โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีกี่ชนิด?
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มี 2 ชนิด คือ
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
มีแลกเปลี่ยนที่จะทำระหว่างความปลอดภัย คุณสมบัติทางเศรษฐกิจและทางเทคนิคของการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ที่แตกต่างกันสำหรับการใช้งานโดยเฉพาะ ในอดีตการตัดสินใจเหล่านี้มักจะถูกทำในภาคเอกชนโดยนักวิทยาศาสตร์ ผู้กำกับดูแลและวิศวกร แต่สิ่งนี้อาจได้รับการพิจารณาว่าเป็นปัญหา และตั้งแต่ เชอร์โนบิล และ เกาะทรีไมล์ หลายคนที่เกี่ยวข้องตอนนี้ได้พิจารณาถึงความยินยอมในการแจ้งล่วงหน้าและคุณธรรมที่จะเป็นข้อพิจารณาเบื้องต้นอย่างอิสระ[16] 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] อาวุธนิวเคลียร์
สหพันธ์นักวิทยาศาสตร์อเมริกาประเมินว่ามีหัวรบนิวเคลียร์กว่า 15,700 หัวทั่วโลกใน พ.ศ. 2558 โดยมีราว 4,120 หัวถูกเก็บไว้ในสถานะ "ปฏิบัติการ" คือ พร้อมใช้งานได้ทันที[2] พลังงานนิวเคลียร์
สถานีพลังงานนิวเคลียร์เพื่อการพานิชย์แห่งแรกของโลก, คาลเดอฮอลล์ที่ Windscale ประเทศอังกฤษถูกเปิดในปี 1956 มีกำลังการผลิตเริ่มต้นที่ 50 เมกะวัตต์ (หลังจากนั้นเป็น 200 MW)[45][46]. เครื่องกำเนิดไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์เครื่องแรกที่เปิดดำเนินงานในประเทศสหรัฐอเมริกาเป็นเครื่องปฏิกรณ์ Shippingport (Pennsylvania, ธันวาคม 1957) พลังงานนิวเคลียร์
มีอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นกับการผลิตของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์เมื่อมีบริษัทเพียงไม่กี่แห่งทั่วโลกที่มีความสามารถในการปลอมแปลงภาชนะความดันเครื่องปฏิกรณ์ชิ้นเดียว[258] ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ทั่วไปมากที่สุด. บริษัทยูทิลิตี้ทั่วโลกกำลังส่งคำสั่งซื้อล่วงหน้าสำหรับความจำเป็นที่ต้องใช้จริงสำหรับภาชนะเหล่านี้. ผู้ผลิตอื่นๆกำลังตรวจสอบตัวเลือกต่างๆรวมทั้งการทำชิ้นส่วนด้วยตัวเองหรือหาวิธีที่จะทำชิ้นส่วนที่คล้ายกันโดยใช้วิธีการอื่น[259]. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
Gas-cooled reactor (GCR) and advanced gas-cooled reactor (AGR) เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ทั่วไปจะใช้ตัวหน่วงแบบแกรไฟท์และหล่อเย็นด้วย CO2. พวกมันสามารถมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่สูงเมื่อเทียบกับ PWRs เนื่องจากพวกมันใช้อุณหภูมิในการดำเนินงานที่สูงกว่า. มีเครื่องปฏิกรณ์จำนวนมากที่มีการใช้งานอยู่, ส่วนใหญ่อยู่ในสหราชอาณาจักร, ในที่ซึ่งแนวคิดของการออกแบบได้รับการพัฒนาที่นั่น. การออกแบบที่มีอายุมากกว่า (เช่นสถานี Magnox) อาจจะปิดตัวลงในอนาคตอันใกล้. อย่างไรก็ตาม AGCRs คาดว่าจะมีอายุใช้งานได้ต่อไปอีก 10 ถึง 20 ปี. การออกแบบเป็นแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความร้อน. ค่าใช้จ่ายในการรื้อถอนอาจสูงมากเนื่องจากแกนของเครื่องปฏิกรณ์มีปริมาตรขนาดใหญ่. เครื่องปฏิกรณ์ Fast breeder โลหะของเหลว (English: Liquid-metal Fast breeder Reactor (LMFBR)) นี้คือการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ที่ระบายความร้อนด้วยโลหะของเหลว, ไม่มีการหน่วงโดยสิ้นเชิง, และผลิตเชื้อเพลิงได้มากกว่าที่มันบริโภคเข้าไป. เรียกได้ว่าพวกมัน "ให้กำเนิด (English: breed)" เชื้อเพลิงเพราะพวกมันผลิตเชื้อเพลิงที่สามารถทำฟิชชั่นได้ระหว่างการดำเนินการโดยการจับนิวตรอน. เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้สามารถทำงานได้เหมือน PWR ในแง่ของประสิทธิภาพและไม่จำเป็นต้องมีภาชนะบรรจุที่มีแรงดันสูงมากเนื่องจากโลหะของเหลวไม่จำเป็นต้องถูกเก็บไว้ที่ความดันสูงแม้แต่ที่อุณหภูมิสูงมาก. เครื่องปฏิกรณ์ BN-350 และ BN-600 ในสหภาพโซเวียตและ Superphénix ในประเทศฝรั่งเศสเป็นเครื่องปฏิกรณ์ประเภทนี้, เช่นเดียวกับ Fermi-I ในสหรัฐอเมริกา. เครื่องปฏิกรณ์ Monju ในประเทศญี่ปุ่นประสบปัญหาการรั่วไหลของโซเดียมในปี 1995 และได้รับการเริ่มเดินเครื่องใหม่ในเดือนพฤษภาคม 2010. พวกมันทั้งหมดใช้/เคยใช้โซเดียมเหลว. เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้เป็นแบบนิวตรอนเร็ว, ไม่ใช่แบบนิวตรอนร้อน. เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้มีสองประเภท ได้แก่: 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) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ในหนังสือของเขา "อุบัติเหตุปกติ" นายชาร์ลส์ Perrow กล่าวว่าความล้มเหลวหลายครั้งและที่ไม่ได้คาดคิดถูกสร้างขึ้นเข้ามาในความซับซ้อนของสังคมและระบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มัดกันแน่น อุบัติเหตุดังกล่าวไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้และไม่ได้ถูกออกแบบเอาไว้[17] ทีมสหวิทยาการจากเอ็มไอทีได้มีการประมาณการว่าถ้าให้การเจริญเติบโตที่คาดไว้ของพลังงานนิวเคลียร์จากปี 2005 - 2055 อย่างน้อยสี่อุบัติเหตุนิวเคลียร์ร้ายแรงคาดว่าจะเกิดขึ้นในช่วงนั้น[18][19] อย่างไรก็ตามการศึกษาของเอ็มไอทีไม่ได้คำนึงถึงการปรับปรุงหลายอย่างในด้านความปลอดภัยตั้งแต่ปี 1970[20][21] นับถึงวันนี้ ได้มีอุบัติเหตุร้ายแรง (แกนเสียหาย)เกิดขึ้น 5 ครั้งในโลกตั้งแต่ปี 1970 (หนึ่งที่เกาะสามไมล์ไอส์แลนด์ในปี 1979 สองที่เชอร์โนบิลในปี 1986 และสามที่ฟูกูชิม่า-Daiichi ในปี 2011) สอดคล้องกับจุดเริ่มต้นของการดำเนินงานของเครื่องปฏิกรณ์ generation II สิ่งนี้นำไปสู่​​ค่าเฉลี่ยของอุบัติเหตุร้ายแรงที่เกิดขึ้นหนึ่งครั้งทุกๆแปดปีทั่วโลก[22] เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (English: Nuclear Reactor) เป็นอุปกรณ์ที่ก่อกำเนิดและควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ลูกโซ่ (English: Nuclear chain reaction) อย่างยั่งยืน มันถูกนำมาใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้าและในการขับเคลื่อนเรือ ความร้อนจากนิวเคลียร์ฟิชชั่นถูกส่งไปให้กับของเหลว (น้ำหรือก๊าซ) ให้เป็นตัวทำงาน (English: working fluid) ของเหลวความร้อนสูงจะไหลไปหมุนกังหันเพื่อหมุนใบพัดเรือหรือหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไอน้ำที่สร้างโดยนิวเคลียร์ในหลักการสามารถนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนในกระบวนการอุตสาหกรรมหรือสำหรับให้ความร้อนชุมชน (English: district heating) เครื่องปฏิกรณ์บางเครื่องใช้ในการผลิตไอโซโทปสำหรับการใช้งานทางการแพทย์และอุตสาหกรรมหรือผลิตพลูโตเนียมสำหรับทำอาวุธ บางเครื่องก็ใช้สำหรับงานวิจัยเท่านั้น ทุกวันนี้มีประมาณ 450 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าในประมาณ 30 ประเทศทั่วโลก[1] 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]. พลังงานนิวเคลียร์
อุบัติเหตุนิวเคลียร์และการกระจายรังสีที่เกิดขึ้นบางครั้งมีตวามร้ายแรง. เบนจามิน เค Sovacool ได้รายงานว่า ทั่วโลกมีอุบัติเหตุเกิดขึ้นที่โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ 99 ครั้ง[160]. ห้าสิบเจ็ดครั้งเกิดขึ้นตั้งแต่ภัยพิบัติเชอร์โนบิล, และ 57% (56 จาก 99) ของการเกิดอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับนิวเคลียร์ทั้งหมดได้เกิดขึ้นใน USA[160][161]. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
มากกว่าหนึ่งโหลของการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงยังอยู่ในขั้นตอนต่างๆของการพัฒนา[30]. บางตัวมีวิวัฒนาการจากการออกแบบ PWR, BWR และ PHWR ข้างต้น, บางตัวแหวกแนวออกไป. แบบเก่าได้แก่เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดขั้นสูง (English: advanced boiling water reactor (ABWR)), สองตัวในจำนวนนั้นขณะนี้กำลังดำเนินงานขณะที่ตัวอื่นๆอยู่ระหว่างการก่อสร้าง, และเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดอย่างง่ายแบบประหยัด (English: Economic Simplified Boiling Water Reactor (ESBWR)) ที่มีความปลอดภัยแบบพาสซีฟ (English: passively safe) และหน่วย AP1000 ที่ถูกวางแผนไว้ (ดูโครงการพลังงานนิวเคลียร์ 2010) ไฟฟ้าสถิต
