Công nghệ sản xuất điện hạt nhân nào an toàn, hiệu quả nhất?

14 giờ trướcBài gốc

Ảnh minh họa.

Những lo lắng về công nghệ, vấn đề an toàn, hiệu quả đầu tư… sẽ được giải quyết thế nào?

Những công nghệ điện hạt nhân

Hiện nay, điện hạt nhân đang đóng góp trên 10% sản lượng điện toàn cầu và chiếm 1/3 trong số các loại điện được tạo ra bằng công nghệ phát thải carbon thấp. Điện hạt nhân giúp giảm phát thải 2 tỷ tấn dioxit carbon mỗi năm, tương đương với việc không cho lưu hành khoảng 400 triệu xe ô tô.

Về công nghệ, có 2 xu hướng trên thế giới:

Một là, tiếp tục cải tiến các lò làm mát bằng nước công suất lớn, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu và bảo đảm an toàn cao nhất trong các kịch bản sự cố tai nạn giả định, kể cả sự cố nghiêm trọng nhất.

Các lò được xây dựng trong thời gian gần đây trên thế giới chủ yếu thuộc loại lò này, được xếp vào loại thế hệ thứ III+, đã được kiểm chứng thông qua thời gian vận hành ở một số nước. Theo Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA), trong nhiều thập niên tới, loại lò này sẽ vẫn chiếm đa số trong các dự án điện hạt nhân mới trên thế giới.

Hai là, phát triển các lò công suất nhỏ và trung bình (SMR) hoặc lò modul và lò siêu nhỏ. Đây là một xu hướng trong phát triển công nghệ lò phản ứng của tương lai vì tổng mức đầu tư thấp, đơn giản trong thiết kế, rút ngắn thời gian xây dựng, thích ứng với nhu cầu điện năng không cao, không yêu cầu hạ tầng phức tạp. Tuy nhiên, để có đủ thời gian kiểm chứng công nghệ thì phải một vài thập niên nữa loại công nghệ này mới có thể được ứng dụng phổ biến.

Để thực hiện cam kết phấn đấu đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 của Chính phủ tại Hội nghị lần thứ 26 Các bên tham gia Công ước khung của Liên Hiệp Quốc về biến đổi khí hậu (COP26), trong Quy hoạch điện VIII, Việt Nam đã đưa tỷ trọng lớn của điện từ năng lượng tái tạo (điện gió và điện mặt trời).

Tuy nhiên, đặc tính cố hữu của điện năng lượng tái tạo là sự không ổn định, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và chu kỳ ngày/đêm. Vì vậy, phải cần có các loại hình điện nền khác dự phòng để đáp ứng yêu cầu của các ngành công nghiệp công nghệ cao như sản xuất chất bán dẫn, cung cấp điện cho các trung tâm dữ liệu lớn, đường sắt tốc độ cao, các ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo…

Giải bài toán vấn đề môi trường

Các vấn đề về bảo đảm an toàn trong phát triển điện hạt nhân là mối quan tâm chung của toàn thế giới. Khi nhắc đến điện hạt nhân, chắc hẳn nhiều người sẽ ngay lập tức liên tưởng đến các tai nạn của 2 nhà máy điện hạt nhân tại

Chernobyl (Liên bang Nga) và Fukushima (Nhật Bản). Không có bất kỳ một lĩnh vực nào có thể an toàn tuyệt đối cả. Vấn đề là an toàn thế nào là chấp nhận được và sau mỗi tai nạn cần tìm ra nguyên nhân để không mắc phải trong tương lai.

Các nhà máy hiện có trên toàn thế giới được yêu cầu phải đánh giá lại an toàn theo tiêu chuẩn mới và nâng cấp hệ thống an toàn phù hợp. Đặc biệt, đối với các nhà máy điện hạt nhân xây dựng mới, phải đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn, trong đó có tiêu chuẩn bảo đảm an toàn ngay cả trong sự cố giả định nghiêm trọng, nhất là nóng chảy vùng hoạt cũng không ảnh hưởng đến môi trường (bẫy vùng hoạt sẽ giam giữ các nhiên liệu nóng chảy).

Về công nghệ hoàn toàn giải quyết được các kịch bản sự cố tai nạn, kể cả sự cố nghiêm trọng nhất để bảo đảm không làm ảnh hưởng đến môi trường. Tuy nhiên, quan trọng nhất vẫn là ý thức con người.

Vấn đề xử lý chất thải phóng xạ

Ngoài lo ngại về an toàn và môi trường, thì xử lý chất thải hạt nhân/chất thải phóng xạ cũng là mối quan tâm khi vận hành các nhà máy điện hạt nhân. Chất thải phóng xạ trong nhà máy điện hạt nhân có 2 loại: Chất thải phóng xạ hoạt độ thấp và trung bình, chất thải phóng xạ hoạt độ cao, sống dài. Loại chất thải còn có quan ngại trên thế giới là chất thải phóng xạ hoạt độ cao, sống dài của các thanh nhiên liệu đã cháy.

Có 2 quan điểm về loại chất thải này. Một là nguồn nguyên liệu có thể tái chế để thu lại nhiên liệu chưa cháy hết và hai là coi đây là chất thải phóng xạ phải chôn lấp. Hiện nay, đã có một số quốc gia tái xử lý chất thải phóng xạ này để thu lại nhiên liệu như Pháp, Nhật Bản nhưng cũng có nước chôn lấp để chờ sau này nếu có công nghệ tốt hơn sẽ lấy lại để tái chế.

Các công nghệ liên quan đến vấn đề này vẫn đang được phát triển như công nghệ chuyển hóa các chất phóng xạ sống dài thành nguyên tố không phóng xạ hoặc phóng xạ với thời gian bán rã ngắn, thông qua phản ứng với chùm notron cường độ cao tạo ra từ phản ứng trên máy gia tốc hạt.

Vấn đề xử lý chất thải phóng xạ hoạt độ cao, sống dài vẫn đang là thách thức chung của cộng đồng khoa học thế giới. Nhiều nước áp dụng biện pháp lưu giữ các thanh nhiên liệu đã cháy (lưu giữ ướt trong lò phản ứng 5 – 7 năm, sau đó lưu giữ khô trong khuôn viên của nhà máy) và chờ các thành tựu mới trong lĩnh vực xử lý các thanh nhiên liệu đã cháy.

PGS.TS Vương Hữu Tấn (Nguyên Viện trưởng Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam)

Nguồn GD&TĐ : https://giaoducthoidai.vn/cong-nghe-san-xuat-dien-hat-nhan-nao-an-toan-hieu-qua-nhat-post708340.html