ประโยชน์ของพลังงานนิวเคลียร์

พลังงานนิวเคลียร์ทั้งหมดมาจากการเปลี่ยนมวลสารให้เป็นพลังงาน เมื่อไรก็ตามที่นิวเคลียสอะตอมเปลี่ยนสถานะจะมีการเปลี่ยนแปลงมวลเล็กน้อย ดังในกรณีการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี ผลรวมของมวลที่ปรากฏตอนปลายของการเปลี่ยนแปลงจะน้อยกว่ามวลก่อนหน้านั้น ความแตกต่างของมวลจะเปลี่ยนไปเป็นพลังงาน ซึ่งได้มีการนำไปใช้ทำเป็นผลิตกระแสไฟฟ้าคล้ายกับแบตเตอร์รี นำไปใช้ในยานอวกาศและดาวเทียม ซึ่งมีอายุการใช้งานที่สูงมาก นอกจากนี้แล้วยังใช้สารรังสีในการวิเคราะห์หาตำแหน่งที่เป็นโรคมะเร็ง และใช้ทำลายเซลล์มะเร็งบางชนิด

มีกระบวนการสองอย่างนอกเหนือจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีดังกล่าว มักจะเกี่ยวข้องกับเทอมพลังงานนิวเคลียร์ ซึ่งได้แก่ปฏิกิริยาฟิสชั่น และฟิวชั่น (fission and fusion) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วโลกใช้ปกิกิริวาฟิสชั่น นำความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาไปต้มน้ำแล้วไปหมุนเทอร์ไบน์ซึ่งเชื่อมต่อกับเครื่องผลิตไฟฟ้าดังภาพเคลื่อนไหวด้านบน ส่วนปฏิกิริยาแบบฟิวชั่นเป็นปฏิกิริยาเช่นเดียวกับในดวงอาทิตย์แต่มนุษย์ยังควบคุมนำมาใช้ประโยชน์ในทางสันติไม่ได้

พลังงานจากฟ้าร้องและฟ้าแลบ

การเกิดฟ้าแลบในแต่ละครั้งอาจให้พลังงานไฟฟ้าถึง 3750 ล้านกิโลวัตต์ ประมาณ 75 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานนี้สูญเสียไปเป็นความร้อนทำให้เกิดความร้อนทำให้อุณหภูมิโดยรอบสูงถึง 15000 องศาเซลเซียส ก่อให้เกิดการขยายตัวของอากาศอย่างรวดเร็วทำให้เกิดคลื่นเสียงที่เรียกว่าฟ้าร้อง ที่เราสามารถได้ยินไกลไปถึง 32 กิโลเมตร

พลังงานชีวะมวล (biomass energy)

ตามความหมายของเทอมชีวะมวลหรือ biomass จะรวมเอาสิ่งมีชีวิตในพื้นที่หนึ่งๆ ไม้ยืนต้น พืชผลต่างๆ กากเหลือจากพืชผล กากเหลือจากต้นไม้ แร่ธาตุ และส่วนของสัตว์ ถือว่าเป็นส่วนของชีวะมวล ปริมาณมากของชีวมวลอยู่ในขยะมูลฝอยทั้งหลาย ซึ่งสามารถเผาแล้วได้พลังงานออกมา หรือยอมให้มีการสลายตัวและก่อให้เกิดแกสมีเทน ประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ที่ไม่สามารถเผาไหม้ก็อาจนำกลับมาใช้ใหม่ (recycle)


ในประเทศยุโรปตะวันตกมีโรงงานมากกว่า 200 แห่งที่เผาขยะสิ่งเหลือใช้ กากซากในการผลิดไฟฟ้า ชีวะมวลสามารถที่จะแปลงไปเป็นเชื้อเพลิงชีวะ เช่นไบโอแกส หรือมีเทน (methane) เมทานอล (methanol) อีทานอล(ethanol) ฯลฯ อย่างไรก็ตามกระบวนการในการผลิตนั้นสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายสูงกว่ากระบวนการผลิตเชื้อเพลิงจากซากดึกดำบรรพทั่วไป (conventional fossil fuel) การนำขยะมูลฝอยฝังไว้ใต้พื้นดินก่อให้เกิดแกสมีเทนได้ผ่านทางการย่อยสลายที่ยังคงต้องใช้อากาศหรือออกซิเจนในการย่อยสลาย (aerobic decomposition) ขยะมูลฝอย 1 ตันสามารถที่จะทำให้เกิดแกสมีเทนได้ถึง 8000 คิวบิกฟุต (227 คิวบิกเมตร)

