สหรัฐอเมริกาเตรียมเปิดใช้เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็ก (Microreactor) เครื่องใหม่เครื่องแรกในรอบ 50 ปี ภายในสองปีข้างหน้า เพื่อปฏิวัติการวิจัยพลังงานนิวเคลียร์ของประเทศ
โครงการนี้มีชื่อว่า MARVEL (Microreactor Applications Research Validation and Evaluation) เป็นโครงการพัฒนาเตาปฏิกรณ์ขนาดเล็กที่ระบายความร้อนดัวยโซเดียมและโพแทสเซียม (sodium-potassium-cooled reactor) พร้อมเครื่องยนต์สเตอร์ลิง (Stirling Engine) ที่สามารถผลิตพลังงานได้ 100 กิโลวัตต์ ด้วยธาตุยูเรเนียมในปริมาณเล็กน้อย
โครงการนี้นำโดยห้องปฏิบัติการแห่งชาติไอดาโฮ (Idaho National Laboratory) มีเป้าหมายหลักเพื่อวิจัยและทดสอบการใช้งานจริงของเตาปฏิกรณ์ขนาดเล็ก รวมถึงแก้ปัญหาต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีดังกล่าว เมื่อสร้างเสร็จ MARVEL จะตั้งที่ศูนย์วิจัยวัสดุและเชื้อเพลิงของห้องปฏิบัติการดังกล่าว และจะทำงานที่อุณหภูมิระหว่าง 500-550 องศาเซลเซียส โดยมีเครื่องยนต์สเตอร์ลิงช่วยเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า
สรุปข่าว
ความแตกต่างของ MARVEL กับเตาปฏิกรณ์ทั่วไปคือ ความสามารถในการผลิตและประกอบในโรงงานแล้วค่อยเคลื่อนย้ายไปติดตั้งยังจุดที่ต้องการ ไม่จำเป็นต้องประกอบขึ้นในสถานที่ปฏิบัติงานโดยตรง ข้อดีนี้ทําให้เตาปฏิกรณ์ขนาดเล็กนี้เหมาะสําหรับใช้ในภาคอุตสาหกรรมและช่วยให้การติดตั้งเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าทำได้อย่างง่ายดาย
ทีมวิจัยของ MARVEL ระบุว่า เตาปฏิกรณ์ขนาดเล็กสามารถให้พลังงานและความร้อนสำหรับการผลิตไฟฟ้าแบบกระจายศูนย์ ทั้งในภาคพลเรือน อุตสาหกรรม และการป้องกันประเทศ นอกจากนี้ยังเป็นการผลักดันให้แนวคิดเตาปฏิกรณ์ขนาดเล็กสามารถได้รับการอนุญาตและนำไปใช้เชิงพาณิชย์ได้ง่ายขึ้น
นอกจากนี้ กระทรวงพลังงานของสหรัฐเพิ่งได้มอบสัญญาการสร้างระบบหล่อเย็นหลัก (Primary Coolant System) ให้กับบริษัทแคโรไลนา ฟาบริเคเทอรส์ (Carolina Fabricators) จากรัฐเซาท์แคโรไลนา ระบบถือเป็นองค์ประกอบที่ซับซ้อนที่สุด เนื่องจากจะทำหน้าที่จัดการและถ่ายเทความร้อนจากแกนปฏิกรณ์ที่อุณหภูมิพุ่งสูงขึ้นถึงหลายร้อยองศาเซลเซียสภายในระยะเวลาอันสั้นได้
ก่อนหน้านี้ Carolina Fabricators ได้สร้าง “ถังป้องกัน” (Guard Vessel) สำหรับแกนปฏิกรณ์ของ MARVEL โดยถังนี้จะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันพิเศษที่ห่อหุ้มแกนปฏิกรณ์และระบบหล่อเย็นหลักในกรณีที่เกิดความผิดพลาดในระบบ เช่น หากมีของเหลวรั่วไหลจากระบบหล่อเย็นหลัก ถังป้องกันจะช่วยป้องกันไม่ให้สารเคมี เช่น โซเดียม-โพแทสเซียมไหลสู่ภายนอกอันเป็นสิ่งสำคัญอย่างมากต่อความปลอดภัยของเตาปฏิกรณ์
อย่างไรก็ตาม การสร้างระบบหล่อเย็นหลักจะซับซ้อนกว่าถังป้องกันอย่างมาก เมื่อระบบหล่อเย็นหลักเสร็จสมบูรณ์ ทีมงานจะเดินหน้าพัฒนาเฟรมรองรับเตาปฏิกรณ์และระบบควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อไป
โครงการ MARVEL คาดว่าจะเริ่มใช้งานจริงในปี 2027 หรือในอีกสองปีข้างหน้า และจะดำเนินการทดลองเป็นระยะเวลาประมาณสองปี นับเป็นอีกก้าวสำคัญของสหรัฐในการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานนิวเคลียร์แห่งอนาคต
ที่มาข้อมูล : MARVEL
ที่มารูปภาพ : Circe Denyer from Pixabay