Cổng an ninh của lò phản ứng số 1 và số 2 tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima I hứng chịu cơn thịnh nộ của trận động đất/sóng thần hôm 11/3 vừa qua. Trận siêu động đất/sóng thần đã khiến nhà máy bị mất điện, đồng thời hệ thống làm lạnh của các lò phản ứng bên trong nhà máy điện hạt nhân bị hỏng, khiến nhiệt trong các lò này không ngừng tăng. Nhiều người đã lo ngại lõi của các lò có thể bị tan chảy. Nếu tình điều xấu này xảy ra, thì hậu quả của phóng xạ thoát ra ngoài sẽ vô cùng khủng khiếp.
Phòng điều khiển trung tâm của lò phản ứng số 1 tại nhà máy khi được thắp sáng trở lại, ngày 24/3.
Xe cứu hỏa tại cổng an ninh của lò phản ứng số 1 và 2 đang hướng về lò phản ứng số 3, lò đang gặp trục trặc lớn nhất tại nhà máy điện Fukushima I. (Ảnh ngày 23/3)
Nhóm công nhân của Công ty điện lực Tokyo (Tepco), cơ quan điều hành nhà máy, ghi chép tình trạng của các thiết bị tại một phòng điều khiển ở Fukushima I. Những công nhân này được mệnh danh là nhóm cảm tử "Fukushima 50", nhóm bất chấp nguy hiểm đã ở lại ứng cứu nhà máy sau trận siêu động đất/sóng thần.
Các công nhân Tepco đang kiểm tra máy đo các thiết bị tại phòng điều khiển của Fukushima I ngày 23/3.
Một cổng an ninh tại Fukushima I bị tàn phá bởi động đất/sóng thần.
Sửa chữa đường điện cho Fukushima I ngày 18/3. Các công nhân tại Fukushima I đã nỗ lực cấp lại điện cho nhà máy qua đường dây cáp được kéo từ bên ngoài vào.
Phòng điều khiển của lò phản ứng số 3 và 4 tại Fukushima I ngày 22/3.
Các công nhân đang cố gắng phun nước vào lò phản ứng số 4 ngày 22/3.
Hư hại tại tòa nhà dịch vụ của Fukushima I.
Khói bốc lên từ lò phản ứng số 3 ngày 21/3.
Phòng điều khiển của lò phản ứng số 3 ngày 22/3.
Xe cứu hỏa bơm nước vào lò phản ứng số 3, ngày 18/3.
Hư hại đối với lò phản ứng số 4, ảnh chụp từ trên cao ngày 16/3.
Hư hại đối với trung tâm sức khỏe và an toàn tại Fukushima I.
Chương 1: NĂNG LƯỢNG
1.1 Năng lượng là gì?
Năng lượng được định nghĩa là năng lực làm vật thể hoạt động. Có nhiều dạng năng lượng như: động năng làm dịch chuyển vật thể, nhiệt năng làm tăng nhiệt độ của vật thể,...
Trong thời kỳ sơ khai của loài người, nhiệt sinh ra do đốt than hoặc khí chỉ được sử dụng trực tiếp vào việc sưởi ấm và nấu nướng. Sau đó, nhiệt được dùng để chạy máy móc và xe cộ. Ngoài ra, nhiệt còn làm chạy tuabin máy phát điện để sản xuất điện năng. Điện năng rất tiện lợi, có thể sử dụng ngay lập tức chỉ bằng việc ấn nút nên được sử dụng rất rộng rãi.
Trong xã hội văn minh ngày nay, con người không thể sống thiếu năng lượng. Nhưng do nguồn năng lượng là hữu hạn nên nhân loại phải sử dụng năng lượng một cách hiệu quả và không lãng phí.
1.2 Năng lượng có thể thu được từ đâu?
Năng lượng có thể thu được từ các nguồn như dưới đây.
- Gỗ
- Sức nước
- Sức gió
- Địa nhiệt
- Ánh sáng mặt trời
- Than đá, dầu, khí tự nhiên (nhiên liệu hoá thạch)
- Uranium (nhiên liệu hạt nhân)
1.3 Nhiên liệu hoá thạch là gì?
Tài nguyên thiên nhiên như than đá, dầu, khí có được do thực vật và vi sinh vật sinh trưởng từ xa xưa, trải qua những biến động của vỏ trái đất trong một thời gian dài được gọi là nhiên liệu hoá thạch.
Dầu mỏ là một dạng quan trọng của nhiên liệu hoá thạch, tập trung chủ yếu ở khu vực Trung Đông. Người ta dự báo rằng trong tương lai gần, dầu mỏ vốn được xem là một tài nguyên chiến lược về năng lượng sẽ trở nên khan hiếm. Do vậy chúng ta không nên sử dụng lãng phí tài nguyên thiên nhiên của nước mình mà nên giữ gìn và sử dụng một cách thận trọng.
1.4 Từ trước đến nay nhân loại đã sử dụng năng lượng như thế nào?
Tổ tiên của chúng ta đã biết sử dụng lửa từ hàng trăm nghìn năm trước. Khi con người còn sinh hoạt trong hang động thì lửa được sử dụng để chiếu sáng, sưởi ấm và nấu nướng. Nguồn năng lượng động lực trong thời kỳ đó là sức người và gia súc.
Sau đó, nhờ sử dụng lửa, tổ tiên chúng ta đã làm ra được đồ gốm và các công cụ bằng kim loại. Với những công cụ đó, con người đã thực hiện được các hoạt động sản xuất như canh tác, trồng trọt và chăn nuôi, qua đó các cộng đồng xã hội được hình thành. Có thể nói rằng lửa chính là xuất phát điểm của nền văn minh nhân loại.
