สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๒๘ / เรื่องที่ ๗ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ / หลักการทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

หลักการทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบ่งการทำงานออก เป็น ๒ ส่วนใหญ่ๆ คือ ๑) ส่วนผลิตความร้อน ได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ระบบน้ำระบายความร้อน และเครื่องผลิตไอน้ำ ๒) ส่วนผลิตกระแสไฟฟ้า ประกอบด้วย กังหันไอน้ำ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยส่วนผลิตความร้อนจะส่งผ่านความร้อนให้กระบวนการผลิตไอน้ำ เพื่อนำไปใช้ผลิตไฟฟ้าต่อไป พิจารณาจากหลักการทำงาน อาจแบ่งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ออกได้เป็น ๓ แบบดังนี้ ๑. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบปฏิกรณ์ความดันสูง (Pressurized Water Reactor : PWR) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบ PWR มีหลักการทำงานคือ เมื่อเครื่องปฏิกรณ์ทำงาน จะเกิดปฏิกิริยาแตกตัวกับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ทำให้เกิดความร้อน กัมมันตรังสี และผลิตผลจากการแตกตัว (fission product) หรือกากเชื้อเพลิง โดยความร้อนจากเชื้อเพลิง จะถ่ายเทให้แก่น้ำระบายความร้อนวงจรที่ ๑ ซึ่งไหลเวียนตลอดเวลาด้วยปั๊มน้ำ โดยมีเครื่องควบคุมความดันคอยควบคุมความดันภายในระบบให้สูง และคงที่ ส่วนน้ำที่รับความร้อนจากเชื้อเพลิง จะไหลไปยังเครื่องผลิตไอน้ำ และถ่ายเทความร้อนให้ระบบน้ำวงจรที่ ๒ ซึ่งแยกเป็นอิสระจากกัน ทำให้น้ำเดือดกลายเป็นไอน้ำแรงดันสูง และถูกส่งผ่านไปหมุนกังหันไอน้ำ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งต่ออยู่กับกังหันไอน้ำ เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุน จะเกิดกระแสไฟฟ้า ที่สามารถนำไปใช้งานได้ต่อไป ไอน้ำแรงดันสูงที่หมุนกังหันไอน้ำแล้ว จะมีแรงดันลดลง และถูกส่งผ่านมาที่เครื่องควบแน่นไอน้ำ เมื่อไอน้ำได้รับความเย็นจากวงจรน้ำเย็น จะกลั่นตัวเป็นน้ำ และส่งกลับไปยังเครื่องผลิตไอน้ำด้วยปั๊มน้ำ เพื่อรับความร้อนจากระบบน้ำวงจรที่ ๑ วนเวียนเช่นนี้ตลอดการเดินเครื่องปฏิกรณ์ ๒. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบปฏิกรณ์น้ำเดือด (Boiling Water Reactor : BWR) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบ BWR มีหลัก การทำงานคล้ายโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบ PWR แต่มีข้อแตกต่างกันที่ส่วนผลิตความร้อน เพราะความร้อนจากเชื้อเพลิง ที่ถ่ายเทให้แก่วงจรน้ำระบายความร้อน จะทำให้น้ำเดือดกลายเป็นไอน้ำ ไปหมุนกังหันไอน้ำโดยตรง โดยไม่มีระบบน้ำวงจรที่ ๒ มารับความร้อนเหมือนแบบ PWR ๓. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบปฏิกรณ์น้ำมวลหนัก (Pressurized Heavy Water Reactor : PHWR) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบ PHWR หรือมีชื่อทางการค้าว่า แคนดู (CANDU : CANada Deuterium Uranium) มีหลักการทำงานเหมือนโรงไฟฟ้าแบบ PWR แต่แตกต่างกันที่ เครื่องปฏิกรณ์จะวางในแนวนอน ใช้ยูเรเนียมธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง และใช้น้ำมวลหนัก (Heavy water : D2O) เป็นสารระบายความร้อน และสารหน่วงนิวตรอน