ตามปกติเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทุกเตาได้รับการออกแบบให้แท่งควบคุมสามารถยับยั้งปฏิกิริยาฟิชชันให้หยุดทำงานอย่างสมบูรณ์ภายในเวลารวดเร็ว ก่อนที่เตาปฏิกรณ์จะระเบิด แต่อุบัติเหตุที่เกิดเมื่อ 20 ปีก่อน เมื่อเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ Chornobyl ในรัสเซียระเบิดในเดือนเมษายน พ.ศ. 2529 การสอบสวนสาเหตุทำให้รู้ว่าอุบัติเหตุเกิดเพราะเจ้าหน้าที่ดึงแท่งควบคุมออกจากแกนจนเกือบหมด ทำให้ปฏิกิริยาฟิชชันเกิดอย่างไร้การควบคุม ทำให้แกนของเตาปฏิกรณ์มีอุณหภูมิสูงมากจนไฟลุกไหม้ กัมมันตรังสีจึงรั่วไหลออกมา มีผลทำให้คนที่อยู่ในบริเวณโรงไฟฟ้า 9,000 คน ต้องเสียชีวิตเพราะพิษกัมมันตรังสี ในเวลาต่อมา
เพราะเหตุว่าอนุภาคนิวตรอนที่เกิดใหม่ในปฏิกิริยาฟิชชันทุกปฏิกิริยามีความเร็วสูง มันจึงไม่ทำปฏิกิริยากับ U-235 เมื่อ Fermi ได้พบว่า จะมีแต่นิวตรอนความเร็วต่ำเท่านั้นที่จะทำให้เกิด ปฏิกิริยาลูกโซ่ได้ ดังนั้น กระบวนการทำให้นิวตรอนเคลื่อนที่ช้าลงจึงเป็นเรื่องจำเป็น ด้วยเหตุนี้บริเวณรอบแท่งควบคุมและแท่งเชื้อเพลิง จึงต้องมีตัวหน่วงความเร็ว ( moderator) ของนิวตรอนห้อมล้อม ตัวหน่วงนี้ทำหน้าที่หน่วงความเร็วของนิวตรอนที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันให้เคลื่อนที่ช้าลง ตัวหน่วงความเร็วที่นิยมใช้คือ น้ำ หรือน้ำมวลหนัก (heavy water) ซึ่งประกอบด้วยธาตุ deuterium กับ oxygen (deuterium คือ isotope หนึ่งของไฮโดรเจน ซึ่งนิวเคลียสของมันมีโปรตอน และนิวตรอนอย่างละตัว) หรือกราไฟท์ ซึ่งทำหน้าที่ชะลอความเร็วของนิวตรอน จนกระทั่งมีอุณหภูมิเท่าอุณหภูมิของแกนเชื้อเพลิง เราเรียกนิวตรอนประเภทนี้ว่า นิวตรอนช้า (thermal neutron) เพราะมีพลังงานตั้งแต่ 0.02-0.5 eV (eletron volt) หรือมีความเร็วประมาณ 2,200 เมตร/วินาที ที่อุณหภูมิห้อง และนิวตรอนช้านี้คือปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่
เพราะเตาปฏิกรณ์ปรมาณูจากปกติจะปลดปล่อยพลังงานปริมาณมหาศาล เช่น ถ้าเราใช้เชื้อเพลิงออกไซด์ผสม (mixed oxide fuel MOX) ที่มียูเรเนียม 96% กาก 3% และพัลลาเดียม 1% โดยน้ำหนัก เราจะพบว่า MOX ที่หนัก 6 กรัมจะให้พลังงานมากเท่าถ่านหิน 1 ตัน และเชื้อเพลิง MOX ที่หนัก 18 กรัม สามารถให้พลังงานแก่ครอบครัว 1 ครอบครัวได้นาน 1 ปี ดังนั้นการมีของเหลวเย็นๆ หล่อเลี้ยงแกนกลางเพื่อระบายความร้อนออกจากแกนจึงเป็นเรื่องจำเป็น ด้วยเหตุนี้เตาปฏิกรณ์บางเตาจึงใช้น้ำที่ถูกอัดด้วยความดันสูงเป็นสารทำให้เย็น (coolant) และเป็นตัวหน่วงความเร็วนิวตรอนด้วย แต่บางเตาอาจใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หรือโซเดียมเหลวหรือโลหะผสมโซเดียมโพเทสเซียมเป็นตัวทำให้เย็นก็ได้ และเมื่อสารทำให้เย็นมีอุณหภูมิสูงขึ้นๆ มันจะถูกดูดออกโดยผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน (heat exchanger) ซึ่งจะถ่ายโอนความร้อนที่เกิดสู่น้ำ ทำให้เกิดไอน้ำที่มีความดันสูงมาก
