เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบแยกส่วนขนาดเล็กเครื่องแรกได้รับการอนุมัติจากหน่วยงานกำกับดูแลของสหรัฐอเมริกา

พลังงานนิวเคลียร์อาจมีบทบาทสำคัญในการลดการปล่อยคาร์บอนในภาคพลังงาน แต่เครื่องปฏิกรณ์มีราคาแพงเกินไปและซับซ้อนเกินกว่าจะเปิดตัวอย่างรวดเร็ว เครื่องปฏิกรณ์เครื่องใหม่ที่มีขนาดเล็กกว่าอาจเปลี่ยนแปลงได้ในไม่ช้าหลังจากได้รับการรับรองจากคณะกรรมการกำกับกิจการนิวเคลียร์เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว

ขณะที่ประเทศต่างๆ ทั่วโลกแข่งขันกันเพื่อทดแทนโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิล ก็มีประเด็นถกเถียงกันว่า พลังงานนิวเคลียร์ ควรมีบทบาทที่ได้รับความร้อน แม้ว่าเทคโนโลยีนี้สามารถผลิตไฟฟ้าที่ปราศจากคาร์บอนในปริมาณมากและเชื่อถือได้ แต่ข้อกังวลด้านต้นทุนและความปลอดภัยได้ขัดขวางการปรับใช้เพื่อเป็นแนวทางแก้ไขวิกฤตสภาพภูมิอากาศ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทใหม่ๆ กลุ่มหนึ่งมีแนวโน้มว่าจะหลีกเลี่ยงข้อกังวลหลายประการเหล่านี้ด้วยการลดขนาดเครื่องปฏิกรณ์ลง ที่เรียกว่า เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบแยกส่วนขนาดเล็ก (SMR) ได้รับการออกแบบให้มีขนาดเล็กพอที่จะสร้างในโรงงานก่อนที่จะจัดส่งไปยังทุกที่ที่ต้องการ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนได้อย่างมาก นอกจากนี้ยังได้รับการออกแบบให้มีความปลอดภัยมากกว่าเครื่องปฏิกรณ์ที่มีอยู่อีกด้วย

เครื่องปฏิกรณ์ที่ออกแบบโดยบริษัทพลังงานในรัฐโอเรกอน พลัง NuScale ได้กลายเป็นการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็กเครื่องแรกที่ได้รับการอนุมัติให้ใช้ในสหรัฐอเมริกา โดยคณะกรรมการกำกับกิจการนิวเคลียร์ (NRC) ปูทางให้มีโรงงานใหม่ที่ใช้เครื่องปฏิกรณ์ การย้ายครั้งนี้ไม่น่าแปลกใจเลยเพราะการออกแบบ ผ่านมันไปการประเมินความปลอดภัยขั้นสุดท้าย ย้อนกลับไปในปี 2020 แต่นี่เป็นก้าวสำคัญในการนำเทคโนโลยีไปใช้จริงในภาคสนาม

ในขณะที่ SMR บางแห่งที่อยู่ระหว่างการพัฒนาอาศัยการออกแบบใหม่แปลกใหม่ที่ใช้ยูเรเนียมหลอมเหลวหรือเกลือทอเรียมเป็นเชื้อเพลิง เครื่องปฏิกรณ์ NuScale ซึ่งได้รับการตั้งชื่อว่า VOYGR ก็ไม่ได้แตกต่างไปจากเครื่องปฏิกรณ์เต็มรูปแบบแบบดั้งเดิมมากนัก มันคือ ขึ้นอยู่กับการออกแบบ พัฒนาขึ้นที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอเรกอนในช่วงต้นทศวรรษ 2000 เรียกว่า "เครื่องปฏิกรณ์น้ำขนาดเล็กแบบหลายแอปพลิเคชัน"

การออกแบบประกอบด้วยถังบรรจุทรงกระบอกสูง 76 ฟุต กว้าง 15 ฟุต ซึ่งเป็นที่ตั้งของเครื่องปฏิกรณ์ น้ำถูกส่งผ่านแท่งเชื้อเพลิงยูเรเนียมจำนวนหนึ่งซึ่งสร้างความร้อนผ่านปฏิกิริยาฟิชชัน จากนั้นน้ำร้อนจะลอยขึ้นไปยังเครื่องกำเนิดไอน้ำ ซึ่งใช้ความร้อนจากน้ำเพื่อผลิตไอน้ำร้อนยวดยิ่ง จากนั้นจะนำไปใช้ขับเคลื่อนกังหันที่ผลิตกระแสไฟฟ้า

แต่ละโมดูลได้รับการออกแบบให้ผลิตพลังงานได้ 50 เมกะวัตต์ แต่บริษัทวางแผนที่จะรวม SMR สูงสุด 12 ตัวเพื่อให้ได้ผลผลิตที่คล้ายกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไป SMR มาพร้อมกับคุณลักษณะด้านความปลอดภัยใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันภัยพิบัติประเภทที่ทำให้ความคิดเห็นของสาธารณชนแข็งกร้าวต่อพลังงานนิวเคลียร์

