หน้าที่ 1 - ลำดับเหตุกาณ์
เหตุการณ์ที่ทำให้ผู้คนตื่นตระหนกอยู่ในขณะนี้คงหนีไม่พ้นวิกฤตกาณ์ที่ญึ่ปุ่น ที่เกิดทั้งแผ่นดินไหว สึนามิ และปัญหาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ฟุกุชิมะ แทบทุกสื่อกล่าวถึงเรื่องนี้ ซึ่งบางครั้งเร่งรีบในการนำเสนอข้อมูลอาจทำให้การสื่อสารคลาดเคลื่อนไป นอกจากนี่ยังมีข่าวลือต่างๆ ที่สร้างความตื่นตระหนกอีกมากมาย ดังนั้นเราลองมาทบทวนกันว่าวิกฤตการณ์ครั้งนี้มีอะไรเกิดขึ้นบ้าง
เหตุการณ์เริ่มขึ้นเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2554 เกิดแผ่นดินไหวขนาด 8.9-9.0 ตามมาตราริกเตอร์ มีจุดศูนย์กลางห่างจากเกาะฮอนชูประมาณ 130 กิโลเมตร และลึกลงไปใต้ดิน 24 เมตร แผ่นดินไหวก่อคลื่นยักษ์สึนามิ ความสูง 7 เมตร กวาดซัดเมืองชายฝั่งด้วยความเร็ว 800 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
แค่แผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิก็ทำให้มีผู้เสียชีวิตกว่า 7,500 ราย สูญหาย 11,000 ราย (20 มีนาคม 2554)
แต่ปัญหายังไม่จบแค่นั้น เพราะเมื่อเวลาประมาณ 15:30 น. ของวันที่ 12 มีนาคม 2554 ตามเวลาในประเทศญี่ปุ่น เตาปฏิกรณ์ที่ 1 ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมาโรงที่ 1 (Fukushima Daiichi Plant) เกิดระเบิดขึ้น มีฝุ่นควันพวยพุ่งและกำแพงที่ถล่มลงมาทั้งด้าน ตรวจพบกัมมันตรังสีและสารกัมมันตภาพรังสีรั่วไหล ทำให้ทั่วโลกวิตกกังวลว่าฟุกุชิมาอาจเป็น Chernobyl รอบสอง
สื่อหลายแห่งรายงานว่า "เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ระเบิด" ซึ่งคลาดเคลื่อนจากข้อเท็จจริงไปมาก มีการระเบิดเกิดขึ้นจริงแต่ระเบิดที่ส่วนอื่นของโรงไฟฟ้า ไม่ใช่ที่เตาปฏิกรณ์ นอกจากกนี้ระเบิดที่เกิดขึ้นไม่ใช่การระเบิดด้วยพลังงานนิวเคลียร์ แต่เป็นเกิดจากก๊าซไฮโดรเจนติดไฟ
เหตุระเบิดที่เกิดขึ้นเป็นผลมาจากแผ่นดินไหวในครั้งแรก ทันทีที่เกิดแผ่นดินไหวขึ้นระบบความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะหยุดการทำงานของเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์โดยอัตโนมัติ อย่างไรก็ตามการปิดเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ไม่เหมือนการปิดโคมไฟ ที่กดสวิตช์แล้วไฟดับทันที การปิดเตาปฏิกรณ์จะใช้ตัวหน่วงปฏิกิริยานิวเคลียร์แทรกเข้าไประหว่างแท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เพื่อชะลอปฎิกิริยาให้ช้าลง คล้ายๆ กับการชะลอรถ
สีแดงคือแท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ สีดำคือตัวหน่วงปฏิกิริยา
