เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยในอาเซียน

          เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ในหลายประเทศทั่วโลก เป็นแหล่งกำเนิดนิวตรอนที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย ทั้งในการวิจัย การแพทย์ การเกษตร และอุตสาหกรรม เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยส่วนใหญ่ในโลกมีขนาดกำลังไม่เกิน 100 เมกกะวัตต์ (MW) โดยลำนิวตรอนที่ออกจากเครื่องปฏิกรณ์ฯ มีคุณสมบัติแตกต่างกันขึ้นอยู่กับการใช้งาน ส่วนความร้อนที่เกิดขึ้นจากเครื่องปฏิกรณ์ฯ จะถูกระบายออกจากแกนเครื่อง ซึ่งมีความแตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ที่นำความร้อนไปใช้ประโยชน์ในการผลิตกระแสไฟฟ้า 


          ตัวอย่างการใช้ประโยชน์ของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัย เช่น การถ่ายภาพทางรังสี การทดสอบวัสดุ การตรวจหาโลหะหนักในอาหาร การทำสารเภสัชรังสี เป็นต้น ในปัจจุบันทั่วโลกมีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยอยู่ 220 เครื่อง ใน 53 ประเทศ[1] และในอาเซียนมีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยที่ใช้งานอยู่ 6 เครื่อง ใน 5 ประเทศ และอยู่ระหว่างการวางแผนก่อสร้าง 2 เครื่อง ดังแสดงในตารางที่ 1 เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยในอาเซียน

          1.    ประเทศไทย
          ประเทศไทยมีเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยใช้งานครั้งแรกตั้งแต่ ตุลาคม พ.ศ. 2505 (เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูวิจัย 1, ปปว-1) และต่อมาในปี พ.ศ. 2520 ได้มีการปรับปรุงแกนเครื่องปฏิกรณ์ใหม่โดยใช้ชื่อว่า “เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูวิจัย-1 ปรับปรุงครั้งที่ 1 (ปปว-1/1 หรือ TRR-1/M1)” ชนิด TRIGA Mark III ซึ่งออกแบบและสร้างโดยบริษัท General Atomics (GA) ประเทศสหรัฐอเมริกา เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยของประเทศไทยตั้งอยู่ที่สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ สทน. ถ.วิภาวดีรังสิต เขตจตุจักร กรุงเทพมหานคร ติดกับรั้วมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ บางเขน ปปว-1/1 มีขนาดกำลังสม่ำเสมอ 2 MW ตัวเครื่องอยู่ภายในบ่อปฏิกรณ์ที่มีน้ำหล่อเย็นอยู่ภายในอาคารเครื่องปฏิกรณ์ นิวตรอนที่ได้จากเครื่อง ปปว-1/1 ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในหลายด้าน เช่น ใช้วิเคราะห์ธาตุด้วยเทคนิคทางนิวเคลียร์ ผลิตไอโซโทปรังสี เปลี่ยนสีอัญมณีโดยการอาบรังสีนิวตรอน เป็นต้น  แต่เนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์ ปปว-1/1 ประสบปัญหาเรื่องการจัดหาเชื้อเพลิง ทำให้ปัจจุบันสามารถเดินเครื่องได้ที่ระดับกำลังประมาณ 1.3 MW ซึ่งอีกไม่นานเครื่องปฏิกรณ์ฯ ที่ใช้งานอยู่จะต้องปิดตัวลง ประกอบกับปัจจุบันมีความต้องการการใช้ประโยชน์จากเครื่องปฏิกรณ์วิจัยที่มากขึ้น สทน. จึงมีการผลักดันให้เกิดโครงการเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยเครื่องใหม่เพื่อทดแทนเครื่องเดิม โดยเครื่องปฏิกรณ์เครื่องใหม่นั้นจะมีขนาดไม่เกิน 20 MW ซึ่งปัจจุบันกำลังศึกษาความเป็นไปได้ และแนวทางการใช้ประโยชน์จากเครื่องปฏิกรณ์เครื่องใหม่ [3] 


          นอกจากนี้มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารีได้มีแผนก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยขนาด 0.045 MW ชื่อ SUT MNSR ตั้งอยู่ที่อาคารศูนย์ปฏิบัติการวิจัยรังสีรักษาจากโบรอนจับยึดนิวตรอน 111 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี จ.นครราชสีมา เพื่อใช้ประโยชน์ทางรังสี เช่น การวิเคราะห์ธาตุโดยเทคนิคการอาบรังสีนิวตรอน การถ่ายภาพวัสดุโดยใช้นิวตรอน และการรักษามะเร็งโดยใช้นิวตรอน (Boron Neutron Capture Therapy; BNCT) โดยมีแผนก่อสร้างแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2567 [4]