Vào cuối thể kỷ 18, máy hơi nước dùng nhiên liệu than đá được phát minh ở Anh. Từ đó, cuộc cách mạng về năng lượng động lực bùng nổ và dẫn đến cuộc cách mạng công nghiệp.
Hơn nữa, với kỹ thuật của động cơ đốt trong và sử dụng điện ở thế kỷ 19, nhiều phát minh có tính bước ngoặt đã ra đời, đẩy mạnh sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tạo ra một xã hội phong phú và tiện lợi như ngày nay.
Hiện tại, ở các nước phát triển tiên tiến, tiêu thụ năng lượng bình quân trên đầu người cao hơn 50 lần so với xã hội cổ đại và cao hơn 10 lần so với thời điểm trước cuộc cách mạng công nghiệp.
Thế nhưng từ giữa thế kỷ 20, nhu cầu sử dụng năng lượng tăng lên một cách nhanh chóng, đây là nguyên nhân khiến chúng ta không thể thờ ơ với vấn đề ô nhiễm môi trường trái đất. Hơn nữa, dân số tăng lên càng làm tăng thêm lo lắng về sự cạn kiệt của tài nguyên năng lượng.
Để duy trì cuộc sống văn minh của mình, con người cần sử dụng năng lượng, nhưng đã đến lúc chúng ta cần phải xem xét lại mối quan hệ giữa năng lượng và môi trường.
1.5 Năng lượng hoá thạch còn có thể sử dụng bao lâu nữa?
Cho đến nay, con người đã sử dụng một lượng rất lớn nhiên liệu hoá thạch như than đá và dầu để đẩy mạnh quá trình phát triển kinh tế và hiện đang phải phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hoá thạch, chiếm khoảng 80% nguồn cung cấp năng lượng sơ cấp.
1) Người ta cho rằng còn có thể khai thác dầu trong 40 năm nữa. Số năm có thể khai thác này được tính bằng cách chia trữ lượng đã biết cho sản lượng khai thác hàng năm hiện nay.
Trữ lượng dầu là hữu hạn và nếu lượng tiêu thụ dầu của thế giới trong thời gian tới vẫn tăng thì dần dần chúng ta sẽ phải phụ thuộc vào dầu giá cao. Khi giá cả thị trường tăng lên, việc ứng dụng kỹ thuật khai thác tiên tiến hơn để lấy được dầu từ những địa tầng sâu hơn cũng được đẩy mạnh và như vậy trữ lượng dầu có khả năng khai thác cũng sẽ tăng lên. Nhưng nếu khai thác đến một nửa trữ lượng của mỗi mỏ thì dù trữ lượng còn đó cũng sẽ dẫn đến suy giảm năng suất và có thể chuyển sang sụt giảm sản lượng.
Do vậy, sản lượng dầu chất lượng tốt trên toàn thế giới sẽ chuyển sang khuynh hướng giảm trong một thời kỳ sớm hơn so với số năm có thể khai thác, làm giảm khả năng duy trì sản lượng theo nhu cầu.
Điều đó có nghĩa là chúng ta lo lắng cả về việc tăng giá lẫn việc không đảm bảo được sản lượng cần thiết. Hơn nữa, hai phần ba tài nguyên dầu lại tập trung chủ yếu ở khu vực Trung Đông, khu vực vốn không ổn định về chính trị.
2) Số năm có thể khai thác của khí tự nhiên dự đoán là khoảng 60 năm. Tài nguyên khí tự nhiên, so với tài nguyên dầu có ưu điểm là có thể đảm bảo được một lượng nhất định trong khu vực Đông Nam Á và thời gian khai thác cũng lâu hơn. Thực tế là gần 70% trữ lượng được đảm bảo phụ thuộc vào khu vực Trung Đông và Liên Xô cũ, không thể không tính đến những tác động và ảnh hưởng của tình hình quốc tế.
3) Người ta cho rằng số năm còn có thể khai thác than là khoảng 230 năm. Nhưng vì lượng khí CO2 thải ra trong quá trình sinh năng lượng lại lớn hơn so với các nhiên liệu hoá thạch khác nên khi sử dụng nguồn nhiên liệu này cần tính đến việc phòng chống các hiện tượng về môi trường như sự ấm lên của Trái đất.
1.6 Nhiên liệu hoá thạch gây ra những ảnh hưởng gì?
Nhiên liệu hoá thạch như dầu, than, khí tự nhiên khi đốt cháy sẽ thải ra điôxít cácbon (CO2), ôxít sunphua (SOx), ôxít nitơ (NOx). Khi nồng độ của CO2 trong không khí tăng lên thì nhiệt độ Trái đất sẽ tăng lên. Người ta dự đoán rằng nếu nhân loại cứ tiếp tục đốt các nhiên liệu hoá thạch như thế này và khí CO2 vẫn tiếp tục tăng lên thì sau 100 năm, nhiệt độ trung bình của Trái đất sẽ tăng lên 2 độ và gây ảnh hưởng rất lớn đối với Trái đất.
Ngoài ra, ôxít sunphua (SOx), ôxít nitơ (NOx) là nguyên nhân tạo ra hiện tượng mưa axít gây ra những tác hại to lớn đối với động thực vật trên Trái đất.
1.7 Mưa axít là gì?
Sau những năm 50, tác hại của mưa axít ở các nước Bắc Âu đã dần trở thành một vấn đề làm người ta hết sức quan tâm. Ôxít sunphua (SOx), ôxít nitơ (NOx) trong khí thải từ các nhà máy và ôtô của lục địa châu Âu đã tạo ra các phản ứng hoá học trong không khí, sau đó di chuyển về phía bắc rồi tạo ra mưa axít làm tiêu trụi các cánh rừng, tiêu diệt các sinh vật trong ao hồ và gây tác hại to lớn cho sản xuất nông nghiệp. Hiện tượng này sau đó liên tiếp xuất hiện ở khu vực Trung Âu cho đến tận khu vực Bắc Mỹ và gần đây đã xuất hiện ở cả những khu vực công nghiệp tập trung của Trung Quốc.
