสิ่งอำนวยความสะดวกการวิจัย[39]. เทคโนโลยีนิวเคลียร์
อาวุธนิวเคลียร์เป็นอาวุธทำลายล้างที่รู้จักกันมากที่สุด - แม่แบบของอาวุธแห่งการทำลายล้าง. ตลอดช่วงสงครามเย็น, อำนาจของฝ่ายตรงข้ามมีคลังแสงนิวเคลียร์ขนาดใหญ่, เพียงพอที่จะฆ่าได้หลายร้อยล้านคน. รุ่นของคนที่เติบโตขึ้นมาภายใต้ร่มเงาของการทำลายล้างด้วยนิวเคลียร์, สร้างออกมาเป็นภาพในภาพยนตร์เช่น "Dr. Strangelove" และ "The Atomic Cafe". พลังงานนิวเคลียร์
ต่อมาในปี 1954 ลูอิส สเตราส์ ประธานของคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูสหรัฐอเมริกาในขณะนั้น (AEC สหรัฐอเมริกา, บรรพบุรุษของคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงานสหรัฐอเมริกาและกรมพลังงานสหรัฐ), พูดถึงไฟฟ้าในอนาคตว่าเป็นของ "ราคาถูกเกินกว่าที่จะคิดมิเตอร์"[42]. สเตราส์อาจจะหมายถึงไฮโดรเจนฟิวชั่น[43], ซึ่งในเวลานั้นกำลังได้รับการพัฒนาอย่างลับๆโดยเป็นส่วนหนึ่งของ'โครงการเชอร์วู้ด', แต่คำพูดของสเตราส์ได้รับการตีความว่าเป็นสัญญาอันหนึ่งของพลังงานราคาถูกมากจากนิวเคลียร์ฟิชชัน. ตัว AEC ของสหรัฐเองได้ออกคำเบิกความที่ไกลความจริงมากขึ้นเกี่ยวกับนิวเคลียร์ฟิชชันต่อสภาคองเกรสสหรัฐเพียงไม่กี่เดือนก่อนหน้านั้น, ที่คาดว่า "ค่าใช้จ่ายสามารถทำให้ลดลงไป ... [ที่] ... ประมาณว่าเท่ากับค่าใช้จ่ายของการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งเดิม .. "[44]. ความผิดหวังที่สำคัญจะพัฒนาต่อไปในภายหลังเมื่อโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ใหม่ไม่ได้ให้พลังงานที่ "ถูกเกินกว่าที่จะคิดมิเตอร์". แรงนิวเคลียร์
แรงนิวเคลียร์ () คือแรงระหว่างนิวคลีออนสองตัวหรือมากกว่านั้น เป็นเหตุของการยึดเหนี่ยวระหว่างโปรตอนกับนิวตรอนให้อยู่ด้วยกันเป็นนิวเคลียสอะตอมได้ พลังงานนิวเคลียร์ยึดเหนี่ยวที่ปลดปล่อยออกมาทำให้มวลของนิวเคลียสน้อยกว่ามวลรวมของโปรตอนและนิวตรอนรวมกัน แรงนี้เป็นแรงดูดที่มีกำลังแรงระหว่างนิวคลอนที่อยู่ห่างกันประมาณ 1 เฟมโตเมตร (fm) วัดจากจุดศูนย์กลาง แต่จะอ่อนกำลังลงอย่างรวดเร็วที่ระยะห่างมากกว่า 2.5 fm ที่ระยะใกล้กว่า 0.7 fm แรงนี้จะกลายเป็นแรงผลัก และเป็นตัวการสำหรับรูปร่างทางกายภาพของนิวเคลียส เพราะนิวคลีออนจะไม่สามารถเข้าใกล้กันมากกว่าที่แรงนี้ยอมให้เป็นไปได้ พลังงานนิวเคลียร์
ในแง่ของการสูญเสียชีวิตต่อหน่วยของพลังงานที่ผลิต, พลังงานนิวเคลียร์ได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตจากอุบัติเหตุน้อยต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้นกว่าแหล่งอื่นๆที่สำคัญของการผลิตพลังงาน. พลังงานที่ผลิตจากถ่านหิน, ปิโตรเลียม, ก๊าซธรรมชาติและไฟฟ้าพลังน้ำได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตมากกว่าต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้น, จากมลพิษทางอากาศและการเกิดอุบัติเหตุพลังงาน. สิ่งนี้จะพบได้ในการเปรียบเทียบต่อไปนี้, เมื่อมีการเสียชีวิตทันทีที่เกี่ยวข้องกับนิวเคลียร์จากการเกิดอุบัติเหตุเมื่อเทียบกับการเสียชีวิตทันทีจากแหล่งพลังงานอื่นๆเหล่านี้[76], เมื่อเสียชีวิตแบบแฝง, หรือที่คาดไว้, หรือทางอ้อมจากมะเร็งอันเนื่องมาจากอุบัติเหตุพลังงานนิวเคลียร์เมื่อเทียบกับการเสียชีวิตโดยทันทีจากแหล่งพลังงานดังกล่าวข้างต้น[78][79][163] และเมื่อนำผลรวมของการเสียชีวิตโดยทันทีและเสียชีวิตโดยทางอ้อมมาเปรียบเทียบระหว่างจากพลังงานนิวเคลียร์และจากเชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งหมด, การเสียชีวิตที่เกิดจากการทำเหมืองแร่ของทรัพยากรทางธรรมชาติที่จำเป็นในการผลิตกระแสไฟฟ้าและในการทำให้เกิดมลพิษในอากาศ[164]. ด้วยข้อมูลเหล่านี้, การใช้ประโยชน์จากพลังงานนิวเคลียร์ได้รับการคำนวณว่าได้ป้องกันไม่ให้เกิดการเสียชีวิตจำนวนมากโดยการลดสัดส่วนของพลังงานที่อาจถูกสร้างขึ้นโดยเชื้อเพลิงฟอสซิลและคาดว่าจะยังคงทำเช่นนั้นต่อไป[165][166]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
บทความหลัก: การอภิปรายพลังงานนิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าธรรมดาที่ผลิตกระแสไฟฟ้าโดยการใช้ประโยชน์จากพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะแปลงพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียร์ฟิชชั่น พลังงานนิวเคลียร์
ในปีพุทธศักราช 2496 ประธานาธิบดีแห่งสหรัฐอเมริกา ได้ประกาศริเริ่มดำเนินโครงการ "ปรมาณูเพื่อสันติ" ขึ้น และในอีกสองปีต่อมา สหประชาชาติได้จัดให้มีการประชุมขึ้นที่กรุงเจนีวา มีนักวิทยาศาสตร์กว่า 4,000 คน จาก 73 ชาติ ได้เข้าร่วมประชุมและพิจารณาถึงการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ในทางสันติ เพื่อแสดงให้ชาวโลกทราบว่า พลังงานนิวเคลียร์ที่ใครๆ เห็นว่าเป็นมหันตภัยร้ายแรงสำหรับมนุษย์นั้น อยู่ในวิสัยที่อาจจะควบคุม และนำมาใช้เป็นประโยชน์ได้เช่นกัน และโครงการนี้ได้กระตุ้นให้ประเทศต่าง ๆ ทั่วโลกก่อตั้งสถาบันวิจัยและพัฒนาด้านพลังงานนิวเคลียร์ขึ้นในประเทศของตน เพื่อนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในทางสันติ และช่วยการพัฒนาประเทศในด้านต่าง ๆ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ในตอนท้ายของรอบการดำเนินงาน, เชื้อเพลิงในบางส่วนของแท่งจะถูก"ใช้" และถูกระบายออกไปและถูกแทนที่ด้วยแท่งเชื้อเพลิงใหม่(สด), แม้ว่าในทางปฏิบัติมันเป็นสาร buildup ของพิษจากปฏิกิริยา(English: reaction poison)ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่กำหนดอายุการใช้งานของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในเครื่องปฏิกรณ์. นานก่อนที่การฟิชชั่นที่เป็นไปได้ทั้งหมดจะเกิดขึ้นได้, ตัว buildup ของนิวตรอนอายุยาวที่ดูดซับผลพลอยได้จากฟิชชันจะขัดขวางปฏิกิริยาลูกโซ่. ส่วนย่อยของแกนเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์ที่ถูกเปลี่ยนในระหว่างการเติมเชื้อเพลิงโดยปกติจะเป็นหนึ่งในสี่สำหรับเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดและเป็นหนึ่งในสามสำหรับเครื่องปฏิกรณ์แรงดันน้ำ. การจำหน่ายทิ้งและการจัดเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วนี้เป็นหนึ่งในด้านที่ท้าทายที่สุดของการดำเนินงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์. กากนิวเคลียร์นี้เป็นกัมมันตรังสีที่สูงและความเป็นพิษของมันจะเป็นอันตรายนับพันๆปี[25]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
การแปลงให้เป็นพลังงานไฟฟ้าเกิดขึ้นทางอ้อม เช่นเดียวกับในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนธรรมดาทั่วไป ความร้อนเกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (เครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา) ไอของน้ำ (ไอน้ำ) ถูกผลิตขึ้นโดยตรงหรือโดยอ้อม จากนั้น ไอน้ำแรงดันสูงมักจะจ่ายให้กับกังหันไอน้ำในหลายขั้นตอน กังหันไอน้ำในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของประเทศตะวันตกมักอยู่ในหมู่กังหันไอน้ำที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยสร้าง หลังจากผ่านกังหันไอน้ำ ไอน้ำมีการขยายตัวและบางส่วนก็ควบแน่น ไอน้ำที่เหลือจะควบแน่นในคอนเดนเซอร์ คอนเดนเซอร์เป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งจะเชื่อมต่อกับฝั่งด้านรองเช่นแม่น้ำหรือหอหล่อเย็น จากนั้น น้ำจะถูกสูบกลับเข้ามาในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และวงจรก็เริ่มต้นอีกครั้ง วัฏจักรของน้ำกับไอเป็นไปตามวงจรของ "Rankine cycle" โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
การดำเนินงานกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ประกอบด้วยปริมาณขนาดใหญ่ของผลิตภัณฑ์ฟิชชันที่ปนเปื้อนกัมมันตรังสีซึ่ง ถ้ากระจายออกไป สามารถก่อให้เกิดอันตรายจากรังสีโดยตรง ปนเปื้อนในดินและพืชผัก และถูกบริโภคโดยมนุษย์และสัตว์ การสัมผัสของมนุษย์ในระดับที่สูงพอสามารถทำให้เกิดทั้งการเจ็บป่วยและความตายในระยะสั้นและการเสียชีวิตในระยะยาวจากโรคมะเร็งและโรคอื่นๆ[28]. พลังงานนิวเคลียร์
หลังจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ Fukushima ที่ญี่ปุ่นในปี 2011 เจ้าหน้าที่ปิด 54 โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ของประเทศ แต่ก็มีการคาดการณ์ว่าหากญี่ปุ่นไม่เคยนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้, อุบัติเหตุและมลพิษจากโรงไฟฟ้าถ่านหินหรือก๊าซอาจจะทำให้เกิดการเสียชีวิตมากกว่านี้[169]. เมื่อปี 2013 โรงไฟฟ้าที่ Fukushima ยังคงมีกัมมันตรังสีที่สูง, ประมาณ 160,000 คนที่ถูกอพยพยังคงอาศัยอยู่ในที่อยู่อาศัยชั่วคราว, และที่ดินบางส่วนจะไม่สามารถทำฟาร์มได้นานหลายศตวรรษ. การทำความสะอาดอาจต้องใช้เวลาถึง 40 ปีหรือมากกว่านั้นและต้องใช้ค่าใช้จ่ายนับพันล้านดอลลาร์[80][81]. ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
โรงไฟฟ้าประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเดือด () 6 เครื่องแยกจากกัน ซึ่งแต่เดิมได้รับการออกแบบโดยบริษัท General Electric (GE) และได้รับการบำรุงรักษาโดยบริษัท Tokyo Electric Power Company (TEPCO) ขณะที่เกิดแผ่นดินไหวขึ้นนั้น เครื่องปฏิกรณ์ที่ 4 5 และ 6 ถูกดับเครื่อง () เพื่อเตรียมการเติมเชื้อเพลิง อย่างไรก็ตาม บ่อเชื้อเพลิงใช้แล้ว () ของเครื่องปฏิกรณ์เหล่านั้นยังต้องการหล่อเย็น ทันทีหลังจากการเกิดแผ่นดินไหว ไฟฟ้าที่ผลิตจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ 1, 2 และ 3 เริ่มกระบวนการชัตดาวน์ปฏิกิริยาฟิชชั่นที่ยั่งยืนของพวกมันโดยอัตโนมัติ โดยการเสียบแท่งควบคุม () ตามขั้นตอนที่เรียกว่า SCRAM (Safety Control Rods Activator Mechanism)) ขบวนการนี้เป็น "การปลอดภัยไว้ก่อน" ที่ได้รับฉันทานุมัติตามกฎหมายซึ่งจะหยุด "สภาวะการทำงานปกติ" ของเครืองปฏิกรณ์ หลังจากนั้น เครื่องปฏิกรณ์จะไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อขับปั้มสารหล่อเย็นของตัวมันเอง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าฉุกเฉินจะเริ่มผลิตพลังงานไฟฟ้าตามที่ออกแบบไว้เพื่อจ่ายให้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์และสารหล่อเย็น ทุกระบบทำงานได้ดีจนกระทั่งคลื่นสึนามิทำลายเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ตัวที่ 1 ถึง 5 เนื่องจากตำแหน่งที่ตั้งของมันอยู่บนพื้นที่ต่ำและไม่ได้ถูกบดจนแข็ง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า 2 ตัวที่ระบายความร้อนให้กับเครื่องปฏิกรณ์ตัวที่ 6 ไม่ได้รับความเสียหายและมีความสามารถเพียงพอที่จะได้รับความกดดันให้ทำงานหล่อเย็นเครื่องปฏิกรณ์ตัวที่ 5 ที่อยู่ใกล้เคียงได้อีกด้วย ซึ่งเป็นการหันเหปัญหาความร้อนสูงเกินที่เครื่องปฏิกรณ์ตัวที่ 4 ที่กำลังทนทุกข์ทรมานอยู่ พลังงานนิวเคลียร์
