နျူကလီးယား ဓာတ်ပေါင်းဖိုများရဲ့ အလုပ်လုပ်ပုံကို နားလည်ခြင်း

လူသန်းချီနေထိုင်တဲ့ မြို့ကြီးတွေကို မီးခိုး မီးလုံး တစ်ခုမတောက်ဘဲ လျှပ်စစ်စွမ်းအင်အလုံအလောက်ပေးနိုင်တဲ့ Nuclear Energy အကြောင်း အတွင်းကျကျ နားလည်ထားပါသလား? .. နျူကလီးယားဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေအကြောင်းရော? .. အဲ့တာတွေက ဘယ်လိုအလုပ်လုပ်တာ?..

ကိုယ်က အပေါ်က အကြောင်းအရာတွေနဲ့ ပတ်သက်လို့ လုံလောက်တဲ့ အသိပညာရှိထားရင် ဒီပိုစ့်ကို ကျော်လိုက်ပါ။

ဘာဖြစ်လို့လဲဆိုတော့ ဒီဆောင်းပါးမှာက နျူကလီးယားစွမ်းအင်သုံး လျှပ်စစ်ဓာတ်အားပေး Powerplant တွေနဲ့ နျူကလီးယားဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေရဲ့ အလုပ်လုပ်ပုံကို အခြေခံဆန်ဆန်ချဉ်းကပ်ကြည့်ကြမှာဖြစ်ပြီး နောက်ကွယ်မှာရှိနေတဲ့ လှလှပပ ကခုန်မှုတွေဆီ အလည်သွားကြမှာမလို့ပါ။

ကမ္ဘာပေါ်မှာရှိတဲ့ နှစ်စဉ်ဓာတ်အားလိုအပ်ချက်ရဲ့ ၁၀% ခန့်ကို နျူကလီးယားဓာတ်အားပေးစက်ရုံတွေကနေ ရရှိတယ်/ထုတ်လုပ်ပါတယ်။ ဒီဓာတ်အားပေးစက်ရုံတွေရဲ့ အသက်အသည်းနှလုံးက နျူကလီးယားဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေ ဖြစ်တယ်။

နျူကလီးယားဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေရဲ့ စနစ်တည်ဆောက်ပုံ/ အလုပ်လုပ်ပုံက ရှုပ်ထွေးတယ်။ အခြေခံအားဖြင့် နားလည်ထားနိုင်တာက နျူကလီးယားလောင်စာတွေရဲ့ ဓာတ်ပြုမှုကနေတဆင့် ရလာတဲ့ စွမ်းအင်ကို အသုံးပြုပြီး လျှပ်စစ်ဓာတ်အား ထုတ်လုပ်တာပါ။ ကာဗွန်ထုတ်လွှတ်မှု နည်းပါးတဲ့ ဒီနည်းပညာကို ကမ္ဘာနဲ့အဝှမ်းက ဖွံ့ဖြိုးပြီးနိုင်ငံတွေမှာ ဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေတည်ပြီး စတင်အသုံးပြုလာတာ နှစ်ပေါင်းခြောက်ဆယ် ကျော်လာပါပြီ။ နည်းပညာလိုအပ်ချက်ကြီးမားတာ၊ အသုံးပြုတဲ့ လောင်စာတွေက ရှားပါးတာ၊ စရိတ်ကြီးတာ၊ လုံခြုံရေးအာမခံချက်နည်းပါးတာ စတာတွေကြောင့် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးမပြုနိုင်သေးတာကလွဲရင် ဘေးထွက်ဆိုးကျိုးနည်းပါးတဲ့ နျူကလီးယားစွမ်းအင်က တိုးတက်လာနေတဲ့ သိပ္ပံခေတ်ထဲမှာ ရင်ဆိုင်နေရတဲ့ စွမ်းအင်ရှားပါးမှု ပြဿနာအတွက် အဖြေတစ်ခုဖြစ်လာတယ်။

Nuclear Reactor 101 (နျူကလီးယားဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေရဲ့ အလုပ်လုပ်ပုံကို နားလည်ခြင်း)

နျူကလီးယားဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေရဲ့ အလုပ်လုပ်ပုံကို နားလည်ဖို့ နျူကလီးယားသိပ္ပံပညာရှင်တစ်ယောက်ဖြစ်ဖို့ မလိုအပ်ပါဘူး။ အခြေခံသိပ္ပံအသိရှိရင် အဆင်ပြေပါတယ်၊ စကြည့်ကြရအောင်ပါ။

နျူကလီးယားဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေမှာ နျူကလီးယားပြိုကွဲခြင်း (Nuclear fission) လို့ခေါ်တဲ့ ဓာတ်ပြုမှုကနေ နျူကလီးယားစွမ်းအင်တွေကို ထုတ်လုပ်တာဖြစ်တယ်။ အကြမ်းဖျင်းအနေနဲ့ ပြောရရင် နျူကလီးယားဖစ်ရှင်ကနေ ထွက်ပေါ်လာတဲ့ အပူ (စွမ်းအင်) ကနေ ရေနွေးငွေ့ကို ဖြစ်စေပြီး အဲ့ကနေမှ တာဘိုင်တွေကတဆင့် လျှပ်စစ်ကိုထုတ်လုပ်ပါတယ်။

ဒါဆို နျူကလီးယားပြိုကွဲခြင်း (Nuclear fission) ဆိုတာ ဘာလဲ?

သေချာနားလည်နိုင်ဖို့ ဆက်ကြည့်ကြည့်ရအောင်ပါ။

Fission ဆိုတာက အက်တမ်ရဲ့ ဗဟိုဝတ်ဆံ နျူးကလီးယပ်စ်ကို နောက်အက်တမ်တစ်လုံးက နျူထရွန်တိုက်ပြီး ဖြိုခွဲရင် စွမ်းအင်တစ်ခု ထွက်လာတာကို ခေါ်တာပါ။ ဖစ်ရှင်က အက်တမ်တိုင်းမှာ မဖြစ်နိုင်ပါဘူး။ ယူရေနီယမ်တို့ ပလူတိုနီယမ်တို့လို ဝတ်ဆံကြီးပြီး မတည်ငြိမ်တဲ့ ဒြပ်စင်တွေကိုပဲ နျူကလီးယားလောင်စာအဖြစ် အသုံးပြုကြပါတယ်။ ဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေမှာသုံးတဲ့ ယူရေနီယမ်-၂၃၅ လို မတည်မငြိမ်ဖြစ်နေတဲ့ အိုင်ဆိုတုပ်ဒြပ်စင်တွေကတော့ အက်တမ်အနီးအနားမှာ နျူထရွန်တွေ အများအပြား ဖြာထွက်နေကြတယ်။ အဲ့ဒီနျူထရွန်တွေက အင်မတန်လျင်မြန်တဲ့ အရှိန်နဲ့ သွားနေကြပြီးတော့ တခြားယူရေနီယမ်အက်တမ်ထဲက နျုးကလီးယပ်စ်ကို ဝင်တိုက်မိရင် အက်တမ်က ကွဲထွက် (Split) ပြီး စွမ်းအင်ထွက်တယ်။ အဲ့ဒီတိုက်အားကြောင့် ကွဲထွက်သွားတဲ့ အက်တမ်က အသစ်ထွက်လာတဲ့ နျူထရွန်တွေက တခြားအက်တမ်က ဝတ်ဆံတွေကို ဝင်ဝင်တိုက်တယ်၊ နျူထရွန်အရေအတွက်အနေနဲ့ နှစ်လုံးကနေ သုံးလုံးကြားထွက်လေ့ရှိတယ်။ အဲ့ကနေမှ နျူကလိယကွင်းဆက်ဓာတ်ပြုမှုတွေကနေ ဖစ်ရှင်တွေဆက်တိုက်ဖြစ်ပေါ်ပြီး စွမ်းအင်အမြောက်အမြားထွက်တယ်။ ခုနကပြောတဲ့ ယူရေနီယမ်နဲ့ ပလူတိုနီယမ်တို့လို ဒြပ်စင်တွေက ဝတ်ဆံကြီးတယ်၊ အဲ့ဒီအခါကျ နဂိုကတည်းက မတည်ငြိမ်နေတာရယ်၊ တိုက်အားကြောင့် မတည်ငြိမ်မှု ပိုများလာတာကြောင့် အက်တမ်တွေကို ပြိုကွဲထွက်စေတယ်။ တစ်နည်းအားဖြင့် ဖစ်ရှင်ကိုဖြစ်ပေါ်စေနိုင်တယ်။ ဖစ်ရှင်က ပုံမှန်အားဖြင့်တော့ နျူကလီးယားဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေကနေ နျူကလီးယားစွမ်းအင်ထုတ်တဲ့ ဖြစ်စဉ်ရဲ့ အဓိကဓာတ်ပြုမှုပဲ။ ဒါပေမဲ့ အဲ့ဒီဓာတ်ပြုမှုမှာ နျူထရွန်တွေက အင်မတန်လျင်မြန်တဲ့ အရှိန်နဲ့ သွားလာပြီး ဓာတ်ပြုမှုတွေကို ဆက်တိုက်ဖြစ်ပေါ်စေတာမို့ နျူဗုံးတွေမှာပဲ သုံးလို့ အဆင်ပြေနိုင်တယ်၊ ယူရေနီယမ်လောင်စာသုံးတဲ့ ဓာတ်ပေါင်းဖိုမှာတော့ ပုံမှန်အားဖြင့် ယူရေနီယမ်တွေ အချင်းချင်း တိုက်မိဖို့ ခဲယဉ်းတယ်။ နျူကလီးယားဓာတ်အားပေးစက်ရုံမှာ ဖစ်ရှင်က နှေးနှေးလေးဖြစ်မှ အဆင်ပြေမှာ.. နျူကလီးယားလက်နက်တွေမှာတော့ အင်မတန်လျင်မြန်မှ သက်ရောက်မှုနှုန်းပြင်းထန်မှာ.. ဒါကြောင့် ဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေမှာ ဖစ်ရှင်ဖြစ်ပေါ်ဖို့ဆိုရင် နျူထရွန်တွေရဲ့ ရွေ့လျားမှုကို ထိန်းချုပ်ပြီး အရှိန်လျော့စေဖို့ ပြုလုပ်ကြရလေ့ရှိတယ်။ ဘယ်လိုထိန်းချုပ်တာလဲဆိုတာကို အောက်ပိုင်းနားမှာ ဆက်လက်ဖော်ပြပါမယ်။