ศิษย์เก่าราชภัฏคิดค้นเครื่องแยกเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจากน้ำเพื่อใช้ในรถยนต์

ศิษย์เก่าราชภัฏอุดรคือคุณสุมิตร อิศรางกูร ณ อยุธยา ซึ่งต่อมาไปศึกษาต่อต่างประเทศและทำงานที่องค์การนาซา ร่วมกับมหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานีและนักธุรกิจชาวอุดร ได้พัฒนาเครื่องแยกน้ำเป็นแกสไฮโดรเจนที่เรียกว่ารีแอคเตอร์1 แล้วส่งเข้าเป็นพลังงานในเครื่องยนต์ได้ทันที โดยพัฒนาจากรถยนต์2000cc ต้นแบบที่ใช้เชื้อเพลิงน้ำมันบินซิน แกสแอลพีจี และแกสไฮโดรเจนได้อยู่แล้ว ตอนที่ทดสอบต้นแบบให้ชื่อว่า H2O เทคโนโลยีแห่งอนาคต HGV (Hydrogas Vehicle)


รถต้นแบบที่ติดตั้งรีแอคเตอร์1 ใช้น้ำมันผสมระหว่างเบนซินกับไฮโดรเจน หรือแอลพีจีกับไฮโดรเจน สำหรับที่สัดส่วนแอลพีจีหรือน้ำมันเบนซิน 40%ไฮโดรเจน 60% ทดลองวิ่งระหว่างกรงเทพ-อุดรธานีประมาณ 560 กิโลเมตรนั้นสิ้นแปลืองน้ำมันประมาณ10 ลิตร และน้ำไม่มากนัก ผู้คิดค้นเครื่องแยกน้ำรีแอคเตอร์1 ได้จดลิขสิทธิ์ที่ประเทศไทยเพื่อจะให้คนไทยได้ศึกษาต่อยอดต่อไป และขณะเดียวกันเขากล่าวว่ากำลังพัฒนารุ่นต่อไปให้ชื่อว่า รีแอคเตอร์2

สำหรับหลักการในการแยกน้ำนั้น เริ่มต้นจากใช้น้ำที่บริสุทธิ์เหมือนกับน้ำกลั่น (ดีโอไอโอไนซ์) เติมเข้าไปในรีแอคเตอร์แล้วจะแยกน้ำออกมาเป็น HHO ได้ไฮโดรเจนผ่านออกมาทางsafty valve และควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ตรงไปยังเครื่องยนต์

ขณะนี้อาจจะได้ข่าวมีการผลิตเครื่องแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนมาจำหน่ายกันแล้วซึ่งราคาแค่เรือนพันบาทไม่รวมค่าติดตั้ง แต่ต้นแบบเครื่องรีแอคเตอร์1 ที่คุณสุมิตรคิดค้นขึ้นมานั้นราคาอยู่ระหว่างการติดตั้งแอลพีจีกับเอ็นจีวี สำหรับรถยนต์ที่นำออกสู่ตลาดที่ใช้น้ำเป็นแหล่งเชื้อเพลิงนั้นเช่นรถทาทาจากอินเดีย อาจจะใช้หลักการเดียวกันนี้ ไม่แน่ใจว่าใช้น้ำเพียงอย่างเดียวหรือไม่ หรือว่าใช้ผสมในสัดส่วนใกล้เคียงกัน อย่างไรก็ตามมีความโน้มเอียงว่าไฮโดรเจนจากน้ำจะเป็นแหล่งพลังงานทดแทนน้ำมันที่เป็นไปได้มากที่สุดในอนาคต

พลังงานจะหมดโลกจริงหรือ

พลังงานที่เราใช้กันมากที่สุดนั้น ถ้าว่าไปแล้วก็คือพลังงานแสงอาิทิตย์ เพราะเป็นแหล่งพลังงานที่มีอยู่คู่กับโลก ถ้าเมื่อไรดวงอาทิตย์แตกสลายไป โลกก็อยู่ต่อไปไม่ได้ ถึงอยู่ได้ก็จะไม่มีสิ่งมีชีวิตปรากฏให้เห็น แม้ว่าโลกจะรับพลังงานแสงและความร้อนจากดวงอาทิตย์เพียงบางส่วน แต่ได้เปลี่ยนรูปในรูปอื่นๆ เช่นอยู่ในรูปน้ำมันเชื้อเพลิงปิโตรเลียม เป็นน้ำมันในพื้ชบางชนิดและในรูปแป้งและน้ำตาลในพืช เมื่อสัตว์กินพืช ทำให้สัตว์เติบโต แม้จะมีสัตว์บางประเภทไม่ได้กินพืช อย่างไรก็ตามตามห่วงโซ่อาหารแล้วก็ต้องมีส่วนที่สัตว์กินพืช และมีสัตว์ที่กินสัตว์ที่กินพืชเป็นอาหาร


โดยที่พืชเป็นตัวกลางในการรับแสงอาทิตย์แปลงพลังงานไปอยู่ในรูปอื่นๆ โดยการสังเคราะห์แสงได้โดยตรง ดังนั้นพลังงานที่เราใช้อยู่ส่วนใหญ่ก็มาจากการสะสมของซากพืชและซากสัตว์ที่มีสารเชื้อเพลิง เป็นเวลาช้านาน และเรานำพลังงานเหล่านั้นกลับมาเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานไฟฟ้าที่สะดวกต่อการใช้งาน ที่จะเปลี่ยนไปเป็นรูปพลังงานที่ต้องการนำไปใช้งานให้เกิดประโยชน์ เช่น แสง ความร้อน และพลังงานกล เป็นต้น

การนำพลังงานบางอย่างมาใช้เช่นพลังงานจากคลื่นลม พลังงานน้ำ หรือพลังงานความร้อนไต้พื้นโลก ถ้าพิจารณาให้ละเอียดลงไปก็อาจกล่าวได้ว่า มีอยู่แล้วตั้งแต่การกำเนิดโลกขึ้นมา และได้รับจากดวงอาทิตย์เพิ่มเติมหมุนเวียนอยู่เช่นนี้ เพราะพลังงานถ้าว่าไปไม่มีการสูญหายไปไหนตามหลักของการถาวรของพลังงาน แต่จะเปลี่ยนจากรูปหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่งเท่านั้น แม้แต่มวลสาร วัตถุต่างๆ ก็เป็นรูปแบบหนึ่งของพลังงานได้เช่นกัน เพราะปัจจุบันเราสามารถที่จะเปลี่ยนมวลสารบางชนิดให้เป็นพลังงานได้โดยตรง ในรูปของพลังงานนิวเคลียร์ ตามสุตรความสัมพันธ์ระหว่างสสารและพลังงานของไอน์สไตย์ E = mc^2

การที่บอกว่าพลังงานจะหมดโลกจึงไม่เป็นความจริงเพียงแต่ว่า พลังงานได้เปลี่ยนรูปไปอยู่ในรูปแบบต่างๆ ในรูปของพลังงานความร้อนใต้พื้นโลก ในรูปของพลังงานกลจากความโน้มถ่วงที่เกิดจากแรงดึงดูดระหว่างมวล และการผสมผลังงานรูปแบบต่างๆ ทำให้เกิดความร้อนที่ส่งผลต่อระดับความร้อนคืออุณหภูมิของโลกในแต่ละวัน และโดยอุณหภูมิเฉลี่ย การเกิดคลื่นลมก็มาจากการผสมผสารกันระหว่างพลังงานรูปแบบต่างๆ พลังงานของโลกที่มีอยู่เดิมตั้งแต่กำเนิดโลกมาก็ยังไม่ได้หายไปไหน ก็ยังคงอยู่แต่มีบางส่วนที่เปลี่ยนรูปไปบ้าง และที่ยังคงได้รับอยู่เรื่อยๆ สม่ำเสมอคือพลังงานจากดวงอาทิตย์ที่ยังให้พลังงานต่อโลกไปอีกยาวนาน ถือเสียว่าไม่มีวันหมด เพียงแต่ว่าเราจะมีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานจากดวงอาทิตย์มาใช้ได้มาก น้อยแค่ไหน จากที่ได้รับอยู่ทุกวัน แน่นอนว่าพืชเป็นตัวการแปลงพลังงานแสดงอาทิตย์ไปเป็นรูปแบบอื่นได้อย่างมี ประสิทธิภาพ สำหรับมนุษย์เป็นสัตว์ที่ไม่สามารถที่จะเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ได้โดยตรง ยังต้องอาศัยการสร้างเครื่องมือ เพื่อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ให้เกิดประโยชน์มากขึ้นกว่าที่เป็นอยู่

ก๊าซโซฮอลล์ทำจากอะไร

แกสโซฮอล(Gasohol) เป็นส่วนผสมของแกสโซลีน(น้ำมันเบนซิน)ไม่เติมตะกั่ว 90 เปอร์เซ็นต์ และอีทิลอัลกอฮอล (ethyl alcohol(ethanol)) 10% มีความบริสุทธิ์มากกว่า 99เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร ได้รับการยอมรับเป็นเชื้อเพลงสำหรับเครื่องยนต์ เช่นในรถยนต์ เมื่อเปรียบเทียบผลการใช้กับแกสโซลีนไร้สารตะกั่ว 100 เปอร์เซ็นต์ ที่เพิ่มสารต่อต้านการน็อก ไม่จำเป็นต้องปรับแต่งเครื่องยนต์เพื่อการใช้แกสโซฮอล


เอทิลแอลกอฮอล์ เป็นเชื้อเพลิงเหลวที่ได้จากการย่อยสลายแป้ง และน้ำตาลด้วยเอนไซน์ ในการใช้เอทานอลเป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์เบนซิน ต้องทำการกลั่นเอทานอลจนมีความบริสุทธิ์สูงถึงร้อยละ 99.5 จึงสามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์เบนซินได้ หากเอทานอลที่มีน้ำปะปนอยู่จะเกิดปัญหาทำให้เครื่องยนต์น็อกได้ ชิ้นส่วนและอุปกรณ์ของเครื่องยนต์เกิดสนิม และการสึกหรอสูง

เนื่องจาก ข้าวโพดมีการปลูกกันปริมาณมากในบางประเทศ ซึ่งใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิต ethanol เป็นส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม เชื้อเพลิงสามารถที่จะผลิตจากวัตถุดิบอื่น เช่นข้าวโอ๊ต (oats) ข้าวบาร์เลย์ (barley) ข้าวสาลี (wheat) จากต้นไมโล (milo) หัวน้ำตาลบีท (sugar beets) หรือ น้ำตาลอ้อย (sugar cane) มันฝรั่ง (potatoes) และ คาสสาวา (cassava)พืชให้แป้งและเซลลูโลส (cellulose)(ุถ้าแตกตัวเป็นหน้ำตาลหมัก) ที่กล่าวมาเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้ในการเป็นวัตถุดิบผลิตอีทานอล แป้งข้าวโพดนำมาผ่านกระบวนการบดและการปรุงอาหาร กระบวนการที่ใช้ในการเปลี่ยนแป้งไปเป็นน้ำตาล และในทางที่กลับกันแปลงไปเป็นอัลกอฮอลล์โดยมีปฏิกิริยากับยีสต์ อัลกอฮอลล์แยกออกมาโดยการกลั่น หรือแยกน้ำออกไปจนแน่ใจว่าเป็นอัลกอฮอลล์ 100% เท่าที่ทดลองปลูกข้าวโพดในพื้นที่ 1 เอเคอร์ผลิตอีทานอล 946 ลิตร หัวน้ำตาลบีทผลิตได้ 1325 ลิตร น้ำตาลอ้อยผลิตได้ถึง 2385 ลิตร