ในสหรัฐอเมริกา ใบอนุญาตของเครื่องปฏิกรณ์เกือบครึ่งหนึ่งได้รับการต่ออายุออกไปอีก 60 ปี[255][256]. เครื่องปฏิกรณ์ Generation III สองเครื่องใหม่อยู่ระหว่างการก่อสร้างใน Vogtle, ซึ่งเป็นโครงการก่อสร้างคู่ที่แสดงความหมายถึงการสิ้นสุดของระยะเวลา 34 ปีของความเมื่อยล้าในการก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์พลเรือนของสหรัฐ. ใบอนุญาตประกอบการของสถานีเกือบครึ่งหนึ่งใน 104 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานในสหรัฐ, เมื่อปี 2008, ได้รับการต่ออายุไปอีก 60 ปี[255]. เมื่อปี 2012, เจ้าหน้าที่อุตสาหกรรมนิวเคลียร์สหรัฐอเมริกาคาดหวังว่าจะมีเครื่องปฏิกรณ์ใหม่อีก 5 ชุดที่จะเข้ามาให้บริการในปี 2020, ทั้งหมดในโรงงานที่มีอยู่[19]. ใน 2013, เครื่องปฏิกรณ์ 4 เครื่องที่อายุมากและไม่สามารถแข่งขันได้จะถูกปิดอย่างถาวร[20][21]. หน่วยงานรัฐด้านกฎหมายที่เกี่ยวข้องกำลังพยายามที่จะปิด Vermont Yankee และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Indian Point[21]. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์แกนของเหลวเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แกนเป็นของเหลววงปิดที่วัตถุฟิชชั่นคือยูเรเนียมหลอมเหลวหรือสารละลายยูเรเนียมถูกหล่อเย็นด้วยแก๊สทำงานที่ถูกสูบเข้าไปผ่านหลุมหลายหลุมในฐานของถังบรรจุ เครื่องปฏิกรณ์แกนแก๊สเป็นรุ่นวงปิดของจรวดหลอดไฟนิวเคลียร์(English: nuclear lightbulb rocket) ที่วัตถุฟิชชั่นคือแก๊สยูเรเนียม hexafluoride ที่เก็บอยู่ในถังซิลิกาหลอมละลาย. แก๊สทำงาน (เช่นไฮโดรเจน) จะไหลไปรอบๆถังนี้และดูดซับแสงยูวีที่ผลิตโดยปฏิกิริยา. ในทางทฤษฎี การใช้ UF6 เป็นเชื้อเพลิงทำงานโดยตรง (แทนที่จะเป็นขั้นตอนแบบที่ทำตอนนี้) จะหมายถึงค่าใช้จ่ายของกระบวนการลดลง, และเครื่องปฏิกรณ์มีขนาดเล็กมาก. ในทางปฏิบัติ การเดินเครื่องปฏิกรณ์ที่ความหนาแน่นพลังงานสูงแบบนี้อาจจะผลิตฟลักซ์นิวตรอนไม่สามารถจัดการได้, ทำให้วัสดุเครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่อ่อนแอลง, และดังนั้นเมื่อฟลักซ์จะคล้ายกับที่คาดว่าจะเกิดในเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่น, มันจะต้องมีวัสดุที่คล้ายกับพวกที่ถูกเลือกโดย 'สิ่งอำนวยความสะดวกวัสดุการฉายรังสีฟิวชั่นนานาชาติ'(English: International Fusion Materials Irradiation Facility (IFMIF)) เครื่องปฏิกรณ์แกนแก๊ส EM. เหมือนกับในเครื่องปฏิกรณ์แกนแก๊ส แต่มีแผงโซลาร์เซลล์ที่แปลงแสงยูวีโดยตรงให้เป็นไฟฟ้า[33]. เครื่องปฏิกรณ์ฟิชชันบางส่วน ไฮบริดนิวเคลียร์ฟิวชั่น จะใช้นิวตรอนที่ปล่อยออกมาโดยฟิวชั่นเพื่อทำปฏิกิริยาฟิชชั่นกับ'ผ้าห่ม'ของวัสดุที่อุดมสมบูรณ์เช่น U-238 หรือ Th-232 และเปลี่ยนผ่าเหล่าเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว /กากนิวเคลียร์ของปฏิกรณ์อื่นๆให้เป็นไอโซโทปที่ค่อนข้างอ่อนโยนมากกว่า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
มีแลกเปลี่ยนที่จะทำระหว่างความปลอดภัย คุณสมบัติทางเศรษฐกิจและทางเทคนิคของการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ที่แตกต่างกันสำหรับการใช้งานโดยเฉพาะ ในอดีตการตัดสินใจเหล่านี้มักจะถูกทำในภาคเอกชนโดยนักวิทยาศาสตร์ ผู้กำกับดูแลและวิศวกร แต่สิ่งนี้อาจได้รับการพิจารณาว่าเป็นปัญหา และตั้งแต่ เชอร์โนบิล และ เกาะทรีไมล์ หลายคนที่เกี่ยวข้องตอนนี้ได้พิจารณาถึงความยินยอมในการแจ้งล่วงหน้าและคุณธรรมที่จะเป็นข้อพิจารณาเบื้องต้นอย่างอิสระ[16] สหราชอาณาจักร
ในปลายปี 1990s โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้มีส่วนร่วมประมาณ 25 % จากการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด ประจำปีในสหราชอาณาจักร แต่ตอนนี้ค่อยๆลดลงเมื่อโรงไฟฟ้าเก่าถูกปิดตัวลง และปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความเก่าแก่ได้ส่งผลกระทบต่อความพร้อมในการทำงานของโรงไฟฟ้า ในปี 2012 สหราชอาณาจักรมีเครื่องปฏิกรณ์ 16 ตัว ตามปกติจะสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ประมาณ 19% ของทั้งหมด แต่หนึ่งในเครื่องปฏิกรณ์จะเกษียณอายุราชการในปี 2023. ซึ่งแตกต่างจากประเทศเยอรมนีและญี่ปุ่น, สหราชอาณาจักรมีความตั้งใจที่จะสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นใหม่เริ่มจากประมาณปี 2018.[188] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
อีกด้านหนึ่ง, ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง, หรือทุนอื่นๆนอกจากนี้, มาตรการเพื่อลดภาวะโลกร้อนเช่นภาษีคาร์บอนหรือการซื้อขายการปลดปล่อยคาร์บอน, ยิ่งเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์. ประสิทธิภาพที่ก้าวหน้าถูกคาดหวังว่าจะประสบความสำเร็จผ่านการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงยิ่งขึ้น, เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ Generation III สัญญาว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพด้านเชื้อเพลิงมากขึ้นอย่างน้อย 17%, และมีค่าใช้จ่ายเงินทุนลดลง, ในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์ Generation IV ในอนาคตสัญญาว่าจะมีประสิทธิภาพด้านเชื้อเพลิงมากขึ้น 10,000-30,000% และไม่เกิดกากนิวเคลียร์ เทคโนโลยีนิวเคลียร์
เทคโนโลยีนิวเคลียร์ () เป็นเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการเกิดปฏิกิริยาของนิวเคลียสของอะตอม ท่ามกลางเทคโนโลยีนิวเคลียร์ที่โดดเด่น การนำไปประยุกต์ใช้จะได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์, เวชศาสตร์นิวเคลียร์เพื่อการรักษาทางการแพทย์และอาวุธนิวเคลียร์ที่ใช้ในสงคราม มีการนำเทคโนโลยีนิวเคลียร์ไปประยุกต์ใช้อย่างหลากหลายทั้งในด้านการถนอมอาหาร, การเกษตร และการอุตสาหกรรม ประโยขน์ของเทคโนโลยีนิวเคลียร์มีอยู่อย่างหลากหลายแต่โทษของมันก็มีมากเช่นกัน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
มักจะมีการอ้างว่าสถานีนิวเคลียร์มีความยืดหยุ่นในการส่งออกพลังงาน, หมายความว่ารูปแบบอื่นๆของพลังงานจะต้องตอบสนองความต้องการสูงสุด. ขณะที่มันเป็นจริงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่จำนวนมาก, สิ่งนี้อาจไม่เป็นจริงอีกต่อไปอย่างน้อยก็สำหรับการออกแบบที่ทันสมัยบางแบบ[86]. พลังงานนิวเคลียร์
ในประเทศที่มีพลังงานนิวเคลียร์, กากกัมมันตรังสีประกอบด้วยของเสียที่เป็นพิษน้อยกว่า 1% ของของเสียที่เป็นพิษในภาคอุตสาหกรรมโดยรวม, ซึ่งส่วนมากยังคงเป็นอันตรายเป็นเวลานาน[134]. โดยรวมแล้ว พลังงานนิวเคลียร์ผลิตวัสดุของเสียน้อยโดยปริมาตรกว่าโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิล[135]. โดยเฉพาะโรงไฟฟ้าที่เผาถ่านหินมีข้อสังเกตในการผลิตเถ้าที่เป็นพิษและกัมมันตภาพรังสีอย่างอ่อนจำนวนมาก เนื่องจากถ่านหินมีการสะสมทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นในโลหะและวัสดุกัมมันตรังสีอย่างอ่อน[136]. รายงานในปี 2008 จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge สรุปได้ว่า ไฟฟ้าจากถ่านหินจริงๆแล้วจะส่งผลให้กัมมันตภาพรังสีถูกปล่อยออกมาในสภาพแวดล้อมมากกว่าการดำเนินงานของพลังงานนิวเคลียร์, และว่าค่าของยาที่มีผลกระทบต่อประชากรเทียบเท่า หรือปริมาณยาที่ให้กับประชาชนจากการแผ่รังสีจากโรงไฟฟ้าถ่านหินจะเป็น 100 เท่าของการดำเนินการของโรงงานนิวเคลียร์ในอุดมคติ[137]. อันที่จริง เถ้าถ่านหินมีกัมมันตรังสีน้อยกว่าเชื้อเพลิงใช้แล้วมากเมื่อเทียบน้ำหนักที่เท่ากัน, แต่เถ้าถ่านหินถูกผลิตในปริมาณที่มากกว่าต่อหน่วยของ พลังงานที่สร้างขึ้น, และเถ้าเหล่านี้ถูกปล่อยออกโดยตรงในสภาพแวดล้อมเป็นเถ้าลอยในอากาศ, ในขณะที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้สิ่งป้องกันเพื่อปกป้องสิ่งแวดล้อมจากสารกัมมันตรังสี, เช่น ภาชนะเก็บถังแห้ง[138]. ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
โรงไฟฟ้าตั้งอยู่ในประเทศญี่ปุ่นซึ่งก็เหมือนส่วนที่เหลือของขอบมหาสมุทรแปซิฟิก ที่อยู่ในเขตแผ่นดินไหวที่ยังมีพลัง สำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) ได้แสดงความกังวลเกี่ยวกับความสามารถของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ของญี่ปุ่นที่จะทนต่อกิจกรรมแผ่นดินไหว ในการประชุมของกลุ่มรักษาความปลอดภัยและความปลอดภัยนิวเคลียร์ของ G8 ในกรุงโตเกียวปี 2008 ผู้เชี่ยวชาญ IAEA ได้เตือนว่าแผ่นดินไหวที่แข็งแกร่งที่มีแมกนิจูดมากกว่า 7.0 อาจก่อให้เกิด "ปัญหาร้ายแรง" สำหรับโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ของญี่ปุ่น ภูมิภาคประสบกับแผ่นดินไหวที่มีแมกนิจูดมากกว่า 8 ถึงสามครั้ง ได้แก่แผ่นดินไหว Jogan Sanriku 869, แผ่นดินไหวเมจิ Sanriku 1896 และแผ่นดินไหว Sanriku 1933 แรงนิวเคลียร์
ปัจจุบันนี้เข้าใจกันว่า แรงนิวเคลียร์เป็นปรากฏการณ์ตกค้างจากแรงที่มีกำลังมากกว่า คืออันตรกิริยาอย่างเข้ม ซึ่งเป็นแรงดูดที่ยึดเหนี่ยวอนุภาคที่เรียกว่า ควาร์ก เอาไว้ด้วยกัน เพื่อก่อให้เกิดเป็นนิวคลีออน แรงซึ่งมีกำลังมากกว่านี้มีอนุภาคพาหะที่เรียกว่า กลูออน กลูออนยึดเหนี่ยวควาร์กเอาไว้ด้วยกันด้วยแรงเหมือนกับประจุไฟฟ้า แต่มีกำลังมากกว่า  โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โดยทั่วไป โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้รับการออกแบบให้มีชีวิตประมาณ 30 ปี. โรงงานที่ใหม่กว่าถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่ 40 ถึง 60 ปี. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ในประเทศสหรัฐอเมริกาและแคนาดา, คนงานยกเว้นผู้บริหารจัดการ, บุคคลากรมืออาชีพ (เช่นวิศวกร) และเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยมีแนวโน้มที่จะเป็นสมาชิกของ'ภราดรภาพของคนงานไฟฟ้านานาชาติ'(English: International Brotherhood of Electrical Workers (IBEW)) หรือ'สหภาพคนงานยูทิลิตี้แห่งอเมริกา'(English: Utility Workers Union of America (UWUA))อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือหนึ่งในสหภาพของธุรกิจการค้าต่างๆและสหภาพแรงงานที่เป็นตัวแทนของช่างเครื่อง, แรงงาน, ผู้สร้างหม้อต้มน้ำ, คนงานโรงสี, คนงานเหล็ก, ฯลฯ พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
