สหรัฐฯ เตรียมสร้าง MARVEL เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่เล็กที่สุดในโลก

กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ริเริ่มโครงการ MARVEL เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กที่สุดที่เคยมีมา หวังใช้เป็นพลังงานสะอาดสำหรับหมู่บ้านชนบท

พลังงานแสงอาทิตย์ ลม และน้ำ เป็นพลังงานทางเลือกที่มีการใช้งานมาอย่างยาวนาน แต่พลังงานสะอาดและอาจเป็นทางเลือกที่ดีนั้นกลับไม่ใช่ทั้ง 3 แหล่งพลังงานข้างต้น แต่เป็นพลังงานนิวเคลียร์ที่สะอาดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมหากกำจัดกากนิวเคลียร์อย่างถูกวิธี ทำให้กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา ร่วมกับห้องปฏิบัติการแห่งชาติที่ไอดาโฮ (Idaho National Laboratory: INL) สร้างเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กจิ๋วเพื่อนำไปใช้ผลิตไฟฟ้าในอนาคต

ก่อนหน้านี้พลังงานนิวเคลียร์นั้นเป็นเหมือนวายร้ายทั่วโลก เพราะการรั่วไหลของสารกัมมันตรังสีจากโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ในหลายพื้นที่ เช่น เชอร์โนบิล (Chernobyl Nuclear Power Plant) ในยูเครน ฟูกุชิมะ (Fukushima Daiichi Nuclear Reactor) ในญี่ปุ่น อย่างไรก็ตาม ภายใต้การวิจัยของ INL จึงได้สร้างโครงการประเมินและวิจัยความสมบูรณ์ในการนำเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กจิ๋วมาใช้งาน (Microreactor Applications Research Validation and

Evaluation: MARVEL Project) ขึ้นมาเพื่อทดสอบความเป็นไปได้ในการนำพลังงานนิวเคลียร์จากเตาปฏิกรณ์ขนาดเล็กจิ๋วมาใช้งานจริง

เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในโครงการมาร์เวล (MARVEL) มีความสูงอยู่ที่ 3.6 เมตร น้ำหนัก 907 กิโลกรัม เป็นเตาระบบหล่อเย็นด้วยของเหลวโลหะจากสารโซเดียมและโพแทสเซียม (Sodium-Potassium cooling) โดยสารกัมมันตรังสีภายในจะทำหน้าที่สร้างความร้อนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า (Stirling Engines) กำลังการผลิต 100 กิโลวัตต์ (kW) เพียงพอต่อการใช้งานในชุมชนขนาด 10,000 คน และยังถือเป็นเตาปฏิกรณ์ที่เล็กที่สุดเท่าที่โลกนี้เคยมีมาก่อน

หัวใจสำคัญของการออกแบบที่เล็กได้ขนาดนี้เป็นเพราะว่าระบบนั้นเลือกใช้ ฮาเลอ (HALEU: High-Assay Low-Enriched Uranium) ที่มีปริมาณสารยูเรเนียมไอโซโทป 235 (Uranium-235) ที่เป็นหัวใจหลักในการทำปฏิกิริยามากกว่า 5% ของก้อนยูเรเนียมทั้งหมด ซึ่งช่วยให้ลดพื้นที่ในการออกแบบเตาได้ อีกทั้งยังมีราคาไม่สูงอีกด้วย

ยัสเซอร์ อาราฟัต (Yasir Arafat) หัวหน้าทีมพัฒนาโครงการนี้มองว่ามาร์เวล (MARVEL) นั้นประหยัดและคุ้มค่า ทุกชิ้นส่วนสามารถสร้างและพัฒนาด้วยโรงงานภายในประเทศ ดังนั้น MARVEL จึงเปรียบเหมือนแบตเตอรี่นิวเคลียร์มากกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีขนาดใหญ่และควบคุมยากกว่า นอกจากนี้ยังกล่าวด้วยว่า ในอนาคตหาก MARVEL เข้าสู่กระบวนการผลิตก็จะทำให้ต้นทุนการผลิตต่อระบบถูกลงจนเพียงพอที่จะนำไปติดตั้งในแต่ละมหาวิทยาลัยเพื่อการวิจัยและใช้งานได้อย่างแน่นอน

ตัวต้นแบบเตาปฏิกรณ์ MARVEL ผ่านการทดสอบเบื้องต้นด้วยการให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าแทนสารกัมมันตรังสีเรียบร้อยแล้ว ดังนั้น คาดการณ์ได้ว่าเตาปฏิกรณ์ MARVEL เครื่องแรกจะพร้อมทำงานได้ภายในเดือนธันวาคมปีหน้า ตามเป้าหมายของกระทรวงพลังงาน ที่ต้องการให้สหรัฐฯ รักษาตำแหน่งผู้นำด้านพลังงานทดแทนเพื่อสิ่งแวดล้อมต่อไป