อนันท์ โอมณี
นักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ชำนาญการ
ฝ่ายพัฒนาเทคโนโลยีการจัดการกากก้มมันตรังสีศูนย์จัดการกากกัมมันตรังสี
ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา พลังงานทดแทน หรือrenewable energy ถูกพูดถึงเป็นอย่างมากในวงการวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม มีการประดิษฐ์ คิดค้น เพื่อรังสรรค์สร้างอุปกรณ์ต้นแบบมาเพื่อผันต้นกำเนิดพลังงานสะอาด เช่น น้ำ ลม และแสงอาทิตย์ ให้กลายไปเป็นพลังงานที่มนุษย์อย่างเราต้องการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลังงานไฟฟ้า
แต่หากจะพูดกันตามตรงแล้ว พลังงานทดแทนที่ได้นั้นยังไม่เพียงพอสำหรับโลกในยุคปัจจุบันที่รายล้อมไปด้วยอุตสาหกรรม ด้วยเหตุนี้ หลายประเทศได้มีนโยบายการใช้พลังงานแบบผสมผสานโดยเป็นการรวมกันระหว่างพลังงานทดแทน และพลังงานนิวเคลียร์ ยกตัวอย่างเช่นประเทศญี่ปุ่น เยอรมัน สหรัฐอเมริกา เป็นต้น และแน่นอนว่าพลังงานนิวเคลียร์นั้นสร้างความกังวลให้กับประชาชนมิใช่น้อย ไม่เพียงแต่ประชากรในประเทศที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ หากแต่รวมไปถึงผู้คนในประเทศข้างเคียงด้วย การขาดความเข้าใจเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์เป็นสาเหตุใหญ่ที่ทำให้เกิดความกังวลและต่อต้าน บทความนี้ต้องการจะฉายภาพให้เห็นว่า เหตุอันใดสาธารณชนจึงกังวลใจเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ และหากมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เกิดขึ้นแล้ว มีวิธีการจัดการสิ่งอันตรายที่เกิดจากโรงงานดังกล่าวนี้อย่างไร
วัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และกากนิวเคลียร์
กากนิวเคลียร์เป็นสิ่งหนึ่งที่ถูกสร้างขึ้นจากกิจกรรมของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ที่สร้างความกังวลให้กับประชาชนมิใช่น้อย สิ่งนี้เป็นผลลัพธ์ที่ได้จากวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ และเป็นปัญหาที่ไม่อาจหลีกเลี่ยงได้ที่อุตสาหกรรมโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ต้องเผชิญ กากนิวเคลียร์เกิดขึ้นได้อย่างไร คงต้องไล่เรียงดูถึงที่มาที่ไปของกระบวนการของวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ กระบวนการแรกเริ่มนั้นมาจากการขุดแร่ยูเรเนียม กระบวนการนี้จะทำให้เกิดหางแร่ที่ประกอบด้วยไอโซโทปของธาตุกัมมันตรังสี ที่พบได้ตามธรรมชาติในแร่ยูเรเนียม การสกัดคัดแยกเอายูเรเนียมทำได้โดยการละลายเพื่อแยกแร่ดังกล่าวออกจากหิน ท้ายที่สุดจะได้แร่ยูเรเนียมออกมาในรูปของเค้กเหลือง จากนั้นนำเข้าสู่กระบวนการทำให้เข้มข้น (Enrichment) เพื่ อเพิ่ มสั่ดส่วนของอะตอมยูเรเนียม-235 ในแร่ยูเรเนียม และนำเข้าสู่กระบวนการสร้างและประกอบมัดเชื้อเพลิง (Assembly) จะได้แท่งเชื้อเพลิง (fuel rod) ที่จะถูกนำไปใช้ในกระบวนการผลิตพลังงานไฟฟ้า? หากเมื่อถึงจุดสิ้นสุดอายุไขความสามารถการใช้งานของแท่งเชื้อเพลิงแล้ว แท่งเชื้อเพลิงดังกล่าวจะถูกพิจารณาว่าเป็นกากนิวเคลียร์ด้วยเช่นกัน จากกระบวนการที่ กล่าวมาจะเห็นได้ว่ากากนิวเคลียร์นั้นสามารถถูกสร้างขึ้นและอาจมีการปนเปื้อนในทุกๆขั้นตอนของการดำเนินการ นับจากกระบวนการทำเหมืองยูเรเนียมที่มีการขุดและปลดปล่อยรังสีแอลฟาออกมาการสกัดเพื่อคัดแยกแร่ และการขนส่งวัสดุอุปกรณ์จากการดำเนินการ นอกจากนี้ ผู้ปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้อง ล้วนมีส่วนต่อการแพร่กระจายของกากนิวเคลียร์ที่ปนเปื้อนด้วยสารกัมมันตรังสี ออกสู่สิ่งแวดล้อมทั้งสิ้น คำถามที่ตามมาก็คือ สารกัมมันตรังสีเล็ดรอดสู่สิ่งแวดล้อมได้อย่างไร ?