ในการเริ่มต้น แท่งควบคุมที่ใช้ในการหยุดปฏิกิริยาฟิชชันโดยการหุ้มแท่งเชื้อเพลิงจะถูกยึดไว้เหนือแกนของเครื่องปฏิกรณ์ด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่าในกรณีที่ไฟฟ้าดับ อุปกรณ์จะตกลงสู่ตำแหน่งโดยอัตโนมัติภายใต้แรงโน้มถ่วง นอกจากนี้ เครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมดยังถูกอาบอยู่ในสระน้ำ ซึ่งสามารถดึงความร้อนส่วนเกินออกไปได้ในกรณีฉุกเฉิน นอกจากนี้ การใช้เชื้อเพลิงในปริมาณที่น้อยลง ปริมาณความร้อนทั้งหมดที่ผลิตได้ก็ลดลงอย่างมาก

ความหวังก็คือคุณลักษณะด้านความปลอดภัยพิเศษเหล่านี้ บวกกับต้นทุนที่ลดลงเนื่องจากความสามารถในการผลิตเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ในปริมาณมากในโรงงานแทนที่จะเป็นในไซต์งาน อาจนำไปสู่ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาในพลังงานนิวเคลียร์ NuScale กำลังทำงานในโครงการต่างๆ ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งรวมถึง หนึ่งในไอดาโฮ ซึ่งมีกำหนดแล้วเสร็จภายในปี 2029

แต่มีคำถามเกิดขึ้นว่า SMR จะดำเนินไปตามการเรียกเก็บเงินจริงหรือไม่ เนื่องจากเป็นทางเลือกที่ถูกกว่าและปลอดภัยกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบเดิม เรียน ตีพิมพ์ใน กิจการของ National Academy of Sciences ในเดือนพฤษภาคมพบว่า ตรงกันข้ามกับคำกล่าวอ้างของผู้ผลิต SMR เครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะผลิตกากกัมมันตภาพรังสีมากกว่าโรงงานทั่วไป

ใน บทความใน CounterPunch, ผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานนิวเคลียร์ MV Ramana ยังชี้ให้เห็นว่าต้นทุนของพลังงานทดแทนเช่น ลมและแสงอาทิตย์ มีค่าต่ำกว่านิวเคลียร์อยู่แล้ว และยังคงลดลงอย่างรวดเร็วอย่างต่อเนื่อง ในทางตรงกันข้าม พลังงานนิวเคลียร์มีราคาแพงกว่าในช่วงหลายปีที่ผ่านมา

เขากล่าวเสริมว่า SMR อาจมีต้นทุนสูงกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใหญ่กว่า เพราะพวกเขาไม่มีการประหยัดต่อขนาดเท่ากัน ตามทฤษฎีแล้ว สิ่งนี้สามารถชดเชยได้ด้วยการผลิตจำนวนมาก แต่เฉพาะในกรณีที่บริษัทได้รับคำสั่งซื้อเป็นร้อยเท่านั้น บอกได้เลยว่าสาธารณูปโภคบางอย่างก็มี สำรองไว้แล้ว ของโครงการแรกของ NuScale เกี่ยวกับความกังวลด้านต้นทุน

บางทีที่สำคัญยิ่งกว่านั้น Ramana ตั้งข้อสังเกตว่า SMR ไม่น่าจะพร้อมทันเวลาที่จะมีส่วนร่วมในการต่อสู้กับสภาพอากาศ โครงการต่างๆ ไม่คาดว่าจะเริ่มออนไลน์ได้จนกว่าจะสิ้นทศวรรษ ซึ่งเมื่อถึงเวลานั้น IPCC บอกว่าเราจำเป็นต้องลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลงอย่างมากแล้ว

เทคโนโลยีนี้มีตัวกระตุ้นที่ทรงพลังอยู่บ้าง ไม่น้อยไปกว่าประธานาธิบดีโจ ไบเดน เพิ่งโน้มน้าว “เทคโนโลยีที่ก้าวล้ำของอเมริกา” ของ NuScale พร้อมประกาศให้ทุนสร้างโรงงาน SMR ที่บริษัทจะสร้างในโรมาเนีย ยักษ์ใหญ่ด้านวิศวกรรมอย่างโรลส์-รอยซ์ก็เพิ่งเช่นกัน ประกาศรายชื่อผู้เข้ารอบ สำหรับที่ตั้งโรงงาน SMR ในอนาคต ซึ่งจะใช้สร้าง SMR 16 แห่งให้กับรัฐบาลสหราชอาณาจักรภายในปี 2050

เราต้องรอดูต่อไปว่า SMR จะสามารถทำตามคำมั่นสัญญาได้หรือไม่ แต่เมื่อพิจารณาจากขอบเขตของความท้าทายด้านสภาพอากาศที่เรากำลังเผชิญอยู่ การสำรวจตัวเลือกที่มีอยู่ทั้งหมดก็ดูจะฉลาด

เครดิตภาพ: นูสเกล