ในด้านความปลอดภัยนั้น บรรดานักวิชาการและผู้ที่เกี่ยวข้องต่างก็ตระหนักถึงภัยอันตรายจากรังสีเป็นอย่างดีไม่ยิ่งหย่อนไปกว่าประชาชน ฉะนั้น การจะนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ จำเป็นต้องพยายามหาทางป้องกันทุกวิถีทางที่จะมิให้เกิดอันตรายขึ้น การออกแบบระบบปฏิกรณ์นิวเคลียร์ได้ระดมมาตรการความปลอดภัยไว้หลายขั้น คือนอกจากนี้ ถึงแม้จะมีสารกัมมันตรังสีหลุดออกมาจากยูเรเนียมซึ่งถูกอัดให้เป็นเม็ดได้บ้าง ก็จะถูกขังไว้ภายในแท่งเชื้อเพลิงซึ่งทำด้วยโลหะห่อหุ้มอยู่ และยังมีหม้อปฏิกรณ์ซึ่งทำด้วยเหล็กหนาประมาณ 6 นิ้ว หุ้มอยู่อีกชั้นหนึ่ง รวมทั้งยังมีอาคารคลุมปฏิกรณ์ซึ่งเป็นอาคาร 2 ชั้น และมีความแข็งแรงทนทานต่อแรงแผ่นดินไหวและขีปนาวุธชนได้อาคารชั้นนอกจะทำด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กหนาประมาณ 1 เมตร ดังนั้น โอกาสที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะปล่อยรังสีออกสู่สิ่งแวดล้อม หรือการระเบิดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จึงเป็นไปได้ค่อนข้างยาก พลังงานนิวเคลียร์
ในปีที่ผ่านมา ได้มีการชะลอตัวของการเติบโตของความต้องการไฟฟ้าและการจัดหาเงินทุนได้กลายเป็นเรื่องยากมากขึ้นซึ่งมีผลกระทบต่อโครงการขนาดใหญ่เช่นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีค่าใช้จ่ายล่วงหน้ามีขนาดใหญ่มากและรอบโครงการระยะยาวที่แบกรับความเสี่ยงที่หลากหลาย[153]. ในยุโรปตะวันออก หลายโครงการที่ก่อตั้งมานานกำลังดิ้นรนเพื่อหาเงินลงทุน, ที่โดดเด่นคือที่ Belene ในบัลแกเรียและเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มเติมที่ Cernavoda ในโรมาเนียและผู้อุดหนุนที่มีศักยภาพบางส่วนมีการถอนตัว[153]. ในกรณีที่ก๊าซราคาถูกยังมีให้ใช้ได้และในอนาคตอุปทานค่อนข้างมั่นคง, สิ่งเหล่านี้จึงแสดงให้เห็นถึงอุปสรรคสำคัญสำหรับโครงการนิวเคลียร์[153]. ประเทศฝรั่งเศส
ประเทศฝรั่งเศสยังเป็นประเทศที่มีโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์มากเป็นอันดับ 2 ของโลก รองลงมาจากประเทศสหรัฐอเมริกา (59 เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ใน 19 โรงงานปรมาณูทั่วประเทศ) การผลิตกระแสไฟฟ้าในประเทศ 88% มาจากพลังงานนิวเคลียร์ ค่าไฟฟ้าในประเทศราคาถูกกว่าประเทศใกล้เคียง จึงมีการส่งออกกระแสไฟฟ้าไปยังประเทศอื่น [1] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มี 2 ชนิด คือ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ความปลอดภัยนิวเคลียร์ครอบคลุมการดำเนินการเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดอุบัติเหตุนิวเคลียร์และรังสีหรือเพื่อจำกัดผลกระทบของพวกมัน. อุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ได้มีการปรับปรุงความปลอดภัยและประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์, และได้นำเสนอการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ใหม่ที่ปลอดภัย (แต่โดยทั่วไปยังไม่ทดลอง) แต่ไม่มีการรับประกันว่าเครื่องปฏิกรณ์จะได้รับการออกแบบ, สร้างและดำเนินการอย่างถูกต้องหรือไม่[35]. ข้อผิดพลาดก็เกิดขึ้นจริงและนักออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ฟูกูชิม่าในประเทศญี่ปุ่นไม่ได้คาดว่าคลื่นสึนามิที่เกิดจากแผ่นดินไหวจะปิดการใช้งานระบบสำรองที่ควรจะรักษาเสถียรภาพให้กับเครื่องปฏิกรณ์หลังเกิดแผ่นดินไหว[36]. ตามที่ UBSAG, การเกิดอุบัติเหตุนิวเคลียร์ของเครื่องฟูกูชิม่า I ได้สร้างความสงสัยว่า แม้แต่ประเทศเศรษฐกิจก้าวหน้าอย่างญี่ปุ่นจะสามารถควบคุมความปลอดภัยนิวเคลียร์ได้หรือไม่[37]. สถานการณ์ภัยพิบัติที่เกี่ยวข้องกับการโจมตีของผู้ก่อการร้ายนี้ก็ยังเป็นไปได้[35]. ทีมสหวิทยาการจากเอ็มไอทีได้คาดการณ์ว่าถ้าการเจริญเติบโตของพลังงานนิวเคลียร์ในช่วงปี 2005-2055 เป็นไปตามแผน, การเกิดอุบัติเหตุนิวเคลียร์ร้ายแรงคาดว่าจะเกิดขึ้นอย่างน้อย 4 ครั้งในช่วงเวลานั้น[38]. พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์แบบฟิซชั่น (Fission) ซึ่งเกิดจากการแตกตัวของนิวเคลียสธาตุหนัก เช่น ยูเรเนียม พลูโทเนียม เมื่อถูกชนด้วยนิวตรอนหรือโฟตอน พลังงานนิวเคลียร์แบบฟิวชั่น (Fusion) เกิดจากการรวมตัวของนิวเคลียสธาตุเบา เช่น ไฮโดรเจน พลังงานนิวเคลียร์ที่เกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี (English: Nuclear Decay) ซึ่งให้รังสีต่างๆ ออกมา เช่น อัลฟา เบตา แกมมา และนิวตรอน เป็นต้น พลังงานนิวเคลียร์ที่เกิดจากการเร่งอนุภาคที่มีประจุโดยเครื่องเร่งอนุภาค เช่น อิเล็กตรอน โปร ตอน ดิวทีรอน และอัลฟา เป็นต้น พลังงานนิวเคลียร์
เมื่อปี 2013 สมาคมนิวเคลียร์โลกได้กล่าวว่า "มีความสนใจที่ไม่เคยมีมาก่อนในพลังงานหมุนเวียนโดยเฉพาะพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมซึ่งให้กระแสไฟฟ้าโดยไม่ให้ก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดอ๊อกไซด์เพิ่มขึ้น. การหาประโยชน์เหล่านี้สำหรับการผลิตไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับค่าใช้จ่ายและประสิทธิภาพของเทคโนโลยี ซึ่งได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องจึงช่วยลดค่าใช้จ่ายต่อกิโลวัตต์สูงสุด"[202]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือบางส่วนของระบบพลังงานที่ทันสมัยและซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยออกแบบ[23]. ระบบที่ซับซ้อนใดๆ ไม่ว่าจะถูกออกแบบและถูกสรรสร้างได้ดีสักเพียงไร ก็ไม่สามารถจะบอกได้ว่ามันจะไม่มีความล้มเหลว[22] นักข่าวและนักประพันธ์อาวุโส สเตฟานี Cooke แย้งว่า: พลังงานนิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นเพียงส่วนหนึ่งของวงจรชีวิตสำหรับพลังงานนิวเคลียร์. กระบวนการเริ่มต้นด้วยการทำเหมืองแร่ (ดูการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม). แร่ยูเรเนียมอยู่ใต้ดิน, เหมืองแร่อาจเป็นแบบเปิดหน้าหลุมหรือการกรองในแหล่งกำเนิด. ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม แร่ยูเรเนียมจะถูกสกัด, มักจะถูกแปลงให้เป็นรูปแบบที่มีความเสถียรและมีขนาดกะทัดรัด เช่น yellowcake จากนั้นจะถูกเคลื่อนย้ายไปยังสถานที่ทำกระบวนการ. ที่นี่ yellowcake จะถูกแปลงเป็น hexafluoride ยูเรเนียม ซึ่งจะถูกทำให้มีสมรรถนะสูงโดยใช้เทคนิคต่างๆ. ณ จุดนี้ยูเรเนียมที่มีสมรรถนะสูงจะมี U-235 ตามธรรมชาติมากกว่า 0.7% จะถูกนำมาใช้ทำแท่งเชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีองค์ประกอบและรูปทรงเรขาคณิตที่เหมาะสม. แท่งเชื้อเพลิงจะใช้งานได้ประมาณ 3 รอบการดำเนินงาน (ปกติรวม 6 ปีในขณะนี้)ภายในเครื่องปฏิกรณ์, โดยทั่วไปจนถึงประมาณ 3 % ของยูเรเนียมของพวกมันจะถูกฟิชชันไป, จากนั้นพวกมันจะถูกย้ายไปยังจุดรวมเชื้อเพลิงใช้แล้ว, ที่จุดนี้ไอโซโทปอายุสั้นที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันจะสามารถสลายตัวไป. หลังจากนั้นประมาณ 5 ปีที่ อยู่ในจุดรวมเชื้อเพลิงใช้แล้ว, เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วนี้จะถูกทำให้เย็นลงโดยวิธีกัมมันตภาพรังสีเพื่อให้อุณหภูมิลดลงพอที่จะจัดการได้ และมันจะถูกย้ายไปยังถังเก็บแห้งหรือไปแปรสภาพ (English: reprecess). แร่เชื้อเพลิง
หมายถึง แร่ที่มีการแตกตัวของนิวเคลียสของธาตุซึ่งไม่เสถียร เนื่องจากมีพลังงานส่วนเกินอยู่ภายในนิวเคลียสมากจึงต้องถ่ายเทพลังงานส่วนเกินนี้
ออกมาเพื่อให้กลายเป็นอะตอมของธาตุที่เสถียร แร่นิวเคลียร์มี 2 ชนิดคือแร่กัมมันตภาพรังสี เป็นแร่ที่มีสมบัติในการปล่อยรังสีออกจากตัวเองอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยออกมาเป๋นคลื่นสั้น ได้แก่ 
ยูเรเนียม ทอเรียม ส่วนอีกชนิดหนึ่งเป็นแร่ที่ไม่ส่งกัมมันตภาพรังสีออกมาใช้ประโยชน์
ในการควบคุมการแตกตัวของนิวเคลียสของแร่กัมมันตภาพรังสี ได้แก่ เมอริลและโคลัมเนียม พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการรื้อถอนจะมีมากถึง 50% มากกว่าพลังงานที่จำเป็นสำหรับการก่อสร้างมันขึ้นมา. ในกรณีส่วนใหญ่ ขั้นตอนการรื้อถอนมีค่าใช้จ่ายระหว่าง 300 ล้านดอลลาร์สหรัฐไปจนถึง 5.6 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ. การรื้อถอนที่สถานที่ติดตั้งนิวเคลียร์ที่เคยประสบอุบัติเหตุร้ายแรงมีราคาแพงที่สุดและใช้เวลานานที่สุด. ในสหรัฐอเมริกามี 13 เครื่องปฏิกรณ์ที่มีการปิดตัวลงอย่างถาวรและอยู่ในบางขั้นตอนของการรื้อถอน, และไม่มีเครื่องไหนเลยที่เสร็จสิ้นกระบวนเรียบร้อยแล้ว[186]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ฝ่ายค้านกล่าวว่าพลังงานนิวเคลียร์ส่อเค้าที่จะสร้างภัยคุกคามจำนวนมากกับมนุษย์และสิ่งแวดล้อม. ภัยคุกคามเหล่านี้รวมถึงความเสี่ยงต่อสุขภาพและความเสียหายด้านสิ่งแวดล้อมจากการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม, กระบวนการผลิตและการขนส่ง, ความเสี่ยงของการแพร่ขยายการใช้งานเพื่อใช้เป็นอาวุธนิวเคลียร์หรือการก่อวินาศกรรม, และปัญหาที่ยังแก้ไขไม่ได้ของกากนิวเคลียร์กัมมันตรังสี[65][66][67]. พวกเขายังยืนยันว่าตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเป็นเครื่องที่มีความซับซ้อนอย่างมากที่หลายสิ่งหลายอย่างสามารถทำงานผิดได้และได้ทำผิดจริงๆ, มีได้เกิดอุบัติเหตุนิวเคลียร์ร้ายแรงขึ้นแล้วหลายครั้ง[68][69]. นักวิจารณ์ไม่เชื่อว่าความเสี่ยงเหล่านี้สามารถลดลงได้ด้วยเทคโนโลยีใหม่[70]. พวกเขาแย้งว่าเมื่อพิจารณาถึงทุกขั้นตอนที่ใช้พลังงานอย่างเข้มข้นของห่วงโซ่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์แล้ว,ตั้งแต่การทำเหมืองแร่ยูเรเนียมจนถึงการรื้อถอนนิวเคลียร์, พลังงานนิวเคลียร์ไม่ได้เป็นแหล่งผลิตกระแสไฟฟ้าที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ[71][72][73]. พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
ตามแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 7 (พ.ศ. 2535 - 2539) ได้มีการระบุไว้ในแผนพัฒนาพลังงานฯว่า "…ให้มีการพิจารณาศึกษาความเหมาะสมในการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในการผลิตกระแสไฟฟ้าทั้งทางเศรษฐศาสตร์ เทคโนโลยี และความปลอดภัย…" ดังนั้น จังมีการพิจารณาที่จะนำโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาใช้ในประเทศไทย โดยพิจารณาจากความจำเป็น 2 ประการ คือ
ดังนั้น จากเหตุผลที่กล่าวมา ประกอบกับการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จำเป็นต้องใช้เวลาดำเนินการล่วงหน้าเป็นเวลานานประมาณ 12 ปี จึงจะสามารถก่อสร้างเสร็จเดินเครื่องจ่ายไฟฟ้าให้ทันความต้องการได้ ในปัจจุบันจึงได้มีการพิจารณาที่จะนำโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาใช้ภายในประเทศเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง และเพื่อให้เกิดความมั่นใจและภาคภูมิใจยิ่งขึ้นว่า หากเลือกโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาใช้ในการแก้ปัญหาด้านพลังงานของชาติจะเป็นการตัดสินใจที่ถูกต้อง จึงควรที่จะได้พิจารณาถึงปัจจัยด้านเศรษฐกิจ ความปลอดภัย และสิ่งแวดล้อมด้วย โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแปลงพลังงานจลน์ที่เกิดจากกังหันให้เป็นพลังงานไฟฟ้า. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า AC แบบซิงโครนัสที่มีอัตรากำลังสูงจะถูกนำมาใช้ เทคโนโลยีนิวเคลียร์