Như vậy, tác hại do ô nhiễm không khí đã vượt ra khỏi biên giới quốc gia và lan ra một khu vực rộng lớn. Đối sách phòng chống hiện tượng này là cần phải có sự hợp tác của cộng đồng quốc tế.
1.8 Sự ấm lên của Trái đất là gì?
Những loại khí như điôxít cácbon (CO2) thải ra trong quá trình đốt nhiên liệu hoá thạch là nguyên nhân lớn nhất cho vấn đề ấm lên của Trái đất.
Khi nồng độ khí CO2 trong không khí tăng lên, theo hiệu ứng nhà kính thì nhiệt độ trên toàn Trái đất sẽ tăng dần lên, khi đó sẽ xuất hiện những khu vực khí hậu bị thay đổi. Có nguy cơ thực vật bị ảnh hưởng, sản xuất nông nghiệp bị tác động làm giảm sản lượng, còn các vùng đất khô cằn sẽ dần dần bị sa mạc hoá.
Hơn nữa, có một tai hoạ nữa là các khối băng ở Nam và Bắc cực sẽ tan ra và nhấn chìm lục địa.
Liên quan tới vấn đề này, “Hiệp ước khung về biến đổi khí hậu” quy định khung quốc tế về những đối sách cho sự biến đổi khí hậu có nguy cơ gây ảnh hưởng cho hệ sinh thái tự nhiên và con người đã có hiệu lực vào năm 1994. Hội nghị các nước ký kết tổ chức lần thứ 3 (COP3) tại Kyoto năm 1997 đã thông qua bản Nghị định thư Kyoto về mục tiêu giảm thiểu các loại khí gây hiệu ứng nhà kính của các nước phát triển.
1.9 Trên quan điểm bảo đảm nguồn năng lượng, tại sao năng lượng nguyên tử là cần thiết?
Năng lượng đang sử dụng trên thế giới hiện nay nếu quy ra dầu là gần 8, 5 tỷ tấn, trong đó 40% là dầu, than khoảng 26% và khí thiên nhiên khoảng 24%.
Lượng tiêu thụ năng lượng khác nhau tuỳ theo mỗi quốc gia. Ở các nước đang phát triển, cũng có nhiều nước mà lượng tiêu thụ năng lượng bình quân trên đầu người thấp hơn 1/10 so với ở các nước phát triển. Nhưng sự gia tăng dân số và tăng trưởng kinh tế của các nước đang phát triển làm người ta dự báo rằng trong thời gian tới nhu cầu năng lượng của thế giới tăng lên sẽ tập trung chủ yếu ở các quốc gia đang phát triển.
Tổng dân số thế giới năm 1996 vào khoảng 5, 8 tỷ người, nhưng được dự báo đến năm 2025 là 8 tỷ và sẽ đạt tới 9, 8 tỷ vào năm 2050, trong đó dân số của các nước đang phát triển sẽ chiếm khoảng 80%. Giả sử, tiêu thụ năng lượng của các nước đang phát triển sẽ tăng gấp 2 lần so với hiện nay thì chúng ta sẽ phải đối mặt với một thời kỳ rất khó khăn trong việc đáp ứng cung và cầu của năng lượng hoá thạch mà chủ yếu là dầu mỏ dễ sử dụng. Và rồi nguồn tài nguyên có hạn này đến một ngày nào đó sẽ rơi vào tình trạng cạn kiệt.
Dạng năng lượng thay thế cho nhiên liệu hoá thạch là năng lượng mặt trời và năng lượng từ sức gió. Các dạng năng lượng mới này cần phải phát triển, khai thác để sử dụng. Tuy nhiên do giá thành cao và cần một diện tích lớn nê các dạng năng lượng này chỉ cung cấp được 10% trong tổng số năng lượng cần thiết.
Chính vì vậy, năng lượng mà nhân loại có thể sử dụng lâu dài trong thời gian tới phải dựa vào năng lượng nguyên tử.
Năng lượng nguyên tử là năng lượng phát sinh do sự phân hạch của Uranium, là món quà quý giá mà thiên nhiên tặng cho con người. Chúng ta phải sử dụng món quà này vào mục đích hoà bình, an toàn và cần coi đó như một nguồn năng lượng quý giá.
1.10 Năng lượng nguyên tử có những ưu điểm gì?
Đặc trưng thứ nhất của năng lượng nguyên tử là nguồn năng lượng sạch, không phát thải CO2, SOx, NOx gây ô nhiễm không khí.
Các nước cung cấp Uranium, nhiên liệu cho điện nguyên tử chủ yếu là Canada, Australia đều là những nước có tình hình chính trị ổn định và có thể cung cấp ổn định.
Hơn nữa, vì Uranium có thể phát điện chỉ với một lượng rất nhỏ so với dầu nên có ưu điểm là dễ vận chuyển và bảo quản. Ví dụ, để vận hành nhà máy điện công suất 1000 MW trong vòng một năm thì phải cần tới hơn một triệu tấn dầu, trong khi đó đối với nhiên liệu Uranium thì chỉ cần vài chục tấn.
Trong các nhà máy điện nguyên tử, khi nạp nhiên liệu vào lò phản ứng là có thể liên tục phát điện trong vòng 1 năm mà không cần phải thay thế nhiên liệu.
Lượng chất thải phóng xạ phát sinh trong nhà máy điện nguyên tử rất ít so với lượng chất thải công nghiệp thông thường, do vậy có thể quản lý được một cách chặt chẽ, cất giữ và bảo quản an toàn.