          2.    ประเทศอินโดนีเซีย
          อินโดนีเซียมีประสบการณ์และโครงสร้างพื้นฐานด้านเทคโนโลยีนิวเคลียร์ในเชิงลึกมากกว่าประเทศอื่น ๆ ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ปัจจุบันประเทศอินโดนีเซียมีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัย 3 เครื่อง ได้แก่ TRIGA Mark II Bandung (2 MW) ตั้งอยู่ที่เมืองบันดุง RSG-GAS (30 MW) ตั้งอยู่ที่เมืองเซอร์ปง ทางตะวันตกของกรุงจาการ์ตา เมืองหลวงของอินโดนีเซีย และ KARTINI-PSTA (0.1 MW) ตั้งอยู่ที่เมืองยอกยาการ์ตา ตอนกลางของจังหวัดชวา 


          เครื่อง TRIGA Mark II Bandung ตั้งอยู่ที่ศูนย์ปฏิกรณ์บันดุง เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยเครื่องแรกในอินโดนีเซีย ชนิด TRIGA Mark II ก่อตั้งเมื่อปี พ.ศ. 2507 และในปี พ.ศ. 2543 ถูกเพิ่มขนาดกำลังเป็น 2 MW  ปีพ.ศ. 2560 TRIGA Mark II Bandung ได้รับใบอนุญาตในการเดินเครื่องอีกครั้ง แม้ว่าจะมีแผนในการปิดตัวและรื้อถอนในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า โดยบริเวณใกล้เคียงของเครื่องปฏิกรณ์ฯ เครื่องนี้ ยังเป็นที่ตั้งของเวชศาสตร์นิวเคลียร์อินโดนีเซียอีกด้วย 


          ปี พ.ศ. 2522 ณ เมืองยอกยาการ์ตา เครื่อง KARTINI-PSTA ก่อกำเนิดขึ้น โดยมีขนาดกำลังเพียง 0.1 MW ใช้ในการฝึกอบรมและเป็นพื้นที่ตั้งของวิทยาลัยเทคโนโลยีนิวเคลียร์ (STTN)
 

          ปี พ.ศ. 2530 เครื่อง RSG-GAS ถูกสร้างขึ้น โดยมีขนาดกำลังถึง 30 MW ปัจจุบันเดินเครื่องที่ขนาดกำลัง 15 MW นิวตรอนที่ได้จากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัย ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในการผลิตไอโซโทปทางการแพทย์และอุตสาหกรรม  สำหรับรองรับความต้องการภายในประเทศ นอกจากนี้การสร้างเครื่อง RSG-GAS ยังมีจุดประสงค์เพื่อสนับสนุนและพัฒนาเทคโนโลยีนิวเคลียร์ในประเทศอินโดนีเซียอีกด้วย[5]


          3.    ประเทศมาเลเซีย
          เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัย TRIGA Puspati (RTP) เริ่มดำเนินการตั้งแต่ปี พ.ศ. 2525 โดยสำนักงานนิวเคลียร์มาเลเซีย (MNA) ตั้งอยู่ที่เมืองบังกี ประเทศมาเลเซีย มีขนาดกำลัง 1 MW ชนิด TRIGA Mark II ได้รับการออกแบบและจัดสร้างโดยประเทศสหรัฐอเมริกา เพื่อใช้ในสาขาวิทยาศาสตร์และการศึกษานิวเคลียร์ขั้นพื้นฐาน ประเทศมาเลเซียมีการใช้งานเครื่องปฏิกรณ์ฯ อย่างมีประสิทธิภาพ มีการปรับปรุงระบบต่าง ๆ ให้ทันสมัยมากขึ้น ตัวอย่างการใช้ประโยชน์ของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยในมาเลเซีย เช่น การศึกษานิวตรอนและรังสีแกมมาขั้นสูง การวิเคราะห์ธาตุโดยการกระตุ้นด้วยนิวตรอน การผลิตไอโซโทปรังสีเพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ อุตสาหกรรมและการเกษตร การถ่ายภาพด้วยรังสีนิวตรอน เป็นต้น[6] นอกจากนี้ยังพัฒนารังสีรักษาจากโบรอนจับยึดนิวตรอน (BNCT) เพื่อการรักษาโรคมะเร็งอีกด้วย