ประจุไฟฟ้าเป็นปริมาณทางไฟฟ้าปริมาณหนึ่งที่กำหนดขึ้นธรรมชาติ ของสสารจะประกอบด้วยหน่วยย่อยๆ ที่มีลักษณะและ มีสมบัติเหมือนกันที่เรียกว่า อะตอม(atom)ภายในอะตอม จะประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน3ชนิดได้แก่ โปรตอน (proton) นิวตรอน (neutron) และ อิเล็กตรอน (electron)โดยที่โปรตอนมีประจุไฟฟ้าบวกกับนิวตรอนที่เป็นกลางทางไฟฟ้ารวมกันอยู่เป็นแกนกลางเรียกว่านิวเคลียส (nucleus) ส่วนอิเล็กตรอน มี ประจุ ไฟฟ้าลบ จะอยู่รอบๆนิวเคลียส 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]. พลังงานนิวเคลียร์
สหรัฐอเมริกาผลิตพลังงานนิวเคลียร์มากที่สุดด้วยพลังงานนิวเคลียร์สูงถึง 19%[90] ของกระแสไฟฟ้าที่ใช้. ในขณะที่ฝรั่งเศสผลิตเป็นเปอร์เซ็นต์สูงสุดของพลังงานไฟฟ้าจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ถึง 80% ณ ปี 2006[91]. ในสหภาพยุโรปโดยรวม, พลังงานนิวเคลียร์ผลิตได้ 30% ของไฟฟ้า[92]. นโยบายพลังงานนิวเคลียร์มีความแตกต่างในระหว่างประเทศของสหภาพยุโรป และบางส่วนเช่น ออสเตรีย, เอสโตเนีย, ไอร์แลนด์ และอิตาลี ไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใช้งานอยู่. ในการเปรียบเทียบ ฝรั่งเศสมีโรงไฟฟ้าประเภทนี้จำนวนมาก, ที่มี 16 สถานีที่มีเครื่องปฏิกรมากกว่าหนึ่งเครื่องในการใช้งานในปัจจุบัน เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
en:List of nuclear reactors en:List of United States Naval reactors en:List of small nuclear reactor designs en:Nuclear marine propulsion en:Neutron transport en:Nuclear power by country en:One Less Nuclear Power Plant en:Radioisotope thermoelectric generator en:Safety engineering en:Sayonara Nuclear Power Plants en:Small modular reactor en:Thorium-based nuclear power en:World Nuclear Industry Status Report เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบถังกรวด โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ชนิดของเครื่องปฏิกรณ์ เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ วงจรความเย็นและตัวหน่วงปฏิกิริยาจะใช้แตกต่างกัน พลังงานนิวเคลียร์
หมวดหมู่:โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ หมวดหมู่:เทคโนโลยีนิวเคลียร์ หมวดหมู่:พลังงานไฟฟ้า หมวดหมู่:พลังงานนิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์
ในเดือนมีนาคม 2011 เหตุฉุกเฉินนิวเคลียร์ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิม่า I และการปิดสิ่งอำนวยความสะดวกอื่นๆในโรงงานนิวเคลียร์ของญี่ปุ่นทำให้เกิดคำถามในหมู่นักวิจารณ์บางคนเกี่ยวกับอนาคตของการฟื้นฟู[226][227][228][229][230]. Platts ได้รายงานว่า "วิกฤตที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Fukushima ของญี่ปุ่นได้ย้ำเตือนประเทศชั้นนำต่างๆที่ใช้พลังงานให้ตรวจสอบความปลอดภัยของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีอยู่ของพวกเขาและตั้งข้อสงสัยกับความเร็วและขนาดของแผนการขยายทั่วโลก"[231]. ในปี 2011 ซีเมนส์เดินออกจากภาคพลังงานนิวเคลียร์ตามหลังภัยพิบัติที่ Fukushima และการเปลี่ยนแปลงที่สืบเนื่องของนโยบายพลังงานของเยอรมันและสนับสนุนการเปลี่ยนแปลงการใช้พลังงานของรัฐบาลเยอรมันที่วางแผนจะใช้เทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน[232]. จีน, เยอรมัน, สวิตเซอร์แลนด์, อิสราเอล, มาเลเซีย, ไทย, สหราชอาณาจักร, อิตาลี[233] และฟิลิปปินส์ ได้ทบทวนโครงการนิวเคลียร์ของพวกเขา. อินโดนีเซียและเวียดนามยังคงวางแผนที่จะสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์[234][235][236][237]. ประเทศต่างๆเช่นออสเตรเลีย, ออสเตรีย, เดนมาร์ก, กรีซ, ไอร์แลนด์, ลัตเวีย, Liechtenstein, ลักเซมเบิร์ก, โปรตุเกส, อิสราเอล, มาเลเซีย, นิวซีแลนด์ และนอร์เวย์ยังคงคัดค้านโรงไฟฟ้านิวเคลียร์. หลังการเกิดอุบัติเหตุนิวเคลียร์ฟูกูชิม่า I, สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศได้ลดลงครึ่งหนึ่งของประมาณการเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์ที่สร้างในปี 2035[238]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ณ เดือนมีนาคม 2007, มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อยู่ระหว่างการก่อสร้างในอินเดีย 7 โรงและจากจีน 5 โรง[94]. พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ บางครั้งใช้แทนกันกับคำว่า พลังงานปรมาณู นอกจากนี้พลังงานนิวเคลียร์ยังครอบคลุมไปถึงพลังงานรังสีเอกซ์ด้วย (พ.ร.บ. พลังงานเพื่อสันติ ฉบับที่ 2 พ.ศ. 2508) พลังงานนิวเคลียร์ สามารถปลดปล่อยออกมาเป็นพลังงานหลายรูปแบบ เช่น พลังงานความร้อน รังสีแกมมา อนุภาคเบต้า อนุภาคอัลฟา อนุภาคนิวตรอน เป็นต้น เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
Pressurized water reactors (PWR) เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ใช้ถังความดันหนึ่งถังเพื่อใส่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์, แท่งควบคุม, ตัวหน่วง, และตัวหล่อเย็น. การระบายความร้อนและการหน่วงจะใช้น้ำของเหลวแรงดันสูง. น้ำความร้อนสูงที่มีกัมมันตรังสีที่ถูกปล่อยออกจากถังความดันจะไหลเวียนผ่านเครื่องกำเนิดไอน้ำซึ่งจะส่งผ่านความร้อนไปให้วงน้ำที่สอง (ที่ไม่มีกัมมันตรังสี) เพื่อหมุนกังหัน. พวกมันเป็นส่วนใหญ่ของเครื่องปฏิกรณ์ในปัจจุบัน. นี่คือการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความร้อนแบบหนึ่ง, รุ่นใหม่ล่าสุดคือ VVER-1200 ซึ่งเป็น'เครื่องปฏิกรณ์แรงดันน้ำขั้นสูง'และ'เครื่องปฏิกรณ์แรงดันยุโรป'. 'เครื่องปฏิกรณ์นาวีสหรัฐอเมริกา'ก็เป็นประเภทนี้. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
หลังจากอุบัติเหตุนิวเคลียร์ Fukushima I เมื่อปี 2011, ค่าใช้จ่ายมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นสำหรับการดำเนินงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในปัจจุบันและโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่, เนื่องจากกฏระเบียบที่เพิ่มขึ้นสำหรับการจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้วในสถานที่ตั้งและภัยคุกคามพื้นฐานในการออกแบบที่ถูกยกระดับให้สูงขึ้น[15]. อย่างไรก็ตาม การออกแบบหลายอย่าง, เช่นที่อยู่ระหว่างการก่อสร้าง AP1000 ขณะนี้, ใช้ระบบหล่อเย็นแบบ passive nuclear safety, ซึ่งแตกต่างจากระบบของ Fukushima I ซึ่งต้องใช้ระบบหล่อเย็นแบบ active, ระบบ passive นี้จะช่วยลดความจำเป็นอย่างมากที่จะต้องใช้จ่ายมากขึ้นในการใช้อุปกรณ์สำรองเพื่อความปลอดภัยที่ซ้ำซ้อนกัน นิวตรอน
นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนจำนวน Z ตัว โดยที่ Z จะเรียกว่า เลขอะตอม และนิวตรอนจำนวน N ตัว โดยที่ N คือ เลขนิวตรอน เลขอะตอมใช้กำหนดคุณสมบัติทางเคมีของอะตอม และเลขนิวตรอนใช้กำหนด ไอโซโทป หรือ นิวไคลด์[2] คำว่าไอโซโทปและนิวไคลด์มักจะถูกใช้เป็นคำพ้อง แต่พวกมันหมายถึงคุณสมบัติทางเคมีและทางนิวเคลียร์ตามลำดับ เลขมวล ของอะตอมใช้สัญลักษณ์ A จะเท่ากับ Z+N ยกตัวอย่างเช่น คาร์บอนมีเลขอะตอมเท่ากับ 6 และคาร์บอน-12 ที่เป็นไอโซโทปที่พบอย่างมากมายของมันมี 6 นิวตรอนขณะคาร์บอน-13 ที่เป็นไอโซโทปที่หายากของมันมี 7 นิวตรอน องค์ประกอบบางอย่างจะเกิดขึ้นเองในธรรมชาติโดยมีไอโซโทปที่เสถียรเพียงหนึ่งตัว เช่นฟลูออรีน (ดู นิวไคลด์ที่เสถียร) องค์ประกอบอื่น ๆ จะเกิดขึ้นโดยมีไอโซโทปที่เสถียรเป็นจำนวนมาก เช่นดีบุกที่มีสิบไอโซโทปที่เสถียร แม้ว่านิวตรอนจะไม่ได้เป็นองค์ประกอบทางเคมี มันจะรวมอยู่ใน ตารางของนิวไคลด์[3] การรื้อถอนนิวเคลียร์