2.1 Vật chất là gì?
Vật chất tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau như thể rắn, thể lỏng hay thể khí và gồm rất nhiều thành phần. Thành phần nhỏ bé nhất của một chất là phân tử. Phân tử là một dạng liên kết hoá học của nguyên tử.
Chẳng hạn, phân tử của nước H2O là hợp chất hoá học giữa 2 nguyên tử hydro và 1 nguyên tử oxy, phân tử Cacbonic CO2 là hợp chất hoá học giữa 1 nguyên tử cacbon và 2 nguyên tử oxy.
Vậy thì nguyên tử có cấu tạo như thế nào?
Nguyên tử gồm hạt nhân nguyên tử và các điện tử (electron) quay xung quanh nó. Bởi vì hạt nhân nguyên tử rất nhỏ và các điện tử quanh xung quanh nó ở vị trí khá xa nên có thể nói rằng nguyên tử có cấu tạo chỉ toàn là khoảng trống.
Vậy thì hạt nhân nguyên tử có cấu tạo ra sao? Thực nghiệm chứng minh rằng hạt nhân tạo nên bởi dày đặc các hạt proton và nơtron. Proton và nơtron như 2 anh em sinh đôi, trọng lượng giống nhau nhưng chỉ khác ở chỗ proton là hạt tích điện dương còn nơtron là hạt không tích điện, chúng có tên gọi chung là nucleon.
Như vậy, về cơ bản vật chất được cấu thành từ proton, nơtron và electron và với các cách kết hợp rất đa dạng.
2.2 Nguyên tử, hạt nhân, điện tử là gì?
Hiện nay trên Trái đất tồn tại nhiều loại nguyên tố trong tự nhiên. Nguyên tố nhẹ nhất là Hydro. Hạt nhân nguyên tử Hydro gồm 1 proton. Thông thường, điện tích dương của hạt nhân và điện tích âm của các điện tử bằng nhau, khi đó nguyên tử sẽ trung hoà về điện.
Nguyên tố được phân biệt theo số proton nằm trong hạt nhân, số đó được gọi là số nguyên tử.
Số nguyên tử của nguyên tử Hydro là 1, số nguyên tử của Uran là 92. Ngoài ra, người ta gọi tổng số proton và nơtron trong hạt nhân nguyên tử là trọng lượng nguyên tử hay số khối. Đến đây, chúng ta hãy thử cùng xem xét về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử Uranium có số nguyên tử là 92 và trọng lượng nguyên tử là 238. Bởi vì số nguyên tử là 92 nên nó có 92 proton. Phần còn lại là nơtron, tổng số của proton và nơtron là 238 nên số nơtron sẽ là 238-92=146.
Mặc dù cùng là Uranium nhưng trong tự nhiên còn tồn tại loại Uranium có số khối là 235 với số nơtron ít hơn 3 nơtron so với loại Uranium có số khối là 238. Hai loại Uranium này có tính chất hoá học hoàn toàn giống nhau còn trọng lượng chỉ khác nhau một chút. Để phân biệt nó, người ta biểu thị là U -238, U-235 và được gọi là các đồng vị (Isotope).
Số lượng điện tử quay xung quanh hạt nhân cũng có khi tăng hoặc giảm. Nếu số điện tử tăng thì nguyên tử mang điện tích âm và nếu giảm thì mang điện tích dương. Khi đó, người ta gọi nguyên tử mang điện tích là ion.
Sự thay đổi về hoá học thông thường là do sự tương tác lẫn nhau của điện tử quay xung quanh hạt nhân và nó không làm thay đổi cấu trúc hạt nhân.
2.3 Năng lượng nguyên tử là gì?
Năng lượng sinh ra khi đốt dầu, than, khí và năng lượng sinh ra khi chất nổ phát nổ còn gọi là năng lượng sinh ra bởi phản ứng hoá học, là năng lượng sinh ra bởi sự chuyển động của các điện tử quay xung quanh hạt nhân.
Năng lượng nguyên tử là năng lượng sinh ra khi có sự phân hạch hạt nhân hoặc tổng hợp hạt nhân.
Năng lượng của 1g Uranium phân hạch tương đương với năng lượng thu được khi đốt 20.000 lít dầu.
2.4 Năng lượng nguyên tử sinh ra như thế nào?
Trong hạt nhân nguyên tử, các nucleon (không phân biệt proton hay nơtron), khi ở khoảng cách rất bé, sẽ hút nhau rất mạnh. Nhờ năng lượng liên kết này mà proton và nơtron kết hợp với nhau ổn định trong hạt nhân.
Hạt nhân nguyên tử nặng như Uranium 235 (năng lượng liên kết lớn) sẽ phân hạch khi hấp thụ nơtron và trở thành 2~3 hạt nhân nhẹ hơn với năng lượng liên kết tương đối nhỏ.
Hạt nhân nguyên tử nhẹ như Hydro sau khi tổng hợp sẽ trở thành hạt nhân nguyên tử Heli rất ổn định. Năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử Heli cũng tương đối nhỏ.
Như vậy, khi hạt nhân nguyên tử phân hạch hoặc tổng hợp, một phần năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử sẽ được giải phóng và sinh ra năng lượng nguyên tử cực lớn.
2.5 Phản ứng phân hạch hạt nhân là gì?
Uranium trong thiên nhiên cấu tạo bởi 99.3% U-238 và 0.7% U-235.
Có một quy luật đối với những nguyên tử phân hạch thông thường: những nguyên tử mà số khối là số lẻ sẽ có sự phân hạch tương đối dễ. Như với Uranium, U-235 phân hạch dễ hơn U -238.
