หากเอ่ยคำว่า “โรงไฟฟ้านิวเคลียร์” ภาพแรกที่เกิดขึ้นในใจของคนจำนวนไม่น้อยคงเป็นภาพจำเดิมในอดีตที่เคยเกิดอุบัติภัยขึ้น ทั้งฟุกุชิมะและเชอร์โนบิล จึงนำมาสู่การตั้งคำถามว่า “SMR จะปลอดภัยจริงหรือ?” คำตอบต้องเริ่มจากการทำความเข้าใจว่า เทคโนโลยีนิวเคลียร์วันนี้ได้รับการพัฒนาและเดินทางมาไกลจากในอดีตมาก เช่นเดียวกับที่เราไม่เคยปฏิเสธการเดินทางด้วยเครื่องบิน เพียงเพราะเครื่องบินยุคแรกเคยประสบอุบัติเหตุ เทคโนโลยีนิวเคลียร์เองก็มีการออกแบบพัฒนาเพื่อปิดทุกจุดอ่อนในอดีตเช่นกัน
ถอดบทเรียนจากอดีต แล้วออกแบบอนาคตให้ปลอดภัยกว่าเดิม
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบดั้งเดิมอาจต้องพึ่งพาพลังงานไฟฟ้าสำรองในการระบายความร้อนเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน แต่โรงไฟฟ้า SMR เปลี่ยนวิธีคิดนั้นด้วยแนวคิด “Passive Safety” พึ่งพาธรรมชาติ ไม่ใช่มนุษย์และพลังงานไฟฟ้า เมื่อเกิดความผิดปกติระบบความปลอดภัยของโรงไฟฟ้า SMR สามารถทำงานอัตโนมัติได้เองโดยอาศัยหลักการทางธรรมชาติ อาทิ แรงโน้มถ่วง การพาความร้อน การไหลเวียนตามธรรมชาติ
ระบบหยุดเดินเครื่องฉุกเฉิน เมื่อระบบไฟฟ้าหลักดับหรือเกิดเหตุฉุกเฉิน แท่งควบคุม (Control Rods) จะทิ้งตัวลงตามแรงโน้มถ่วงเข้ามาในแกนเครื่องปฏิกรณ์ทันที เพื่อดูดซับนิวตรอนและหยุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ทันที
ระบบน้ำหล่อเย็นฉุกเฉิน หากเกิดเหตุฉุกเฉิน น้ำจากบ่อน้ำสำรองด้านบนจะไหลลงสู่เครื่องปฏิกรณ์ที่อยู่ต่ำกว่าโดยอาศัยแรงโน้มถ่วงตามธรรมชาติ โดยไม่จำเป็นต้องใช้ปั๊มน้ำไฟฟ้า
ระบบระบายความร้อนอัตโนมัติ โดยใช้หลักการไหลเวียนตามธรรมชาติ เมื่อน้ำรอบแกนปฏิกรณ์ร้อนขึ้น ก็จะลอยตัวขึ้นด้านบน แล้วดันให้น้ำเย็นไหลลงมารับความร้อนแทน สามารถรักษาระดับอุณหภูมิให้อยู่ในเกณฑ์ปลอดภัยได้ต่อเนื่องนานหลายวัน
ระบบการเปิด-ปิดวาล์วฉุกเฉิน วาล์วความปลอดภัยหลายตัวถูกออกแบบมาให้ใช้แม่เหล็กไฟฟ้าในการ “ดึงปิด” ไว้ หากเกิดไฟฟ้าดับ สปริงหรือแรงดันภายในจะดันให้วาล์ว “เปิดออกเอง” (Fail-Open) เพื่อปล่อยน้ำระบายความร้อนจากบ่อน้ำสำรองไหลเข้าสู่แกนปฏิกรณ์ตามแรงโน้มถ่วง
ด้วยหลักการเหล่านี้ แม้เครื่องปฏิกรณ์ SMR จะพบกับเหตุการณ์ไฟฟ้าดับ ระบบก็สามารถหล่อเย็นแกนปฏิกรณ์ และรักษาระดับอุณหภูมิให้อยู่ในเกณฑ์ปลอดภัยได้ต่อเนื่องนานหลายวันโดยอัตโนมัติ ไม่จำเป็นต้องใช้เจ้าหน้าที่ควบคุม และไม่เกิดการหลอมละลายของแกนเตา (Core Meltdown)
“เล็กลง” ไม่ได้หมายความว่า “ลดความปลอดภัย”
ขนาดที่เล็กลงของโรงไฟฟ้า SMR ไม่ได้หมายถึงการลดทอนมาตรฐาน แต่คือการออกแบบเชิงวิศวกรรมที่ชาญฉลาด โดยการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ให้มีขนาดเล็กลง ลดความซับซ้อนของระบบ ทำให้โอกาสการเกิดอุบัติเหตุลดลง ลดปริมาณพลังงานและความร้อนที่สะสมอยู่ในระบบน้อยกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไป การควบคุมและระบายความร้อนจึงทำได้ง่ายและรวดเร็ว ทำให้รัศมีในแผนฉุกเฉินของโรงไฟฟ้า SMR เหลือเพียง 1 กิโลเมตร ขณะที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 16 กิโลเมตร
เกราะป้องกันหลายชั้น
ความปลอดภัยของโรงไฟฟ้า SMR ไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ชิ้นเดียว แต่ใช้แนวคิด การป้องกันหลายชั้น (Defense in Depth) เพื่อป้องกันไม่ให้สารกัมมันตรังสีรั่วไหลสู่สิ่งแวดล้อม ออกแบบให้ทนทานต่อภัยธรรมชาติขั้นรุนแรง ทั้งแผ่นดินไหว สึนามิ หรือแม้กระทั่งอุบัติเหตุจากภายนอก
- เม็ดเชื้อเพลิง (Fuel Pellet) ผิวเม็ดเชื้อเพลิงมีลักษณะเป็นผิวเซรามิกที่สามารถทนต่อการกัดกร่อนและกักเก็บรังสีไม่ให้หลุดออกมาภายนอกเม็ดเชื้อเพลิงได้
- ท่อหุ้มเชื้อเพลิง (Cladding) ทำจากโลหะผสมเซอร์โคเนียม และทำการปิดผนึกหัวท้าย
- ถังปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (Reactor Vessel) ทำจากเหล็กกล้าที่ผนังมีความหนา 15 – 20 เซนติเมตร
- อาคารคลุมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (Containment Building) เป็นคอนกรีตเสริมเหล็กหนาประมาณ 1.5 – 2 เมตร ซึ่งสามารถทนต่อการชนของเครื่องบินได้ ส่วนแผ่นเหล็กกรุผนังด้านในอาคาร ทำมาจากเหล็กกล้าหนา 4 – 6 เซนติเมตร
โรงไฟฟ้า SMR สามารถก้าวผ่านภาพของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในอดีต เพราะความปลอดภัยของโรงไฟฟ้า SMR ไม่ได้เป็นเพียงแผนรับมือฉุกเฉิน แต่เป็นสิ่งที่ออกแบบไว้ตั้งแต่แรก (Safe by Design) และต้องมีการประเมินความปลอดภัยตามหลักเกณฑ์ของ IAEA ซึ่งมีการควบคุมกำกับดูแลจากหน่วยงานทั้งในประเทศและระหว่างประเทศ ที่สำคัญคือพร้อมให้สังคมได้รู้จักเทคโนโลยีนี้บนพื้นฐานของข้อเท็จจริง