ในระหว่างที่เตาฏิกรณ์กำลังหยุดทำงานนี้ (โดยใส่ตัวหน่วงปฏิกิริยา) แท่งเชื้อเพลิงจะยังสร้างพลังงานออกมาประมาณ 6-7% ของพลังงานขณะเดินเครื่อง หมายความว่าจะต้องมีระบบหล่อเย็นสูบน้ำเข้าไประบายความร้อนที่เกิดขึ้นเพื่อไม่ให้ภายในเตาปฏิกรณ์ร้อนเกินไป เดิมทีระบบหล่อเย็นใช้พลังงานไฟฟ้าที่ได้จากโรงไฟฟ้าผลิตขึ้น แต่เมื่อเตาปฏิกรณ์หยุดทำงานจึงไม่มีไฟฟ้า ระบบหล่อเย็นต้องสลับไปใช้น้ำมันดีเซลเป็นแหล่งพลังงานแทน
ปัญหาคือเครื่องยนต์ดีเซลได้รับความเสียหายจากแผ่นดีนไหวเช่นกันจึงทำงานได้เพียงไม่นาน เมื่อระบบหล่อเย็นที่ 1 ล้มเหลว ระบบหล่อเย็นที่ 2 จึงเริ่มทำงานแทน แต่หลังจากนั้นไม่นานก็เกิดสึนามิถล่มชายฝั่งทำให้ระบบหล่อเย็นที่ 2 เสียหาย ทำงานต่อไปไม่ได้
ระบบหล่อเย็นที่ 3 จึงเริ่มทำงานแทน ระบบนี้เป็นระบบฉุกเฉินที่ทำงานโดยนำไอน้ำจากเตาปฏิกรณ์ไปควบแน่นแล้วนำกลับมาใช้ระบายความร้อนใหม่ ซึ่งประสิทธิภาพในหารระบายความร้อนจะต่ำกว่า 2 ระบบแรก
หลังจากระบบที่ 3 ทำงานสักพักก็พบว่า ระดับน้ำในเตาปฏิกรณ์ลดลงซึ่งคาดว่าเป็นเพราะภายในเตาปฏิกรณ์อุณหภูมิสูงเกินไปประกอบกับมีการรั่วซึมของท่อในระบบหล่อเย็นมี่ 3
ภายในเตาปฏิกรณ์อุณหภูมิสูงมากขึ้น น้ำจึงระเหยและควบแน่นไม่ทัน เป็นไอน้ำสะสมอยู่ภายในเตาปฏิกรณ์ ทำให้ไม่สามารถสูบน้ำเข้าไปเพิ่มได้ และเพื่อป้องกันไม่ให้ผนังเตาปฏิกรณ์เสียหายจากแรงดัน เจ้าหน้าที่โรงไฟฟ้าจึงตัดสินใจปล่อยก๊าซที่อัดแน่นอยู่ออกสู่ภายนอก
สิ่งที่ไม่มีใครคาดคิดคือ ในไอน้ำที่ปล่อยออกมานั้นมีก๊าซไฮโดรเจนจำนวนมากผสมอยู่ด้วย ก๊าซไฮโดรเจนเป็นก๊าซไวไฟ เมื่อลอยไปยังส่วนบนของอาคารโรงไฟและสัมผัสประกายไฟจึงเกิดระเบิดขึ้น ตามที่เป็นข่าว
จากการสันนิษฐานในภายหลังเชื่อว่าอุณหภูมิที่สูงเกินและการที่ระบบน้ำรั่วไปทำให้น้ำแท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์โผล่พ้นผิวน้ำและสัมผัสกับอากาศด้านบน ทั้งที่ตามปกติแท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จะต้องจมอยู่ใต้น้ำหล่อเย็นทั้งหมด เมื่อสัมผัสอากาศเซอร์โคเนียมที่อยู่ในแท่งเชื้อเพลิงจึงทำปฏิกิริยากับอ๊อกซิเจนและน้ำเกิดเป็น ZrO2 หรือสนิมของเซอร์โคเนียม และเกิดก๊าซไฮโดรเจนขึ้น
เมื่อไม่มีระบบหล่อเย็นเหลือทางโรงไฟฟ้าจึงจำต้องใช้ทางเลือกสุดท้ายคือสูบน้ำทะเลเข้าไปท่วมเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งที่จริงแล้วถือเป็นทางเลือกที่เสียงมากเพราะเกลือที่อยู่ในน้ำทะเลนั้นมีฤทธิ์กัดกร่อนโลหะ อาจเสร้างความเสียหายให้กับผนังเตาปฏิกรณ์ได้ การใช้ตัวเลือกนี้ย่อมหมายความว่าจะไม่กลับมาใช้เตาปฏิกรณ์นี้อีก นอกจากนี้แร่ธาตุในน้ำทะเลเมื่อได้รับกัมตภาพรังสีเข้มข้นภายในเตาปฏิกรณ์ก็จะเปลี่ยนเป็นสารกัมมันตรังสีเช่นกัน ซึ่งบางชนิดคงตัวอยู่ได้นานในธรรมชาติอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม
หน้าที่ 2 - ความกังวล
วิกฤตการณ์ที่เกิดขึ้นกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์สร้างความหวาดหวั่นให้กับประชาชนอย่างมาก หลายคนกังวลว่าจะกลายเป็นแบบกรณี chernobyl หรือกลัวว่าจะเตาปฏิกรณ์จะระเบิด แบบระเบิดนิวเคลียร์ที่ถล่มฮิโรชิมา ยิ่งมีข่าวลือต่างๆ ยิ่งเป็นการซ้ำเติมให้สภาพจิตใจแย่ลงอีก
ความกังวลเหล่านี้ออกจะเกินกว่าเหตุไปสักหน่อย อาจเกิดจากความไม่รู้และไม่เข้าใจการทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ดังนั้นลองทำความเข้าใจหลักการของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เพื่อจะได้เป็นข้อมูลในการประเมินสถานการณ์ต่างๆ
โรงไฟฟ้าทั่วๆ ไป ผลิตกระแสไฟฟ้าโดยหมุนขดลวดผ่านสนามแม่เหล็ก พลังงานที่นำมาหมุนขดลวดนั้นอาจมาจากการการไหลของน้ำ หรือการเคลื่อนที่ของไอน้ำ ไอน้ำได้จากการต้มน้ำให้เดือด ซึ่งเชื้อเพลิงที่นำมาต้มมีตั้งแต่ถ่านหิน น้ำมัน ไปจนถึงก๊าซธรรมชาติ ในโรงไฟฟ้าที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ก็เช่นกัน แท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จะสร้างความร้อนออกมา และเรานำความร้อนไปต้มน้ำอีกที
แท่งเชื้อเพลิงที่นำมาให้ความร้อนในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นแท่งโลหะที่มีส่วนผสมของสารกัมมันตรังสีประมาณ 5% เท่านั้น ที่เหลือเป็นโลหะอื่นๆ อย่างของโรงไฟฟ้าที่ฟุกุชิมะเป็นเซอร์โคเนียม แท่งเชื้อเพลิงเหล่านี้จะแช่อยู่ในน้ำซึ่งนอกจากจะพาความร้อนออกไปเพื่อปั่นกระแสไฟฟ้าแล้ว ยังทำหน้าที่หน่วงปฏิกิริยานิวเคลียร์ให้เกิดช้าๆ ปล่อยความร้อนออกมาอย่างสม่ำเสมอ
ส่วนเชื้อสารกันมันตรังสีที่อยู่ในระเบิดนิวเคลียร์นั้นมีความบริสุทธิ์มากกว่า 99% และมีน้ำหนักเป็นตัน ดังนั้นแม้โรงไฟ้ฟ้ากับระเบิดจะใช้ธาตุกัมมัตรังสีเหมือนกันแต่มีลักษณะและวิธีการผลิตต่ากันมาก ดังนั้นแท่งเชื้อเพลิงในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์จึงไม่มีโอกาสระเบิดแบบระเบิดนิวเคลียร์แน่นอน
กรณีที่เลวร้ายที่สุดที่อาจเกิดขึ้นหากการควบคุมความร้อนในเตาปฏิกรณ์ไม่ได้ คือ อุณหภูมิของแท่งเชื้อเพลิงจะสูงขึ้นเรื่อยๆ จนแท่งเชื้อเพลิงหลอมเหลว หรือเรียกว่า meltdown