Để tạo ra sự phân hạch của U -235, cần phải làm cho nơtron đi vào hạt nhân của nó. Vì hạt nhân nguyên tử rất nhỏ nên nơtron có tốc độ cao mặc dù có thể đến gần hạt nhân nhưng nhiều khi lại bay qua bên cạnh mà không trúng hạt nhân và cơ hội xâm nhập vào bên trong hạt nhân rất ít. Nếu làm giảm tốc độ của nơtron và kéo dài thời gian tồn tại của nó ở bên cạnh hạt nhân thì xác suất va chạm với hạt nhân sẽ trở nên cao hơn. Người ta gọi nơtron đã bị giảm tốc độ là nơtron nhiệt (Thermal Neutron).
Nơtron nhiệt sẽ gây ra phản ứng phân hạch (Nuclear Fission) khi va chạm với một hạt nhân nguyên tử U -235, các mảnh vỡ đó bay phân tán với tốc độ cao. Khi đó đã giải phóng ra một năng lượng cực lớn đồng thời sinh ra 2~3 nơtron mới. Năng lượng đó được gọi là năng lượng nguyên tử. Người ta gọi mảnh vỡ phát sinh do phân hạch là sản phẩm phân hạch (Fission Product).
Phần lớn sản phẩm phân hạch có tính phóng xạ. Sau đây là một số sản phẩm phân hạch tiêu biểu:
Strontium-90 (Sr-90) Chu kỳ bán rã khoảng 30 năm, khi hấp thụ vào cơ thể sẽ đọng ở xương và việc loại bỏ ra ngoài là khá khó khăn.
Iodine-131 (I-131) Chu kỳ bán rã khoảng 8 ngày, khi hấp thụ vào cơ thể sẽ tập trung ở tuyến giáp trạng.
Cesium-137(Cs-137) Chu kỳ bán rã khoảng 30 năm, dù có hấp thụ vào cơ thể cũng sẽ bài tiết tương đối sớm ra ngoài qua đường tiêu hoá.
2.6 Phản ứng tổng hợp hạt nhân là gì?
Phân tử Hydro cấu tạo bởi một nguyên tử. Hạt nhân nguyên tử đơteron - đồng vị của Hydro cấu tạo bởi 1 proton và 1 nơtron. Trong toàn bộ Hydro tự nhiên có khoảng 1/60.000 đơteron.
Nếu kết hợp 2 nguyên tử đơteron thì sẽ hình thành một hạt nhân gồm 2 proton và 2 nơtron. Đây là hạt nhân nguyên tử Heli. Khi tạo ra Heli bằng cách kết hợp 2 Hydro như vậy sẽ giải phóng ra năng lượng cực lớn. Hiện tượng này được gọi là sự tổng hợp hạt nhân (Nuclear Fusion).
Hạt nhân của nguyên tử Heli có cấu tạo rất ổn định và năng lượng liên kết nhỏ nên năng lượng liên kết dư sẽ được giải phóng. Như chúng ta đều biết, trung tâm của mặt trời là nhà máy của các phản ứng nhiệt hạch. Mặt trời nguyên thuỷ là một khối hydro cực lớn. Khi co lại thì nhiệt độ và áp lực của tâm cao dần lên và khi đạt đến giá trị đủ lớn thì hydro kết hợp và tạo ra Heli. Mặt trời toả sáng là do năng lượng được giải phóng.
Để thực hiện được phản ứng tổng hợp hạt nhân trên Trái đất, nhiệt độ cần thiết là khoảng 100 triệu độ. Tất nhiên trong trạng thái như vậy thì hạt nhân nguyên tử và các điện tử (electron) trở nên hỗn loạn. Vật chất với trạng thái như vậy được gọi là plasma. Plasma mang điện tích nên có thể nhốt trong chân không bằng điện từ trường mạnh. Điện từ trường có thể tạo ra bằng kỹ thuật siêu dẫn (superconductivity).
Để phát triển quá trình tổng hợp hạt nhân (tạo ra phản ứng nhiệt hạch) cần tiền đầu tư rất lớn. Một số phương pháp có khả năng duy trì được sự tổng hợp hạt nhân trên Trái đất hiện đang trong quá trình nghiên cứu, cụ thể là đang có kế hoạch kiểm chứng một phương thức Tokamak thông qua sự hợp tác của các nhà khoa học quốc tế. Dưới sự hỗ trợ của IAEA (Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế), kế hoạch lò thử nghiệm phản ứng tổng hợp hạt nhân quốc tế (ITER-International Thermonuclear Experimental Reactor) đang được triển khai với sự hợp tác của các nước Mỹ, Nhật Bản, Nga và các nước Châu Âu.
Lò phản ứng nhiệt hạch có thể trở thành hiện thực vào thế kỷ 22. Nếu nhân loại thành công thì chúng ta sẽ có một nguồn năng lượng vô hạn bởi vì nguyên liệu cho phản ứng nhiệt hạch là hydro tồn tại vô hạn trên Trái đất.
2.7 Phản ứng phân hạch hạt nhân dây chuyền là gì?
Uranium 235 khi phân hạch sẽ có 2 đến 3 nơtron mới được giải phóng ra, mỗi nơtron này sẽ tạo ra sự phân hạch hạt nhân tiếp theo. Và rồi lại có thêm 2 đến 3 nơtron mới được giải phóng. Sự phân hạch hạt nhân một cách liên tục như vậy được gọi là phản ứng dây chuyền.
2.8 Tới hạn là gì?
Tới hạn là trạng thái phản ứng phân hạch hạt nhân dây chuyền được duy trì ổn định. Trong lò phản ứng hạt nhân, người ta có thể khống chế được trạng thái tới hạn của lò phản ứng bằng các thanh điều khiển.