အခုတော့ ဓာတ်ပေါင်းဖို တည်ဆောက်ပုံအကြောင်း ဆက်ကြည့်ကြရအောင်ပါ။ နျူကလီးယားဓာတ်ပေါင်းဖိုတစ်ခုမှာ လောင်စာချောင်းတွေ၊ ထိန်းချုပ်တံတွေ၊ နောက်ပြီး ဓာတ်ပြုမှုတွေ ပြင်ပကိုစိမ့်မထွက်စေဖို့အတွက် အလုံပိတ်ထားတဲ့ စတီးလ်ကွန်တိန်နာနဲ့ အအေးခံအရည်ကန်တွေ၊ တာဘိုင်ဂျန်နရေတာတွေနဲ့ လုံခြုံရေးအမိုးအကာတွေပါဝင်ပါတယ်။

ယူရေနီယမ်လောင်စာတွေကို သတ္ထုအလုံးငယ်လေးတွေအများကြီးနဲ့ ထည့်ထားပြီး စလင်ဒါပုံစံ သတ္ထုလောင်စာချောင်းအရှည်တွေထဲမှာ စုပေါင်းထားပါတယ်။ အဲ့ဒီလောင်စာချောင်းအရှည်တွေကို ပျှမ်းမျှ အချောင်း ၂၀၀ လောက်စုပေါင်းပြီး ထူထဲတဲ့ အလုံပိတ်ကွန်တိန်နာထဲမှာ အအေးခံအရည်တွေနဲ့ အတူထည့်ထားတာဖြစ်ပါတယ်။ အပေါ်မှာပြောခဲ့တဲ့ နျူကလီးယားပြိုကွဲပြီး စွမ်းအင်ထွက်တာ၊ ဓာတ်ပြုတာ စတဲ့ဖြစ်စဉ်တွေက အဲ့ဒီအလုံပိတ်ကွန်တိန်နာ/တိုင်ကီထဲမှာ ဖြစ်တာဖြစ်ပါတယ်။

နျူကလိယကွင်းဆက်ဓာတ်ပြုမှုကို သတ်မှတ်အရှိန်တစ်ခုမှာ ရှိနေစေချင်တာ၊ မြန်ချင်တာ၊ နှေးချင်တာ စတဲ့ လိုအပ်သလို ထိန်းချုပ်နိုင်ဖို့ အတွက်ကိုတော့ ထိန်းချုပ်တံ (Control rod) တွေကို အသုံးပြုရပါတယ်။ အဲ့ဒီထိန်းချုပ်တံတွေကို နျူထရွန်နဲ့ ဓာတ်ပြုမှု တစ်နည်းအားဖြင့် တိုက်စားမှုကို ဆန့်ကျင်နိုင်တဲ့ ဘိုရွန် (Boron) နဲ့ ငွေ (Silver) တို့လို သတ္ထုတွေကို အဓိကထားသုံးပြီး ပြုလုပ်လေ့ရှိတယ်။