หลากหลายของสิ่งอำนวยความสะดวกนิวเคลียร์ได้รับการปลดประจำการไปแล้วนับถึงปัจจุบัน ซึ่งรวมถึงโรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์ (NPP) เครื่องปฏิกรณ์เพื่อการวิจัย โรงงานผลิตไอโซโทป เครื่องเร่งอนุภาค และเหมืองแร่ยูเรเนียม จำนวนโรงไฟฟ้​​าที่ถูกปลดประจำการยังมีน้อย หลายบริษัทมีความเชี่ยวชาญในการรื้อถอนนิวเคลียร์ การรื้อถอนได้กลายเป็นธุรกิจที่ทำกำไร ล่าสุด หลายบริษัทรับเหมาก่อสร้างและการรื้อถอนสิ่งก่อสร้างทั่วไปในสหราชอาณาจักรก็ได้เริ่มการพัฒนาบริการรื้อถอนงานเกี่ยวกับนิวเคลียร์อีกด้วย ในปัจจุบัน'หน่วยงานรื้อถอนนิวเคลียร์'ของสหราชอาณาจักรได้ประมาณการว่าจะมีค่าใช้จ่ายอย่างน้อย £ 1 แสนล้าน ในการรื้อถอนสถานที่ติดตั้งนิวเคลียร์ที่มีอยู่ 17 แห่งในสหราชอาณาจักร เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีมีอยู่ในโครงสร้างเครื่องปฏิกรณ์ การรื้อถอนจะต้องทำทีละขั้นตอน มีหลายแผนของ'หน่วยงานรื้อถอนนิวเคลียร์'เพื่อรื้อถอนเฉพาะเครื่องปฏิกรณ์ที่ต้องใช้ระยะเวลาโดยเฉลี่ยถึง 50 ปี กรอบเวลาที่ยาวนานทำให้ประมาณการของค่าใช้จ่ายที่น่าเชื่อถือทำได้ยาก งบประมาณเกินเป็นเรื่องธรรมดาแม้ว่าโครงการรื้อถอนจะทำได้เร็วก็ตาม โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์แบบแรงดันของยุโรปรุ่น 1600 MWe กำลังถูกสร้างขึ้นใน Olkiluoto, ฟินแลนด์. ความพยายามร่วมกันของเ AREVA ของฝรั่งเศสและซีเมนส์เอจีของยอรมัน, มันจะเป็นเครื่องปฏิกรณ์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก. ในเดือนธันวาคมปี 2006 การก่อสร้างช้าไปประมาณ 18 เดือนจากที่กำหนดไว้และตาดว่าจะเสร็จราวปี 2010-2011[92][93]. 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 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ในระหว่างปฏิบัติการเป็นกิจวัตรทุกๆวัน, การปล่อยสารกัมมันตรังสีจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะถูกกระทำข้างนอกของโรงงานแม้ว่าพวกมันจะมีในปริมาณที่เล็กน้อยมาก[46][47][48][49]. การปล่อยในแต่ละวันจะปล่อยไปในอากาศ, น้ำ, และดิน[47][48]. อะตอม
ความเสถียรของไอโซโทปเกิดจากสัดส่วนระหว่างโปรตอนต่อนิวตรอน รวมไปถึง "จำนวนมหัศจรรย์" ของนิวตรอนหรือโปรตอนที่แสดงถึงระดับพลังงานควอนตัมทั้งแบบ closed และแบบ filled ระดับชั้นพลังงานควอนตัมเหล่านี้คือระดับพลังงานภายในแบบจำลองชั้นพลังงานของนิวเคลียส ดังเช่น filled shell ของโปรตอน 50 ตัวในดีบุก แสดงถึงความเสถียรของนิวไคลด์แบบไม่ปกติ จากจำนวนนิวไคลด์เสถียรทั้งหมดที่รู้จักกัน 256 ชนิด มีเพียง 4 ชนิดเท่านั้นที่มีจำนวนโปรตอน<i data-parsoid='{"dsr":[38751,38758,2,2]}'>และ</i>นิวตรอนเป็นเลขคี่ ได้แก่ ไฮโดรเจน-2 (ดิวเทอเรียม), ลิเธียม-6, โบรอน-10 และ ไนโตรเจน-14 นอกจากนี้ สำหรับนิวไคลด์กัมมันต์แบบคี่-คี่ ที่มีครึ่งชีวิตมากกว่าพันล้านปี ก็มีเพียง 4 ชนิดเท่านั้นคือ โปแตสเซียม-40, วานาเดียม-50, แลนทานัม-138 และ แทนทาลัม-180m นิวเคลียสที่มีจำนวนแบบคี่-คี่ ส่วนใหญ่จะไม่เสถียรอย่างมากโดยเกิดการสลายปลดปล่อยอนุภาคบีตา เพราะผลจากการสลายนั้นจะได้จำนวนมาเป็นแบบคู่-คู่ ซึ่งเป็นพันธะที่แข็งแรงกว่า ตาม nuclear pairing effects[69] อาวุธนิวเคลียร์
มีอาวุธนิวเคลียร์เพียงสองชิ้นเท่านั้นที่เคยใช้ตลอดห้วงการสงคราม ทั้งสองครั้งโดยสหรัฐอเมริกายามสงครามโลกครั้งที่สองใกล้ยุติ วันที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2488 วัตถุประเภทจุดระเบิดยูเรเนียม (uranium gun-type) ชื่อรหัสว่า "ลิตเติลบอย" ถูกจุดระเบิดเหนือนครฮิโรชิมาของญี่ปุ่น อีกสามวันให้หลัง วันที่ 9 สิงหาคม วัตถุประเภทจุดระเบิดภายในพลูโตเนียม (plutonium implosion-type) ชื่อรหัสว่า "แฟตแมน" ระเบิดเหนือนางาซากิ ประเทศญี่ปุ่น การทิ้งระเบิดทั้งสองลูกส่งผลให้ชาวญี่ปุ่นเสียชีวิตไปประมาณ 200,000 ศพ ส่วนใหญ่เป็นพลเรือน จากการบาดเจ็บฉับพลันที่ได้รับจากการระเบิด[1] 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]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
บทความหลัก: เครื่องกำเนิดไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์
เทคโนโลยี Breeder มีการใช้ในหลายเครื่องปฏิกรณ์, แต่ค่าใช้จ่ายในการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ของเชื้อเพลิงอย่างปลอดภัยที่สูงสำหรับระดับของเทคโนโลยีในปี 2006, ต้องใช้ยูเรเนียมราคาสูงกว่า 200 USD/กก.ก่อนที่จะคุ้มทุนทางเศรษฐกิจ[106]. อย่างไรก็ตาม เครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder ยังคงถูกเรียกหาเพราะพวกมันมีศักยภาพในการเผาไหม้ actinides ทิ้งทั้งหมดของกากนิวเคลียร์ในคลังสินค้าคงคลังในปัจจุบันในขณะที่ยังคงผลิตพลังงานและสร้างปริมาณ เพิ่มเติมของเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์อีกหลายเครื่องผ่านกระบวนการ Breeding[107][108]. ในปี 2005 มีเครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder อยู่สองเครื่องที่ผลิตพลังงาน: ฟีนิกซ์ในประเทศฝรั่งเศส ซึ่งได้ปิดตัวลงตั้งแต่ปี 2009 หลังจาก 36 ปีของการเดินเครื่อง และ BN-600 เครื่องปฏิกรณ์ที่สร้างขึ้นในปี 1980 ที่เมือง Beloyarsk, รัสเซีย ซึ่งยังคงใช้งานอยู่ ณ ปี 2013. กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ของ BN-600 คือ 600 เมกะวัตต์ - รัสเซียมีแผนจะขยายการใช้ในประเทศด้วยเครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder รุ่น BN-800, กำหนดให้เริ่มใช้งานในปี 2014[109], และการออกแบบทางเทคนิคของเครื่องปฏิกรณ์ Breeder ที่มีขนาดใหญ่กว่า, เครื่องปฏิกรณ์ BN-1200, กำหนดให้มีการสรุปได้ในปี 2013, กับการก่อสร้างที่กำหนดไว้สำหรับปี 2015[110]. เครื่องปฏิกรณ์ Beeder ของญี่ปุ่น, Monju, เริ่มต้นเดินเครื่องใหม่ (หลังจากปิดตัวลงในปี 1995)ในปี 2010 เป็นเวลา 3 เดือน, แต่ต้องปิดตัวลงอีกครั้งหลังจากที่มีอุปกรณ์ตกลงไปในเครื่องปฏิกรณ์ในระหว่างการตรวจสอบ, มันถูกวางแผนให้เริ่มเดินเครื่องอีกครั้งในช่วงปลายปี 2013[111]. ทั้งจีนและอินเดียกำลังสร้างเครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder. เครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder เร็วต้นแบบอินเดีย, 500 MWe, กำหนดเริ่มเดินเครื่องในปี 2014 และมีแผนจะสร้างขึ้นอีกห้าเครื่องในปี 2020[112]. เครื่องปฏิกรณ์เร็วเชิงทดลองของจืนเริ่มผลิตไฟฟ้าในปี 2011[113]. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
นิวเคลียร์ฟิชชั่น. เครื่องปฏิกรณ์พลังงานเชิงพาณิชย์ทั้งหมดจะใช้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น. โดยทั่วไปจะใช้ยูเรเนียมและผลิตผลของมันซึ่งได้แก่พลูโตเนียมเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์, แม้ว่าวัฏจักรเชื้อเพลิงทอเรียมก็สามารถนำมาใช้ได้. เครื่องปฏิกรณ์ฟิชชั่นสามารถแบ่งออกหยาบๆเป็นสองระดับชั้น, ขึ้นอยู่กับพลังงานของนิวตรอนที่รักษาปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชั่น: 'เครื่องปฏิกรณ์ความร้อน' (เป็นชนิดที่พบมากที่สุดของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์) ใช้นิวตรอนที่วิ่งช้าหรือนิวตรอนความร้อนเพื่อรักษาสภาวะการฟิชชั่นของเชื้อเพลิงของพวกมัน. เครื่องปฏิกรณ์เกือบทั้งหมดในปัจจุบันเป็นประเภทนี้. เครื่องเหล่านี้จะติดตั้งวัสดุที่เป็นตัวหน่วงนิวตรอน (English: neutron moderator) ที่จะทำให้นิวตรอนช้าลงจนกระทั่ง'อุณหภูมินิวตรอน'ของพวกมันจะ thermalized, นั่นคือ, จนกระทั่งพลังงานจลน์ของพวกมันเคลื่อนเข้าสู่พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคโดยรอบ. นิวตรอนร้อนมีหน้าตัดนิวเคลียร์ (ความน่าจะเป็น)ที่ใหญ่กว่ามากๆ ของการเกิดฟิชชั่นบนนิวเคลียสที่มีคุณสมบัติทำฟิชชั่นได้ เช่นยูเรเนียม-235, พลูโตเนียม-239, และพลูโตเนียม-241, และความน่าจะเป็นที่ค่อนข้างต่ำกว่าของ'การจับนิวตรอน'โดยยูเรเนียม-238 (U-238) เมื่อเทียบกับนิวตรอนที่เร็วกว่าที่มาเป็นผลแต่เดิมมาจากการฟิชชั่น, เป็นการยอมให้สามารถใช้ยูเรเนียมสมรรถนะต่ำหรือเชื้อเพลิงยูเรเนียมธรรมชาติด้วยซ้ำ. ตัวหน่วงนิวตรอนมักจะเป็นตัวหล่อเย็นอีกด้วย, ปกติจะเป็นน้ำความดันสูงเพื่อเพิ่มจุดเดือด. อุปกรณ์เหล่านี้จะถูกล้อมรอบด้วยอ่างปฏิกรณ์ (English: reactor vessel), เครื่องมือเฝ้าดูและควบคุมเครื่องปฏิกรณ์, โลห์ป้องกันรังสี, และอาคารคลุมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 'เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็ว'ใช้'นิวตรอนเร็ว'เพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิชชันในเชื้อเพลิงของพวกมัน. พวกมันไม่ได้มีตัวหน่วงนิวตรอน, แต่ใช้สารหล่อเย็นที่มีตัวหน่วงน้อย. การรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่ให้คงไว้ต้องใช้เชื้อเพลิงที่เป็นวัสดุฟิชชั่นมีสมรรถนะสูงมาก (ประมาณ 20% หรือมากกว่า) อันเนื่องมาจากความน่าจะเป็นที่ค่อนข้างต่ำของการฟิชชั่นเมื่อเทียบกับการจับนิวตรอนโดย U-238. เครื่องปฏิกรณ์เร็วมีศักยภาพในการผลิตของเสียแบบ transuranic น้อยเพราะ actinides ทุกตัวจะสามารถทำฟิชชั่นได้ด้วยนิวตรอนเร็ว[22], แต่พวกมันจะสร้างยากกว่าและการดำเนินงานมีราคาแพงกว่า. โดยรวม เครื่องปฏิกรณ์เร็วจะถูกใช้น้อยกว่าเครื่องปฏิกรณ์ความร้อนในการใช้งานส่วนใหญ่. สถานีพลังงานช่วงต้นบางสถานีเป็นเครื่องปฏิกรณ์เร็วเช่นเดียวกับบางหน่วยเรือลากจูงรัสเซีย. การสร้างต้นแบบเป็นไปอย่างต่อเนื่อง (ดู fast breeder หรือเครื่องปฏิกรณ์ generation IV) นิวเคลียร์ฟิวชัน. พลังงานฟิวชั่นเป็นเทคโนโลยีการทดลอง, โดยทั่วไปมีไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง. ในขณะที่มันไม่เหมาะสำหรับการผลิตไฟฟ้า, ตัวทำปฏิกิริยาฟิวชั่นแบบ Farnsworth-Hirsch ถูกใช้ในการผลิตรังสีนิวตรอน. 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 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
ความกังวลเกี่ยวกับสุขภาพและความปลอดภัย, อุบัติเหตุที่เกาะทรีไมล์ในปี 1979 และ ภัยพิบัติเชอร์โนบิลในปี 1986 เป็นส่วนหนึ่งของสาเหตุในการหยุดการก่อสร้างโรงงานใหม่ในหลายประเทศ[57], แม้ว่าองค์กรนโยบายสาธารณะ, สถาบัน Brookings, จะระบุว่าหน่วยนิวเคลียร์แห่งใหม่, ในเวลาที่ทำการพิมพ์ในปี 2006, ยังไม่ได้มีการสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกาเนื่องจากความต้องการไฟฟ้าที่อ่อนแอและค่าใช้จ่ายเกินงบที่โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์เนื่องจากปัญหาด้านกฎระเบียบและการก่อสร้างล่าช้า[67]. ในตอนท้ายของปี 1970s มันก็เป็นที่ชัดเจนว่าพลังงานนิวเคลียร์เกือบจะไม่เติบโตอย่างมากเหมือนกับที่ครั้งหนึ่งเคยเชื่อว่าเป็นอย่างนั้น. ในที่สุด คำสั่งซื้อกว่า 120 เครื่องปฏิกรณ์ในสหรัฐอเมริกาถูกยกเลิกอย่างสิ้นเชิง[68] และการก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์ใหม่ๆต้องหยุดชะงัก. เรื่องในหน้าปกหนังสือ"Forbes magazine"ออกเมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ 1985 แสดงความคิดเห็นในความล้มเหลวโดยรวมของโครงการพลังงานนิวเคลียร์ของสหรัฐ, กล่าวว่ามัน "อยู่ในอันดับภัยพิบัติที่บริหารได้ที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ธุรกิจ"[69]. พลังงานนิวเคลียร์
มีการอภิปรายอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์[11][12][13]. ฝ่ายเสนอ เช่น สมาคมนิวเคลียร์โลก (English: World Nuclear Association), IAEA และ นักสิ่งแวดล้อมพลังงานนิวเคลียร์ ยืนยันว่า พลังงานนิวเคลียร์มีความปลอดภัย, เป็นแหล่งพลังงานยั่งยืนที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน[14]. ฝ่ายค้าน เช่น กลุ่มกรีนพีซสากล และ หน่วยบริการข้อมูลทรัพยากรและนิวเคลียร์ (English: Nuclear Information and Resource Service (NIRS)), ยืนยันว่า พลังงานนิวเคลียร์สร้างภัยคุกคามจำนวนมากต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม[15][16][17]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ต้องการแหล่งจ่ายไฟที่มีหม้อแปลงไฟฟ้าบริการจากสถานีจ่ายด้านนอกที่แตกต่างกันสองแห่งและอยู่ภายในพื้นที่ที่เป็น switchyard ของโรงงานที่อยู่ห่างกันพอสมควรและสามารถรับกระแสไฟฟ้าจากสายส่งหลายสาย นอกจากนี้ในบางโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบกังหันสามารถให้กำลังไฟกับโหลดบ้านของโรงงานในขณะที่โรงงานต่ออยู่กับหม้อแปลงบริการของสถานีซึ่งต่อพ่วงไฟฟ้ามาจากบัสบาร์เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก่อนที่จะถึง step-up transformer (โรงงานเหล่านี้ยังมีหม้อแปลงไฟฟ้าบริการของสถานีที่รับพลังงานนอกสถานที่โดยตรงจาก switchyard) แม้จะมีความซ้ำซ้อนของแหล่งพลังงานสองแหล่ง การสูญเสียพลังงานนอกสถานที่โดยรวมยังคงเป็นไปได้ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีการติดตั้งระบบไฟฉุกเฉินเพื่อรักษาความปลอดภัยในกรณีที่มีการปิดหน่วยและการขาดหายของพลังงานนอกสถานที่ แบตเตอรี่ให้พลังงานสำรองกับเครื่องมือและระบบการควบคุมและวาล์วทั้งหลาย เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลฉุกเฉินให้ไฟ AC โดยตรงในการชาร์จแบตเตอรี่และเพื่อให้กำลังไฟกับระบบที่ต้องใช้ไฟ AC เช่นมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนปั๊ม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลฉุกเฉินไม่ได้กำลังไฟให้กับทุกระบบในโรงงาน เฉพาะระบบที่จำเป็นต้องปิดเครื่องปฏิกรณ์ลงอย่างปลอดภัย เอาความร้อนจากการสลายตัวของเครื่องปฏิกรณ์ออก ระบายความร้อนที่แกนในกรณีฉุกเฉิน, และในโรงงานบางชนิดใช้สำหรับระบายความร้อนในบ่อเชื้อเพลิงใช้แล้ว (English: spent fuel pool) ปั๊มผลิตกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่เช่นปั๊มจ่ายน้ำหลัก คอนเดนเสท น้ำหมุนเวียน และ (ในเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง) ปั๊มตัวหล่อเย็นของเตาปฏิกรณ์ไม่ได้รับการสำรองจากเครื่องยนต์ดีเซล พลังงานนิวเคลียร์
พลังนิวเคลียร์ (Nuclear power) เป็นศัพท์คำหนึ่งที่มีความหมายสับสน เพราะโดยทั่วไปมักจะมีผู้นำไปใช้ปะปนกับคำว่า พลังงานนิวเคลียร์ โดยถือเอาว่าเป็นคำที่มีความหมายแทนกันได้ แต่ในทางวิศวกรรมนิวเคลียร์เราควรจะใช้คำว่าพลังนิวเคลียร์ เมื่อกล่าวถึงรูปแบบหรือวิธีการเปลี่ยนพลังงานจากรูปหนึ่งไปสู่อีกรูปหนึ่งเช่น โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ย่อมหมายถึง โรงงานที่ใช้เปลี่ยนรูปพลังงานนิวเคลียร์มาเป็นพลังงานไฟฟ้า หรือเรือขับเคลื่อนด้วยพลังนิวเคลียร์ ย่อมหมายถึงเรือที่ขับเคลื่อนโดยการเปลี่ยนรูปพลังงานนิวเคลียร์มาเป็นพลังงานกล เป็นต้น พลังนิวเคลียร์เป็นคำที่มาจาก Nuclear power ในภาษาอังกฤษ แต่ในภาษาอังกฤษเอง เมื่อกล่าวถึงเรื่องที่เกี่ยวกับดุลอำนาจระหว่างประเทศ (Nuclear power) กลับหมายถึง มหาอำนาจนิวเคลียร์ หรือประเทศที่มีอาวุธนิวเคลียร์สะสมไว้เพียงพอที่จะใช้เป็นเครื่องมือทางการเมืองได้ (โดยเฉพาะเมื่อใช้เป็นพหูพจน์) การเน้นให้เห็นถึงความแตกต่างระหว่างคำ พลังนิวเคลียร์ และ พลังงานนิวเคลียร์ ก็เพราะในด้านวิศวกรรม พลังควรมีความหมาย เช่นเดียวกับกำลัง ดังนั้นเมื่อกล่าวถึงพลังในเชิงปริมาณ จะต้องใช้หน่วยที่เป็นหน่วยของกำลัง เช่น "โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ ขนาด 600 เมกะวัตต์ (ไฟฟ้า) โรงนี้ใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเดือด (BWR) ขนาด 1,800 เมกะวัตต์ (ความร้อน) เป็นเครื่องกำเนิดไอน้ำแทนเตาน้ำมัน" เป็นต้น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
บทความหลัก: เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 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 พลังงานนิวเคลียร์
เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์แห่งใหม่เป็นเรื่องที่ถกเถียงกันเพราะมีหลายมุมมองที่แปลกแยกในหัวข้อนี้และเกี่ยวพันกับการลงทุนหลายพันล้านดอลล่าร์สำหรับทางเลือกของแหล่งพลังงาน. โรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์มักจะมีค่าใช้จ่ายเงินทุนสูงสำหรับการสร้างโรงงาน แต่ค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงที่ต่ำ. ดังนั้น เมื่อเทียบกับวิธีการผลิตไฟฟ้าอื่น ๆ จะขึ้นอยู่เป็นอย่างยิ่งกับสมมติฐานเกี่ยวกับระยะเวลาการก่อสร้างและการจัดหาเงินทุนสำหรับโรงงานนิวเคลียร์รวมทั้งค่าใช้จ่ายในอนาคตของเชื้อเพลิงฟอสซิลและพลังงานหมุนเวียนเช่นเดียวกับโซลูชั่นการจัดเก็บพลังงานสำหรับแหล่งพลังงานที่ไม่สม่ำเสมอ. ประมาณการค่าใช้จ่ายยังต้องพิจารณาถึงการรื้อถอนโรงงานและต้นทุนการเก็บรักษากากนิวเคลียร์. ในทางกลับกัน มาตรการที่จะบรรเทาภาวะโลกร้อนเช่นการเก็บภาษีคาร์บอนหรือการซื้อขายมลพิษคาร์บอนอาจให้ประโยชน์กับเศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
นอกจากนี้, ผู้สนับสนุนได้ชี้ไปที่การศึกษาขนาดใหญ่ที่ดำเนินการโดย'สถาบันวิจัยพลังงานไฟฟ้าแห่งสหรัฐอเมริกา'ที่ได้ทดสอบความทนทานของทั้งเครื่องปฏิกรณ์และสถานที่เก็บขยะเชื้อเพลิงและพบว่าพวกมันควรจะสามารถที่จะรองรับการโจมตีจากผู้ก่อการร้ายได้เมื่อเทียบกับการโจมตีของผู้ก่อการร้ายเมื่อวันที่ 11 กันยายนในสหรัฐอเมริกา. เชื้อเพลิงใช้แล้วปกติจะเก็บอยู่ภายใน"โซนป้องกัน"ของโรงงาน[36] หรือในถังขนส่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์; การขโมยมันเพื่อนำไปใช้เป็น "ระเบิดสกปรก" จะเป็นเรื่องยากมาก. การสัมผัสกับรังสีที่รุนแรงเกือบจะทำให้หมดสภาพหรือฆ่าใครก็ตามที่พยายามที่จะทำเช่นนั้นอย่างรวดเร็วและแน่นอน[37]. พลังงานนิวเคลียร์
