การควบคุมและการใช้ประโยชน์พลังงานอะตอม

การควบคุมและการใช้ประโยชน์พลังงานอะตอม
       
การรวมตัวและการแตกสลายของอะตอมจะให้พลังงานจำนวนมากในรูปแสง เสียง และ ความร้อน เรานำพลังงานของความร้อนที่ได้จากอะตอมนี้ไปต้มน้ำ ได้ไอน้ำไปหมุนกังหันไอน้ำ และเครื่องจักรไอน้ำ และใช้เครื่องจักรไอน้ำหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอีกทอดหนึ่ง

แผนภาพ แสดงโครงสร้างของเตาปฏิกรณ์ปรมาณู

ณ ที่นี้จะพูดถึงเฉพาะเรื่องเตารวบรวมและควบคุมพลังงานความร้อน ซึ่งเกิดจากการแตก สลายของอะตอม 
เตาที่เผาเชื้อเพลิงปรมาณูยูเรเนียมนี้ เรียกว่า เตาปฏิกรณ์ปรมาณู
โครงสร้างของเตาปฏิกรณ์ปรมาณู เป็นดังนี้คือ ภายนอกเป็นกำแพงคอนกรีตหนา (๑) เพื่อ ป้องกันการแผ่กัมมันตภาพรังสีออกมาเป็นอันตรายต่อคน ชั้นในบรรจุแท่งเชื้อเพลิงยูเรเนียม (๒) หุ้มด้วยถ่านเกราไฟต์ (๓) เรียงอยู่เป็นชั้นๆ

ยูเรเนียมเป็นตัวให้ความร้อน ส่วนถ่านกราไฟต์เป็นตัวลดความเร็วของนิวตรอน เรียกว่า กราไฟต์โมเดอเรเตอร์ (graphite moderator) 
เนื่องจากนิวตรอนวิ่งเร็วมากจะชน U238 และรวมกันเป็นพลูโตเนียม (plutonium) นิว- ตรอนที่วิ่งช้าก็จะมีโอกาสมากขึ้นในการไปแยกอะตอมของ U238 ได้ความร้อนออกมา 
ตัวควบคุมทำด้วยแท่งเหล็กชุบโบรอน (๔) เสียบอยู่เป็นระยะๆ ในเตานี้ เพื่อให้ดูดกลืน นิวตรอนที่เกิดมาจากปฏิกิริยาลูกโซ่บ้าง มิฉะนั้น ถ้ามีนิวตรอนมาก จะได้พลังงานมากจนควบคุม ไม่อยู่ 
แท่งเหล็กโบรอนนี้ปรับระยะที่แหย่เข้าไปในเตาได้ ถ้าแหย่ลึก มันจะดูดนิวตรอนมากไป ตามระยะที่แหย่ 
ความร้อนที่ได้จากเตาปฏิมากรณ์ปรมาณูนี้ นำมาใช้ต้มน้ำได้ ตามรูปข้างบน คือ ใช้เครื่องเป่า ก๊าซเข้าไปในเตา เมื่อได้ก็าซร้อนออกมาตามท่อไปเข้าเครื่องต้มน้ำจนกลายเป็นไอน้ำออกไปหมุน กังหัน กังหันหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวแล้ว จะได้พลังงานไฟฟ้าออกมา 

นอกจากจะใช้ความร้อนจากพลังงานนิวเคลียร์มาต้มน้ำ และหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแล้ว ยังใช้รังสีที่เกิดจากการแตกสลายของอะตอมมารักษาโรคบางอย่าง เก็บถนอมอาหาร ผลิตสารไอโซโทป (radioactive isotopes) ขับเคลื่อนเรือดำน้ำ และทำลูกระเบิดได้