จากนั้นไอน้ำความดันสูงนี้ก็จะถูกส่งไปหมุนเทอร์ไบน์ (turbine) เพื่อขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (generator) ที่จะให้กำเนิดกระแสไฟฟ้าต่อไป ในภาพรวมเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์จึงเปรียบเสมือนเครื่องจักรความร้อนที่ทำหน้าที่นำความร้อนจากแกนเตาสู่น้ำเย็นที่ทำหน้าที่หล่อเลี้ยงแกน และถ้าอุณหภูมิของแกนกับอุณหภูมิของน้ำหล่อเลี้ยงแกนแตกต่างกันมาก พลังงานความร้อนที่จะถูกนำไปสร้างพลังงานไฟฟ้าก็จะยิ่งมาก เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ส่วนมากมีอุณหภูมิที่แกนกลางสูงประมาณ 300 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิของน้ำที่ใช้หล่อเลี้ยงแก่นสูงประมาณ 20 องศาเซลเซียส แต่ในบางเตาอุณหภูมิอาจแตกต่างกันถึง 550 องศาเซลเซียส และสำหรับคำถามที่ว่า เหตุใดประสิทธิภาพการทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จึงเป็นเพียง 30% เท่านั้นเอง คำตอบก็มีว่า สองในสามของพลังงานที่เกิดขึ้นในเตาชนิดนี้ ถูกระบายออกในรูปของความร้อน และพลังงานหนึ่งในสามที่เหลือ ถูกนำไปใช้ในการผลิตไฟฟ้า ส่วนในกรณีโรงไฟฟ้าถ่านหินนั้น ประสิทธิภาพการทำงานอาจสูงถึง 40%
นอกจากข้อด้อยนี้แล้ว ในทางปฏิบัติเราจะพบว่าเวลาโรงงานจะผลิตกระแสไฟฟ้า เจ้าหน้าที่ผู้ควบคุมเตาต้องใช้เวลาหลายวันในการตระเตรียมความพร้อมของเตา หรือเวลาต้องการหยุดจ่ายกระแสไฟฟ้า กระบวนการปิดเตาก็ต้องใช้เวลานานหลายวันเช่นกัน ด้วยเหตุนี้ วิศวกรจึงใช้วิธีปล่อยให้เครื่องเดินอย่างสม่ำเสมอ มากกว่าจะปิดๆ เปิดๆ เครื่อง
ปัญหารังสีแกมมาที่เกิดจากเตาปฏิกรณ์ก็เป็นปัญหาสำคัญที่จะต้องป้องกันไม่ให้รั่วไหลถึงผู้คน เพราะจะทำให้คนเหล่านั้นเป็นมะเร็งได้ ซึ่งก็ทำได้โดยใช้แผ่นตะกั่วหนาๆ โอบล้อมเตาโดยรอบ
คนทั่วไปเวลาได้ยินคำว่า "กัมมันตรังสี" มักคิดถึงระเบิดปรมาณูหรือโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และมักคิดต่อไปว่า เมื่อประเทศยังไม่ถูกโจมตีด้วยระเบิดนิวเคลียร์ และไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ภัยกัมมันตรังสีก็ยังไม่มี แต่ความจริงมีว่า ร่างกายคนได้รับกัมมันตรังสีตลอดเวลา ทั้งนี้เพราะนักวิทยาศาสตร์ประมาณว่า 87% ของกัมมันตรังสีที่ร่างกายได้รับ เกิดเองตามธรรมชาติ และ 13% ที่เหลือเกิดจากฝีมือมนุษย์ โดยเฉพาะเวลายูเรเนียนและทอเรียมใต้โลกสลายตัว มันจะปล่อยพลังงานความร้อนออกมา และพลังงานความร้อนนี่เองที่ทำให้สิ่งมีชีวิตชนิดแรกๆ ของโลกถือกำเนิด ณ วันนี้การปล่อยพลังงานความร้อนที่ได้จากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีใต้โลกก็ยังดำเนินอยู่ และอาจมากถึง 80 เท่าของพลังงานไฟฟ้าที่โลกใช้ในแต่ละวันด้วย
นอกจากกัมมันตรังสีแล้ว ร่างกายยังได้รับกัมมันตรังสีจากสิ่งต่างๆ บนโลก และเหนือโลกด้วย เช่น จากจอโทรทัศน์ จากเอกซเรย์ และจากรังสีคอสมิก กัมมันตรังสีเหล่านี้อาจเข้าสู่ร่างกายคนในลักษณะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือ อนุภาคหรือทั้งสองอย่าง การสำรวจทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่า ร่างกายได้รับรังสีโดยเฉลี่ย 0.0022 Sv ทุกปี (Sv เป็นอักษรย่อมาจากคำ silvert ซึ่งเป็นหน่วยวัดกัมมันตรังสี) และตลอดชีวิตร่างกายจะได้รับกัมมันตรังสีธรรมชาติเท่ากับ 0.150 Sv ซึ่งไม่มากพอที่จะทำให้คนล้มป่วยหรือล้มตาย เมื่อครั้งที่โรงไฟฟ้า Chornobyl ในรัสเซียระเบิด ปริมาณรังสีในบริเวณที่เกิดเหตุมีมากเท่ากับ 0.006-0.06 Sv ซึ่งนับว่าสูงมาก จนรัฐบาลรัสเซียต้องสั่งอพยพคน 270,000 คน ออกจากพื้นที่อันตรายทันที
