นักวิทยาศาสตร์เยอรมันสำรวจการใช้เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์เกลือหลอมเพื่อเปลี่ยนขยะนิวเคลียร์เป็นพลังงานคาร์บอนต่ำ

นักวิทยาศาสตร์เยอรมันกำลังสำรวจวิธีการใหม่ในการเปลี่ยนเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วให้เป็นพลังงานคาร์บอนต่ำ การศึกษาความเป็นไปได้จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเดรสเดนได้สรุปแผนเตาปฏิกรณ์รีไซเคิลที่เป็นนวัตกรรมชื่อว่า DEMO ทีมวิจัยกล่าวว่า "ขยะนิวเคลียร์ที่มีรังสีสูงถือเป็นมรดกที่อันตรายที่สุดของมนุษย์ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเดรสเดนมีแผนที่จะสร้างเตาปฏิกรณ์รีไซเคิล DEMO แบบทดลอง" โครงการนี้เสนอเตาปฏิกรณ์เกลือหลอมที่สามารถใช้เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วในสถานที่ หากโครงการประสบความสำเร็จ ความต้องการของเยอรมนีในการค้นหาสถานที่เก็บรักษาลึกอาจกลายเป็นสิ่งที่ไม่จำเป็น

ตามข้อเสนอ โครงการนี้อาจช่วยประหยัดเงินให้กับประเทศได้ถึง 50,000 ล้านยูโร (ประมาณ 48,400 ล้าน HKD)

วิธีการเปลี่ยนแปลงที่ไม่มีการรีไซเคิล

ข้อเสนอเน้นไปที่วิธีการที่เรียกว่า "การเปลี่ยนแปลงที่ไม่มีการรีไซเคิล" การรีไซเคิลนิวเคลียร์แบบดั้งเดิมพึ่งพากระบวนการทางเคมีที่ซับซ้อนในการสกัดวัสดุที่ใช้ได้ ขณะที่การออกแบบของเดรสเดนหลีกเลี่ยงอันตรายนี้โดยการนำขยะนิวเคลียร์ที่มีรังสีสูง (รวมถึงเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วและวัสดุที่กระจก) เข้าสู่ตัวกลางเกลือเหลวโดยตรง การชนของนิวตรอนจะทำให้ขยะนิวเคลียร์หนักแตกตัวเป็นธาตุที่เบากว่า ผลิตภัณฑ์การแตกตัวที่เหลือส่วนใหญ่จะเสื่อมสภาพจนถึงระดับที่ปลอดภัยภายในไม่กี่สิบปี แทนที่จะเป็นหลายพันปี เนื่องจากขยะที่เหลือส่วนใหญ่มีอายุสั้น ทีมวิจัยเชื่อว่านี่จะหลีกเลี่ยงข้อกำหนดการเก็บรักษาระยะยาวที่เข้มงวดตามกฎหมายของรัฐบาลกลางเยอรมนี

ศักยภาพในการเก็บพลังงานเหล่านี้มีความสำคัญอย่างมาก นักวิจัยคำนวณว่าขยะที่เก็บรักษาในเยอรมนีมีพลังงานที่ใช้ได้เพียงพอในการตอบสนองความต้องการพลังงานไฟฟ้าประจำปีของประเทศถึง 300 เท่า นอกจากจะให้พลังงานความร้อนที่สะอาดแล้ว เตาปฏิกรณ์นี้ยังจะผลิตไอโซโทปทางการแพทย์ที่สำคัญต่อการรักษาโรคมะเร็ง และให้ข้อมูลทางเทคนิคสำหรับการวิจัยฟิวชั่นนิวเคลียร์ขั้นสูง