          4.    ประเทศเวียดนาม
          ปัจจุบันประเทศเวียดนามมีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยเพียงเครื่องเดียวคือ Dalat Nuclear Research Reactor (DNRR) มีขนาดกำลัง 0.5 MW จัดสร้างโดยประเทศสหรัฐอเมริกา ภายใต้โครงการปรมาณูเพื่อสันติในปี พ.ศ. 2503 แต่เดิมเครื่องปฏิกรณ์ฯ ตั้งอยู่ในสถาบันวิจัยนิวเคลียร์ดาลัด ซึ่งอยู่ใจกลางเมืองดาลัด จนกระทั่งปีพ.ศ. 2518 ก่อนการล่มสลายของเวียดนามใต้ แกนกลางและเชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์ฯ ถูกถอดออกและส่งกลับไปยังประเทศสหรัฐอเมริกา อย่างไรก็ตามโครงสร้างพื้นฐานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ยังคงอยู่ ประเทศรัสเซียจึงได้สร้างและเติมเชื้อเพลิงให้กับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใหม่ในปี พ.ศ. 2523 [7] โดยมีจุดประสงค์หลักคือการฝึกอบรม การผลิตไอโซโทปรังสี การวิเคราะห์ธาตุโดยเทคนิคการอาบรังสีนิวตรอน และการวิจัยขั้นพื้นฐาน ในระหว่างการดำเนินงานมากกว่า 25 ปี เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยมีบทบาทสำคัญมากในการพัฒนานิวเคลียร์ โครงสร้างพื้นฐาน และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ มากมาย อย่างไรก็ตามเนื่องจากข้อจำกัดของระดับฟลักซ์นิวตรอน การออกแบบที่ล้าสมัย และอายุของเครื่องปฏิกรณ์ฯ ทำให้ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ได้เพียงพอ ดังนั้นการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยใหม่ที่มีกำลังสูง (10 ถึง 20 MW) จึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อเพิ่มศักยภาพทางนิวเคลียร์ของประเทศ เพื่อตอบสนองความต้องการของการใช้งาน และพัฒนาบุคลากรสำหรับอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ในประเทศเวียดนาม โดยบทบาทหลักของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยใหม่คือการให้บริการด้านพลังงานนิวเคลียร์ ส่งเสริมการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ และฝึกอบรมเจ้าหน้าที่ด้านวิทยาศาสตร์และปฏิบัติการสำหรับนิวเคลียร์ในอนาคต[8] โดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยใหม่มีแผนจะเริ่มดำเนินการในปี พ.ศ. 2569 โดยความร่วมมือกับสหพันธรัฐรัสเซีย[5]


          5.    ประเทศฟิลิปปินส์
          ภายใต้โครงการปรมาณูเพื่อสันติของประเทศสหรัฐอเมริกา ทำให้ประเทศฟิลิปปินส์มีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัย 1 เครื่อง ถูกจัดสร้างโดยบริษัท General Atomics (GA) ประเทศสหรัฐอเมริกา ชื่อ Philippine Research Reactor-1 (PRR-1) ชนิด TRIGA เดิมสามารถเดินเครื่องที่ขนาดกำลัง 1 MW แต่ในปีพ.ศ. 2531 มีการเพิ่มขนาดให้เป็น 3 MW หลังจากการเดินเครื่องไม่นาน ภายในปีเดียวกันนั้น บ่อน้ำของเครื่องปฏิกรณ์       PRR-1 เกิดการรั่ว ซึ่งนำไปสู่การปิดตัวลงอย่างถาวร มีความพยายามในการซ่อมแซม โดยร่วมมือกับทบวงการปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) แต่ไม่สำเร็จ จึงตัดสินใจดำเนินการรื้อถอนในปีพ.ศ. 2548 [9] หลังจากนั้นสถาบันวิจัยนิวเคลียร์ฟิลิปปินส์ (PNRI) ได้ครอบครองแท่งเชื้อเพลิง TRIGA ไว้ และไม่นานมานี้ PNRI ได้ตัดสินใจที่จะนำแท่งเชื้อเพลิงเหล่านี้กลับมาใช้เพื่อการฝึกอบรมและงานวิจัย เพื่อสร้างความเชี่ยวชาญด้านนิวเคลียร์ในฟิลิปปินส์อีกครั้ง[10] 

 

แหล่งอ้างอิง 

• [1] https://world-nuclear.org/information-library/non-power-nuclear-applications/radioisotopes-research/research-reactors.aspx
• [2] https://th.boell.org/en/2020/11/09/nuclear-power-trend-southeast-asia
• [3] http://www0.tint.or.th/nkc/nkc51/nkc5103/nkc5103n.html
• [4] https://beta.sut.ac.th
• [5] https://world-nuclear.org/information-library/country-profiles/ 
• [6] https://www.nuclearmalaysia.gov.my/new/RnD/energy/reactor/reactorTech.php
• [7] H. Nguen และคณะ. The History of the Dalat Nuclear Reactor. Michigan Engineering.
• [8] https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/P1575_CD_web/datasets/papers/C10%20Nguyen.pdf 
• [9]https://www.researchgate.net/publication/338884613_Utilizing_the_Philippine_Research_Reactor-1_TRIGA_Fuel_in_a_Subcritical_Assembly
• [10] https://csis-website-prod.s3.amazonaws.com/s3fs-public/legacy_files/files/publication/issuesinsights_vol13no10.pdf