นับถึงปี 2012, ตามข้อมูลของ IAEA, ทั่วโลกมี 68 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ในงานของพลเรือนอยู่ระหว่างการก่อสร้างใน 15 ประเทศ[4]. ประมาณ 28 แห่งในจำนวนนั้นอยู่ในสาธารณรัฐประชาชนจีน (PRC), ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ล่าสุด, ซึ่งจะเชื่อมต่อเข้ากับกริด (ไฟฟ้า)ในเดือนพฤษภาคม 2013, ในวันที่ 17 กุมภาพันธ์ ปี 2013 ได้เดนเครื่องในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Hongyanhe ในประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน[18]. ในสหรัฐอเมริกาเครื่องปฏิกรณ์ Generation III ตัวใหม่สองเครื่องอยู่ระหว่างการก่อสร้างใน Vogtle. เจ้าหน้าที่อุตสาหกรรมนิวเคลียร์สหรัฐอเมริกาคาดหวังว่า เครื่องปฏิกรณ์ใหม่ 5 เครื่องจะนำมาให้บริการในปี 2020, ทุกเครื่องในโรงไฟฟ้าที่มีอยู่เดิม[19]. ในปี 2013, เครื่องปฏิกรณ์เก่าและไม่มีประสิทธิภาพในการแข่งขันสี่เครื่องจะถูกปิดอย่างถาวร [20][21]. พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการรื้อถอนจะมีมากถึง 50% มากกว่าพลังงานที่จำเป็นสำหรับการก่อสร้างมันขึ้นมา. ในกรณีส่วนใหญ่ ขั้นตอนการรื้อถอนมีค่าใช้จ่ายระหว่าง 300 ล้านดอลลาร์สหรัฐไปจนถึง 5.6 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ. การรื้อถอนที่สถานที่ติดตั้งนิวเคลียร์ที่เคยประสบอุบัติเหตุร้ายแรงมีราคาแพงที่สุดและใช้เวลานานที่สุด. ในสหรัฐอเมริกามี 13 เครื่องปฏิกรณ์ที่มีการปิดตัวลงอย่างถาวรและอยู่ในบางขั้นตอนของการรื้อถอน, และไม่มีเครื่องไหนเลยที่เสร็จสิ้นกระบวนเรียบร้อยแล้ว[186]. 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]. 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]. เทคโนโลยีนิวเคลียร์
ตั้งแต่การระเบิดที่สองเมืองนั้น, ไม่มีอาวุธนิวเคลียร์ได้ถูกนำไปใช้อย่างก้าวร้าว. อย่างไรก็ตาม, พวกมันกระตุ้นให้เกิดการแข่งขันด้านอาวุธเพื่อพัฒนาระเบิดที่ทำลายล้างได้มากขึ้นเพื่อยับยั้งนิวเคลียร์. เพียงสี่ปีต่อมาเมื่อวันที่ 29 สิงหาคม 1949, สหภาพโซเวียตได้จุดระเบิดอาวุธฟิชชัน RDS-1 เป็นครั้งแรก. สหราชอาณาจักรทำตามเมื่อ 2 ตุลาคม 1952; ฝรั่งเศสเมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ 1960; และประเทศจีน. ประมาณครึ่งหนึ่งของผู้รอดชีวิตจากฮิโรชิมาและนางาซากิเสียชีวิต 2-5 ปีหลังจากนั้นเนื่องจากการสัมผัสรังสี. อาวุธรังสี () เป็นชนิดหนึ่งของอาวุธนิวเคลียร์ที่ออกแบบมาเพื่อแจกจ่ายวัสดุนิวเคลียร์ที่เป็นอันตรายในพื้นที่ของศัตรู. อาวุธดังกล่าวจะไม่ได้มีความสามารถในการระเบิดของฟิชชันหรือฟิวชั่น, แต่จะฆ่าคนจำนวนมากและปนเปื้อนพื้นที่ขนาดใหญ่. อาวุธรังสีไม่เคยถูกนำไปใช้. ในขณะที่มีการพิจารณาว่าไร้ประโยชน์โดยกองทัพธรรมดา, อาวุธดังกล่าวเพิ่มความกังวลเกี่ยวกับการก่อการร้ายนิวเคลียร์. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ถูกจำแนกประเภทด้วยวิธีการหลายอย่าง. เค้าร่างสั้นๆของวิธีการจำแนกเหล่านี้ได้แก่: โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นโรงไฟฟ้าชนิด Baseload คือผลิตพลังงานคงที่ โดยไม่ขึ้นกับกำลังงานที่ต้องการใช้จริง เนื่องจากต้นทุนเชื้อเพลิงมีราคาถูกเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายอื่นๆในการผลิต [1](ในขณะที่โรงไฟฟ้าที่ใช้การต้มน้ำด้วยแหล่งพลังงานอื่น สามารถลดการจ่ายไฟลงครึ่งหนึ่งได้เวลากลางคืนเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิง) กำลังไฟที่หน่วยผลิตจ่ายได้นั้นอาจมีตั้งแต่ 40 เมกะวัตต์ จนถึงเกือบ 2000 เมกะวัตต์ ในปัจจุบันหน่วยผลิตที่สร้างกันมีขอบเขตอยู่ที่ 600-1200 เมกะวัตต์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
สถานีไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์สถานีแรกคือ Calder Hall ใน Sellafield, อังกฤษถูกเปิดในปี 1956 มีกำลังการผลิตเริ่มต้นจาก 50 เมกะวัตต์ (200 MW ในภายหลัง)[18][19]. 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 พลังงานนิวเคลียร์
เมื่อวันที่ 27 มิถุนายน 1954 โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ Obninsk ของสหภาพโซเวียตเป็นโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าแห่งแรกของโลกสำหรับกริด (ไฟฟ้า), และผลิตพลังงานไฟฟ้าประมาณ 5 เมกะวัตต์[40][41]. 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]. 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] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
วัตถุประสงค์หลักสามอย่างของระบบความปลอดภัยนิวเคลียร์ตามที่กำหนดโดยคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงานนิวเคลียร์คือการปิดเครื่องปฏิกรณ์, รักษามันอยู่ในสภาพปิด, และป้องกันไม่ให้ปล่อยสารกัมมันตรังสีในช่วงเหตุการณ์และอุบัติเหตุ[45]. วัตถุประสงค์เหล่านี้จะประสบความสำเร็จโดยใช้ความหลากหลายของอุปกรณ์, ซึ่งเป็นชิ้นส่วนของหลายระบบที่แตกต่างกันซึ่งแต่ละระบบก็ทำหน้าที่เฉพาะอย่าง. 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
การกำจัดของเสียนิวเคลียร์มักจะกล่าวกันว่าเป็น'ส้นเท้าอุตสาหกรรมของ Achilles'[139]. ปัจจุบัน ของเสียส่วนใหญ่จะถูกเก็บไว้ที่สถานที่ตั้งของเครื่องปฏิกรณ์แต่ละแห่งและมีสถานที่กว่า 430 แห่งทั่วโลกที่วัสดุกัมมันตรังสียังคงมีการสะสมอย่างต่อเนื่อง. ผู้เชี่ยวชาญบางคนแนะนำว่าหลุมเก็บใต้ดินส่วนกลางที่มีการจัดการ, การป้องกันรักษา, และการเฝ้าดูอย่างดีจะช่วยได้อย่างมาก[139]. มี "ฉันทามติระหว่างประเทศเกี่ยวกับคำแนะนำในการจัดเก็บกากนิวเคลียร์ในหลุมเก็บลึกทางธรณีวิทยา"[140] ที่ไม่มีการเคลื่อนไหวของกากนิวเคลียร์ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชั่นธรรมชาติใน Oklo, ประเทศกาบอง, อายุ 2 พันล้านปี, ถูกอ้างว่าเป็น " แหล่งที่มาของข้อมูลที่จำเป็นในวันนี้"[141][142]. ปฏิกิริยานิวเคลียร์
ในขณะที่ปฏิกิริยานิวเคลียร์สามารถเกิดขึ้นได้หลายวิธี มีหลายชนิดที่พบบ่อย หรือโดดเด่นไปเลย ตัวอย่างได้แก่ :การยิงด้วยพลังงานปานกลางจะถ่ายเทพลังงานหรือได้รับนิวคลีออนหรือสูญเสียนิวคลีออนให้กับนิวเคลียสในการกระทบกันอย่างรวดเร็วเพียงครั้งเดียว (10 วินาที) การถ่ายเทพลังงานและโมเมนตัมมีขนาดค่อนข้างเล็ก แต่ก็เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการทดลองฟิสิกส์นิวเคลียร์ เพราะกลไกการเกิดปฏิกิริยามักจะง่ายพอที่จะคำนวณด้วยความถูกต้องเพียงพอที่จะตรวจสอบโครงสร้างของนิวเคลียสเป้าหมาย โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ร หมวดหมู่:สิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐอเมริกา พลังงานนิวเคลียร์
Environmentalists for Nuclear Energy (ระหว่างประเทศ) Nuclear Industry Association (สหราชอาณาจักร) World Nuclear Association, พันธมิตรของกลุ่มบริษัทที่เชื่อมโยงกับการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ (ระหว่างประเทศ) International Atomic Energy Agency (IAEA) Nuclear Energy Institute (สหรัฐ) American Nuclear Society (สหรัฐ) United Kingdom Atomic Energy Authority (สหราชอาณาจักร) EURATOM (ยุโรป) European Nuclear Education Network (ยุโรป) Atomic Energy of Canada Limited (คานาดา) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
สำหรับประวัติเพิ่มเติม, โปรดดูที่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, พลังงานนิวเคลียร์ และนิวเคลียร์ฟิชชั่น แร่เชื้อเพลิง
หมายถึง แร่ที่มีการแตกตัวของนิวเคลียสของธาตุซึ่งไม่เสถียร เนื่องจากมีพลังงานส่วนเกินอยู่ภายในนิวเคลียสมากจึงต้องถ่ายเทพลังงานส่วนเกินนี้
ออกมาเพื่อให้กลายเป็นอะตอมของธาตุที่เสถียร แร่นิวเคลียร์มี 2 ชนิดคือแร่กัมมันตภาพรังสี เป็นแร่ที่มีสมบัติในการปล่อยรังสีออกจากตัวเองอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยออกมาเป๋นคลื่นสั้น ได้แก่ 
ยูเรเนียม ทอเรียม ส่วนอีกชนิดหนึ่งเป็นแร่ที่ไม่ส่งกัมมันตภาพรังสีออกมาใช้ประโยชน์
ในการควบคุมการแตกตัวของนิวเคลียสของแร่กัมมันตภาพรังสี ได้แก่ เมอริลและโคลัมเนียม โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
1.น้ำอัดความดัน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