การออกแบบทางกฎหมายของเตาปฏิกรณ์ DEMO

เพื่อขจัดอุปสรรคทางการเมืองที่เกี่ยวข้องกับพลังงานนิวเคลียร์ในเยอรมนี ทีมงานจากเดรสเดนได้ออกแบบเตาปฏิกรณ์ DEMO ตามกฎหมายพลังงานนิวเคลียร์ที่มีอยู่ ตามกฎหมายปัจจุบัน การผลิตพลังงานนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์และการรีไซเคิลเชื้อเพลิงเคมีถูกห้าม อย่างไรก็ตาม DEMO เป็นสิ่งอำนวยความสะดวกในการวิจัยที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์ โดยมีกำลังความร้อน 50 เมกะวัตต์ เนื่องจากไม่แยกเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และไม่ผลิตพลังงานไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ ผู้วางแผนจึงระบุว่าสามารถสร้างได้อย่างถูกกฎหมายภายใต้กฎหมายที่มีอยู่ "โครงการ DEMO ได้ถูกออกแบบมาอย่างมีกลยุทธ์เพื่ออนุญาตให้สร้างภายใต้กฎหมายพลังงานนิวเคลียร์ที่มีอยู่ เนื่องจากไม่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงานไฟฟ้าเชิงพาณิชย์หรือการรีไซเคิลเชื้อเพลิงนิวเคลียร์" ทีมวิจัยเน้นย้ำ

โครงการต้องการการลงทุนจากภาครัฐประมาณ 1,950 ล้านยูโร (ประมาณ 18,900 ล้าน HKD) การพัฒนาและการก่อสร้างคาดว่าจะใช้เวลาห้าปี และจะมีอายุการใช้งาน 20 ปี หน่วยงานได้ประเมินสถานที่ที่เป็นไปได้สามแห่งในรัฐซัคเซน ได้แก่ สวนวิจัย VKTA ที่โรเซนดอร์ฟ และสองศูนย์การเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมที่สำคัญในลูซาเทีย ได้แก่ ชวาร์ซปัมป์และบ็อคเบิร์ก หากระยะทดลองพิสูจน์ว่าฟิสิกส์ถูกต้อง นักวิจัยหวังว่าจะมีการแก้ไขกฎระเบียบเพื่ออนุญาตให้โรงงานเปลี่ยนแปลงเชิงพาณิชย์เชื่อมต่อกับกริดไฟฟ้าก่อนปี 2045 สำหรับรัฐซัคเซน โครงการนี้นำเสนอโอกาสเชิงกลยุทธ์ในการเป็นผู้นำด้านการรีไซเคิลนิวเคลียร์ที่ทันสมัย เปลี่ยนวิกฤตสิ่งแวดล้อมที่มีค่าใช้จ่ายสูงให้กลายเป็นอุตสาหกรรมที่สามารถส่งออกได้ทั่วโลก

“เป้าหมายคือการรับประกันความเป็นอิสระด้านพลังงานและความสามารถในการแข่งขันของยุโรป ในขณะเดียวกันก็ส่งเสริมการยอมรับในวงกว้างจากสาธารณะและทางการเมืองโดยการแก้ไขหรือบรรเทาปัญหาการจัดการขยะนิวเคลียร์ขั้นสุดท้าย” ทีมงานสรุป

ผลกระทบของโครงการ DEMO ต่ออนาคตพลังงานนิวเคลียร์

โครงการ DEMO ไม่เพียงแต่มีเป้าหมายเพื่อแก้ไขปัญหาขยะนิวเคลียร์ แต่ยังอาจเปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์พลังงานของเยอรมนีและยุโรป เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมใหม่มีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากอุปสรรคทางการเมืองและกฎหมายที่พลังงานนิวเคลียร์แบบดั้งเดิมเผชิญ ด้วยการใช้ประโยชน์จากขยะนิวเคลียร์ที่มีรังสีสูงอย่างมีประสิทธิภาพ เตาปฏิกรณ์ DEMO สามารถให้พลังงานสะอาดและลดการพึ่งพาการเก็บรักษาระยะยาว ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อการเพิ่มการยอมรับจากสาธารณะและการสนับสนุนทางนโยบาย นอกจากนี้ หากโครงการประสบความสำเร็จ เยอรมนีจะมีบทบาทนำในด้านการรีไซเคิลนิวเคลียร์ทั่วโลก ซึ่งจะส่งเสริมประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมในเวลาเดียวกัน