โปรแกรมเมกะตันเพื่อเมกะวัตต์

โกมล อังกุรรัตน์
ผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์
ศูนย์ไอโซโทปรังสี
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

โปรแกรมเมกะตันเพื่อเมกะวัตต์ เป็นชื่อของโครงการความตกลงร่วมมือกันใน ค.ศ. 1993 ของสหรัฐอเมริกากับรัสเซีย ในการป้องกันการแพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์โดยการเปลี่ยนยูเรเนียม-235 เสริมสมรรถนะสูง (HEU) ที่ได้จากการรื้ออาวุธ นิวเคลียร์ของรัสเซียมาทำเป็น ยูเรเนียม-235 เสริมสมรรถนะต่ำ (LEU) ใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ มูลค่าของโปรแกรม ตลอด 20 ปีคือ 8 พันล้านดอลลาร์อเมริกัน โดยไม่ต้องรับภาระด้านภาษี

ขอบเขตของโปรแกรมตั้งแต่ปี 1995

จากปี 1995 ผ่านมาถึงช่วงปลายปี 2009 ยูเรเนียม– 235 เสริมสมรรถนะสูงจากหัวรบนิวเคลียร์ของรัสเซีย 375 เมตริกตันถูกรื้อและหมุนเวียนกลับมาเป็น ยูเรเนียม-235 เสริมสมรรถนะต่ำ (LEU ) เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ สำหรับ โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งโปรแกรมนี้ได้กำจัดหัวรบนิวเคลียร์ไปแล้วเทียบเท่าได้ 15,000 หัวรบ โปรแกรมนี้เป็นข้อตกลงร่วมระหว่างรัฐต่อรัฐ มีเป้าหมายที่จะกำจัดวัสดุหัวรบนิวเคลียร์ให้ได้ 500 เมตริกตันภายในปี 2013 ในปัจจุบันการผลิตไฟฟ้าของสหรัฐอเมริกา 10% ใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์จากโปรแกรมนี้

ข้อตกลงของโปรแกรม

ภายใต้เงื่อนไขข้อตกลง ทั้งสหรัฐอเมริกาและรัสเซียสร้างองค์กรร่วมในการตกลง บริหารจัดการ โดยฝ่ายสหรัฐอเมริกา จัดตั้ง United State Enrichment Corporation (USEC) ในขณะเดียวกัน รัสเซียตั้งบริษัทย่อยสาขาของกระทรวง พลังงานปรมาณู (Ministry of Atomic Energy; MinAtom) ชื่อ Tekhsnabeksport (“Tenex”) ในข้อตกลงคือ Tenex จะดำเนินการเปลี่ยนส่วนผสมของยูเรเนียม– 235 เสริมสมรรถนะสูง (HEU) ให้เป็น ยูเรเนียม–235 เสริมสมรรถนะต่ำ (LEU) โดยใช้อุปกรณ์ดำเนินการที่ MinAtom จากนั้น USEC ก็จะซื้อส่วน LEU นี้ในรูปของ Separative Work Unit (SWU) ยอมรับการจัดส่งติดต่อกันเป็นช่วงเวลานาน 20 ปี การเจรจาตกลงราคาประมาณการ 2 ใน 3 ของมูลค่า การตลาดในปี 1993 ของปริมาณ LEU อีก 1 ใน 3 จะเป็นมูลค่าของส่วนประกอบอื่น ๆ จากนั้น USEC จะมีอิสระที่จะนำ หน่วย SWU นี้ไปขายต่อได้ ภายใต้ข้อกำหนดกฎเกณฑ์ของสหรัฐอเมริกาและกฎหมายระหว่างประเทศ ในทำนอง เดียวกัน Tenex ที่ยังเหลือส่วนประกอบอื่นของยูเรเนียม ก็สามารถที่จะขายได้เช่นกันภายใต้ข้อตกลงระหว่างประเทศ และสถานภาพของรัสเซีย

 สถานะของโปรแกรม

ข้อมูลล่าสุดจนถึงวันที่ 30 มิถุนายน 2010 ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง 391 เมตริกตันถูกเปลี่ยนให้เป็น LEU แล้ว 1,128เมตริกตัน เทียบเท่ากับปริมาณหัวรบนิวเคลียร์ 15,633 หัวรบได้ถูกกำจัดออกไปแล้ว

ขอบเขตโดยสังเขป

ด้วยประการต่าง ๆ หลายขั้นตอน ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูงจากหัวรบนิวเคลียร์ จะถูกเปลี่ยนตามขั้นตอนให้อยู่ในรูป สารประกอบเคมีต่าง ๆ แล้วจะถูกเจือจางให้เป็นยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำ เพื่อประกอบเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้ใน โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ จากนั้น USEC ก็จะซื้อ LEU นี้เพื่อขายให้แก่ลูกค้าต่าง ๆ ที่ต้องการ

ตั้งแต่ปี 1994 เป็นต้นมาโปรแกรมเมกะตันเพื่อเมกะวัตต์นี้ ได้ยกระดับให้โลกมีความปลอดภัยขึ้น จาการลดลงของหัวรบ นิวเคลียร์ ที่สะสมอยู่ในคลังอาวุธนิวเคลียร์อย่างต่อเนื่อง และเป็นการสร้างมูลค่าเพิ่มของทรัพยากรที่สะอาด ได้มาซึ่ง ยูเรเนียมเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เกือบทั้งหมดของกองทัพเรือสหรัฐอเมริกา ได้เข้าร่วมโปรแกรมนี้โดยใช้เชื้อเพลิง LEU ที่ได้จาก โปรแกรมเมกะตันเพื่อเมกะวัตต์

โดยเฉลี่ยหนึ่งในสิบของบ้านอาศัยหน่วยธุรกิจต่าง ๆ โรงเรียน โรงพยาบาลของชาวอเมริกัน ใช้พลังงานไฟฟ้าที่ได้ มาจากเชื้อเพลิงยูเรเนียม LEU จากโปรแกรม เมกะตันเพื่อเมกะวัตต์ และอัตราส่วนนี้จะสูงมากกว่าในบางพื้นที่

คาคการว่าภายในปี 2013 เมื่อโปรแกรมเสร็จสมบูรณ์จะสามารถทำให้ปริมาณยูเรเนียม HEU ของรัฐเซีย 500 เมตริกตัน เทียบเท่ากับจำนวนหัวรบ 20,000 หัวรบ จะถูกเปลี่ยนเป็นยูเรเนียม LEU ซึ่งเป็นปริมาณที่เพียงพอ ที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิง เพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าให้สหรัฐอเมริกาได้ประมาณ 2 ปี

 กระบวนการ

กระบวนการ การเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ และการเปลี่ยนยูเรเนียม HEU เจือจางให้เป็นยูเรเนียม LEU จะดำเนินการในรัสเซีย ผลผลิต LEU ที่ได้จะถูกส่งมาที่หน่วยปฏิบัติการ USEC ใน Paducah มลรัฐเคนทักกี ซึ่งการจัดส่งครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อ เดือน มิถุนายน 1995

 ยูเรเนียม/ส่วนประกอบการ

ภายได้เงื่อนไขข้อตกลงซึ่งมีการแก้ไขในปี 1996 คือ (I ) USEC ซื้อส่วนผสมที่เจือจางของยูเรเนียม LEU นี้และขายให้ กับลูกค้า คือ โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์เพื่อนำไปประกอบเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ และ (II ) USEC ต้องมีการถ่ายโอนยูเรเนียมธรรมชาติ ที่มีปริมาณเทียบเท่ากับปริมาณยูเรเนียม LEU ที่ได้รับมาให้แก่ TENEX (ในปี 1999 รัสเซียได้ทำสัญญาขายยูเรเนียมธรรมชาติที่ได้รับมานี้ให้แก่บริษัท ตะวันตก 3 แห่ง)