2.9 Trên Trái đất, Uranium có trữ lượng khoảng bao nhiêu và phân bố ở những khu vực nào?
Uranium phân bố rất rộng trên Trái đất. Trữ lượng có khả năng khai thác đã xác nhận là khoảng 4 triệu tấn và có thể khai thác trong khoảng 60 năm.
Vì tài nguyên Uranium phân bố chủ yếu ở các quốc gia có tình hình chính trị ổn định nên ít có nguy cơ bị tác động bởi tình hình quốc tế.
Dưới đây là một số nước có trữ lượng Uranium lớn (% toàn thế giới).
Australia 21%
Kazakhstan 19%
Canada 10%
Nam Phi 8%
Mỹ 8%
Namibia 7%
Brazil 6%
Nga 4%
2.10 Plutonium là gì?
Plutonium (Pu) là nguyên tố phóng xạ nhân tạo không tồn tại trong thiên nhiên. U -238 hấp thụ nơtron và trở thành U -239, hạt nhân mới này giải phóng tia bêta và trở thành hạt nhân Np -239 rồi lại phát ra tia bêta một lần nữa để trở thành Pu -239. Pu-239 có khả năng phân hạch nên có thể sử dụng làm nhiên liệu cho lò phản ứng.
Plutonium là chất phóng xạ phát ra tia alpha. Vì sức xuyên thấu của tia alpha yếu nên có thể chặn được thậm chí chỉ bằng một tờ giấy. Vì thế, việc che chắn tia alpha khá đơn giản. Ảnh hưởng của Plutonium đáng ngại nhất là khi vào bên trong cơ thể. Nhiễm xạ tia alpha có thể gây ung thư ở phổi, xương, gan.
Do vậy khi sử dụng Plutonium, điều cơ bản là phải đóng kín nguồn Pu không để hấp thụ vào trong cơ thể. Khi làm việc với Pu, người ta sử dụng các thao tác từ xa, thao tác trong các hộp găng tay (glove box) kín, không tiếp xúc trực tiếp với chúng.
Pu-239 là nguyên liệu làm bom nguyên tử nên cần phải quản lý hết sức chặt chẽ.
Chương 3: LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 3.1 Cấu tạo của lò phản ứng hạt nhân như thế nào?
Lò phản ứng hạt nhân là thiết bị có thể điều khiển và kiểm soát phản ứng phân hạch để thu được năng lượng nhiệt do phản ứng phân hạch tạo ra.
Các yếu tố cấu thành lò phản ứng bao gồm:
1) Nhiên liệu hạt nhân tạo ra sự phân hạch.
2) Chất làm chậm với chức năng làm giảm tốc độ của các nơtron sinh ra từ phản ứng phân hạch để dễ dàng tạo ra sự phân hạch tiếp theo.
3) Chất tải nhiệt với chức năng thu nhiệt sinh ra do phân hạch hạt nhân từ tâm lò phản ứng để chuyển ra bộ phận bên ngoài.
4) Các thanh điều khiển để điều chỉnh quá trình phân hạch của nhiên liệu hạt nhân.
3.2 Lò phản ứng hạt nhân sử dụng nhiên liệu gì?
Nhiên liệu cho lò phản ứng hạt nhân có thể sử dụng các chất có khả năng phân hạch như Uranium hoặc Plutonium.
Uranium tự nhiên chỉ chứa 0,7% U-235 phân hạch nên chỉ sử dụng làm nhiên liệu cho lò phản ứng hấp thu nơtron và sử dụng chúng một cách hiệu quả như lò nước nặng hoặc lò phản ứng làm nguội bằng khí và dùng chất làm chậm là than chì.
Nước nhẹ có thể dễ điều chế và rẻ tiền nhưng khả năng hấp thu nơtron không hiệu quả nên không thể sử dụng Uranium tự nhiên làm nhiên liệu cho lò phản ứng nước nhẹ.
Lò phản ứng nước nhẹ sử dụng nhiên liệu Uranium được làm giàu trên dưới 4% ở dạng ôxit Uranium. Còn Plutonium thì thích hợp làm nhiên liệu cho lò phản ứng tái sinh nhanh.
3.3 Chất làm chậm của lò phản ứng là gì?
Để dễ dàng tạo ra phản ứng phân hạch hạt nhân dây chuyền, cần phải hãm bớt tốc độ của nơtron tốc độ cao thành nơtron nhiệt.
Như vậy, vật liệu làm chậm nơtron được gọi là chất làm chậm.
Tính chất của chất làm chậm như sau:
1) Hấp thu nơtron hiệu quả.
2) Giảm tốc độ của nơtron với hiệu suất cao
Vì vậy, vật liệu thích hợp cho chất làm chậm thường là những nguyên tố có số nguyên tử nhỏ.
Các loại chất làm chậm thông thường:
1. Nước nhẹ (nước thông thường) có hiệu suất làm chậm rất tốt, giá thành rẻ nhưng có nhược điểm là hấp thu nơtron một cách lãng phí.
2. Nước nặng cũng có hiệu suất làm chậm tốt do không hấp thu nơtron một cách lãng phí nên có thể nói đây là chất giảm tốc lý tưởng nhưng giá thành rất cao và khó điều chế.
3. Than chì (Graphite) tuy hiệu suất làm chậm thấp nhưng lại ít hấp thu nơtron và giá tương đối rẻ.
3.4 Chất tải nhiệt của lò phản ứng là gì?
Chất thu nhiệt sinh ra trong lò phản ứng và chuyển ra bên ngoài được gọi là chất tải nhiệt.
Lò phản ứng nước nhẹ dùng chất tải nhiệt là nước nhẹ; lò nước nặng dùng chất tải nhiệt là nước nặng; còn lò khí thì sử dụng chất tải nhiệt là khí CO2 hoặc Heli và lò tái sinh nhanh thì sử dụng chất tải nhiệt là Natri.
3.5 Chất điều khiển của lò phản ứng là gì?
Chất điều khiển có tác dụng điều chỉnh công suất của lò phản ứng (tốc độ phản ứng phân hạch) và có khả năng hấp thu nơtron.
Chất điều khiển được sử dụng phổ biến là Boron hoặc Cadmium.
3.6 Có những loại lò phản ứng nào?
Lò phản ứng được phân loại theo nhiên liệu hạt nhân, chất làm chậm và chất tải nhiệt. Dưới đây là một số loại lò hiện nay đang được sử dụng trên thế giới:
· Lò khí
· Lò nước nặng
· Lò nước nhẹ
· Lò phản ứng tái sinh nhanh
Ngoài ra còn có một số loại lò phản ứng khác được thiết kế nhưng vẫn chưa được đưa vào sử dụng.
3.7 Lò khí
Lò khí là loại lò sử dụng khí làm chất tải nhiệt, loại lò này chủ yếu phát triển ở Anh. Chất làm chậm là than chì và nhiên liệu có thể sử dụng Uranium tự nhiên.
Lúc đầu, loại lò này được dùng để sản xuất plutonium (cho mục đích quân sự) và dùng không khí làm chất tải nhiệt.
Để phát triển loại lò này thành lò phản ứng phát điện, cần phải nâng nhiệt và áp lực của khí – chất tải nhiệt. Vì không thể sử dụng được không khí nên khí CO2 được dùng làm chất tải nhiệt. Từ đó đã ra đời loại lò khí kiểu Anh sử dụng trong nhà máy điện nguyên tử.
Để cạnh tranh được với lò nước nhẹ đang dần trở nên phổ biến, người ta nâng thêm nhiệt độ và áp lực của khí (chất tải nhiệt). Tuy nhiên nhiệt độ của khí CO2 tăng cao tới mức độ nào đó sẽ không ổn định và vì thế mà không thể sử dụng được. Người ta đã phát triển loại lò khí tiên tiến hơn sử dụng chất tải nhiệt là Heli có thể ổn định ngay cả khi nhiệt độ cao nhưng lại gặp khó khăn về kỹ thuật và kinh tế nên không thể cạnh tranh được với lò nước nhẹ.
Tuy vậy, các kinh nghiệm về lò khí vẫn được người ta vận dụng và việc phát triển lò khí nhiệt độ cao hiện đang được triển khai. Lò này sử dụng chất tải nhiệt là Heli nhằm nâng nhiệt độ của khí đầu ra của lò lên hơn 750o C và nâng cao hiệu suất nhiệt. Loại lò này cũng đang có kế hoạch sử dụng đa mục đích như sử dụng trong công nghiệp hoá học.
3.8 Lò nước nặng
Lò nước nặng là lò phản ứng sử dụng nước nặng làm chất làm chậm. Loại lò này chủ yếu do Canada phát triển. So với nước nhẹ, nước nặng hấp thu rất ít nơtron nên có thể sử dụng Uranium tự nhiên làm nhiên liệu.
3.9 Lò nước nhẹ
Lò nước nhẹ là lò phản ứng sử dụng nước nhẹ làm chất làm chậm và chất tải nhiệt.
Có 2 loại lò nước nhẹ là PWR (Pressurized Water Reactor – Lò nước áp lực) và BWR (Boiling Water Reactor – Lò nước sôi).
PWR được phát triển cho mục đích quân sự, ví dụ như tạo sức đẩy cho tàu thuyền mà đặc biệt là sử dụng cho tầu ngầm. Hệ thống thứ nhất của lò phản ứng được thiết kế không làm sôi nước mà truyền nhiệt sang hệ thống thứ 2 để tạo hơi nước, do vậy hơi nước làm quay tuabin không bị nhiễm xạ.
BWR ngay từ đầu đã được phát triển cho mục đích hoà bình là phát điện. Nước được làm sôi trong hệ thống thứ nhất của lò phản ứng và dùng hơi nước đó làm quay tuabin, do vậy tuabin bị nhiễm xạ trong khi vận hành. Nhưng do không có hệ thống thứ 2 nên cấu tạo lò đơn giản.
Uranium tự nhiên không thể sử dụng làm nhiên liệu cho lò nước nhẹ. Nhiên liệu sử dụng là dạng oxit Uranium làm giàu thấp, khoảng 4%.
3.10 Nhà máy nhiệt điện và nhà máy điện nguyên tử khác nhau ở điểm gì?
Nhà máy điện nguyên tử, nếu tính từ việc làm sôi nước, chuyển thành hơi nước và dùng hơi nước làm quay tuốcbin thì hoàn toàn giống như nhà máy nhiệt điện (than, dầu, khí tự nhiên). Điểm khác nhau là ở chỗ: nhiên liệu làm sôi nước trong nhà máy nhiệt điện là nhiên liệu hoá thạch còn trong nhà điện nguyên tử thì nhiên liệu sử dụng là Uranium và nước được đun sôi bên trong lò phản ứng.
Nhiên liệu của nhà máy điện nguyên tử là Uranium. Tuy là nhiên liệu cháy nhưng vì năng lượng nguyên tử là năng lượng phát sinh do phản ứng phân hạch nên không cần oxy, chính vì thế mà hoàn toàn không thải ra các chất gây ô nhiễm môi trường như các loại khí CO2, NOx, SOx.
Năng lượng nguyên tử là nguồn năng lượng rất lớn nên chỉ với một lượng nhỏ nhiên liệu mà vẫn thu được năng lượng lớn. Nhiên liệu cần thiết cho một nhà máy điện nguyên tử có công suất 1000MW vận hành trong suốt 1 năm là:
Nhiên liệu Khối lượng Phương tiện vận chuyển Số lượng
Than đá 2.200.000 tấn Tàu trọng tải 200.000 tấn 11 tàu
Dầu 1.400.000 tấn Thùng chứa 200.000 tấn 7 thùng
Khí thiên nhiên 1.100.000 tấn Thùng chứa 200.000 tấn 5, 5 thùng
Uran giàu 30 tấn Xe tải 10 tấn 3 xe
Như vậy, nhiên liệu cho năng lượng nguyên tử dễ vận chuyển và cất giữ.
