เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์

 

9. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์          เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์(Nuclear Reactor) คือ เครื่องผลิตพลังงานนิวเคลียร์ที่สามารถควบคุมการแบ่งแยกนิวเคลียร์และปฏิกิริยาลูกโซ่ให้เกิดขึ้นในอัตราที่พอเหมาะ ทำให้สามารถนำเอาพลังงานความร้อน นิวตรอน และรังสีที่เกิดขึ้นไปใช้ให้เป็นประโยชน์ได้         เรื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์มีหลายชนิด มีรูปร่างและขนาดแตกต่างกันไป โดยแบ่งการทำงานเป็น 2 ส่วน ซึ่งแต่ละส่วนมีส่วนประกอบของเครื่องโดยทั่วไปมีดังนี้

1. เชื้อเพลิง (Fuel) อาจใช้ยูเรเนียม พลูโตเนียม เป็นต้น     

 2. มอเดอร์เรเตอร์ (Moderator) มีหน้าที่ทำให้นิวตรอนวิ่งช้าลงเพราะนิวตรอนช้ามีประสิทธิภาพในการทำให้เกิดการแบ่งแยกนิวเคลียสได้ดีกว่านิวตรอนเร็ว สารที่ใช้เป็นมอเดอร์เรเตอร์ได้แก่ คาร์บอน เมื่อนิวตรอนวิ่งผ่านคาร์บอนจะชนกับอะตอมของคาร์บอนทำให้มันวิ่งช้าลงได้ความเร็วตามต้องการ       

3. แท่งบังคับ (Control Rods) มีหน้าที่ควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยาไม่ให้เกิดมากเกินไป ที่นิยมใช้คือ แคดเมียม หรือโบรอน แคดเมียมจะเป็นตัวดูดกลืนนิวตรอนไว้ได้ดีมาก ดังนั้นถ้าสอดแท่งแคดเมียมให้ลึกเข้าไปในเครื่องมาก ๆ ก็จะดูดกลืนนิวตรอนไว้ได้น้อยลงทุกทีและปฏิกิริยาลูกโซ่ก็จะค่อย ๆ เพิ่มขึ้นตามมา       

4. ตัวทำให้เย็น (Coolant) เพื่อนำเอาความร้อนออกไปจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ โดยอาจใช้น้ำธรรมดาหรือโลหะโซเดียมหรือแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ฮีเลียม อากาศเป็นต้น     

 5. เครื่องกำบัง (Shield) มีหน้าที่ป้องกันไม่ให้รังสีออกจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ซึ่งอาจทำอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย เครื่องกำบังอาจทำด้วยคอนกรีตหนา ๆ หรืออาจใช้บ่อน้ำก็ได้      การทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อาจอธิบายได้ดังนี้ เริ่มจากยูเรเนียมที่ใส่อยู่ในเครื่องนั้นปกติจะเป็น มีปริมาณน้อยกว่า 1% ของยูเรเนียมทั้งหมดทำหน้าที่ เป็นเชื้อเพลิง ส่วนยูเรเนียมที่เหลือนอกนั้นคือ เมื่อมีนิวตรอนวิ่งผ่านเข้าไปในเครื่องจะยิงนิวเคลียสของ ทำให้เกิดการแบ่งแยกนิวเคลียสขึ้น นิวเคลียสที่ถูกแบ่ง แยกออกจะมีนิวตรอนเกิดขึ้น 1 หรือ 2 ตัว ซึ่งจะวิ่งผ่านเข้าเครื่องต่อไปแล้วยิงนิวเคลียสอื่นต่อไป ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่และได้พลังงานเกิดขึ้นมากมาย