ปัจจุบันพลังงานนิวเคลียร์มีประมาณ 15.7% ของการผลิตไฟฟ้าของโลก (ในปี 2004) และถูกใช้ในการขับเคลื่อนเรือบรรทุกเครื่องบิน, เรือตัดน้ำแข็งและเรือดำน้ำ (นับถึงปัจจุบันเศรษฐศาสตร์และความกลัวในบางท่าเรือมีการหลีกเลี่ยงการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในเรือขนส่ง). ทุกโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้ปฏิกิริยาฟิชชัน. ยังไม่มีปฏิกิริยาฟิวชั่นที่มนุษย์สร้างขึ้นในการผลิตกระแสไฟฟ้า. Union of Concerned Scientists
UCS สนับสนุนมาตรฐานพลังงานทดแทนระดับชาติ เพื่อบังคับให้องค์กรผลิตไฟฟ้าผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานทดแทนเช่นพลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานความร้อนใต้พิภพ เป็นสัดส่วนที่กำหนดชัดเจน และสนับสนุนให้มีมาตรฐานการประหยัดพลังงานของเครื่องใช้ในบ้าน[10] UCS ยอมรับว่าพลังงานนิวเคลียร์สามารถช่วยลดการปล่อยแก๊สเรือนกระจก แต่ก็ยืนยันว่า มันต้องปลอดภัยและถูกกว่านี้ก่อนที่ควรจะพิจารณาเป็นวิธีแก้ปัญหาโลกร้อนที่ใช้ได้ UCS สนับสนุนการตรวจสอบบังคับเพิ่มความปลอดภัยขององค์กรควบคุมพลังงานนิวเคลียร์ โดยเป็นขั้นต้อนหนึ่งในการปรับปรุงการใช้พลังงานนิวเคลียร์[14] UCS ได้วิจารณ์การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่น 3 บางแบบที่กำลังพิจารณาใช้ในสหรัฐ (คือ AP1000 และ Economic Simplified Boiling Water Reactor)[15] โดยกล่าวถึงแบบ European Pressurized Reactor ว่าเป็นแบบเดียวใต้การพิจารณาที่ มีโอกาสปลอดภัยและยากต่อการก่อการร้ายกว่าเครื่องที่มีอยู่ในปัจจุบัน[16] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่จะช่วยลดปริมาณของเสียระดับสูง, แต่โดยตัวมันเอง มันไม่ได้ลดกัมมันตภาพรังสีหรือลดการกำเนิดความร้อนและดังนั้นจึงย้งมีความจำเป็นในการเก็บของเสียใต้ธรณี. การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่ได้เป็นความขัดแย้งทางการเมืองมานานเพราะมันมีศักยภาพที่จะนำไปสู่การแพร่ขยายนิวเคลียร์เพื่อใช้เป็นอาวุธ, ศักยภาพที่จะเป็นอ่อนแอต่อการก่อการร้ายนิวเคลียร์, การท้าทายหลายอย่างทางการเมืองของการหาที่ตั้งสำหรับพื้นที่เก็บของเสีย (ปัญหาที่เกิดเท่าเทียมกับการกำจัดเชื้อเพลิงใช้แล้วโดยตรง) และเนื่องจากค่าใช้จ่ายที่สูงเมื่อเทียบกับการผ่านกระบวนการเชื้อเพลิงเพียงครั้งเดียว[77]. ในสหรัฐอเมริกา ฝ่ายบริหารของโอบามาก้าวถอยหลังจากแผนการของประธานาธิบดีบุชในเรื่องขนาดเชิงพาณิชย์ของการนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่และได้หวนกลับไปยังโครงการที่เน้นการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่แทน[78]. ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใกล้กับศูนย์กลางของแผ่นดินไหว โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ Onagawa, ประสบความสำเร็จในการทนต่อหายนะ ตามการรายงานของรอยเตอร์ โรงงานนี้อาจจะทำหน้าที่เป็น "ไพ่ตาย" สำหรับการล็อบบี้ด้านนิวเคลียร์ ซึ่งให้หลักฐานว่ามันเป็นไปได้สำหรับการออกแบบและดำเนินการสถานนิวเคลียร์อย่างถูกต้องที่จะทนต่อหายนะดังกล่าว พลังงานนิวเคลียร์
กำลังการผลิตนิวเคลียร์ที่ติดตั้งเรียบร้อยแล้วได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในขั้นต้น, โดยเพิ่มขึ้นจากน้อยกว่า 1 กิกะวัตต์ (GW) ใน 1960 เป็น 100 GW ในปี 1970s และ 300 GW ในปลายปี 1980s. ตั้งแต่ปลายปี 1980s กำลังการผลิตทั่วโลกได้เพิ่มขึ้นช้าลงอย่างมาก, คือมีเพียง 366 GW ในปี 2005. ระหว่างราวปี 1970 และปี 1990, มากกว่า 50 GW ของกำลังการผลิตอยู่ระหว่างการก่อสร้าง (สูงสุดมากกว่า 150 GW ในช่วงปลายยุค 70s และช่วงต้นยุค 80s), ในปี 2005, ประมาณ 25 GW ของกำลังการผลิตใหม่มีการวางแผน. มากกว่าสองในสามของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ทั้งหมดที่ถูกสั่งซื้อหลังมกราคม 1970 ถูกยกเลิกในที่สุด[47]. รวมแล้ว 63 หน่วยนิวเคลียร์ถูกยกเลิกในสหรัฐอเมริการะหว่างปี 1975 และ 1980[52]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
วิศวกรนิวเคลียร์ ผู้ใช้งานเครื่องปฏิกรณ์ นักฟิสิกส์สุขภาพ บุคลากรทีมที่ตอบสนองยามฉุกเฉิน ผู้ตรวจการประจำของคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงานนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ชนิดของเครื่องปฏิกรณ์ เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ วงจรความเย็นและตัวหน่วงปฏิกิริยาจะใช้แตกต่างกัน พลังงานนิวเคลียร์
หลังจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ Fukushima Daiichi ในปี 2011 ค่าใช้จ่ายต่างๆคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในการดำเนินงานปัจจุบันและในการก่อสร้างโรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์แห่งใหม่, เนื่องจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้วบนสถานที่ตั้งและการออกแบบที่ถูกยกระดับสำหรับภัยคุกคามขั้นพื้นฐานมากมาย[157]. พลังงานนิวเคลียร์
ปัจจุบัน เครื่องปฏิกรณ์แบบ light water มีการใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ค่อนข้างไม่มีประสิทธิภาพด้วยการทำปฏิกิริยาฟิชชันกับไอโซโทปของยูเรเนียม-235 ที่หายากมากเท่านั้น. การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่(English: Nuclear reprocessing)สามารถนำกากของเสียนี้กลับมาใช้ใหม่ได้, และการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น, เช่นเครื่องปฏิกรณ์ Generation III ที่กำลังก่อสร้างในปัจจุบันได้ประลบความสำเร็จในการเผาไหม้ทรัพยากรที่มีอยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ สูงกว่าเครื่องปฏิกรณ์ generation II รุ่นโบราณในปัจจุบัน ที่สร้างขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของเครื่องปฏิกรณ์ทั่วโลก[104]. พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
สำหรับประเทศไทยก็ตกอยู่ในภาวะเดียวกัน คือ การบริโภคพลังงานของประชาชนมีอัตราสูงขึ้นเรื่อยๆ อย่างไม่มีขีดจำกัด ในขณะเดียวกันทิศทางการพัฒนาประเทศกำลังมุ่งหน้าไปสู่การพัฒนาอุตสาหกรรม พลังงานถือว่าเป็นปัจจัยที่จะเกื้อหนุน ผลักดันอุตสาหกรรมและเศรษฐกิจให้ก้าวไกลไปได้ พลังงานจะต้องมีราคาถูก รวมทั้งมีใช้อย่างพอเพียง มิฉะนั้นจะทำให้การพัฒนาด้านอุตสาหกรรมต้องหยุดชะงัก และนักลงทุนต่างชาติรวมทั้งในประเทศ จะเลิกเชื่อถือรัฐบาลที่ไปเชิญชวนให้มาลงทุนแล้วไม่สร้างปัจจัยพื้นฐานไว้รองรับ จึงมาถึงคำถามที่ว่า ไทยมีพลังงานสำรองไว้ใช้ในอนาคตสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมเพียงพอหรือไม่ ในขณะที่ความต้องการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ นั้น ทางเลือกที่จำเป็นที่จะต้องกระทำ เพื่อให้เกิดความมั่นใจว่า ในอนาคตไทยจะไม่ขาดแคลนพลังงาน ก็คือ การหาแหล่งพลังงานใหม่เข้ามาสำรองแหล่งพลังงานที่กำลังจะหมดไป สำหรับแหล่งพลังงานที่มองเห็นได้เด่นชัดซึ่งจะมีบทบาทอย่างมากที่จะเข้ามาเป็นพลังงานทดแทนน้ำมันถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ คือ พลังงานนิวเคลียร์ โดยจะนำมาใช้ในรูปของ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ บางครั้งใช้แทนกันกับคำว่า พลังงานปรมาณู นอกจากนี้พลังงานนิวเคลียร์ยังครอบคลุมไปถึงพลังงานรังสีเอกซ์ด้วย (พ.ร.บ. พลังงานเพื่อสันติ ฉบับที่ 2 พ.ศ. 2508) พลังงานนิวเคลียร์ สามารถปลดปล่อยออกมาเป็นพลังงานหลายรูปแบบ เช่น พลังงานความร้อน รังสีแกมมา อนุภาคเบต้า อนุภาคอัลฟา อนุภาคนิวตรอน เป็นต้น พลังงานนิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่จะสร้างขึ้นที่ Vogtle คือเครื่องปฏิกรณ์รุ่นที่สามใหม่, AP1000, ที่ได้รับการบอกเล่าว่าจะมีการปรับปรุงความปลอดภัยเหนือกว่าของเครื่องปฏิกรณ์พลังงานตัวเก่า[268]. อย่างไรก็ตาม John Ma วิศวกรโครงสร้างอาวุโสที่ NRC กังวลว่าบางส่วนของผิวเหล็กของ AP1000 จะเปราะมากจน "พลังงานกระทบ" จากการกระแทกของเครื่องบินหรือพายุกระหน่ำวิถีโค้งจะสามารถทำลายผนัง[275]. Edwin Lyman, นักวิทยาศาสตร์อาวุโสที่ Union of Concerned Scientists ได้กังวลเกี่ยวกับความแข็งแรงของแท่งบรรจุเหล็กกล้าและโล่คอนกรีตที่สร้างรอบ AP1000[275][276]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
มันเป็นไปไม่ได้สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ที่จะระเบิดเหมือนกับระเบิดนิวเคลียร์เนื่องจากเชื้อเพลิงที่ไม่เคยมีสมรรถนะเพียงพอสำหรับทำให้เกิดขึ้นอย่างนั้น[29] พลังงานนิวเคลียร์
ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิ ที่ญี่ปุ่นในปี 2011, ที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์ที่ออกแบบมาจาก Generation II ปี 1960 ตัวหนึ่ง, ย้ำเตือนให้ทำการตรวจสอบใหม่ในความปลอดภัยของนิวเคลียร์และนโยบายพลังงานนิวเคลียร์ในหลายประเทศ[22]. เยอรมนีตัดสินใจที่จะปิดเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทั้งหมดของประเทศภายในปี 2022 และอิตาลีได้สั่งห้ามสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์[22]. หลัง Fukushima, ในปี 2011 สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศได้ลดการประมาณการเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์ที่จะสร้างขึ้นจนถึงปี 2035 ลงครึ่งหนึ่ง[23][24]. พลังงานนิวเคลียร์
สถานีพลังงานนิวเคลียร์เพื่อการพานิชย์แห่งแรกของโลก, คาลเดอฮอลล์ที่ Windscale ประเทศอังกฤษถูกเปิดในปี 1956 มีกำลังการผลิตเริ่มต้นที่ 50 เมกะวัตต์ (หลังจากนั้นเป็น 200 MW)[45][46]. เครื่องกำเนิดไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์เครื่องแรกที่เปิดดำเนินงานในประเทศสหรัฐอเมริกาเป็นเครื่องปฏิกรณ์ Shippingport (Pennsylvania, ธันวาคม 1957) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ระบบหล่อเย็นจะระบายความร้อนออกจากแกนเครื่องปฏิกรณ์และลำเลียงมันไปยังอีกพื้นที่หนึ่งของโรงงาน ในพื้นที่นี้พลังงานความร้อนสามารถถูกนำไปใช้ประโยชน์ในการผลิตไฟฟ้าหรือทำงานที่มีประโยชน์อื่นๆ โดยปกติตัวหล่อเย็นที่ร้อน(English: hot coolant) จะถูกใช้เป็นแหล่งจ่ายความร้อนสำหรับหม้อต้มน้ำ และแรงดันไอน้ำจากหม้อต้มน้ำนั้นจะเป็นกำลังขับกังหันไอน้ำหนึ่งเครื่องหรือมากกว่าที่จะไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า[10] เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์