การออกแบบสำหรับโรงงานที่ตั้งอยู่ในโซนที่ยังมีการสั่นไหวของพื้นโลกอยู่ยังต้องพิจารณาความเสี่ยงของการเกิดแผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิด้วย. ญี่ปุ่น, อินเดีย, จีนและสหรัฐอเมริกาอยู่ในกลุ่มประเทศที่มีโรงงานอยู่ในภูมิภาคที่มีแนวโน้มของแผ่นดินไหว. ความเสียหายที่เกิดกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Kashiwazaki-Kariwa ของญี่ปุ่นในปี 2007 ระหว่างการเกิดแผ่นดินไหวนอกชายฝั่ง Chuetsu[41][42] ได้ขีดเส้นใต้แสดงความกังวลโดยผู้เชี่ยวชาญด้านแผ่นดินไหวของประเทศญี่ปุ่นก่อนที่จะเกิดอุบัติเหตุฟูกูชิม่า, เป็นผู้ที่เตือนสิ่งที่เรียกว่า genpatsu-shinsai (ผลกระทบแบบโดมิโนของภัยพิบัติแผ่นดินไหวสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์)[43]. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เพื่อควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ สารดูดกลืนนิวตรอน (English: neutron poison หรือ neutron absorber)[3] และ ตัวหน่วงความเร็วนิวตรอน (English: Neutron moderator) สามารถลดปริมาณบางส่วนของนิวตรอนที่จะไปทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิชชัน ทำให้ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ลดลง[4] เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทั่วไปมักจะมีระบบอัตโนมัติและคู่มือที่จะปิดปฏิกิริยาฟิชชันลงหากระบบการตรวจสอบตรวจพบสภาวะที่ไม่ปลอดภัย[5]. พลังงานนิวเคลียร์
บทความหลัก: โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
การอภิปรายพลังงานนิวเคลียร์เป็นเรื่องเกี่ยวกับความขัดแย้ง[57][58][59][60] ซึ่งได้ล้อมรอบการใช้งานและการใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชันในการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สำหรับพลเรือน. การอภิปรายเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ขึ้นสู่จุดสูงสุดในช่วงปี 1970 และ 1980 เมื่อมัน "ถึงจุดของความเข้มข้นเป็นประวัติการณ์ในประวัติศาสตร์ของการถกเถียงทางเทคโนโลยี" ในบางประเทศ[61][62]. พลังงานนิวเคลียร์
เทคโนโลยีและวัสดุหลายชนิดที่เกี่ยวข้องกับการสร้างโครงการไฟฟ้านิวเคลียร์มีความสามารถในการใช้สองแบบ, ในสองแบบนั้น พวกมันสามารถใช้ในการสร้างอาวุธนิวเคลียร์ถ้าประเทศใดประเทศหนึ่งเลือกที่จะทำเช่นนั้น. เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้โครงการไฟฟ้านิวเคลียร์จะกลายเป็นเส้นทางที่นำไปสู่​​อาวุธนิวเคลียร์หรือภาคผนวกของประชาชนในการโครงการอาวุธที่เป็น"ความลับ". ความกังวลเรื่องกิจกรรมนิวเคลียร์ของอิหร่านเป็นกรณีหนึ่งในจุดนี้[172]. ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
เมื่อเดือนกันยายน 2012, Los Angeles Times รายงานว่า "นายกรัฐมนตรีโยชิฮิโกะ โนดะได้ยอมรับว่าส่วนใหญ่ของชาวญี่ปุ่นสนับสนุนตัวเลือกที่เป็นศูนย์ () สำหรับพลังงานนิวเคลียร์" นายกรัฐมนตรีโนดะและรัฐบาลญี่ปุ่นได้ประกาศแผนการที่จะทำให้ประเทศปลอดพลังงานนิวเคลียร์ภายในปี 2030s พวกเขาประกาศให้ยุติการก่อสร้างโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์และประกาศให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีอยู่จำกัดการทำงานที่ 40 ปี การเปิดดำเนินการเครื่องใหม่ของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์จะต้องเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยของผู้กำกับดูแลอิสระใหม่ แผนนี้ต้องมีการลงทุน $ 500 พันล้านตลอดเวลา 20 ปี โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
บทความหลัก: กังหันไอน้ำ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
มักจะมีการอ้างว่าสถานีนิวเคลียร์มีความยืดหยุ่นในการส่งออกพลังงาน, หมายความว่ารูปแบบอื่นๆของพลังงานจะต้องตอบสนองความต้องการสูงสุด. ขณะที่มันเป็นจริงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่จำนวนมาก, สิ่งนี้อาจไม่เป็นจริงอีกต่อไปอย่างน้อยก็สำหรับการออกแบบที่ทันสมัยบางแบบ[86]. แผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิในโทโฮกุ พ.ศ. 2554
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่งและแห่งที่สอง โอนางาวะ และโทไก ซึ่งประกอบด้วยเตาปฏิกรณ์ทั้งสิ้น 11 เตา ถูกปิดลงอัตโนมัติหลังแผ่นดินไหว ส่วนฮิงาชิโกริ ซึ่งตั้งอยู่บนชายฝั่งตะวันออกเฉียงเหนือเช่นกัน ปิดตัวลงไปแล้วก่อนหน้านี้เพื่อตรวจสอบตามกำหนด ระบบทำความเย็นนั้นจำเป็นเพื่อกำจัดความร้อนจากการสลายหลังเครื่องปฏิกรณ์ถูกปิดลง และเพื่อรักษาบ่อเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้ว กระบวนการหล่อเย็นสำรองได้พลังงานจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลฉุกเฉินที่โรงไฟฟ้า และที่โรงงานแปรสภาพเชื้อเพลิงใช้แล้วร็อกคาโช (Rokkasho) ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิมะทั้งสองแห่ง คลื่นสึนามิถาโถมข้ามยอดกำแพงกั้นน้ำและทำลายระบบพลังงานดีเซลสำรอง ทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงที่ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง รวมทั้งเกิดเหตุระเบิดขนาดใหญ่ขึ้นสามครั้งและการรั่วไหลของกัมมันตภาพรังสี มีผู้ถูกอพยพไปมากกว่า 200,000 คน หลังจากความพยายามลดอุณหภูมิไม่ประสบผลมาเกือบสัปดาห์ จึงมีการใช้รถดับเพลิงและเฮลิคอปเตอร์ในการเทน้ำเพื่อลดอุณหภูมิ  พลังงานนิวเคลียร์
จากจุดยืนด้านความปลอดภัย, พลังงานนิวเคลียร์, ในแง่ของการสูญเสียชีวิตต่อหน่วยไฟฟ้าที่ผลิต, มีจำนวนการเสียชีวิตที่เท่ากับและในหลายกรณีต่ำกว่าหลายแหล่งพลังงานหมุนเวียน[75][76][216]. อย่างไรก็ตาม ไม่มีเชื้อเพลิงใช้แล้วที่มีกัมมันตรังสีที่ต้องมีการจัดเก็บหรือการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่สำหรับแหล่งพลังงานหมุนเวียนแบบเดิม[217]. โรงงานนิวเคลียร์จะต้องถูกรื้อและเคลื่อนย้ายออกไป. โรงงานนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อออกเป็นชิ้นจะต้องถูกเก็บไว้ที่เก็บกากนิวเคลียร์ใต้ดิน[218]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
บทความหลัก: อุบัติเหตุพลังงานนิวเคลียร์ในแต่ละประเทศ อุบัติเหตุนิวเคลียร์เกาะทรีไมล์
การเกิดอุบัติเหตุที่เกาะทรีไมล์เมื่อปี 1979 ไม่ได้เริ่มต้นการตายของอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์สหรัฐ แต่ก็ได้หยุดยั้งการเจริญเติบโตของประวัติศาสตร์ของมัน นอกจากนี้ เนื่องจากผลของวิกฤตการณ์น้ำมันปี 1973 ก่อนหน้านี้และการวิเคราะห์หลังวิกฤติด้วยข้อสรุปว่าศักยภาพการผลิตในโหลดฐานมีมากจนล้น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่อยู่ในแผนสี่สิบตัวจึงได้ถูกยกเลิกไปเรียบร้อยแล้วก่อนที่จะเกิดอุบัติเหตุที่ TMI ในช่วงเวลาของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่ TMI โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 129 โรงได้รับการอนุมัติ แต่ในจำนวนนั้น มีเพียง 53 โรงเท่านั้นที่เสร็จสมบูรณ์ (ซึ่งก็ไม่ได้อยู่ในการดำเนินงาน) ในระหว่างกระบวนการตรวจสอบที่ยาวนาน ด้วยความยุ่งยากจากภัยพิบัติเชอร์โนบิลในเจ็ดปีต่อมา ความต้องการมากมายของรัฐบาลกลางในการแก้ไขปัญหาด้านความปลอดภัยและข้อผิดพลาดของการออกแบบทำให้มีความเข้มงวดมากขึ้น ความขัดแย้งด้านนิวเคลียร์ในท้องถิ่นก็รุนแรงมากขึ้น เวลาในการก่อสร้างก็ยาวนานขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและค่าใช้จ่ายก็พุ่งสูงขึ้นเป็นจรวด จนกระทั่งปี 2012 สหรัฐไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ได้รับอนุญาตให้เริ่มการก่อสร้างตั้งแต่ปีก่อนอุบัติเหตุที่ TMI พลังงานนิวเคลียร์
ดังที่ได้ระบุไว้แล้ว, ในอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ในประเทศตะวันตกมีประวัติของการก่อสร้างล่าช้า, ค่าใช้จ่ายสูงเกินงบ, การยกเลิกการก่อสร้างโรงงาน, และปัญหาด้านความปลอดภัยนิวเคลียร์แม้จะมีเงินอุดหนุนและการสนับสนุนจากรัฐอย่างมีนัยสำคัญ[240][241][242][243]. ในเดือนธันวาคม 2013, นิตยสารฟอร์บรายงานว่าในประเทศที่พัฒนาแล้ว "เครื่องปฏิกรณ์ไม่ได้เป็นแหล่งที่มีศักยภาพของพลังงานใหม่"[244]. แม้ในประเทศที่พัฒนาแล้วที่พวกเขาตัดสินใจด้านเศรษฐกิจได้ดี, มันก็ยังเป็นไปไม่ได้เพราะ "ค่าใช้จ่ายมหาศาลของนิวเคลียร์, การเมืองและเป็นที่นิยมฝ่ายค้าน และความไม่แน่นอนของกฎระเบียบ"[244]. มุมมองนี้ะสะท้อนกับคำพูดของอดีตซีอีโอของ Exelon จอห์น โรว์ ที่บอกว่าในปี 2012 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่ "ไม่ make sense แต่อย่างใดในตอนนี้"และจะไม่เป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจในอนาคตอันใกล้[244]. จอห์น Quiggin อาจารย์เศรษฐศาสตร์ยังกล่าวว่าปัญหาหลักของทางเลือกนิวเคลียร์ก็คือว่ามันเป็นไปไม่ได้ทางเศรษฐศาสตร์. Quiggin กล่าวอีกว่าเราจำเป็นต้องมีการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและการค้าพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น[152]. อดีตสมาชิก NRC ปีเตอร์ แบรดฟอร์ดและศาสตราจารย์เอียน โลว์ได้กล่าวเมื่อเร็ว ๆ นี้คล้ายกัน[245][246]. อย่างไรก็ตาม "เชียร์ลีดเดอร์นิวเคลียร์" และ lobbyists ในประเทศตะวันตกบางคนยังคงสนับสนุนเครื่องปฏิกรณ์, มักจะด้วยการนำเสนอการออกแบบใหม่ แต่ยังไม่เคยถูกทดลองอย่างกว้างขวางเพื่อเป็นแหล่งที่มาของพลังงานใหม่ [244][245][247][248][249][250][251]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