Reactor vessel လို့ခေါ်တဲ့ အလုံပိတ် သတ္ထုတိုင်ကီ/ကွန်တိန်နာတွေကိုတော့ လောင်စာချောင်းတွေနဲ့ အအေးခံအရည်တွေ ထိန်းသိမ်းထားဖို့ သုံးပါတယ်။ ပြင်းထန်တဲ့ ဖိအားတွေ အပူချိန်တွေကို ကောင်းကောင်းခံနိုင်ရည်ရှိပြီး အထဲမှာဖြစ်ပျက်နေတဲ့ ရေဒီယိုဓာတ်သတ္တိကြွတာတွေ၊ နျူကလီးယားဓာတ်ပြုတာတွေ ပြင်ပကိုစိမ့်မထွက်လာစေဖို့ တည်ဆောက်ထားတာပါ။

အအေးခံအရည် (Coolant) ကိုတော့ ကမ္ဘာပေါ်က ဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေရဲ့ ၉၀% က ရေကိုပဲ သုံးပါတယ်။ တချို့ဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေမှာ Gas coolant တွေ အသုံးပြုတာရှိသလို အရည်ကြိုဆားတွေလို ionic liquid တွေ အသုံးပြုတာမျိုးလည်း ရှိပါတယ်။

(ရေကို ဘာလို့သုံးလဲဆိုတာ နောက်ပိုင်းမှာ ဆက်ဖတ်ပါ။)

လုံခြုံရေးအဆောက်အဦးကတော့ ဓာတ်ပေါင်းဖိုတစ်ခုလုံးကို အကာအကွယ်ပေးထားပြီးတော့ ငလျင်တွေ၊ သဘာဝဘေးအန္တရာယ်တွေ၊ ယူကရိမ်းနိုင်ငံမှာဖြစ်ခဲ့တဲ့ ချာနိုဘယ်ဖြစ်ရပ်လို မတော်တဆမှုတွေနဲ့ ရေဒီယိုသတ္တိကြွသတ္ထုတွေ ပြင်ပပတ်ဝန်းကျင်ထဲ မစိမ့်ထွက်သွားစေဖို့ ဒီဇိုင်းထုတ်ထားတာဖြစ်ပါတယ်။

ဒါဆိုရင် တည်ဆောက်ထားတဲ့ စနစ်တွေ၊ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီရဲ့ အလုပ်လုပ်ပုံတွေကို အကြမ်းဖျင်းနားလည်ထားပြီဆိုတော့ အဲ့ဒီအရာတွေအကုန်လုံးကို ပေါင်းစည်းပြီး လျှပ်စစ်စွမ်းအင်ဘယ်လိုထုတ်သလဲဆိုတဲ့ဘက် လှည့်ကြတာပေါ့။