USEC คาดว่าราคาซื้อยูเรเนียม LEU จากรัสเซียจะมีมูลค่า 8 พันล้านดอลลาร์อเมริกัน ถ้ารวมถึงมูลค่าของ ยูเรเนียมธรรมชาติที่ USEC ถ่ายโอนให้ TENEX ด้วยแล้วมูลค่าของโปรแกรมนี้จะมีมูลค่าประมาณ 12 พันล้านดอลลาร์ อเมริกัน

 สถานะของโปรแกรมในปี 2009

ในเดือนธันวาคม 2009 USEC เปิดเผยว่า โปรแกรมเมกะตันเพื่อเมกะวัตต์ประสบผล คือ จำนวน 375 เมตริกตันของ วัสดุหัวรบนิวเคลียร์ HEU เทียบเท่ากับหัวรบจำนวน 15,000 หัวรบได้ถูกกำจัดไปเรียบร้อยแล้ว คือตั้งแต่ปี 1993 จนถึง ธันวาคม 2009

ปริมาณ 375 เมตริกตันของหัวรบนิวเคลียร์ HEU ได้ถูกนำมาเจือจางเปลี่ยนเป็นยูเรเนียม LEU เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิง นิวเคลียร์ของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ โดยเชื้อเพลิงนิวเคลียร์นี้ ได้ถูกซื้อโดยหน่วยงาน USEC เพื่อใช้ในโรงไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกา 103 โรง ประมาณการว่า 20% ของปริมาณการใช้ไฟฟ้าของอเมริกาผลิตมาจาก เชื้อเพลิงนิวเคลียร์

หัวรบนิวเคลียร์ซึ่งครั้งหนึ่งเป็นขีปนาวุธ ICBMs เล็งเป้าหมายไปที่เมืองใหญ่ ๆ ของสหรัฐอเมริกาได้ถูกนำมาผลิตเป็น พลังงานนิวเคลียร์ถึง 50% ของพลังงานนิวเคลียร์ทั้งหมดที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา คิดเป็นสัดส่วน หนึ่งในสิบของพลังงาน ไฟฟ้าที่ผลิตได้ของอเมริกา ข้อตกลงระหว่างสหรัฐอเมริกา รัสเซีย และสัญญาดำเนินการเชิงพาณิชย์จะเสร็จสมบูรณ์ ในปี 2013 ซึ่งเมื่อถึงเวลานั้นคาดหวังว่าปริมาณ 500 เมตริกตันของหัวรบนิวเคลียร์ HEU จะถูกเปลี่ยนเป็น LEU และ ขายให้สหรัฐอเมริกา เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ และโปรแกรมนี้จะสามารถกำจัดหัวรบนิวเคลียร์ ได้ถึง 20,000 หัวรบทีเดียว

เมื่อโปรแกรมนี้เสร็จสิ้นสมบูรณ์ จะทำให้ช่องว่างของการจัดหาเชื้อเพลิงยูเรเนียมแคบลง ในขณะที่ปริมาณการใช้ พลังงานนิวเคลียร์ของโลก มีความต้องการเพิ่มขึ้นทุกวัน ในสหรัฐอเมริกา ปัจจุบันจะมีโรงงานไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ 103 โรงที่เดินเครื่องอยู่ และกำลังจะมีเพิ่มขึ้นอีก 15 โรงที่อยู่ในขั้นตอนขออนุญาตจากหน่วยงาน U.S. NRC (U.S. Nuclear Regulatory Commission) และตามที่หน่วยงานภาครัฐและอุตสาหกรรม เตรียมการเพื่อขออนุญาตที่จะสร้าง เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพิ่มอีก 31 เครื่อง แต่โปรแกรมเมกะตันเพื่อเมกะวัตต์จะสิ้นสุดในปี 2013 ความต้องการยูเรเนียม จึงต้องอาศัยจากแหล่งอื่น ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการทั้งในปัจจุบันและอนาคต

เรียบเรียง/ถอดความจาก

http://www.usec.com/megatonstomegawatts_step by step.htm