กากนิวเคลียร์ไปถึงสิ่งแวดล้อมและผู้คนได้อย่างไร
ปัญหาหลักในการจัดการกากนิวเคลียร์ก็คืออายุ(ค่าครึ่งชีวิต ที่ยาวนานของธาตุกัมมันตรังสี ยกตัวอย่างเช่นยูเรเนียม-235 มีครึ่งชีวิต 703.8 ล้านปี นั่นหมายถึงต้องใช้เวลายาวนานถึง 703.8 ล้านปี จึงจะทำให้ไอโซโทปดังกล่าวสลายตัวลดความแรง (ค่ากัมมันตภาพรังสี) เหลือเพียงครึ่งหนึ่งของค่าเริ่มต้น แน่นอนว่า อุณหภูมิและสภาพอากาศ จะไม่ส่งผลทำให้อัตราการสลายตัวนี้เร็วขึ้นยูเรเนียม และผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการสลายตัวของมันเช่น เรเดียม-223 สามารถแพร่กระจายสู่ระบบนิเวศต่างๆ ก่อให้เกิดการปนเปื้อนได้ในวงกว้าง อนุภาคเหล่านี้จะยังคงอยู่ในระบบนิเวศน์นั้นๆ และจะคอยส่งผลกระทบทางรังสีที่เป็นอันตรายเป็นเวลานานถึงสิบเท่าครึ่งชีวิตนั่นหมายถึงระยะเวลาประมาณ 7,038 ล้านปี กากนิวเคลียร์นี้สามารถแพร่กระจายสู่สิ่งแวดล้อมได้ทั้งในภาคพื้นดิน น้ำ และอากาศ เกิดการสะสมอยู่ในแหล่งน้ำเพื่อการอุปโภคบริโภค สะสมในดินที่พืชใช้ในการเจริญเติบโต ท้ายที่สุดไปสะสมอยู่ในตัวมนุษย์อย่างเรา
กากนิวเคลียร์ไปถึงสิ่งแวดล้อมและผู้คนได้อย่างไร
ปัญหาหลักในการจัดการกากนิวเคลียร์ก็คืออายุ(ค่าครึ่งชีวิต ที่ยาวนานของธาตุกัมมันตรังสี ยกตัวอย่างเช่นยูเรเนียม-235 มีครึ่งชีวิต 703.8 ล้านปี นั่นหมายถึงต้องใช้เวลายาวนานถึง 703.8 ล้านปี จึงจะทำให้ไอโซโทปดังกล่าวสลายตัวลดความแรง (ค่ากัมมันตภาพรังสี) เหลือเพียงครึ่งหนึ่งของค่าเริ่มต้น แน่นอนว่า อุณหภูมิและสภาพอากาศ จะไม่ส่งผลทำให้อัตราการสลายตัวนี้เร็วขึ้นยูเรเนียม และผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการสลายตัวของมันเช่น เรเดียม-223 สามารถแพร่กระจายสู่ระบบนิเวศต่างๆ ก่อให้เกิดการปนเปื้อนได้ในวงกว้าง อนุภาคเหล่านี้จะยังคงอยู่ในระบบนิเวศน์นั้นๆ และจะคอยส่งผลกระทบทางรังสีที่เป็นอันตรายเป็นเวลานานถึงสิบเท่าครึ่งชีวิตนั่นหมายถึงระยะเวลาประมาณ 7,038 ล้านปี กากนิวเคลียร์นี้สามารถแพร่กระจายสู่สิ่งแวดล้อมได้ทั้งในภาคพื้นดิน น้ำ และอากาศ เกิดการสะสมอยู่ในแหล่งน้ำเพื่อการอุปโภคบริโภค สะสมในดินที่พืชใช้ในการเจริญเติบโต ท้ายที่สุดไปสะสมอยู่ในตัวมนุษย์อย่างเรา
กากนิวเคลียร์ส่งผลต่อสุขภาพอย่างไร
รังสีจากกากนิวเคลียร์อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้คนและระบบนิเวศ ผลกระทบทางรังสีต่อสุขภาพของมนุษย์ ขึ้นอยู่กับการสัมผัสกับรังสี ชนิดของรังสี ปริมาณพลังงานของมัน และระยะเวลาที่เนื้อเยื่อได้รับรังสี ทั้งนี้เซลล์เนื้อเยื่อและอวัยวะที่แตกต่างกัน จะมีปฏิกิริยาตอบสนองต่อรังสีแตกต่างกันไป อย่างไรก็ตามผลของรังสีอาจทำให้ป่วยกะทันหันหรือเสียชีวิตได้หากได้รับรังสีในระดับความแรงรังสีสูง หรือทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยเรื้อรังได้ โดยเฉพาะโรคมะเร็ง ที่ถูกเชื่อว่าเป็นผลมาจากการได้รับรังสีในปริมาณน้อย ๆ แต่เป็นระยะเวลานานผลกระทบอย่างอื่น ได้แก่ การบาดเจ็บจากการไหม้ และการเจ็บป่วย นอกจากนี้อาจทำให้เกิดริ้วรอยก่อนวัยหรือถึงขั้นเสียชีวิตได้ ในกรณีหากได้รับรังสีในปริมาณมากการเสียชีวิตมักเกิดขึ้นภายในสองถึงสามเดือน มักพบอาการคลื่นไส้ อ่อนแรง อ่อนเพลีย ผมร่วง ผิวหนังไหม้อาเจียน อาการท้องร่วงและเลือดออก ซึ่งเป็นอาการหลัของความเจ็บป่วยที่เกิดจากรังสี นอกจากนี้ยังส่งผลกระทบทางพันธุกรรม โดยมีความผิดปกติที่มักเกิดขึ้นเช่น ขนาดศีรษะหรือสมองเล็กลงหรือมีรูปทรงผิดปกติดวงตาเจริญเติบโตช้า ปัญญาอ่อน เป็นต้น