หมายถึง แร่ที่มีการแตกตัวของนิวเคลียสของธาตุซึ่งไม่เสถียร เนื่องจากมีพลังงานส่วนเกินอยู่ภายในนิวเคลียสมากจึงต้องถ่ายเทพลังงานส่วนเกินนี้ ออกมาเพื่อให้กลายเป็นอะตอมของธาตุที่เสถียร แร่นิวเคลียร์มี 2 ชนิดคือแร่กัมมันตภาพรังสี เป็นแร่ที่มีสมบัติในการปล่อยรังสีออกจากตัวเองอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยออกมาเป๋นคลื่นสั้น ได้แก่ ยูเรเนียม ทอเรียม ส่วนอีกชนิดหนึ่งเป็นแร่ที่ไม่ส่งกัมมันตภาพรังสีออกมาใช้ประโยชน์ ในการควบคุมการแตกตัวของนิวเคลียสของแร่กัมมันตภาพรังสี ได้แก่ เมอริลและโคลัมเนียม พลังงานนิวเคลียร์
ราคาของพลังงานที่ใส่เข้าไปและค่าใช้จ่ายด้านสิ่งแวดล้อมของทุกโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ยังคงต่อเนื่องเป็นเวลานานหลังจากสิ่งอำนวยความสะดวกเสร็จสิ้นการผลิตกระแสไฟฟ้าที่มีประโยชน์สุดท้าย. ทั้งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และสิ่งอำนวยความสะดวกที่เป็นยูเรเนียมสมรรถนะสูงจะต้องถูกปลดประจำการ, กลับคืนสถานที่และชิ้นส่วนของมันให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยมากพอที่จะถูกมอบหมายให้ไปใช้ในงานอื่นๆ. หลังจากระยะเวลาการระบายความร้อนออกที่อาจนานเป็นศตวรรษ, เครื่องปฏิกรณ์จะต้องถูกรื้อถอนและตัดเป็นชิ้นเล็กๆเพื่อที่จะถูกบรรจุในภาชนะบรรจุเพื่อการกำจัดขั้นสุดท้าย. กระบวนการนี​​้เป็นกระบวนการที่มีราคาแพงมาก, ใช้เวลานาน, อันตรายสำหรับคนงาน, เป็นอันตรายต่อสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ, และนำเสนอโอกาสใหม่สำหรับความผิดพลาดของมนุษย์, อุบัติเหตุหรือการก่อวินาศกรรม[186]. การแบ่งแยกนิวเคลียส
โดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุขนาดใหญ่แยกตัวเป็นนิวเคลียสของธาตุที่มีขนาดเล็กลง เรียกว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ซึ่งค่อนข้างจะคุ้นหูสำหรับคนไทยเนื่องจากมีการกล่าวถึงอยู่บ่อยครั้ง ในปัจจุบันมีการนำเอาพลังงานนิวเคลียร์จากปฏิกิริยาฟิชชันมาใช้อย่างแพร่หลายในหลายประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกา ประเทศอังกฤษ และประเทศฝรั่งเศส เป็นต้น แต่การนำเอาปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันมาใช้นั้นมีความเสี่ยงในเรื่องผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมสูงมาก ซึ่งเห็นได้จากอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นที่โรงงานไฟฟ้าเชอโนเบิล ที่สหภาพโซเวียต ซึ่งก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมากมายและยังคงเป็นเรื่องเศร้าใจและน่ากลัวจนถึงทุกวันนี้ พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
สำหรับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมนั้น ดังได้กล่าวมาแล้ว ตั้งแต่ต้นว่า การใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ จะทำให้ปลอดภัยจากภาวะปฏิกิริยาเรือนกระจก ปลอดภัยจากภาวะฝนกรด ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในโลก ตลอดจนไม่ทำให้อุณหภูมิของโลกเพิ่มสูงขึ้นมากเหมือนอย่างการใช้เชื้อเพลิงอย่างอื่น นอกจากนี้ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ยังใช้พื้นที่ในการก่อสร้างน้อยกว่าและไม่ทำลายพื้นที่ป่าเขา เหมือนอย่างการสร้างเขื่อนสำหรับโรงไฟฟ้าพลังน้ำ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
บทความหลัก: เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เชื้อเพลิงนิวเคลียร์
การผลิตพลังงานของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เกิดจากปฏิกิริยาแตกตัว โดยการยิงอนุภาคนิวตรอนพลังงานต่ำเข้าชนนิวเคลียสของยูเรเนียม-235 ทำให้นิวเคลียสแตกตัวพร้อมให้พลังงานความร้อนมหาศาลกว่า 200 Mev (ล้านอิเล็กตรอนโวลต์) และเกิดอนุภาคนิวตรอนใหม่ ซึ่งจะไปทำปฏิกิริยาลูกโซ่ต่อไป โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะถูกใช้เป็นประจำในโหมด'ตามโหลด'ในขนาดที่ใหญ่ในประเทศฝรั่งเศส, แม้ว่า "มันเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่านี่ไม่ใช่สถานการณ์ทางเศรษฐกิจที่เหมาะสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์"[87]. หน่วย A ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Biblis ของเยอรมันถูกออกแบบมาเพื่อให้มี-และลดการส่งออกพลังงานที่ 15% ต่อนาทีระหว่าง 40 และ 100% ของพลังงานโดยประมาณของมัน[88]. เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดปกติมีความสามารถแบบ'ตามโหลด', ดำเนินการโดยการเปลี่ยนแปลงการไหลของน้ำหมุนเวียน. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์เร็วแบบองค์รวม (English: Integral Fast Reactor (IFR)) ถูกสร้างขึ้น, ผ่านการทดสอบและประเมินผลในระหว่างปี 1980s และจากนั้นก็ปลดระวางภายใต้การบริหารงานของคลินตันในปี 1990s อันเนื่องมาจากนโยบายที่ไม่แพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์ของรัฐบาล. การรีไซเคิลเชื้อเพลิงใช้แล้ว(English: spent nuclear fuel (SNF))เป็นหลักในการออกแบบและเพราะฉะนั้นมันจึงผลิตเพียงเศษเสี้ยวของเสียของเครื่องปฏิกรณ์ปัจจุบัน[31] เครื่องปฏิกรณ์ถังกรวดเป็นเครื่องปฏิกรณ์อุณหภูมิสูงระบายความร้อนด้วยแก๊ส (English: high-temperature gas-cooled reactor (HTGCR))} ได้รับการออกแบบเพื่อให้อุณหภูมิสูงไปลดการส่งออกของพลังงานโดยการขยาย Doppler (English: Doppler broadening)ของหน้าตัดนิวตรอนของเชื้อเพลิง. มันใช้เชื้อเพลิงเซรามิกเพื่อให้อุณหภูมิของการดำเนินงานที่ปลอดภัยเกินช่วงอุณหภูมิที่ใช้ลดพลังงาน. การออกแบบส่วนใหญ่จะหล่อเย็นด้วยก๊าซฮีเลียมเฉื่อย. ฮีเลียมไม่ขึ้นอยู่กับการระเบิดไอน้ำแต่ต่อต้านการดูดซึมนิวตรอนจึงนำไปสู่​​กัมมันตภาพรังสี, และไม่ละลายสารปนเปื้อนที่สามารถกลายเป็นกัมมันตรังสี. การออกแบบโดยทั่วไปมีหลายชั้น(มากถึง 7 ชั้น)ของภาชนะบรรจุพาสซีฟมากกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเบา (ปกติมี 3 ชั้น). คุณลักษณะเฉพาะที่ไม่เหมือนใครที่อาจช่วยด้านความปลอดภัยคือลูกกลมเชื้อเพลิงที่สร้างรูปแบบจริงของกลไกของแกน, และจะถูกแทนที่ทีละลูกเมื่อพวกมันมีอายุมากขึ้น. การออกแบบของเชื้อเพลิงทำให้การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ของเชื้อเพลิงมีราคาแพง. เครื่องปฏิกรณ์อิสระขนาดเล็กปิดผนึกขนส่งได้ (English: Small, sealed, transportable, autonomous reactor (SSTAR)) กำลังถูกวิจัยและพัฒนาขั้นต้นในสหรัฐอเมริกา, ตั้งใจจะให้เป็นเครื่องปฏิกรณ์ fast breeder ที่มีความปลอดภัยแบบพาสซีฟและสามารถถูกทำให้ปิดตัวลงจากระยะไกลในกรณีที่ความสงสัยที่เกิดขึ้นว่ามันจะถูกดัดแปลงเพื่อทำลาย. เครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงที่สะอาดและปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม (English: Clean And Environmentally Safe Advanced Reactor (CAESAR)) เป็นแนวคิดเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้ไอน้ำเป็นตัวหน่วง - การออกแบบนี้ยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา เครื่องปฏิกรณ์ลดการหน่วงของน้ำ(English: Reduced moderation water reactor) สร้างบนเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดขั้นสูง (English: Advanced boiling water reactor (ABWR)) ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน, มันไม่ได้เป็นเครื่องปฏิกรณ์เร็วที่สมบูรณ์แต่ใช้นิวตรอน epithermal ส่วนใหญ่แทน, ซึ่งอยู่ระหว่างนิวตรอนร้อนและนิวตรอนเร็ว. โมดูลพลังงานนิวเคลียร์ใช้ไฮโดรเจนเป็นตัวหน่วงควบคุมตนเอง (English: hydrogen-moderated self-regulating nuclear power module (HPM)) คือการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เล็ดลอดออกมาจาก'ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอส'ที่ใช้ยูเรเนียมไฮไดรด์เป็นเชื้อเพลิง เครื่องปฏิกรณ์ subcritical ถูกออกแบบมาให้มีความปลอดภัยและมีเสถียรภาพมากขึ้น, แต่ก่อให้เกิดปัญหาทางวิศวกรรมและทางเศรษฐกิจจำนวนมาก. ตัวอย่างหนึ่งตัวขยายพลังงาน เครื่องปฏิกรณ์แบบทอเรียม. มันเป็นไปได้ที่จะแปลงทอเรียม-232 ให้เป็น U-233 ในเครื่องปฏิกรณ์ที่ได้รับการออกแบบเป็นพิเศษเพื่อวัตถุประสงค์นั้น. ด้วยวิธีนี้ ทอเรียมซึ่งมีจำนวนมากมายกว่ายูเรเนียมสามารถใช้ในการ breed เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ U-233. ยังมีความเชื่อกันว่า U-233 มีคุณสมบัตินิวเคลียร์ที่ดีเมื่อเทียบกับการใช้ U-235 แบบดั้งเดิม, รวมทั้งเศรษฐกิจของนิวตรอนที่ดีกว่าและการผลิตของเสีย transuranic อายุยืนที่ต่ำกว่า เครื่องปฏิกรณ์น้ำหนักขั้นสูง (English: Advanced heavy-water reactor (AHWR)) - น้ำหนักจะถูกนำเสนอเพื่อเป็นตัวหน่วงของเครื่องปฏิกรณ์ไฟฟ้านิวเคลียร์ที่จะถูกออกแบบเป็นรุ่นต่อไปของประเภท PHWR, ปัจจุบันอยู่ระหว่างการพัฒนาในศูนย์วิจัยปรมาณู Bhabha (BARC), ประเทศอินเดีย Kamini - เครื่องปฏิกรณ์ที่ไม่ซ้ำแบบใครใช้ไอโซโทปของยูเรเนียม-233 เป็นเชื้อเพลิง, ถูกสร้างขึ้นในประเทศอินเดียโดย BARC และ ศูนย์วิจัยปรมาณู Indira Gandhi (IGCAR) อินเดียก็กำลังวางแผนที่จะสร้างเครื่องปฏิกรณ์ fast breeder โดยใช้วัฏจักรเชื้อเพลิงทอเรียม-ยูเรเนียม-233. FBTR (Fast Breeder Test Reactor) ในการดำเนินงานที่ Kalpakkam (อินเดีย) ใช้พลูโตเนียมเป็นเชื้อเพลิงและใช้โซเดียมเหลวเป็นตัวหล่อเย็น พลังงานนิวเคลียร์
จากจุดยืนด้านความปลอดภัย, พลังงานนิวเคลียร์, ในแง่ของการสูญเสียชีวิตต่อหน่วยไฟฟ้าที่ผลิต, มีจำนวนการเสียชีวิตที่เท่ากับและในหลายกรณีต่ำกว่าหลายแหล่งพลังงานหมุนเวียน[75][76][216]. อย่างไรก็ตาม ไม่มีเชื้อเพลิงใช้แล้วที่มีกัมมันตรังสีที่ต้องมีการจัดเก็บหรือการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่สำหรับแหล่งพลังงานหมุนเวียนแบบเดิม[217]. โรงงานนิวเคลียร์จะต้องถูกรื้อและเคลื่อนย้ายออกไป. โรงงานนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อออกเป็นชิ้นจะต้องถูกเก็บไว้ที่เก็บกากนิวเคลียร์ใต้ดิน[218]. เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
Areva ซึ่งเป็นผู้ประกอบการโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ฝรั่งเศส เสนอว่า 70% ของค่ากระแสไฟฟ้าหนึ่งกิโลวัตต์ของไฟฟ้านิวเคลียร์คิดเป็นค่าใช้จ่ายคงที่จากขบวนการก่อสร้าง นักวิเคราะห์บางคน (ตัวอย่างเช่นสตีฟโทมัส ศาสตราจารย์การศึกษาพลังงานที่มหาวิทยาลัยกรีนิชในสหราชอาณาจักรที่กล่าวในหนังสือ'เครื่องจักรหายนะ' () เขียนโดยมาร์ตินโคเฮนและแอนดรู McKillop) แย้งว่าสิ่งที่มักจะไม่เป็นที่พอใจในการอภิปรายเกี่ยวกับเศรษฐศาสตร์พลังงานนิวเคลียร์ก็คือว่าค่าใช้จ่ายของผู้ถือหุ้น(ที่บริษัทใช้เงินของตัวเองเพื่อจ่ายสำหรับโรงไฟฟ้าแห่งใหม่)โดยทั่วไปจะสูงกว่าค่าใช้จ่ายส่วนหนี้ ประโยชน์ของการกู้ยืมเงินอีกอย่างหนึ่งอาจเป็นว่า "ทันทีที่ได้เงินกู้ขนาดใหญ่ที่อัตราดอกเบี้ยต่ำ - อาจจะได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาล - เงินนั้นจะสามารถปล่อยให้ยืมออกได้ที่อัตราผลตอบแทนที่สูงกว่า"