ถึงแม้อุบัติเหตุจะสามารถเกิดได้ และการกลัวภัยกัมมันตรังสีเป็นเรื่องสมควร แต่เราก็ไม่ควรกลัวจนเกินไปว่า โดยไม่คำนึงว่าภัยนั้นจะน้อยเพียงใด เสมือนกับการกลัวว่าอากาศที่ร้อน 30 องศาเซลเซียส จะฆ่าเราได้จากสาเหตุเพราะอุณหภูมิผิวดวงอาทิตย์สูงถึง 6,000 องศาเซลเซียส จนสามารถเผาเราทั้งเป็นได้ สำหรับประเด็นภัยกัมมันตรังสีที่จะทำให้ร่างการล้มเจ็บนั้นงานวิจัยแพทย์ได้แสดงให้เห็นชัดว่า เวลาเซลล์สร้างพลังงานและร่างกายกำลังเติบโต DNA ในเซลล์จะถูก "ทำร้าย" ด้วยอนุมูลอิสระ 70 ล้านครั้งต่อปี แต่ร่างกายเรามีระบบภูมิคุ้มกันที่ทำหน้าที่ซ่อมแซม DNA ตลอดเวลา เราจึงมีชีวิตอยู่ได้ รังสีที่ร่างกายได้รับก็เช่นกัน ตามปกติสามารถทำร้าย DNA ได้ เช่น ถ้าร่างกายได้รับรังสี 0.0022 Sv ต่อปี ซึ่งจะเท่ากับการที่ DNA ถูกทำร้าย 5 ครั้งใน 1 ปี เราจึงไม่ควรกังวลในเรื่อง DNA ถูกทำร้ายมากและเมื่อข้อมูลเกี่ยวกับกัมมันตรังสีเป็นเช่นนี้ คำถามจึงมีว่า แล้วเหตุใดคนทั่วไปจึงกลัวภัยชนิดนี้มาก Z. Jaworoski แห่ง Central Laboratory for Radiological Protection ที่กรุง Warsaw ในโปแลนด์ได้ให้เหตุผลหลายประการ ว่า
1. ความกลัวว่า ถ้าระเบิดปรมาณูระเบิดอีก ผู้คนจะล้มตายเหมือนกรณีที่เกิดที่เมือง Hiroshima กับ Nagasaki ในปี พ.ศ. 2488
2. การรณรงค์เชิงจิตวิทยาของนักการเมือง ให้ประชาชนกลัวอาวุธนิวเคลียร์
3. บริษัทน้ำมันซึ่งมีผลประโยชน์ได้โฆษณาให้ผู้คนกลัวโรงไฟฟ้าปรมาณู
4. นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานวิจัยด้านนี้ (บางคน) ได้กระตุ้นสังคมให้กลัวภัยโรงไฟฟ้าปรมาณู เพื่อของบประมาณในการทำวิจัยของตน
5. หนังสือพิมพ์ต้องการชี้นำสังคมให้กลัว เพราะข่าวร้ายขายดี
6. นักการเมือง (บางคน) กลัวกัมมันตรังสีจนเกินควร และ
7. ความเชื่อผิดๆ ที่ว่า ที่ใดก็ตามมีกัมมันตรังสี ร่างกายจะเป็นอันตราย
การไม่รู้จริงเกี่ยวกับกัมมันตรังสี และคิดว่ากัมมันตรังสีจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะฆ่าชีวิตทุกชีวิตจนหมดสิ้นนั้น สามารถทำให้บุคคลวิตกได้มาก แต่ความจริงก็มีว่าในระหว่างปี พ.ศ. 2488-2523 โลกได้เห็นการทดลองระเบิดปรมาณูในอากาศ 541 ครั้ง ซึ่งคิดเป็นระเบิด TNT ที่หนัก 440 ล้านตัน ซึ่งมีผลทำให้บรรยากาศของโลกมีพลูโตเนียม 3 ตัน ถึงกระนั้นพลโลกทุกวันนี้ก็ยังมีชีวิตอยู่ หาได้ล้มตายไม่ เพราะปริมาณรังสีที่แต่ละคนได้รับ จากการทดลองมีค่า = 0.001 Sv เท่านั้นเอง และถึงแม้ระเบิดปรมาณู 50,000 ลูกจะระเบิดพร้อมกัน ในสถานที่เดียวกัน คนแต่ละคนทั่วโลกก็จะได้รับกัมมันตรังสีเพิ่มอีกเพียง 0.055 Sv เท่านั้นเอง ซึ่งนับว่าน้อยกว่า 3 Sv ที่สามารถฆ่าคนได้ทันที
ด้วยเหตุนี้ถ้าวันหนึ่งประเทศไทยจำต้องมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เพราะราคาน้ำมันแพงมาก เราก็มั่นใจว่า ถ้าเรามีมาตรการควบคุมเตาปฏิกรณ์ปรมาณูดี ภัยกัมมันตรังสีจากเตาถึงจะมีบ้างแต่ก็สามารถป้องกันได้ (อ่านต่ออังคารหน้า)
สุทัศน์ ยกส้าน ผู้เชี่ยวชาญพิเศษ สสวท