အကြမ်းဖျင်းအနေနဲ့ နျူကလီးယားဓာတ်ပေါင်းဖိုထဲမှာ ဖြစ်နေတာက နှစ်ခုပဲရှိပါတယ်။ စွမ်းအင်ဖြစ်ပေါ်စေတဲ့ ဓာတ်ပြုမှုနှုန်း မြင့်တက်သွားတာနဲ့ နိမ့်ကျသွားတာပါ။ ဓာတ်ပေါင်းဖိုထိန်းချုပ်ခန်းက နျူကလီးယားသိပ္ပံကျွမ်းကျင် အော်ပရေတာတွေက ဒါကို ဟန်ချက်ညီအောင်ထိန်းကြရပါတယ်။ ဟိုးအပေါ်မှာ ပြောခဲ့ပါတယ်။ နျူကလီးယားလောင်စာကို ယူရေနီယမ်လို ဝတ်ဆံကြီးတဲ့ ဒြပ်စင်ကို သုံးတယ်။ ဝတ်ဆံကြီးလို့ ဖစ်ရှင်ဖြစ်တယ်။ အဲ့တာကနေ ဆက်ဆက်ပြီး နျူကလိယကွင်းဆက်ဓာတ်ပြုမှုကို မြင့်တက်စေတယ်။ အဲ့ဒီ ဓာတ်ပြုတာကို ဟန်ချက်ညီအောင်မထိန်းနိုင်ရင် ဓာတ်ပြုနှုန်းက ဆက်တိုက်မြင့်တက်ပါတယ်။ ဒီဓာတ်ပြုမှုကို ထိန်းချုပ်ပေးတာက ပေါင် ၃၀၀ စီလေးတဲ့ ဘိုရွန်ထိန်းချုပ်တံတွေနဲ့ ရေဖြစ်ပါတယ်။ ဘိုရွန်ထိန်းချုပ်တံတွေက ကားဘရိတ်လိုမျိုး ဓာတ်ပြုတာကို လျှော့ပေးတယ်။ ရေကတော့ ဓာတ်ပြုမှုကနေဖြစ်တဲ့ စွမ်းအင်ကြောင့် ထွက်လာတဲ့ အပူကိုစုပ်ယူပေးတယ်။ ဒါ့အပြင် နျုထရွန်တွေကိုလည်း အရှိန်လျော့စေတယ်။ အပူကြောင့် ရေက ဆူပွက်ရာကနေ ရေနွေးငွေ့အဖြစ် အငွေ့ပျံတယ်၊ အဲ့ကနေ ရေနွေးငွေ့တွေကို ပိုက်လိုင်းတွေနဲ့ တဆင့် ပြန်စီးဆင်းစေပြီး တာဘိုင်တွေကို လည်စေတယ်။ တာဘိုင်တွေကနေ လျှပ်စစ်ကို ထုတ်တယ်။ အခုနောက်ပိုင်းမှာ Pressurised water reactor (PWR), Boiling water reactor (BWR), နဲ့ Light water graphite-moderated reactor ဆိုပြီး အမျိုးအစားကွဲတွေရှိပါတယ်။ Light water graphite-moderated reactor တွေက ဓာတ်ပြုနှုန်းကို ဘိုရွန်ထိန်းချုပ်တံက ဂရက်ဖိုက်တွေနဲ့ထိန်းပြီး ရေနဲ့ အပူချိန်လျော့စေပါတယ်။ အရင်တုန်းက ဆိုဗီယက်ပိုင် RBMK တွေနဲ့ အတူတူပါပဲ။ RBMK ဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေမှာဆိုရင် ဗလာ‌နယ်ကြောင့် ဓာတ်ပြုမှုနှုန်းမြင့်တက် (positive void coefficient) တဲ့ ဖြစ်စဉ်နဲ့ အလုပ်လုပ်ပါတယ်။ အဲ့ဒါက အပူကြောင့်ဖြစ်တဲ့ ရေနွေးငွေ့တွေ အထဲမှာများလေလေ ဓာတ်ပြုနှုန်းများလေလေပါ။ (ဘာလို့ဓာတ်ပြုနှုန်းများရတာလဲဆိုရင် ယူရေနီယမ်လောင်စာက ရေနွေးငွေ့တွေနဲ့ဆိုရင် ဓာတ်ပြုနှုန်းကိုတက်စေပါတယ်၊ ရေနွေးငွေ့ကို ဆန့်ကျင်လို့ပါ။) အဲ့ကနေ အပူချိန် ပိုတက်ပြီး ရေနွေးငွေ့တွေ ပိုများလာတယ်.. Negative temperature coefficient ဖြစ်စဉ်ကြောင့် နျူကလီးယားလောင်စာတွေက ပူလာတာနဲ့အမျှ ဓာတ်ပြုနှုန်းကျဆင်းလာပြန်တယ်။ အဲ့လိုနဲ့ သံသရာလည်နေပါတယ်။ အဲ့အခါကျတော့ လောင်စာက ဓာတ်ပြုနှုန်းကို တက်တယ်၊ ထိန်းချုပ်တံနဲ့ ရေက ပြန်ချတယ်၊ ပြန်ချလို့ဖြစ်တဲ့ ရေက အပူစုပ်ယူရလို့ ရေနွေးငွေ့ဖြစ်တယ်၊ အဲ့ရေနွေးငွေ့ကြောင့် ဓာတ်ပြုနှုန်း ပြန်တက် .. ပြန်တက်လို့ အပူချိန်မြင့်ရင် ဓာတ်ပြုနှုန်း ပြန်ကျပါတယ်။

အဲ့တာက မြို့ကြီးတွေကို မီးခိုးတွေ မီးတောက်တွေ မရှိစေဘဲနဲ့ ဓာတ်အားပေးနေနိုင်တာရဲ့ နောက်ကွယ်က သိပ်ကိုလှပတဲ့ ဖြစ်စဉ်လေးတစ်ခုပေါ့။

(နျူကလီးယာဓာတ်းပေါင်းဖိုတွေနဲ့ ပတ်သက်ရင် ၁၉၈၆ ခုနှစ်က ဖြစ်ခဲ့တဲ့ ချာနိုဘယ်က RBMK ဓာတ်ပေါင်းဖိုပေါက်ကွဲမှုအကြောင်းနဲ့ ဘာလို့ပေါက်ကွဲရတယ်ဆိုတာကို ဆက်တင်ပေးပါ့မယ်။)