"หนึ่งในปัญหาใหญ่ที่มีกับพลังงานนิวเคลียร์เป็นค่าใช้จ่ายเฉพาะหน้าที่มหาศาล เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้มีราคาแพงมากในการสร้าง ในขณะที่ผลตอบแทนอาจจะดีมาก แต่ก็ช้ามาก มันอาจจะใช้เวลาหลายทศวรรษที่จะได้คืนค่าใช้จ่ายเริ่มต้นนั้น เนื่องจากนักลงทุนจะมีสมาธิสั้น พวกเขาไม่ชอบที่จะรอนานขนาดนั้นเพื่อผลตอบแทนการลงทุนของพวกเขา"
เพราะค่าใช้จ่ายส่วนทุนมีขนาดใหญ่สำหรับพลังงานนิวเคลียร์และระยะเวลาการก่อสร้างค่อนข้างยาวก่อนที่จะมีรายได้กลับเข้ามา การดูแลค่าใช้จ่ายส่วนทุนของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการพิจารณาความสามารถในการแข่งขันด้านเศรษฐกิจของพลังงานนิวเคลียร์ การลงทุนสามารถมีส่วนร่วมประมาณ 70% ถึง 80% ของค่ากระแสไฟฟ้า อัตราคิดลดของกระแสเงินสด () ที่ถูกเลือกมาเพื่อคิดค่าใช้จ่ายส่วนทุนของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ตลอดช่วงอายุการใช้งานของมันเป็นพารามิเตอร์ที่อาจขัดแย้งกันและมีความอ่อนไหวมากที่สุดที่มีต่อค่าใช้จ่ายโดยรวม โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
สำหรับการอภิปรายที่ถกเถียงกันเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพจากการปล่อยเป็นกิจวัตรตามปกติให้ดูบทความเรื่อง en:Nuclear power debate#Health effects on population near nuclear power plants and workers และ en:Environmental impact of nuclear power#Risk of cancer พลังงานนิวเคลียร์
ปัจจุบัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ขององค์ประกอบใน actinide series[2] ของตารางธาตุได้ผลิตพลังงานนิวเคลียร์ส่วนใหญ่ในการให้บริการโดยตรงแก่มนุษย์, กับกระบวนการสลายตัวของ นิวเคลียร์ส่วนใหญ่ในรูปแบบของพลังงานความร้อนใต้พิภพและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โม ไอโซโทป, สำหรับการนำไปใช้เฉพาะอย่างจะใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยาที่เหลือ. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (ฟิชชัน), ไม่รวมการใช้งานในกองทัพเรือ, ให้พลังงานประมาณ 5.7% ของพลังงาน ของโลกและ 13% ของกระแสไฟฟ้าของโลกในปี 2012.[3] ในปี 2013, หน่วยงานพลังงานปรมาณูนานาชาติ (English: International Atomic Energy Agency (IAEA)) รายงานว่ามี 437 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์กำลังใช้งานอยู่[4] ใน 31 ประเทศ[5] แม้ว่าจะมีบางเครื่องปฏิกรณ์ที่ไม่ได้ทำการผลิตไฟฟ้าอีกแล้ว[6]. นอกจากนี้ยังมีเรือประมาณ 140 ลำที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการขับเคลื่อนโดยเครื่องปฏิกรณ์ราว 180 เครื่อง.[7][8][9]. ขณะที่ในปี 2013, การได้รับพลังงานสุทธิจากเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นที่ยั่งยืน, ไม่รวมแหล่งพลังงานฟิวชั่นตามธรรมชาติเช่นจากดวงอาทิตย์, ยังคงเป็นพื้นที่ต่อเนื่องของการวิจัยด้านฟิสิกส์และวิศวกรรมระหว่างประเทศ. กว่า 60 ปีหลังจากความพยายามครั้งแรก, การผลิตพลังงานฟิวชั่นในเชิงพาณิชย์ยังคงไม่น่าจะเกิดขึ้นก่อนปี 2050[10]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ปัญหาพื้นฐานที่เอื้อต่อความซับซ้อนของระบบไฟฟ้านิวเคลียร์คืออายุการใช้งานที่ยาวนานมากๆของมัน. ระยะเวลาตั้งแต่เริ่มต้นของการก่อสร้างสถานีพลังงานนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์จนถึงการกำจัดที่ปลอดภัยของกากกัมมันตรังสีครั้งสุดท้ายของมันอาจกินเวลาถึง 100-150 ปี[23] พลังงานนิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์ฟิชชันในปัจจุบันที่ดำเนินงานอยู่ทั่วโลกเป็นระบบ generation ที่สองหรือที่สาม, ที่ส่วนใหญ่ของระบบ generation ที่หนึ่งได้ถูกปลดประจำการไปนานแล้ว. การวิจัยในการผลิตเครื่องปฏิกรณ์ Generation IV เริ่มต้นอย่างเป็นทางการโดย Generation IV International Forum (GIF) ตามเป้าหมายแปดเทคโนโลยี, ที่รวมถึงการปรับปรุงความปลอดภัยนิวเคลียร์, การปรับปรุงความต้านทานการแพร่ขยาย, การลดของเสีย, การปรับปรุงการใช้ทรัพยากรทางธรรมชาติ, ความสามารถในการใช้กากนิวเคลียร์ที่มีอยู่ในการผลิตกระแสไฟฟ้า, และลดค่าใช้จ่ายในการสร้างและดำเนินการโรงงานดังกล่าว. ส่วนใหญ่ของเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญจากเครื่องปฏิกรณ์ light water ที่ดำเนินการในปัจจุบัน, และมักจะไม่คาดว่าจะมีให้ใช้สำหรับการก่อสร้างเชิงพาณิชย์ก่อนปี 2030[274]. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ แกนปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ตัวหน่วงความเร็วนิวตรอน (English: Neutron moderator) ตัวดูดซับนิวตรอน (English: Neutron poison หรือ Neutron Absorber) Neutron howitzer (เป็นแหล่งจ่ายนิวตรอนที่แน่นอนเพื่อเรื่มต้นปฏิกิริยาใหม่หลังจากการ shutdown) ตัวหล่อเย็น (บ่อยครั้งที่ Neutron Moderator และตัวหล่อเย็นจะเป็นตัวเดียวกัน, ปกติทั้งสองตัวเป็นน้ำบริสุทธ์) แท่งควบคุม ถ้าสอดเข้าไปจนสุดจะดูดซับนิวตรอนจนหมด อ่างปฏิกรณ์ ปั้มป้อนน้ำหม้อต้ม ตัวผลิตไอน้ำ (ไม่มีใน BWRs) กังหันไอน้ำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวควบแน่น(เครื่องที่เปลี่ยนก๊าซหรือไอน้ำให้เป็นของเหลว) หอเย็น (ไม่จำเป็นเสมอ) Radwaste System (ส่วนหนึ่งของโรงงานเพื่อจัดการกับกากรังสี) ชั้นเติมเชื้อเพลิง (English: Refueling floor) บ่อรวบรวม เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว (English: spent nuclear fuel (SNF)) ระบบรักษาความปลอดภัยนิวเคลียร์ ระบบป้องกันปฏิกรณ์ (English: Reactor Protective System (RPS)) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าฉุกเฉินเครื่องดีเซล ระบบหล่อเย็นแกนฉุกเฉิน (English: Emergency Core Cooling Systems (ECCS)) ระบบควบคุมของเหลวสำรอง (การฉีดโบรอนฉุกเฉิน, เฉพาะใน BWRs เท่านั้น) ระบบน้ำบริการหลัก (English: Essential service water system (ESWS)) อาคารคลุมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (English: Containment building) อาคารหรือสิ่งก่อสร้างชั้นนอกที่ออกแบบให้มีความแข็งแรงเป็นพิเศษเพื่อป้องกันเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จากอุบัติภัยภายนอก และเพื่อไม่ให้สารกัมมันตรังสีแพร่กระจายออกสู่สิ่งแวดล้อมกรณีเกิดอุบัติเหตุภายในอาคารหรือสิ่งกักกั้นชำรุดหรือเสียหาย[21] ห้องควบคุม สิ่งอำนวยความสะดวกการดำเนินงานฉุกเฉิน สิ่งอำนวยความสะดวกการฝึกอบรมนิวเคลียร์ (ปกติจะมีเครื่องจำลองห้องควบคุมอยู่ภายใน) เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบถังกรวด
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบถังกรวด () เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในยุคที่ 3+ จัดว่าเป็นเทคโนโลยีพลังงานนิวเคลียร์ที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบัน ซึ่งใช้เทคโนโลยีที่มีความปลอดภัยและประสิทธิภาพสูงมากขึ้นและมีต้นทุนถูกกว่าจากเครื่องปฏิกรณ์แบบทั่วไปที่ใช้น้ำเป็นสารหน่วงนิวตรอน และใช้เป็นสารระบายความร้อนด้วย ในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์แบบถังกรวดใช้ pyrolytic graphite เป็นสารหน่วงนิวตรอน และใช้ก๊าซเฉื่อย เป็นสารระบายความร้อนที่มีอุณหภูมิสูงมาก ในการขับกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยตรง ทำให้ไม่ต้องใช้ระบบเครื่องกำเนิดไอน้ำที่มีความซับซ้อน รวมทั้งเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทพลังงาน โดยทำให้สัดส่วนของการผลิตไฟฟ้าต่อความร้อน มีค่าประมาณ 50% นอกจากนั้น ก๊าซจะไม่ละลายส่วนประกอบที่ปนเปื้อนรังสีออกมา และไม่ดูดกลืนนิวตรอนเหมือนกับการใช้น้ำ ดังนั้นแกนเครื่องปฏิกรณ์จึงมีของเหลวที่มีกัมมันตภาพรังสีในปริมาณที่น้อยกว่าแบบเดิมมาก จึงมีความเสี่ยงด้านผลกระทบทางรังสีที่น้อยลง และยังทำให้ต้นทุนต่ำกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบใช้น้ำมวลเบา  เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ไฟฟ้า โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์, รวมทั้งเครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก การขับเคลื่อน, ดู เครื่องยนต์นิวเคลียร์ การขับเคลื่อนนิวเคลียร์ทางทะเล รูปแบบที่เสนอต่างๆของการขับเคลื่อนจรวด การใช้ความร้อนอื่น ๆ กระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำ ความร้อนเพื่อให้ความอบอุ่นในชุมชนและเพื่อการอุตสาหกรรม การผลิตไฮโดรเจนสำหรับการใช้งานในระบบเศรษฐกิจไฮโดรเจน เครื่องปฏิกรณ์การผลิตสำหรับการแปลงสภาพ(English: transmutation)ขององค์ประกอบ เครื่องปฏิกรณ์ Breeder ที่มีความสามารถในการผลิตสารฟิชชั่นได้มากขึ้นกว่าที่พวกมันจะบริโภคในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชัน (โดยการแปลง U-238 สมรรถนะสูงให้เป็น Pu-239 หรือ Th-232 สมรรถนะสูงให้เป็น U-233). ดังนั้น เครื่องปฏิกรณ์ยูเรเนียม Breeder, ทันทีที่มันทำงาน, มันจะสามารถทำงานได้ด้วยเชื้อเพลิงยูเรเนียมธรรมชาติหรือแม้แต่ยูเรเนียมที่สลายตัวหมดได้, และเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียม Breeder ก็จะสามารถทำงานได้ด้วยเชื้อเพลิงทอเรียม; อย่างไรก็ตาม มันต้องการสต็อกเริ่มต้นของวัสดุฟิชชั่น[28] การสร้างไอโซโทปกัมมันตรังสีต่างๆเช่นอะเมริเซียมสำหรับใช้ในการตรวจจับควันและโคบอลต์ 60, โมลิบดีนัม-99 และอื่นๆ ที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพและการรักษาพยาบาล การผลิตวัสดุสำหรับอาวุธนิวเคลียร์เช่นพลูโตเนียมเกรดอาวุธ เป็นแหล่งผลิตรังสีนิวตรอน (เช่นอุปกรณ์โกไดวาแบบพัลส์ (English: pulsed Godiva device)) และการฉายรังสีโพซิตรอน (เช่นการวิเคราะห์การสั่งให้ทำงานด้วยนิวตรอน, และโพแทสเซียมอาร์กอนย้อนเวลา ) เครื่องปฏิกรณ์วิจัย: เครื่องปฏิกรณ์ทั่วไปจะถูกใช้สำหรับการวิจัยและการฝึกอบรม, การทดสอบวัสดุ, หรือการผลิตสารไอโซโทปรังสีสำหรับการแพทย์และอุตสาหกรรม, เครื่องเหล่านี้มีขนาดเล็กกว่าเครื่องปฏิกรณ์พลังงานหรือพวกที่ใช้ขับเคลื่อนเรือ, และงานอื่นๆที่อยู่ในมหาวิทยาลัย. เครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวมีประมาณ 280 เครื่องที่มีการดำเนินงานใน 56 ประเทศ. บางเครื่องทำงานกับเชื้อเพลิงยูเรเนียมสมรรถนะสูง, และมีความพยายามระหว่างประเทศที่จะทดแทนด้วยเครื่องที่ดำเนินการด้วยเชื้อเพลิงสมรรถนะต่ำ[29]. เทคโนโลยีนิวเคลียร์