เครื่องปฏิกรณ์หน่วยที่ 1 2 และ 6 ผลิตโดยเจเนอรัลอิเล็กทริก หน่วยที่ 3 และ 5 ผลิตโดยโตชิบา และหน่วยที่ 4 ผลิตโดยฮิตาชิ เครื่องปฏิกรณ์ทั้งหกหน่วยออกแบบโดย General Electric เครื่องปฏิกรณ์ของ General Electric ออกแบบสถาปัตยกรรมโดย Ebasco และการก่อสร้างทั้งหมดดำเนินการโดย Kajima. ตั้งแต่เดือนกันยายน พ.ศ. 2553 เครื่องปฏิกรณ์หน่วยที่สามได้เปลี่ยนมาใช้เชื้อเพลิง mixed-oxide (MOX) แทนที่ low enriched uranium (LEU) ที่เคยใช้อยู่เดิมในเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมดในโรงไฟฟ้าแห่งนี้ เครื่องปฏิกรณ์หน่วยที่ 1–5 เป็นแบบ Mark I type (light bulb torus) containment structures ส่วนหน่วยที่ 6 เป็นแบบ Mark II type (over/under) containment structure พลังงานนิวเคลียร์
อุปทานไฟฟ้าหมุนเวียนในช่วง 20-50+% ได้รับการดำเนินการแล้วในหลายระบบในยุโรป, แม้ว่าในบริบทของระบบกริดยุโรปแบบรวม[206]. ในปี 2012 ส่วนแบ่งของไฟฟ้าที่ผลิตจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนในประเทศเยอรมนีจะเป็น 21.9%, เมื่อเทียบกับ 16.0% สำหรับพลังงานนิวเคลียร์หลังจากเยอรมนีปิดตัวลง 7-8 จาก 18 เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในปี 2011[207]. ในสหราชอาณาจักร ปริมาณของพลังงานที่ผลิตจากพลังงานหมุนเวียนคาดว่าจะเกินพลังงานที่มาจากนิวเคลียร์ราวปี 2018[208] และสกอตแลนด์วางแผนที่จะได้รับกระแสไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนในปี 2020[209]. ส่วนใหญ่ของการติดตั้งพลังงานหมุนเวียนทั่วโลกอยู่ในรูปของไฟฟ้าพลังน้ำ พลังงานนิวเคลียร์
พร้อมกับแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนอื่นๆ, พลังงานนิวเคลียร์เป็นวิธีการผลิตไฟฟ้าที่มีผลผลิตคาร์บอนที่ต่ำ, จากการวิเคราะห์ในเอกสารเกี่ยวกับวงจรชีวิตของความเข้มของการปล่อยคาร์บอนโดยรวมพบว่ามันก็คล้ายกับแหล่งพลังงานทดแทนอื่นๆเมื่อมีการเปรียบเทียบของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (English: greenhouse gas (GHG))ต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้น.[82] ​​ด้วยการแปลความหมายนี้, จากจุดเริ่มต้นของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ในเชิงพาณิชย์ในปี 1970, ได้มีการป้องกันไม่ให้เกิดการปล่อยก๊าซประมาณ 64 gigatonnes ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าก๊าซเรือนกระจก (GtCO2-eq) (ก๊าซที่จะเกิดขึ้นจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิลในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนที่สร้างพลังงานไฟฟ้าขนาดเดียวกัน).[83] พลังงานนิวเคลียร์
Friends of the Earth International, เครือข่ายของหลายองค์กรสิ่งแวดล้อม]][284] Greenpeace International, องค์กร NGO[285] Nuclear Information and Resource Service (ระหว่างประเทศ) World Information Service on Energy (ระหว่างประเทศ) Sortir du nucléaire (ฝรั่งเศส) Pembina Institute (คานาดา) Institute for Energy and Environmental Research (สหรัฐ) Sayonara Nuclear Power Plants (ญี่ปุ่น) พลังงานนิวเคลียร์
เช่นเดียวกับหลายโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแบบเดิมที่ผลิตไฟฟ้าโดยการควบคุมพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล, โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แปลงพลังงานที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของอะตอมผ่านทางนิวเคลียร์ฟิชชันที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์. ความร้อนถูกย้ายออกจากแกนเครื่องปฏิกรณ์โดยระบบระบายความร้อนที่ใช้ความร้อนในการสร้างไอน้ำ, ไอน้ำจะไปขับกังหันไอน้ำที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
เมื่อพิจารณาถึงทางเลือกในการผลิตกระแสไฟฟ้าซึ่งเป็นปัจจัยพื้นฐานสำหรับการประกอบอุตสาหกรรมและอื่นๆ นั้น จะเห็นว่า การผลิตไฟฟ้าจากเขื่อนจะมีต้นทุนต่ำสุดแต่เมื่อครั้งใดที่รัฐบาลมีนโยบายที่จะสร้างเขื่อนก็มักจะมีกลุ่มอนุรักษ์ธรรมชาติออกมาต่อต้าน จนโครงการหลายแห่งต้องยืดเวลาออกมา หรือไม่ก็ล้มเลิกไป ดังนั้น รัฐบาลจึงจำเป็นต้องผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้ถ่านหินหรือน้ำมัน ซึ่งมีต้นทุนการผลิตสูง และเสี่ยงต่อความไร้เสถียรภาพด้านพลังงาน เนื่องจากทั้งถ่านหินและน้ำมันจะต้องสั่งซื้อจากต่างประเทศเป็นหลัก แม้จะมีแหล่งถ่านหินอยู่จำนวนหนึ่งแต่ก็สามารถใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าตามแผนได้อีกในระยะเวลาเพียง 10 ปี เท่านั้น จึงคาดกันว่าในทศวรรษหน้าการผลิตพลังงานของประเทศต้องเผชิญทางเลือกสามทางที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ คือ นำเข้าถ่านหิน, นำเข้าเทคโนโลยีนิวเคลียร์ หรือทั้งถ่านหินและเทคโนโลยีนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เนื่องจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นสร้างกัมมันตภาพรังสีออกมาด้วย แกนของเครื่องปฏิกรณ์จึงต้องถูกล้อมรอบด้วยเกราะป้องกัน อ่างบรรจุนี้จะดูดซับรังสีและป้องกันไม่ให้วัสดุกัมมันตรังสีถูกปล่อยออกมาสู่สิ่งแวดล้อม นอกจากนี้เครื่องปฏิกรณ์จำนวนมากมีการติดตั้งโดมคอนกรีตเพื่อป้องกันเครื่องปฏิกรณ์ไม่ให้เกิดการเสียหายภายในและไม่ให้เกิดผลกระทบกับภายนอก[9]. นิวทริโน
นิวทริโนสามารถสร้างขึ้นได้ในหลายวิธี รวมทั้งในหลายชนิดที่แน่นอนของการสลายให้กัมมันตรังสี, ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ เช่นพวกที่เกิดขึ้นในดวงอาทิตย์, ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, เมื่อรังสีคอสมิกชนกับอะตอมและในซูเปอร์โนวา ส่วนใหญ่ของนิวทริโนในบริเวณใกล้โลกเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในดวงอาทิตย์ ในความเป็นจริง นิวทรืโนจากดวงอาทิตย์ประมาณ 65 พันล้านตัว () ต่อวินาทีเคลื่อนที่ผ่านทุก ๆ ตารางเซนติเมตรที่ตั้งฉากกับทิศทางของดวงอาทิตย์ในภูมิภาคของโลก เทคโนโลยีนิวเคลียร์
ปัจจุบันพลังงานนิวเคลียร์มีประมาณ 15.7% ของการผลิตไฟฟ้าของโลก (ในปี 2004) และถูกใช้ในการขับเคลื่อนเรือบรรทุกเครื่องบิน, เรือตัดน้ำแข็งและเรือดำน้ำ (นับถึงปัจจุบันเศรษฐศาสตร์และความกลัวในบางท่าเรือมีการหลีกเลี่ยงการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในเรือขนส่ง). ทุกโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้ปฏิกิริยาฟิชชัน. ยังไม่มีปฏิกิริยาฟิวชั่นที่มนุษย์สร้างขึ้นในการผลิตกระแสไฟฟ้า. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแปลงพลังงานจลน์ที่เกิดจากกังหันให้เป็นพลังงานไฟฟ้า. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า AC แบบซิงโครนัสที่มีอัตรากำลังสูงจะถูกนำมาใช้ เทคโนโลยีนิวเคลียร์
อุบัติเหตุนิวเคลียร์กับพลเรือนและอุบัติเหตุรังสีส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์. ที่พบมากที่สุดคือการรั่วไหลของนิวเคลียร์ที่ทำให้คนงานสัมผัสกับวัสดุที่เป็นอันตราย. การหลอมละลายนิวเคลียร์ () หมายถึงอันตรายที่รุนแรงมากขึ้นของการปล่อยวัสดุนิวเคลียร์ในสภาพแวดล้อมโดยรอบ. การ meltdowns ที่สำคัญที่สุดเกิดขึ้นที่เกาะทรีไมล์ในรัฐเพนซิลวาเนียและเชอร์โนบิลในยูเครนของโซเวียต. แผ่นดินไหวและสึนามิเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2011 ทำให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อสามเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และบ่อเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิในประเทศญี่ปุ่น. เครื่องปฏิกรณ์ทางทหารที่ประสบการเกิดอุบัติเหตุที่คล้ายกันคือที่ Windscale ในสหราชอาณาจักรและ SL-1 ในประเทศสหรัฐอเมริกา. เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