จัดการกากนิวเคลียร์อย่างไร
จากข้างต้นจะเห็นว่า แหล่งเชื้อเพลิงหลักที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าคือ วัสดุนิวเคลียร์ที่ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าหรือที่เรียกว่าเชื้อเพสิ่งนิวเคลียร์ เมื่อเลิกใช้งานแล้ว จะมีสถานะเช่นเดียวกับกากกัมมันตรังสี ซึ่งมีความเป็นอันตรายอย่างยิ่งและจำเป็นต้องมีกระบวนการจัดการที่รัดกุมและเหมาะสม เพื่อลดผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ และสิ่งแวดล้อมให้น้อยที่สุด กากกัมมันตรังสี
เป็นปัญหาใหญ่ที่สุดอย่างหนึ่งที่อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ต้องเผชิญ สิ่งที่ทำให้เกิดความวิตกกันมากที่สุด คือกากนิวเคลียร์บางส่วนเป็นกากกัมมันตรังสีระดับสูง
(high-level radioactive waste) ที่ สามารถให้ความร้อนออกมา มีผลทำให้เกิดการกัดกร่อนภาชนะบรรจุ และสามารถทำให้คนที่ได้รับรังสีจากกากฯ ดังกล่าวโดยตรงเสียชีวิตได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่วัน
อย่างไรก็ตามพลังงานไฟฟ้าที่ได้จากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ก็มีความโดดเด่นในเรื่องพลังงานที่ได้จำนวนมากจากการใช้เชื้อเพลิงเพียงเล็กน้อย ทำให้เกิดของเสียในปริมาณน้อยเมื่อเทียบกับการผลิตไฟฟ้าแบบอื่ นๆอย่างไรก็ตาม แม้ปริมาณของเสียจะมีเพียงเล็กน้อย แต่ของเสียส่วนใหญ่คือ กากกัมมันรังสีและจำเป็นต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวังเนื่องจากเป็นวัสดุที่อันตรายแนวปฏิบัติที่ทั่วโลกเคยใช้ในการกำจัดกากนิวเคลียร์ได้แก่ การทิ้งกากกัมมันตภาพรังสีในมหาสมุทร ซึ่งได้มีการยกเลิกไปแล้ว ทำให้ในปัจจุบันเหลือเพียงการฝังกากกัมมันตรังสีใต้ดินลึกเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การฝังกากฯไม่ได้กระทำได้อย่างง่ายดาย มิใช่เป็นเพียงการนำกากฯ ที่เกิดขึ้นห่อใส่ถุงพลาสติกสีดำแล้วนำไปทิ้งในหลุมฝังเท่านั้น หากแต่ต้องทำการปรับสภาพกากฯ ให้อยู่ในรูปแบบที่แข็งเรงและเหมาะสม ก่อนที่จะทำการฝังกากฯดังกล่าว
บทสรุป
จะเห็นได้ว่าพลังงานนิวเคลียร์ มีสิ่งที่ต้องแลกมาคือกากนิวเคลียร์จากวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ที่สามารถส่งผลกระทบต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม หากแต่การจัดการกากนิวเคลี่ยร์เหล่านั้นอย่างถูกต้อง รัดกุมเป็นไปตามหลักวิชาการและนโยบายด้านความปลอดภัยของประเทศ จะลดผลกระทบนั้นได้ จริงอยู่ที่ประเทศไทยยังไม่มีโรงงานพลังงานนิวเคลียร์ แต่ในอนาคตไม่แน่ ตราบใดที่ปริมาณความต้องการพลังงานยังเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ประกอบกับการสร้างพลังงานทดแทนยังไม่สามารถตอบสนองความต้องการของประชากรโลกได้อย่างเพียงพอ
เอกสารอ้างอิง
Sikander Hayat Arshad Ali, Shahiq Iqbal, Maqbool Sadiq Awan. (2015). Nuclear Waste and Our
Environment. American Journal of Social Science Research, Vol.1, No.2, Jun. 2015.