สารกัมมันตรังสีจะกระจายออกจากแท่งเชื้อเพลิง สารหลอมหลวมีอุณหภูมิสูงกว่า 2500 องศาเซลเซียส จะหลุดจากยึดหลอมละลายผนังเตาปฏิกรณ์ที่ทนความร้อนได้ประมาณ 1000 องศาเซลเซียส เมื่อถึงตอนนั้นสารกัมมันตรังสีทั้งหมดจะปลดปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม ปนเปื้อนเป็นบริเวณกว้าง และตกค้างอยู่ได้หลายร้อยปี เช่น พลูโตเนียม-239 ซีเซียม-137 เรดอน-222 อย่างที่เกิดขึ้นที่ chernobyl ทางโรงไฟฟ้าจึงพยายามทำทุกวิถีทางเพื่อระบายความร้อนออกจากเตาปฏิกรณ์
กรณีของโรงไฟฟ้าที่ฟุกุชิมะแตกต่างจากที่ chernobyl ค่อนข้างมาก กรณี chernobyl เกิดจากการฝืนเดินเครื่องเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์โดยรู้เท่าไม่ถึงการณ์ ทำให้เกิดความร้อนสูงจน meltdown แต่ที่ฟุกุชิมะเตาปฏิกรณ์ปิดตัวเองไปตั้งแต่เริ่มแผ่นดินไหวแล้ว และเจ้าหน้าที่ก็เข้าใจสถานการณ์ที่เกิดขึ้นดี
สิ่งที่ทำให้ผู้คนกังวลอีกอย่างคือ สารกัมมันตรังสีที่รั่วไหลออกมา บ่อยครั้งที่คำว่า รังสี กัมมันตรังสี กัมมันตภาพรังสี ถูกใช้อย่างสับสน ซึ่งอาจทำให้เข้าใจสถานกรณ์ผิดไป
รังสี หรือกัมตภาพรังสี คือ พลังงานที่แผ่กระจายออกมาจากต้นกำเนิดออกไปในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรืออนุภาคที่มีความเร็วสูงด้วย รังสีจึงมีลักษณะคล้ายกับแสงไฟที่พุ่งมาเป็นเส้นตรง แต่มีพลังงานสูงกว่ามาก
ส่วนสารกัมมตรังสี หมายถึง สารที่มีคุณสมบัติในการแผ่รังสี ซึ่งอาจอยู่ในรูปของฝุ่นผง ละอองขนาดเล็ก สามารถปลิวไปกับลม ไหลไปตามกระแสน้ำ และติดไปตามเสื้อผ้า และเมื่อสูดดมหรือกินเข้าไปก็มีโอกาสเข้าไปสะสมในร่างกาย สารกัมมันตรังสีจะแผ่รังสีไปด้วยตลอดทาง
รังสีที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์มี 4 ชนิด คือ
1. อนุภาคอัลฟ่า
ประกอบด้วยโปรตอน 2 อนุภาค นิวตรอน 2 อนุภาค มีอำนาจทะลุทะลวงต่ำ สามารถเคลื่อนที่ในอากาศได้ในระยะสั้นๆ เพียงแค่ 1-2 นิ้ว และผ่านเนื้อเยื่อได้ไม่กี่ไมโครเมตร สามารถป้องกันด้วยโล่ที่เป็นเพียงกระดาษแผ่นเดียวได้ แต่จะมีอันตรายอย่างยิ่งเมื่อสูดฝุ่นกัมมันตรังสีเข้าทางลมหายใจหรือเข้าทาง ระบบย่อยอาหาร ซึ่งมันจะเข้าไปแผ่รังสีอยู่ภายในร่างกายของเรา เมื่อรับเข้าไปเป็นระยะเวลานานๆ ก็จะทำให้เจ็บป่วยได้
2. อนุภาคเบต้า
คืออิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง มีความใกล้เคียงกับเสียง เคลื่อนที่ในอากาศได้ประมาณ 10 ฟุต สามารถทะลวงผ่านผิวหนังได้แต่ไม่ถึงอวัยวะสำคัญภายใน เสามารถป้องกันหนาๆ และปกปิดร่างกายให้มิดชิด แต่จะเป็นอันตรายอย่างยิ่งหากมีสารที่ปล่อยอนุภาคเบต้าจากในร่างกาย
3. รังสีแกมม่า
คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานสูงสามารถทะลุทะลวงเข้าไปได้ถึงเนื้อเยื่อ ไม่มีวัสดุใดที่ขวางกั้นมันได้ทั้งหมด สามารถเคลื่อนที่ในอากาศได้หลายร้อยฟุต ด้วยความเร็วเท่ากับแสง และเมื่อทะลวงเข้าไปในนิวเคลียสของธาตุใดก็จะไปเหนี่ยวนำให้ธาตุนั้นเกิดการ แผ่อนุภาคอัลฟ่า เบต้า และรังสีแกมม่าออกมา ดังนั้นไม่ว่ามันจะอยู่ภายนอกหรือภายในร่างกายก็ก่อให้เกินอันตรายกับสิ่งมีชีวิต
4. อนุภาคนิวตรอน
คืออิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง สามารถทะลุทะลวงเข้าไปถึงนิวเคลียสของธาตุใดๆ แล้วเหนี่ยวนำให้ธาตุนั้นกลายเป็นธาตุกัมมันตรังสี และธาตุนั้นก็จะแผ่รังสีออกมา เรียกว่า รังสีนิวตรอนเหนี่ยวนำ (Neutron Induced Radiation)
สารกัมตรังสีแต่ละชนิดจะแผ่รังสีแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับลักษณะรูปแบบการสลายตัวของนิวเคลียส นอกจากนี้สารกัมมันตรังสีแต่ละชนิดยังมีค่าครึ่งชีวิตที่แตกต่างกัน จึงคงตัวอยู่ในสิ่งแวดล้อมต่างกัน
เมื่อสารกัมตรังสีรั่วไหลจากเตาปฏิกรณ์ ผ้าปิดปากมิได้มีจุดประสงค์เพื่อป้องกันรังสี แต่มีไว้เพื่อป้องกันไม่ให้สูดฝุ่นผงที่มีธาตุกัมมันตรังสีเข้าไปสะสมในร่างกาย และแผ่รังสีอยู่ภายในร่างกายซึ่งจะเป็นอันตรายมากกว่า
ผ้าปิดปากสามารถกันสารกัมมันตรังสีได้บางส่วน ลดความเสี่ยงที่จะได้รับสารกัมมันตรังสีไปสะสมในร่างกาย ซึ่งในบรรดาสารกัมตภาพรังสีที่ปนเปื้อนบริเวณรอบโรงไฟฟ้า ไอโอดีน 131 (I-131) มีโอกาสสะสมในร่างกายสูง เพราะไอโอดีนเป็นธาตุที่จำเป็นต่อร่างกาย ต่อมไทรอยด์จึงดูดซึมและสะสมไอโอดีนไว้
การทานไอโอดีนทำเพื่อให้ร่างกายได้รับไอโอดีนมากเกินพอ ช่วยป้องกันไม่ให้ร่างกายดูดซึม I-131 ไปสะสม แต่การกินเม็ดไอโอดีนไม่ได้ช่วยขับ I-131 ที่สะสมในร่างกายออกมา
นอกจากนี้ยังไม่สามารถป้องกันสารกัมมันตรังสีชนิดอื่นๆ เข้าสู่ร่างกาย อย่างไรก็ตามสารกัมันตรังสีที่ปนเปื้อนอยู่ขณะนี้ เป็นเพียงไอโซโทปที่มีอายุสั้นๆ ซึ่งการสลายตัวใช้เวลาไม่นานนัก
ส่วนการทาเบตาดีนที่คอ เป็นเพียงข่าวลือที่อาศัยกระแสสร้างความตื่นตระหนกเท่านั้น ในเบตาดีนมีไอโอดีนอยู่เพียงเล็กน้อย นอกจากนี้ผิวหนังก็ดูดซึมไอโอดีนได้น้อยมาก หรือแทบจะไม่ได้เลย หากต้องการให้ได้รับไอโอดีนมากเกินพอเพื่อป้องกัน ไอโอดีน 131 จะ้ต้องใช้เบตาดีนเป็นลิตร ทาทั้งตัวทุกๆ วัน ซึ่งหากทำอย่างนั้นร่างกายจะได้รับพิษจากสารอื่นๆ ที่อยู่ในเบตาดีนแทน (อ่านเรื่องเบตาดีนกับการป้องกันรังสีได้ที่ ไอโอดีน , เบตาดีน ป้องกันสารกัมมันตรังสีได้จริงหรือ)
เจาะลึก เรื่องของปรมาณู , สำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ ,
ttp://mor-maew.exteen.com/20110316/entry
ขอบคุณวิชาการคอม