อุบัติเหตุนิวเคลียร์กับพลเรือนและอุบัติเหตุรังสีส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์. ที่พบมากที่สุดคือการรั่วไหลของนิวเคลียร์ที่ทำให้คนงานสัมผัสกับวัสดุที่เป็นอันตราย. การหลอมละลายนิวเคลียร์ () หมายถึงอันตรายที่รุนแรงมากขึ้นของการปล่อยวัสดุนิวเคลียร์ในสภาพแวดล้อมโดยรอบ. การ meltdowns ที่สำคัญที่สุดเกิดขึ้นที่เกาะทรีไมล์ในรัฐเพนซิลวาเนียและเชอร์โนบิลในยูเครนของโซเวียต. แผ่นดินไหวและสึนามิเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2011 ทำให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อสามเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และบ่อเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิในประเทศญี่ปุ่น. เครื่องปฏิกรณ์ทางทหารที่ประสบการเกิดอุบัติเหตุที่คล้ายกันคือที่ Windscale ในสหราชอาณาจักรและ SL-1 ในประเทศสหรัฐอเมริกา. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์แบบแรงดันของยุโรปรุ่น 1600 MWe กำลังถูกสร้างขึ้นใน Olkiluoto, ฟินแลนด์. ความพยายามร่วมกันของเ AREVA ของฝรั่งเศสและซีเมนส์เอจีของยอรมัน, มันจะเป็นเครื่องปฏิกรณ์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก. ในเดือนธันวาคมปี 2006 การก่อสร้างช้าไปประมาณ 18 เดือนจากที่กำหนดไว้และตาดว่าจะเสร็จราวปี 2010-2011[92][93]. พลังงานนิวเคลียร์
การอภิปรายพลังงานนิวเคลียร์จะเกี่ยวข้องกับความขัดแย้ง[12][13][188]. ซึ่งได้ล้อมรอบการใช้งานและการใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชันในการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สำหรับวัตถุประสงค์ทางพลเรือน. การอภิปรายเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ขึ้นสู่จุดสูงสุดระหว่างปี 1970 และ 1980 เมื่อมัน "เข้าถึงความรุนแรงที่ไม่เคยเกิดมาก่อนในประวัติศาสตร์ของการขัดแย้งทางเทคโนโลยี", ในบางประเทศ[189][190]. พลังงานนิวเคลียร์
การผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนจากแหล่งที่มาเช่นพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์เป็นที่วิพากษ์วิจารณ์ในบางครั้งสำหรับการไม่ต่อเนื่องหรือแปรผัน[203][204]. อย่างไรก็ตาม สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศได้ข้อสรุปว่าการใช้งานของเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน (RETs), เมื่อมันเพิ่มความหลากหลายของแหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้า, จะช่วยให้เกิดความยืดหยุ่นของระบบ. อย่างไรก็ตาม รายงานยังสรุปว่า (หน้า 29): "ที่ระดับสูงของการเจาะกริดโดย RETs ผลกระทบของอุปสงค์ที่ไม่ตรงกันและอุปทานสามารถก่อให้เกิดความท้าทายสำหรับการจัดการของกริด. ลักษณะนี้อาจส่งผลกระทบต่อวิธีการ, และระดับที่, RETs จะสามารถทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลและความสามารถในการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์."[205]. นิวตรอน
นิวตรอนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ ในทศวรรษหลังจากที่นิวตรอนที่ถูกค้นพบในปี 1932[4] นิวตรอนถูกนำมาใช้เพื่อให้เกิดการกลายพันธ์ของนิวเคลียส (English: nuclear transmutation) ในหลายประเภท ด้วยการค้นพบของ นิวเคลียร์ฟิชชัน ในปี 1938[5] ทุกคนก็ตระหนักได้อย่างรวดเร็วว่า ถ้าการฟิชชันสามารถผลิตนิวตรอนขึ้นมาได้ นิวตรอนแต่ละตัวเหล่านี้อาจก่อให้เกิดฟิชชันต่อไปได้อีกในกระบวนการต่อเนื่องที่เรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์[6] เหตุการณ์และการค้นพบเหล่านี้นำไปสู่​​เครื่องปฏิกรณ์ที่ยั่งยืนด้วยตนเองเป็นครั้งแรก (Chicago Pile-1, 1942) และอาวุธนิวเคลียร์ครั้งแรก (ทรินิตี้ 1945) พลังงานนิวเคลียร์
ในฝรั่งเศส, ระหว่างปี 1975 ถึง 1977, ประชาชนราว 175,000 คนออกมาประท้วงต่อต้านพลังงานนิวเคลียร์ในการเดินขบวนสิบครั้ง[64]. ในเยอรมนีตะวันตก, ระหว่างเดือนกุมภาพันธ์ปี 1975 ถึงเดือนเมษายน 1979, ประชาชนราว 280,000 คนเข้าร่วมในการเดินขบวนเจ็ดครั้งที่สถานที่ติดตั้งนิวเคลียร์. ยังมีความพยายามที่จะเข้ายึดในสถานีหลายครั้งอีกด้วย. ในผลพวงของอุบัติเหตุที่เกาะทรีไมล์ในปี 1979, ประชาชนราว 120,000 คนเข้าร่วมการเดินขบวนต่อต้านพลังงานนิวเคลียร์ในกรุงบอนน์[64]. ในเดือนพฤษภาคมปี 1979 ประชาชนราว 70,000 คนรวมทั้งผู้ว่าราชการจังหวัดแคลิฟอร์เนียในขณะนั้น, เจอร์รี่ บราวน์, เข้าร่วมการเดินขบวนและการชุมนุมต่อต้านพลังงานนิวเคลียร์ในกรุงวอชิงตันดีซี[65]. กลุ่มพลังต่อต้านนิวเคลียร์เกิดขึ้นในทุกประเทศที่ได้มีโครงการไฟฟ้านิวเคลียร์. บางส่วนขององค์กรต่อต้านพลังงานนิวเคลียร์เหล่านี้จะถูกรายงานว่ามีการพัฒนาความเชี่ยวชาญอย่างมากในประเด็นการใช้พลังงานและการใช้พลังงานนิวเคลียร์[66]. เทคโนโลยีนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์เป็นประเภทหนึ่งของเทคโนโลยีนิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องกับการใช้แบบควบคุมของนิวเคลียร์ที่จะปล่อยพลังงานสำหรับการทำงานที่รวมถึงแรงขับดัน, ความร้อน, และการผลิตกระแสไฟฟ้า. พลังงานนิวเคลียร์ถูกผลิตโดยปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ถูกควบคุมซึ่งจะสร้างความร้อนที่ใช้ในการต้มน้ำ, ผลิตไอน้ำ, และขับกังหันไอน้ำ. กังหันถูกใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าและ/หรือในการทำงานทางกล. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเป็นเครื่องที่ซับซ้อนอย่างยิ่งที่มีหลายสิ่งที่อาจผิดพลาดได้ทุกเมื่อ เมื่อเกิดขึ้นที่เกาะทรีไมล์ในปี 1979 ความผิดพลาดอื่นๆในโลกนิวเคลียร์ก็เริ่มขึ้น ความผิดพลาดอันหนึ่งก็นำไปสู่​​ความผิดพลาดอีกอันหนึ่ง แล้วเกิดขึ้นต่อๆกันไปเรื่อยๆ จนกระทั่งแกนของตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเริ่มที่จะละลาย และแม้แต่วิศวกรนิวเคลียร์ที่ผ่านการฝึกอบรมมากที่สุดของโลกก็ไม่รู้วิธีการตอบสนอง อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นเผยให้เห็นข้อบกพร่องอย่างร้ายแรงในระบบที่ถูกสร้างขึ้นมาให้ปกป้องสุขภาพและความปลอดภัยของประชาชน[24] ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่น 2G ที่ตั้งอยู่ในพื้นที่เสี่ยงภัยน้ำท่วมหรือสึนามิ ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่สำรอง 3 วัน + ได้กลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมอย่างเป็นทางการ การเปลี่ยนแปลงอีกอย่างก็คือการทำให้แข็งแรงขึ้นของสถ​​านที่ห้องพักเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสำรองด้วยประตูและ heat sinks ที่กันน้ำแน่นหนาและทนต่อแรงระเบิด คล้ายกับที่ใช้ในเรือดำน้ำนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ที่ดำเนินงานมาเก่าแก่ที่สุดในโลกชื่อ Beznau ซึ่งมีการดำเนินงานมาตั้งแต่ปี 1969 มีอาคารแข็งแรงแบบ 'Notstand' ที่ ออกแบบมาเพื่อสนับสนุนทั้งหมดของระบบอย่างเป็นอิสระเป็นเวลา 72 ชั่วโมงในกรณีที่เกิดแผ่นดินไหวหรือน้ำท่วมรุนแรง ระบบนี้ถูกสร้างขึ้นก่อนฟุกุชิมะไดอิจิ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์บูเชห์
โครงการก่อสร้างดังกล่าวถูกมองว่ามีเอกลักษณ์เฉพาะทั้งในแง่ของเทคโนโลยีที่ใช้ สิ่งแวดล้อมทางการเมือง และสภาพภูมิอากาศทางกายภาพที่ท้าทาย โรงไฟฟ้าดังกล่าวถูกมองว่าเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์พลเรือนแห่งแรกในตะวันออกกลาง แม้อิสราเอลจะมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาหลายทศวรรษแล้วก็ตาม พลังงานนิวเคลียร์
การคัดค้านพลังงานนิวเคลียร์ในท้องถิ่นบางแห่งเกิดขึ้นในช่วงต้นปี 1960s[56], และในปลายปี 1960s สมาชิกบางคนของชุมชนวิทยาศาสตร์เริ่มแสดงออกถึงความกังวลของพวกเขา[57]. ความกังวลเหล่านี้เกี่ยวข้องกับอุบัติเหตุนิวเคลียร์, การขยายการใช้นิวเคลียร์, ค่าใช้จ่ายสูงของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์, การก่อการร้ายนิวเคลียร์และการกำจัดกากกัมมันตรังสี[58]. ในช่วงต้น 1970S, มีการประท้วงขนาดใหญ่ที่เกี่ยวกับโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ที่ถูกนำเสนอใน Wyhl, เยอรมนี. โครงการถูกยกเลิกไปในปี 1975 และการประสบความสำเร็จในการต่อต้านนิวเคลียร์ที่ Wyhl เป็นแรงบันดาลใจให้มีการคัดค้านพลังงานนิวเคลียร์ในส่วนอื่นๆของยุโรปและอเมริกาเหนือ[59][60]. เมื่อกลางปี 1970s การเคลื่อนไหวต่อต้านนิวเคลียร์ได้ทำเกินกว่าการประท้วงและการเมืองในประเทศเพื่อให้ได้รับความสนใจและมีอิทธิพลมากขึ้น, และพลังงานนิวเคลียร์กลายเป็นประเด็นของการประท้วงของประชาชนที่สำคัญ[61]. แม้ว่าจะไม่มีองค์กรประสานงานเป็นหนึ่งเดียว, และไม่ได้มีเป้าหมายที่แน่นอน, ความพยายามของการเคลื่อนไหวไ​​ด้รับการความสนใจอย่างมาก[62]. ในบางประเทศ ความขัดแย้งเรื่องไฟฟ้​​านิวเคลียร์ "ได้มาถึงความรุนแรงที่ไม่เคยมีมาก่อนในประวัติศาสตร์ของการถกเถียงทางเทคโนโลยี"[63]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ภายใต้'นโยบายพลังงานแห่งสหราชอาณาจักร'ผ่าน'พระราชบัญญัติการติดตั้งนิวเคลียร์'ปี 1965, ความรับผิดถูกควบคุมสำหรับความเสียหายด้านนิวเคลียร์ที่ผู้ได้รับอนุญาตดำเนินการด้านนิวเคลียร์ในสหราชอาณาจักรเป็นผู้รับผิดชอบ. พระราชบัญญัตินี้ต้องการการชดเชยที่จะต้องจ่ายสำหรับความเสียหายสูงถึงขีดจำกัดที่ £150 ล้าน โดยผู้ประกอบการต้องรับผิดเป็นเวลาสิบปีหลังจากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น. ระหว่างสิบถึงสามสิบปีหลังจากนั้น รัฐบาลผูกพันกับข้อตกลงนี้. รัฐบาลยังต้องรับผิดสำหรับหนี้สินข้ามพรมแดนที่จำกัดเพิ่มเติม (ประมาณ£300 ล้าน) ภายใต้อนุสัญญาระหว่างประเทศ (อนุสัญญากรุงปารีสในการรับผิดของบุคคลที่สามในด้านพลังงานนิวเคลียร์และอนุสัญญาบรัสเซลส์เพิ่มเติมกับอนุสัญญากรุงปารีส)[80]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่เป็นเรื่องความขัดแย้ง, และการลงทุนหลายพันล้านดอลลาร์นั่งอยู่บนทางเลือกของแหล่งพลังงาน. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มักจะมีค่าใช้จ่ายในการลงทุนสูง, แต่ค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงโดยตรงต่ำ, กับค่าใช้จ่ายของการสกัดเชื้อเพลิง, กระบวนการ, การใช้งานและค่าใช้จ่ายในการเก็บรักษาเชื้อเพลิงใช้แล้ว. ดังนั้น การเปรียบเทียบกับวิธีการผลิตไฟฟ้าอื่นๆจะขึ้นอยู่กับสมมติฐานเกี่ยวกับระยะเวลาการก่อสร้างและการจัดหาเงินลงทุนสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์. การประมาณการค่าใช้จ่ายจะต้องนำค่าใช้จ่ายในการรื้อถอนและการเก็บรักษากากนิวเคลียร์หรือค่าใช้จ่ายโรงงานรีไซเคิลเข้ามาคิดด้วยถ้าสร้างในสหรัฐอเมริกาเนื่องจาก'พระราชบัญญัติด้านราคา Anderson'. กับความคาดหวังว่าทั้งหมดของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว/"กากนิวเคลียร์"อาจมีศักยภาพในการนำกลับมาใช้ใหม่โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ในอนาคต,เครื่องปฏิกรณ์ generation IV, ที่กำลังออกแบบมาเพื่อปิดวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้อย่างสมบูรณ์. พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