สองในสี่ของเครื่องปฏิกรณ์ยุโรปแบบแรงดัน () ที่อยู่ระหว่างการก่อสร้าง (ได้แก่ โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ Olkiluoto ในฟินแลนด์และในฝรั่งเศส) อยู่หลังตารางเวลาอย่างมีนัยสำคัญและมีค่าใช้จ่ายเกินงบประมาณอย่างมาก หลังจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ที่ฟุกุชิมะไดอิจิ ปี 2011 ค่าใช้จ่ายต่างๆมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นสำหรับการดำเนินงานโรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์ในปัจจุบันและโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่สร้างขึ้นใหม่ เนื่องจากกฏระเบียบที่เพิ่มขึ้นสำหรับการจัดการกับเชื้อเพลิงในสถานที่ใช้งาน () และภัยคุกคามที่มีต่อพื้นฐานการออกแบบที่มีสูงขึ้น พลังงานนิวเคลียร์
หลายประเทศเช่นออสเตรเลีย, ออสเตรีย, เดนมาร์ก, กรีซ, ไอร์แลนด์, อิตาลี, ลัตเวีย, Liechtenstein, ลักเซมเบิร์ก, มอลตา, โปรตุเกส, อิสราเอล, มาเลเซีย, นิวซีแลนด์และนอร์เวย์ไม่มีเครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์และยังคงคัดค้านพลังงานนิวเคลียร์[262][270]. อย่างไรก็ตาม, ตรงกันข้าม, บางประเทศยังคงโปรดปรานและสนับสนุนการวิจัยนิวเคลียร์ฟิวชันทางการเงิน, รวมทั้งการระดมทุนที่หลากหลายของสหภาพยุโรปในโครงการ ITER[271][272] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะถูกใช้เป็นประจำในโหมด'ตามโหลด'ในขนาดที่ใหญ่ในประเทศฝรั่งเศส, แม้ว่า "มันเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่านี่ไม่ใช่สถานการณ์ทางเศรษฐกิจที่เหมาะสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์"[87]. หน่วย A ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Biblis ของเยอรมันถูกออกแบบมาเพื่อให้มี-และลดการส่งออกพลังงานที่ 15% ต่อนาทีระหว่าง 40 และ 100% ของพลังงานโดยประมาณของมัน[88]. เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดปกติมีความสามารถแบบ'ตามโหลด', ดำเนินการโดยการเปลี่ยนแปลงการไหลของน้ำหมุนเวียน. เทคโนโลยีนิวเคลียร์
เมื่ออะตอมเป็นที่เข้าใจกันมากขึ้น, ธรรมชาติของกัมมันตภาพรังสีก็ชัดเจนขึ้น. บางนิวเคลียสขนาดใหญ่ของอะตอมจะไม่เสถียร, จึงสลายตัว (ปลดปล่อยสารหรือพลังงาน) หลังจากการสุ่มตามช่วงเวลา. สามรูปแบบของรังสีที่ Becquerel และ Curies ค้นพบก็เข้าใจกันมากขึ้นอย่างเต็มที่ด้วย การสลายให้อนุภาคแอลฟาเกิดขึ้นเมื่อนิวเคลียสปลดปล่อยอนุภาคแอลฟา ซึ่งมีสองโปรตอนและสองนิวตรอน เทียบเท่ากับนิวเคลียสของฮีเลียม การสลายให้อนุภาคบีตาเกิดขึ้นเมื่อมีการปลดปล่อยอนุภาคบีตา ซึ่งเป็นอิเล็กตรอนพลังงานสูง การสลายให้อนุภาคแอลฟาจะปลดปล่อยรังสีแกมมา ซึ่ง แตกต่างจากรังสีแอลฟาและบีตา ไม่ได้เป็นสารแต่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงมาก และนั่นก็คือพลังงาน รังสีเหล่านี้เป็นอันตรายมากที่สุดและยากที่สุดในการสกัดกั้น ทั้งสามประเภทของรังสีจะเกิดขึ้นตามธรรมชาติในองค์ประกอบบางอย่าง พลังงานนิวเคลียร์
อุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รวมถึงอุบัติเหตุเชอร์โนบิล (1986) ที่มีประมาณ 60 คนเสียชีวิตจากอุบัติเหตุและคาดว่าในที่สุดแล้วจะมีผู้เสียชีวิตทั้งหมดตั้งแต่ 4000 ถึง 25,000 คนจากโรคมะเร็งที่ซ่อนเร้นในภายหลัง. ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิม่าไดอิจิ (2011) ยังไม่ได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตใดๆที่เกี่ยวข้องกับการกระจายของรังสีและคาดว่าในที่สุดแล้วจะมีผู้เสียชีวิตทั้งหมดตั้งแต่ 0-1000 คน, และอุบัติเหตุที่เกาะสามไมล์ไอส์แลนด์ (1979) ไม่มีผู้เสียชีวิตจากสาเหตุการเกิดโรคมะเร็งหรืออย่างอื่นจากการติดตามการศึกษาของอุบัติเหตุครั้งนี้[50]. อุบัติเหตุที่เกิดกับเรือดำน้ำขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์รวมถึงอุบัติเหตุที่เกิดกับเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K-19 (1961)[48], อุบัติเหตุที่เกิดกับเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K-27(1968)[49], อุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K- 431(1985)[50]. การวิจัยระหว่างประเทศได้ทำอย่างต่อเนื่องในการปรับปรุงด้านความปลอดภัยเช่นโรงงานที่ปลอดภัยแบบพาสซีฟ[162] และความเป็นไปได้ในการใช้งานในอนาคตของนิวเคลียร์ฟิวชัน. 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 พลังงานนิวเคลียร์
กองทัพสหรัฐยังมีโครงการพลังงานนิวเคลียร์, เริ่มต้นในปี 1954. โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ SM-1 ที่ป้อม Belvoir รัฐเวอร์จิเนีย, เป็นเครื่องปฏิกรณ์พลังงานเครื่องแรกในสหรัฐอเมริกาเพื่อจัดหาพลังงานไฟฟ้าให้กับกริดไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ (VEPCO), ในเดือนเมษายน ปี 1957, ก่อน Shippingport. เครื่อง SL-1 เป็นเครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์เพื่อการทดลองของกองทัพสหรัฐที่สถานีทดสอบปฏิกรณ์แห่งชาติในภาคตะวันออกของไอดาโฮ. มันผ่านประสบการณ์ที่เลวร้ายเมื่อไอน้ำระเบิดและการหลอมละลายของนิวเคลียร์ในเดือนมกราคม 1961, ซึ่งฆ่าผู้ใช้งานไปสามราย[51]. ในสหภาพโซเวียตใน'สมาคมการผลิต Mayak' มีอุบัติเหตุเกิดขี้นหลายครั้ง รวมทั้งการระเบิดที่ปล่อยกากกัมมันตรังสีระดับสูงออกมา 50-100 ตัน, ได้ปนเปื้อนดินแดนขนาดใหญ่ในเทือกเขาอูราลตะวันออกและก่อให้เกิดการเสียชีวิตและได้รับบาดเจ็บจำนวนมาก. ระบอบการปกครองของสหภาพโซเวียตเก็บอุบัติเหตุครั้งนี้เป็นความลับไว้ประมาณ 30 ปี. ในที่สุด เหตุการณ์นี้ถูกจัดอยู่ในอันดับ 6 ในเจ็ดอันดับบนสเกล INES (เพียงแค่อันดับที่สามของความรุนแรงเท่านั้นเมื่อเทียบกับภัยพิบัติเชอร์โนบิลและ ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิ). โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ฝ่ายค้านกล่าวว่าพลังงานนิวเคลียร์ส่อเค้าที่จะสร้างภัยคุกคามจำนวนมากกับมนุษย์และสิ่งแวดล้อม. ภัยคุกคามเหล่านี้รวมถึงความเสี่ยงต่อสุขภาพและความเสียหายด้านสิ่งแวดล้อมจากการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม, กระบวนการผลิตและการขนส่ง, ความเสี่ยงของการแพร่ขยายการใช้งานเพื่อใช้เป็นอาวุธนิวเคลียร์หรือการก่อวินาศกรรม, และปัญหาที่ยังแก้ไขไม่ได้ของกากนิวเคลียร์กัมมันตรังสี[65][66][67]. พวกเขายังยืนยันว่าตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเป็นเครื่องที่มีความซับซ้อนอย่างมากที่หลายสิ่งหลายอย่างสามารถทำงานผิดได้และได้ทำผิดจริงๆ, มีได้เกิดอุบัติเหตุนิวเคลียร์ร้ายแรงขึ้นแล้วหลายครั้ง[68][69]. นักวิจารณ์ไม่เชื่อว่าความเสี่ยงเหล่านี้สามารถลดลงได้ด้วยเทคโนโลยีใหม่[70]. พวกเขาแย้งว่าเมื่อพิจารณาถึงทุกขั้นตอนที่ใช้พลังงานอย่างเข้มข้นของห่วงโซ่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์แล้ว,ตั้งแต่การทำเหมืองแร่ยูเรเนียมจนถึงการรื้อถอนนิวเคลียร์, พลังงานนิวเคลียร์ไม่ได้เป็นแหล่งผลิตกระแสไฟฟ้าที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ[71][72][73]. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์แบบถังกรวด (English: Pebble-bed reactor (PBR)) เครื่องปฏิกรณ์แบบนี้ใช้เชื้อเพลิงที่ขึ้นรูปเป็นลูกกลมเซรามิกและจากนั้นก็หมุนเวียนแก๊สผ่านลูก บอลเหล่านี้. ผลที่ได้คือเครื่องปฏิกรณ์ที่มีประสิทธิภาพ, การบำรุงรักษาต่ำ, ปลอดภัยมากขึ้นด้วยเชื้อเพลิงมาตรฐานราคาถูก. ต้นแบบเป็น AVR เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมละลาย เครื่องปฏิกรณ์แบบนี้จะละลายเชื้อเพลิงในเกลือฟลูออไร, หรือใช้เกลือฟลูออไรเป็นตัวหล่อเย็น. มีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยจำนวนมาก, มีประสิทธิภาพสูงและความหนาแน่นพลังงานสูงเหมาะสำหรับยานพาหนะ. โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันไม่มีความกดดันสูงหรือส่วนประกอบที่ติดไฟได้ง่ายในแกน. ต้นแบบเป็น Molten-Salt Reactor Experiment (MSRE) ซึ่งยังใช้วัฏจักรเชื้อเพลิงของทอเรียมในการผลิต 0.1% ของกากกัมมันตรังสีของเครื่องปฏิกรณ์มาตรฐาน. เครื่องปฏิกรณ์ของเหลวเนื้อเดียวกัน (English: Aqueous Homogeneous Reactor (AHR)) เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ใช้เกลือนิวเคลียร์ละลายน้ำได้ที่ละลายลงในน้ำและผสมกับตัวหล่อเย็นและตัวหน่วงนิวตรอน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
NRC กล่าวว่า "โรงไฟฟ้านิวเคลียร์บางครั้งก็ปล่อยก๊าซและของเหลวกัมมันตรังสีในสภาพแวดล้อมที่อยู่ภายใต้สภาวะที่ถูกควบคุมและถูกตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่าพวกมันไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อประชาชนหรือสิ่งแวดล้อม"[50] และ "การปล่อยตามกิจวัตรในระหว่างการดำเนินงานปกติของโรงงานพลังงานนิวเคลียร์ไม่เคยมีพิษรุนแรง"[51].