นอกจากอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีที่ขยายตัวในวงกว้างแล้ว การที่โลกของเรามีจำนวนประชากรเพิ่มขึ้นราว 83 ล้านคนในแต่ละปี ก็ส่งผลให้ความต้องการใช้พลังงานมีสูงขึ้นด้วย ดังนั้น ทุกฝ่ายจึงพยายามหาทางออกโดยการมองหาแหล่งพลังงานใหม่ ๆ อย่างพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานน้ำ แต่พลังงานเหล่านั้นก็มีต้นทุนสูง อีกทั้งการผลิตยังไม่เพียงพอต่อความต้องการใช้พลังงานของประชากรในโลก แหล่งพลังงานใหม่อย่างพลังงานนิวเคลียร์ จึงอาจเป็นทางออกหนึ่งของปัญหาพลังงานในเวลานี้

ปัจจุบันในหลายประเทศมีการใช้พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า เช่น สหรัฐอเมริกา รัสเซีย ญี่ปุ่น เกาหลี แต่พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์หรือพลังงานนิวเคลียร์นี้คืออะไร และมาจากไหน

พลังงานนิวเคลียร์ คือ พลังงานซึ่งอยู่ในพันธะที่ยึดเหนี่ยวอะตอมไว้ด้วยกัน และถูกปล่อยออกมาเมื่อมีกระบวนการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบภายในนิวเคลียสของอะตอม ซึ่งการเปลี่ยนแปลงนี้อาจเกิดจากการถูกชนด้วยอนุภาคอื่น หรือจากความไม่เสถียรของอะตอมนั้น โดยการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบดังกล่าวเรียกว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์ แบ่งเป็น 2 ประเภท ได้แก่ ปฏิกิริยาฟิชชั่น และปฏิกิริยาฟิวชั่น

ฟิชชั่น (Fission)

ปฏิกริยาฟิชชั่นเป็นปฏิกิริยาแบบแตกตัว โดยพลังงานที่ได้จากปฏิกิริยานี้มาจากการที่อะตอมของธาตุหนักบางธาตุ เช่น ยูเรเนียม พลูโตเนียม ถูกชนด้วยนิวตรอน และแตกตัวออกเป็นอะตอม 2 อะตอมที่มีขนาดเล็กและเบากว่าเดิม ขณะเดียวกันนิวตรอนหลายตัวจะถูกปล่อยออกมา เมื่อนิวตรอนไปชนกับอะตอมอื่นก็จะทำให้เกิดการแตกตัวต่อไปได้อีก เป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ กล่าวคือ ในปฏิกิริยาฟิชชั่นจะมีการชนและการปล่อยพลังงานไปเรื่อยๆ จึงเป็นพลังงานที่ยั่งยืน ซึ่งโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์มักใช้ปฏิกิริยานี้ในการสร้างความร้อน ทำให้น้ำกลายเป็นไอ เพื่อขับเคลื่อนกังหัน (turbine) ให้หมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและผลิตกระแสไฟฟ้าต่อไป

ในประเทศสหรัฐอเมริกา 20% ของกระแสไฟฟ้าทั้งหมดมาจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าเหล่านี้สร้างกระแสไฟฟ้า 24 ชั่วโมง ตลอดเวลา 7 วัน โดยปราศจากการปล่อยมลพิษสู่บรรยากาศ แม้ภัยของพลังงานนิวเคลียร์จะไม่ได้มาจากการปล่อยมลพิษ แต่การแผ่รังสีของพวกมันก็เป็นสิ่งที่ต้องระวังอย่างมาก เพราะมันนำไปสู่อาการป่วยหรือเสียชีวิต รวมถึงการทำลายสภาพแวดล้อมโดยรอบได้เลยทีเดียว นอกจากนี้ในอดีตยังมีโศกนาฏกรรมที่เกิดจากเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ระเบิด 3 เหตุการณ์ ได้แก่
     1) การระเบิดที่เชอร์โนบิล ทางตอนเหนือของประเทศยูเครน ซึ่งขณะนั้นยังเป็นส่วนหนึ่งของสหภาพโซเวียต
     2) การระเบิดที่เกาะทรีไมล์ ประเทศสหรัฐอเมริกา
     3) ฟุกุชิมะ ไดอิชิ ประเทศญี่ปุ่น

อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบการใช้พลังงานเพื่อเปิดหลอดไฟขนาด 100 วัตต์ จากแหล่งพลังงาน 1 กิโลกรัมเท่ากันจะพบว่า พลังงานจากการเผาไหม้ไม้ สามารถเปิดหลอดไฟได้เพียง 1. 2 วัน ขณะที่พลังงานจากถ่านหินและน้ำมันดีเซล สามารถเปิดหลอดไฟได้ 3.8 และ 5.3 วันตามลำดับ แต่สำหรับพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ของแร่ยูเรเนียม 1 กิโลกรัม สามารถใช้เปิดหลอดไฟได้นานถึง 25,700 ปี เรียกได้ว่าประสิทธิภาพของแหล่งพลังงานเดิมที่เราเคยใช้กันกับแหล่งพลังงานนิวเคลียร์นั้นแตกต่างกันอย่างมาก จึงปฏิเสธไม่ได้ว่าพลังงานนิวเคลียร์จะเป็นทางเลือกเพื่อพลังงานที่ยังยืนในอนาคต

ฟิวชั่น

ปฏิกิริยาฟิวชั่นเป็นปฏิกิริยาแบบรวมตัว โดยพลังงานที่ได้จากปฏิกิริยานี้มาจากการที่นิวเคลียสของธาตุเบา 2 ธาตุ เช่น ไฮโดรเจนหนักที่เรียกว่า deuterium (มี 1 proton 1 neutron) หรือ tritium (มี 1 proton 2 neutron) หลอมรวมกันกลายเป็นธาตุหนักที่มีนิวเคลียสใหญ่ขึ้นกว่าเดิม พร้อมกับปลดปล่อยพลังงานปริมาณมหาศาลออกมา ปฏิกิริยาฟิวชั่่นสามารถปล่อยพลังงานออกมาได้มากกว่าฟิชชั่น สามารถพบปฏิกิริยานี้ได้บนดวงอาทิตย์ แต่ปัจจุบันยังไม่มีการพัฒนาปฏิกิริยานี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์

ตามสถิติการใช้กระแสไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานต่าง ๆ กัน ในปี 2015 พบว่า เราใช้พลังงานจาก...
     เชื้อเพลิงธรรมชาติ เช่น น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ 66.2%
     พลังงานน้ำ 16.4%
     พลังงานนิวเคลียร์ 10.7%
     พลังงานลม 3.5%
     พลังงานหมุนเวียนอื่นๆ 2.2%
     พลังงานแสงอาทิตย์ 1.1%

จะเห็นว่า เราใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงธรรมชาติกันมาก แต่เชื้อเพลิงธรรมชาตินั้นเป็นพลังงานสิ้นเปลืองที่ใช้แล้วหมดไป พลังงานทางเลือกอื่น ๆ จึงเป็นสิ่งที่ต้องถูกผลักดันเพื่อทดแทนการใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงธรรมชาติ โดยเฉพาะพลังงานนิวเคลียร์ที่ให้พลังงานปริมาณมหาศาลและน่าจะเป็นแหล่งพลังงานที่ใช้ไปได้อีกยาวนานชั่วลูกชั่วหลานทีเดียว