แกสพลังชีวมวลในสถานศึกษา

แกสชีวภาพในที่นี้ หมายถึงแกสที่นำมาทำเป็นเชื้อเพลิงได้แบบเดียวกับแกสหุงต้มที่ใช้อยู่ตามบ้านเรือน ตามที่เราทราบกันมานั้นได้จากการนำมูลสัตว์เศษวัสดุของสิ่งมีชีวิตนำมาหมักก็จะได้แกส เท่าที่ทำกันได้จริงก็ส่วนมากในระดับครัวเรือน ได้แกสปริมาณน้อย และมักจะทำได้ดีในสถานที่ที่มีการเลี้ยงสัตว์จำนวนค่อนข้างมากแล้วนำมูลสัตว์เหล่านั้นนำมาทำแกสชีวภาพ ปัจจุบันเทคโนโลยีทางด้านนี้เจริญก้าวหน้ามากขึ้น มีการออกแบบการใช้พลังงานจากแกสชีวภาพในระดับที่นำไปใช้ในปริมาณที่มากขึ้น เช่นสถาบันการศึกษาที่มีบ่อพักน้ำเสีย มีเศษอาหารและสิ่งปฏิกูลที่ระบายไปพักไว้เป็นบอบำบัดจำนวนมาก จึงมีผู้ออกแบบผลิตแกสชีวภาพ จากน้ำเสียและเศษอาหารสิ่งปฏิกูล และถ้าเป็นสถาบันการศึกษาที่มีการเลี้ยงสัตว์ก็สามารถนำมูลสัตว์มาผลิตเป็นแกสชีวภาพ แล้วส่งต่อให้กำเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบใช้แกส ผลิตกระแสไฟฟ้าใช้ได้ในสถานศึกษาช่วยลดภาระค่ากระแสไฟฟ้าได้จำนวนมาก

การออกแบบผลิตแกสชีวภาพแล้วส่งไปผลิตไฟฟ้า ต้องใช้เทคโนโลยีที่ใช้ได้ผลกันแล้ว ซึ่งต้องมีอุปกรณ์สำคัญ เช่นหัวจ่ายแกสจากบอหมัก จะต้องมีเครื่องสูบเศษอาหารมูลสัตว์เพื่อมาบดให้ละเอียดเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาในการหมักได้ดี และมีมอเตอร์ดูส่วนที่ไม่ต้องการไปทิ้ง และส่วนสำคัญอีกส่วนหนึ่งก็คือส่วนที่เปลี่ยนพลังงานความร้อนจากแกสไปเป็นไฟฟ้า ซึ่งแน่นอนว่าก็คือโรงผลิตกระแสไฟฟ้านั่นเอง ที่ใช้แกสชีวภาพเป็นเชื้อเพลิงหลัก ในการลงทุนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าโดยวิธีนี้นั้น ก็ต้องลงทุนขั้นต่ำไม่น้อยกว่า 5 ล้านบาท ขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ได้ หากในระดับที่ใหญ่ขึ้นก็อาจใช้งบประมาณในการดำเนินการอาจสูงถึงสิบกว่าล้าน ที่เมื่อเทียบกับผลที่ได้รับก็ยังนับว่าคุ้มค่าอยู่ มหาวิทยาลัยราชภัฏเลยเป็นมหาวิทยาลัยแรกๆ ที่ได้ก่อสร้างติดตั้งโรงไฟฟ้าแกสชีวมวล ซึ่งได้ช่วยแบ่งเบาค่าพลังงานไฟฟ้าได้มากโขอยู่แม้ว่าจะไม่สามารถใช้ทดแทนได้ทั้งหมดก็ตาม น่าติดตามศึกษา เพราะสถาบันการศึกษาเราก็มีน้ำเสียที่ปล่อยทิ้งไปโดยไม่ได้บำบัด ถ้าหากได้บำบัดโดยการนำมาผลิตเป็นแกสชีวภาพแล้ว นอกจากได้พลังงานไฟฟ้าแล้วยังช่วยบำบัดน้ำเสียไม่ให้เป็นจำเลยของสังคม ที่ว่ามหาวิทยาลัยเป็นตัวการทำให้เกิดน้ำเสียบริเวณใกล้เคึยงมหาวิทยาลัย