เมื่อพิจารณาถึงทางเลือกในการผลิตกระแสไฟฟ้าซึ่งเป็นปัจจัยพื้นฐานสำหรับการประกอบอุตสาหกรรมและอื่นๆ นั้น จะเห็นว่า การผลิตไฟฟ้าจากเขื่อนจะมีต้นทุนต่ำสุดแต่เมื่อครั้งใดที่รัฐบาลมีนโยบายที่จะสร้างเขื่อนก็มักจะมีกลุ่มอนุรักษ์ธรรมชาติออกมาต่อต้าน จนโครงการหลายแห่งต้องยืดเวลาออกมา หรือไม่ก็ล้มเลิกไป ดังนั้น รัฐบาลจึงจำเป็นต้องผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้ถ่านหินหรือน้ำมัน ซึ่งมีต้นทุนการผลิตสูง และเสี่ยงต่อความไร้เสถียรภาพด้านพลังงาน เนื่องจากทั้งถ่านหินและน้ำมันจะต้องสั่งซื้อจากต่างประเทศเป็นหลัก แม้จะมีแหล่งถ่านหินอยู่จำนวนหนึ่งแต่ก็สามารถใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าตามแผนได้อีกในระยะเวลาเพียง 10 ปี เท่านั้น จึงคาดกันว่าในทศวรรษหน้าการผลิตพลังงานของประเทศต้องเผชิญทางเลือกสามทางที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ คือ นำเข้าถ่านหิน, นำเข้าเทคโนโลยีนิวเคลียร์ หรือทั้งถ่านหินและเทคโนโลยีนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
อ้างถึงสหประชาชาติ (UNSCEAR), การดำเนินงานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ปกติที่รวมถึงวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จะมีการสัมผ้สกับรังสีในที่สาธารณะเฉลี่ยประจำปีจำนวน 0.0002 mSv (มิลลิ Sievert); มรดกของภัยพิบัติเชอร์โนบิลเป็น 0.002 mSv/ปีเป็นค่าเฉลี่ยทั่วโลก ณ รายงานปี 2008; และค่าเฉลี่ยการสัมผ้สรังสีตามธรรมชาติที่ 2.4 mSv/ปี แม้ว่าบ่อยครั้งที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้งของแต่ละบุคคลตั้งแต่ 1-13 mSv[52] พลังงานนิวเคลียร์
มีอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นกับการผลิตของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์เมื่อมีบริษัทเพียงไม่กี่แห่งทั่วโลกที่มีความสามารถในการปลอมแปลงภาชนะความดันเครื่องปฏิกรณ์ชิ้นเดียว[258] ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ทั่วไปมากที่สุด. บริษัทยูทิลิตี้ทั่วโลกกำลังส่งคำสั่งซื้อล่วงหน้าสำหรับความจำเป็นที่ต้องใช้จริงสำหรับภาชนะเหล่านี้. ผู้ผลิตอื่นๆกำลังตรวจสอบตัวเลือกต่างๆรวมทั้งการทำชิ้นส่วนด้วยตัวเองหรือหาวิธีที่จะทำชิ้นส่วนที่คล้ายกันโดยใช้วิธีการอื่น[259]. พลังงานนิวเคลียร์
ของเสียที่สำคัญที่สุดจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์คือเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว. มันประกอบด้วยยูเรเนียมที่ไม่แปรเปลี่ยนเป็นหลัก เช่นเดียวกับปริมาณที่มีนัยสำคัญของ actinides ที่เป็น transuranic (ส่วนใหญ่เป็นพลูโตเนียมและคูเรียม). นอกจากนี้, ประมาณ 3% ของมันเป็นผลิตภัณฑ์ฟิชชันจากปฏิกิริยานิวเคลียร์. พวก actinides (ยูเรเนียม, พลูโตเนียม และ คูเรียม) มีความรับผิดชอบสำหรับกลุ่มของกัมมันตภาพรังสีในระยะยาว, ในขณะที่ ผลิตภัณฑ์ฟิชชันมีความรับผิดชอบในกลุ่มของกัมมันตภาพรังสีระยะสั้น[115]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ในหลายประเทศ, โรงงานมักจะตั้งอยู่บนชายฝั่งเพื่อให้เป็นแหล่งความพร้อมของน้ำหล่อเย็นสำหรับระบบน้ำบริการที่จำเป็น. ผลก็คือ การออกแบบต้องพิจารณาถึงความเสี่ยงของการเกิดน้ำท่วมและคลื่นสึนามิ. สภาพลังงานโลก (WEC) ระบุว่าความเสี่ยงจากภัยพิบัติกำลังเปลี่ยนแปลงและกำลังเพิ่มโอกาสของการเกิดภัยพิบัติเช่นแผ่นดินไหว, พายุไซโคลนเฮอริเคน, ไต้ฝุ่น, น้ำท่วม[38]. อุณหภูมิสูง, ระดับน้ำฝนต่ำและภัยแล้งที่รุนแรงอาจนำไปสู่​​การขาดแคลนน้ำจืด[38]. น้ำทะเลเป็นตัวกัดกร่อน, ดังนั้นการจัดหาพลังงานนิวเคลียร์มีโอกาสที่จะได้รับผลกระทบทางลบจากปัญหาการขาดแคลนน้ำจืด[38]. ปัญหาทั่วไปนี้อาจจะมีความสำคัญเพิ่มมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป[38]. ความผิดพลาดในการคำนวณความเสี่ยงของการเกิดน้ำท่วมได้อย่างถูกต้องนำไปสู่เหตุบังเอิญ​​ระดับ 2 ของ 'สเกลเหตุการณ์นิวเคลียร์นานาชาติ'ระหว่าง'เหตุการณ์น้ำท่วมโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ Blayais ในปี 1999'[39], และในขณะที่น้ำท่วมเกิดจากแผ่นดินไหวและสึนามิที่ Tōhoku ในปี 2011 ที่นำไปสู่การเกิดอุบัติเหตุนิวเคลียร์ Fukushima I[40]. เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
การเปิดเสรีตลาดไฟฟ้าเมื่อเร็ว ๆ นี้ในหลายประเทศได้ทำให้เศรษฐศาสตร์ของการผลิตพลังงานจากนิวเคลียร์มีความน่าสนใจน้อยลง และไม่มีโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์แห่งใหม่ถูกสร้างขึ้นในตลาดไฟฟ้าเสรี ก่อนหน้านี้ผู้ให้บริการที่ผูกขาดสามารถรับประกันความต้องการพลังงานส่งออกจากโรงไฟฟ้าเป็นทศวรรษจนถึงในอนาคต บริษัทผู้ผลิตภาคเอกชนในขณะนี้ต้องยอมรับสัญญาการส่งออกที่สั้นลงและยอมรับความเสี่ยงของการแข่งขันที่มีต้นทุนต่ำกว่าในอนาคต ดังนั้นพวกเขาต้องการผลตอบแทนในระยะเวลาการลงทุนที่สั้นลง แบบนี้เป็นที่โปรดปรานของโรงไฟฟ้าชนิดที่มีค่าใช้จ่ายส่วนทุนที่ต่ำกว่าแม้ว่าค่าใช้จ่ายของเชื้อเพลิงที่เกี่ยวข้องจะสูงขึ้น ความยากลำบากต่อไปก็คือว่าเนื่องจากต้นทุนจม () (ต้นทุนที่ไม่ก่อให้เกิดรายได้)ที่มีขนาดใหญ่จมอยู่ และรายได้ในอนาคตที่ไม่อาจคาดการณ์ได้จากการเปิดเสรีตลาดไฟฟ้า เงินทุนภาคเอกชนไม่น่าจะมีใช้ในเงื่อนไขที่น่าพอใจซึ่งมีความสำคัญเป็นการเฉพาะสำหรับนิวเคลียร์เนื่องจากนิวเคลียร์เป็นอุตสาหกรรมที่ใช้เงินทุนมาก ฉันทามติในภาคส่วนอุตสาหกรรมก็คืออัตราคิดลดที่ 5% มีความเหมาะสมสำหรับโรงไฟฟ้าที่ดำเนินงานในสภาพแวดล้อมของสาธารณูปโภคที่มีการควบคุมในที่ซึ่งรายได้มีการรับประกันโดยตลาดในอาณัติ และอัตราคิดลดที่ 10% มีความเหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมของโรงไฟฟ้าที่มีการแข่งขันและไม่มีการควบคุมหรือแบบการค้า อย่างไรก็ตามการศึกษาอย่างอิสระของเอ็มไอที (ปี 2003) ซึ่งใช้รูปแบบทางการเงินที่แยกแยะทุนของผู้ถือหุ้นและตราสารหนี้อย่างซับซ้อนจะมีอัตราคิดลดเฉลี่ยที่สูงกว่า 11.5% เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ใหม่ () เป็นเรื่องที่ถกเถียงกัน เนื่องจากมีมุมมองที่ขัดแย้งกันในหัวข้อนี้และเกี่ยวข้องกับเงินหลายพันล้านดอลล่าร์ที่จะใช้ในการลงทุนกับทางเลือกของแหล่งพลังงาน โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์มักจะมีค่าใช้จ่ายด้านต้นทุนที่สูงในการก่อสร้างและการรื้อถอน อีกทั้งค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและค่าใช้จ่ายในอนาคตเพื่อการจัดเก็บกากนิวเคลียร์ ข้อดีในปัจจุบันของพลังงานนิวเคลียร์ก็คือมีค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงที่ต่ำและมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ต่ำ พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
จากการศึกษาเปรียบเทียบต้นทุนการผลิตและราคาของกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ในเชิงเศรษฐศาสตร์ของกองพลังปรมาณู ฝ่ายวิศวกรรมพลังความร้อน การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย โดยปรับตัวแปรต่างๆ ให้มีลักษณะเฉพาะเป็นของประเทศไทย โดยโรงไฟฟ้าต้นแบบทั้งถ่านหิน และนิวเคลียร์ มีขนาด 1,200 เมกกะวัตต์ พบว่า ต้นทุนการก่อสร้างของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะสูงกว่าโรงไฟฟ้าถ่านหินในขั้นต้น แต่ต้นทุนการใช้เชื้อเพลิงจะต่ำกว่ามากในช่วงของการผลิต ซึ่งมีผลทำให้ต้นทุนการผลิตของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ต่ำกว่าและเมื่อเปรียบเทียบกับโรงไฟฟ้าชนิดอื่นแล้วจะพบว่า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีข้อได้เปรียบหลายประการ คือ ต้นทุนการผลิตไฟฟ้ามีราคาถูก ต้นทุนผลิตไฟฟ้ามีเสถียรภาพสูง เสริมความมั่นคงด้านการผลิตไฟฟ้าได้เป็นอย่างดี และสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในปริมาณที่มากกว่า พลังงานนิวเคลียร์
เมื่อวันที่ 27 มิถุนายน 1954 โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ Obninsk ของสหภาพโซเวียตเป็นโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าแห่งแรกของโลกสำหรับกริด (ไฟฟ้า), และผลิตพลังงานไฟฟ้าประมาณ 5 เมกะวัตต์[40][41]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
มีการออกแบบใหม่จำนวนมากสำหรับการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์, รวมกันเรียกว่าเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นที่สี่(English: Generation IV reactor), เป็นเรื่องของการวิจัยที่ขันแข็งและอาจถูกนำมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าในทางปฏิบัติในอนาคต. หลายแบบของการออกแบบใหม่เหล่านี้เป็นความพยายามโดยเฉพาะที่จะทำให้การทำให้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สะอาดยิ่งขึ้น, ปลอดภัยยิ่งขึ้นและ/หรือลดความเสี่ยงในการแพร่กระจายของอาวุธนิวเคลียร์. โรงงานที่ปลอดภัยแบบพาสซีฟ (เช่น Economic Simplified Boiling Water Reactor (ESBWR)) พร้อมที่จะถูกสร้างขึ้น[89] และการออกแบบอื่น ๆ ที่เชื่อว่าจะค่อนข้างปราศจากความโง่กำลังอยู่ระหว่างการค้นคว้า[90]. เครื่องปฏิกรณ์แบบฟิวชั่น, ซึ่งอาจจะเป็นไปได้ในอนาคต, จะช่วยลดหรือขจัดความเสี่ยงจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับนิวเคลียร์ฟิชชั่น[91]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
สิ่งกีดขวางที่สำคัญที่สุดในการป้องกันการปลดปล่อยกัมมันตภาพรังสีในกรณีที่มีการโจมตีด้วยอากาศยานที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์คืออาคารเก็บกักและโล่ขีปนาวุธของมัน. ประธาน NRC ปัจจุบันเดล ไคลน์ ได้กล่าวว่า "โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะมีโครงสร้างที่แข็งแกร่งโดยธรรมชาติ จากการศึกษาของเราแสดงให้เห็นการป้องกันที่เพียงพอในการโจมตีสมมุติโดยเครื่องบิน. NRC ยังได้ดำเนินการหลายอย่างที่จำเป็นเพื่อให้ผู้ประกอบการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีความสามารถในการจัดการกับไฟไหม้หรือระเบิดขนาดใหญ่--ไม่ว่าสิ่งนั้นจะเกิดขึ้นจากอะไร"[35].