พลังงานนิวเคลียร์

1. พลังงานนิวเคลียร์

2. เสนอ คุณครูสุรเชษฐ อ้นเพ็ง

3. จัดทำโดย กลุ่ม 5 ชั้น ม.4/5 1.นส.ชิดชนก ประภาวีระ เลขที่1 2.นส.วธัญญา ทวนทอง เลขที่ 10 3.นายณัฐภัทร หมื่นจำปา เลขที่16 4.นส.ภาณุมาศ วัฒน์พานิช เลขที่ 19 5.นายรุ่งโรจน์ วัฒนวิกย์กรรม์ เลขที่ 26 6.นายภาคภูมิ เสียงเสนาะ เลขที่ 33 7.นายสิทธิกรานต์ ตรีสุธรรมมาศ เลขที่ 38 8.นส.ศศิวิภา เศษบุปผา เลขที่ 39

4. พลังงานนิวเคลียร์ - เป็นพลังงานที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสของอะตอมของธาตุบางธาตุ -พลังงานนิวเคลียร์สามารถปล่อยรังสีและอนุภาคเช่น -รังสีเอ็กซ์ -รังสีแกมมา -อนุภาคแอลฟา, อนุภาคบีตา,อนุภาคโปรตอน,อนุภาคอิเล็กตรอน -พลังงานปรมาณู

5. แรงนิวเคลียร์

6. เนื่องจากในนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน แสดงว่าระยะห่างระหว่างโปรตอนซึ่งมีประจุ+มีค่าน้อยมาก ทำให้แรงผลักระหว่างประจุไฟฟ้าของโปรตอนมีค่าสูงและมากกว่าแรงดึงดูดระหว่างมวล ดังนั้น การยึดกันของ นิวคลีออนในนิวเคลียสต้องมีแรงอีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่า แรงนิวเคลียร์ มากระทำ แรงนิวเคลียร์ ต้องมีค่ามหาศาล เพราะ นิวคลีออนต้องอัดตัวอยู่อย่างแน่นมาก

7. ปฏิกิริยานิวเคลียร์

8. ปฏิกิริยานิวเคลียร์แบ่งออกได้ 2 ประเภท ดังนี้1. ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission reaction)คือปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น เนื่องจากการยิงอนุภาคนิวตรอนเข้าไป ยังนิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทำให้นิวเคลียร์แตกออกเป็น นิว - เคลียร์ที่เล็กลงสองส่วนกับให้อนุภาคนิวตรอน 2-3 อนุภาค และคายพลังงานมหาศาลออกมา

9. นิวตรอนที่เกิดขึ้น 2-3 ตัวซึ่งมีพลังงานสูงจะวิ่งไปชนนิวเคลียสของอะตอมที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องไปเป็นลูกโซ่ ซึ่งเรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่ ซึ่งทำให้ได้พลังงานมหาศาล

10. ปฏิกิริยาลูกโซ่ ถ้าไม่มีการควบคุม จะเกิดปฏิกิริยารุนแรงที่เรียกว่า ลูกระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) เพื่อควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ไม่ให้เกิดรุนแรง นักวิทยาศาสตร์จึงได้สร้างเตาปฏิกรณ์ปรมาณู ซึ่งสามารถควบคุมการเกิดปฏิกิริยาได้โดยการควบคุมปริมาณนิวตรอนที่เกิดขึ้นไม่ให้มากเกินไป และหน่วงการเคลื่อนที่ของนิวตรอนให้ช้าลง ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ได้นำปฏิกิริยาฟิชชันแบบควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่มาใช้ประโยชน์ในทางสันติ เช่น ใช้ในการผลิตไอโซโทปกัมมันตรังสีสำหรับใช้ในการแพทย์ การเกษตร และอุตสาหกรรม ส่วนพลังงานความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยาฟิชชันที่ถูกควบคุมสามารถนำไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้

11. 2. ปฏิกิริยาฟิวชัน (Fussion reaction) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุเบาหลอมรวมกันเข้าเป็นนิวเคลียสที่หนักกว่า มีการปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ออกมา (พลังงานเกิดขึ้นจากมวลส่วนหนึ่งหายไป) พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันมีค่ามากกว่าพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันจะเกิดขึ้นได้ก็จะต้องใช้ความร้อนเริ่มต้นสูงมาก เพื่อเอาชนะแรงผลักระหว่างนิวเคลียสที่จะเข้ารวมตัวกัน เช่น ระเบิดไฮโดรเจนจะต้องใช้ความร้อนจากระเบิดปรมาณูเป็นตัวจุดชนวน

12. ความสัมพันธ์ระหว่าง มวลกับพลังงาน

13. มวลอาจเปลี่ยนเป็นพลังงาน และพลังงานสามารถเปลี่ยนเป็นมวลได้ ซึ่งมีความสัมพันธ์กันดังสมการ E =mc เมื่อ E คือ พลังงาน m คือ มวล c คือ ความเร็วแสง ( 2.9979x 10 ) เนื่องจากมวลในระดับนิวเคลียสน้อยมาก มีหน่วยเป็น a.m.u. หรือ u =1.6605x10 ) 2 8 -27

14. โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์

15. โรงไฟฟ้าพลังความร้อนชนิดหนึ่งใช้ความร้อนทำให้น้ำเดือดกลายเป็นไอน้ำ ไปหมุนกังหัน เพื่อหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำการผลิตไฟฟ้า ความแตกต่างอยู่ที่แหล่งกำเนิดความร้อน ซึ่งได้มา จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ แทนที่จะเป็นการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง น้ำมัน ถ่านหิน หรือก๊าซธรรมชาติ

16. โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่เด่น ๆ มีอยู่ 3 แบบใหญ่ ๆ คือ  • โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบความดันสูง (Pressurized Water Reactor PWR) • โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบน้ำเดือด (Boiling Water Reactor BWR) • โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบใช้ Heavy Water (Canadian Uranium Deuterium : CANDU)

17. วิธีการปลดปล่อยพลังงานมี 3 ลักษณะ 1. พลังงานนิวเคลียร์ที่ปลดปล่อยในลักษณะเฉียบพลัน 2. พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งควบคุมได้ 3. พลังงานนิวเคลียร์จากสารกัมมันตรังสี

18. พลังงานนิวเคลียร์ที่ถูกปลดปล่อยออกมาในลักษณะเฉียบพลันพลังงานนิวเคลียร์ที่ถูกปลดปล่อยออกมาในลักษณะเฉียบพลัน เป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ควบคุมไม่ได้ (Uncontrolled reactions) พลังงานจะเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เป็นเหตุให้เกิดการระเบิด (Nuclear Explosion) สิ่งประดิษฐ์ที่ใช้หลักการเช่นนี้ ได้แก่ ระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) หรือระเบิดไฮโดรเจน และหัวรบนิวเคลียร์ แบบต่างๆ การใช้ระเบิดนิวเคลียร์ในโครงการด้านสันติ เช่นการขุดหลุมลึก (Cratering) ขนาดใหญ่

19. พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งควบคุมได้พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งควบคุมได้ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งควบคุมได้ตลอดเวลา (Controlled nuclear reaction) ซึ่งมนุษย์ได้นำเอาหลักการมาพัฒนาขึ้นจนถึงขั้นที่นำมาใช้ประโยชน์ในระดับขั้นการค้า หรือบริการสาธารณูปโภคได้แล้ว มีอยู่แบบเดียวคือ ปฏิกิริยาฟิชชันห่วงโซ่ของไอโซโทปยูเรเนียม-235 และของไอโซโทปที่แตกตัวได้ (Fissile isotopes) อื่นๆอีก 2 ชนิด (ยูเรเนียม-238 และพลูโตเนียม 239)

20. พลังงานนิวเคลียร์จากสารกัมมันตรังสีพลังงานนิวเคลียร์จากสารกัมมันตรังสี สารกัมมันตรังสี (Radioactive material) คือสารที่องค์ประกอบส่วนหนึ่งมี ลักษณะเป็นไอโซโทปมีโครงสร้างปรมาณูไม่คงตัว (Unstable isotope) และจะสลายตัวโดย การปลดปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของรังสีอัลฟารังสีเบตารังสีแกมมา หรือรังสีเอกซ์ รูปใดรูปหนึ่ง หรือมากกว่าหนึ่งรูปพร้อมๆกัน ไอโซโทปที่มีคุณสมบัติดังกล่าวนี้ เรียกว่า ไอโซโทป กัมมันตรังสี หรือ ไอโซโทปรังสี ( Radioisotope) คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่งของไอโซโทปรังสี คืออัตราการสลายตัวด้วยค่าคงตัวที่เรียกว่า”ครึ่งชีวิต(Half life)” ซึ่งหมายถึง ระยะเวลาที่ไอโซโทปจำนวนหนึ่ง จะสลายตัวลดลงเหลือ เพียงครึ่งหนึ่งของจำนวนเดิม

21. ประโยชน์ของจากการใช้พลังงานนิวเคลียร์ประโยชน์ของจากการใช้พลังงานนิวเคลียร์ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ทำให้สามารถนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในการผลิตพลังงานไฟฟ้า ทำให้อุตสาหกรรมเติบโตและขยายตัวอย่างมาก ทั้งทำให้การดำเนินชีวิตของมนุษย์มีความสะดวกสบายมากขึ้น เพราะมีการนำพลังงานไฟฟ้าไปใช้ในกิจกรรมด้านต่างๆ รวมทั้งในชีวิตประจำวัน

22. ประโยชน์ที่สำคัญของพลังงานนิวเคลียร์...ประโยชน์ที่สำคัญของพลังงานนิวเคลียร์... • - จำเป็นต่อความมั่นคงด้านพลังงานของประเทศ • - กระจายความเสี่ยงด้านเชื้อเพลิงและราคา • - นำไปสู่การลดการพึ่งพิงการนำเข้าพลังงาน • - เป็นพลังงานราคาถูก • - เป็นพลังงานสะอาดและช่วยแก้ปัญหาโลกร้อน • - เป็นพลังงานที่ปลอดภัย ไร้กังวล

23. ความเสี่ยงจากการใช้พลังงานนิวเคลียร์ความเสี่ยงจากการใช้พลังงานนิวเคลียร์ หากเกิดการรั่วไหลของกัมมันตภาพรังสีขึ้นจะเป็นอันตรายร้ายแรงต่อชีวิตและสภาพแวดล้อมได้ ตัวอย่างเช่นการรั่วไหลที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่เกาะทรีไมล์ มลรัฐเพนซิลวาเนีย สหรัฐอเมริกา ในปี 1979 หรือการระเบิดของโรงไฟฟ้าเชอร์โนบิลของอดีตสหภาพโซเวียต ในปี1986 ทำให้ทั่วโลกตระหนักถึงภยันตรายของการใช้พลังงานรูปแบบนี้ นักวิทยาศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญทั่วโลกต่างค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในแง่มุมต่างๆ ตลอดจนผลกระทบต่างๆของการใช้พลังงานนิวเคลียร์