Lượng chất thải phóng xạ phát sinh trong nhà máy điện nguyên tử cũng rất ít. Chúng ta hãy cùng thử so sánh với chất thải thông thường và chất thải công nghiệp. Năm 1955, lượng chất thải bình quân của một người Nhật Bản trong 1 năm là 3.900 kg. Trong khi đó lượng chất thải phóng xạ phát sinh từ toàn bộ các nhà máy điện nguyên tử chưa đến 0, 104 kg. Có nghĩa là chất thải từ nhà máy điện nguyên tử tuy phải mất công xử lý phóng xạ nhưng vì lượng ít nên quản lý cũng dễ dàng.
Nhà máy điện nguyên tử được lựa chọn phương án thiết kế an toàn tối ưu. Nó được thiết kế để sao cho dù có phát sinh tai nạn thế nào chăng nữa cũng không gây thiệt hại, tổn thất cho tất cả cư dân sống xung quanh. Có thể nói rằng một nửa nhà máy điện nguyên tử là các thiết bị an toàn. Do đó, chi phí cao cho các thiết bị đó là đương nhiên. Hơn nữa, trong quá trình xây dựng, người ta tiến hành kiểm tra gắt gao ở từng công đoạn để đảm bảo an toàn nên thời gian xây dựng cũng khá dài. Việt Nam nếu xây dựng sẽ cần khoảng 5 năm.
Chi phí xây dựng cho nhà máy điện nguyên tử so với nhà máy nhiệt điện tương đối cao. Nhưng khi xây dựng xong và bước vào vận hành thì nhà máy điện nguyên tử có những ưu điểm như sau.
Ở nhà máy điện nguyên tử, việc thay đổi công suất ứng với phụ tải khá đơn giản về mặt kỹ thuật, hơn nữa do tỷ lệ chi phí nhiên liệu trong giá thành thấp nên có lợi về kinh tế trong vận hành phụ tải đáy. Nếu vận hành liên tục toàn bộ công suất trong suốt một năm và 24h/ngày thì có thể khai thác được 100% ưu thế của nhà máy điện nguyên tử.
Tuổi thọ thiết kế của nhà máy điện nguyên tử là 50 năm. Nếu bảo dưỡng đầy đủ sẽ có thể kéo dài vận hành tới 60 năm. Nếu vận hành trong thời gian dài và sớm kết thúc thời gian hoàn vốn thiết bị thì chi phí phát điện sẽ giảm .
Nếu suy nghĩ một cách tổng thể các vấn đề nêu trên và có cái nhìn lâu dài thì điện nguyên tử so với nhiệt điện có thể cạnh tranh về mặt kinh tế.
4.1 Mỹ
Các nhà máy điện nguyên tử của Mỹ có 103 lò phản ứng với tổng công suất thiết bị là 101.000 MW chiếm vị trí thứ nhất trên thế giới. Cơ cấu nguồn điện năm 2000 là: điện than chiếm 52%, điện hạt nhân chiếm 20%, tiếp theo là 16% điện khí và 7 % thuỷ điện.
Vì Mỹ có nguồn khí thiên nhiên phong phú nên 90% nhà máy điện đang xây dựng là nhiệt điện khí.
Các quy chế an toàn lò phản ứng ở Mỹ ngày càng được nâng cao, tính kinh tế của nhà máy điện nguyên tử giảm nên từ sau năm 1974 không có nhà máy mới nào được xây dựng.
Nhưng trong “Chính sách năng lượng quốc gia” được tổng thống Bush phát biểu vào tháng 5/2001, việc mở rộng sử dụng điện nguyên tử đã trở thành một yếu tố rất quan trọng và cần thiết. Trong thời gian tới, có khả năng các nhà máy điện nguyên tử mới sẽ được xây dựng. Mặt khác, tuy đến thời điểm năm 1990, tỷ lệ sử dụng thiết bị của các nhà máy điện nguyên tử đang vận hành đã giảm xuống dưới 65% nhưng sau đó lại tăng dần lên và đến năm 2000 đã đạt kỷ lục cao nhất là 89,6%.
Hiệu suất vận hành và tuổi thọ của lò phản ứng tăng lên nên chi phí phát điện của các nhà máy điện nguyên tử năm 1999 là 1,83 cent/kWh, rẻ hơn cả điện than là 2,07 cent/kWh.
4.2 Anh
Đến cuối năm 2000, Anh có 33 lò phản ứng phát điện với tổng công suất 13.000 MW. Tỷ lệ phát điện bằng năng lượng nguyên tử là 22%.
Anh là nước bắt đầu việc phát triển các nhà máy điện nguyên tử thương mại sớm nhất trên thế giới. Đây là loại lò Uranium thiên nhiên làm mát bằng khí. Vì tính kinh tế của loại lò này không cao nên đã tiếp tục phát triển lò tải nhiệt bằng khí dạng cải tiến nhưng chưa đạt đến mức độ cạnh tranh được với lò nước nhẹ.
Năm 1995, lò nước nhẹ áp lực (PWR) đầu tiên đã bắt đầu vận hành thương mại nhưng hiện nay, trong kế hoạch không có nhà máy điện nguyên tử nào đang được xây dựng.
4.3 Pháp
Pháp hiện có 57 lò phản ứng phát điện với tổng công suất thiết bị là 63.000 MW chiếm vị trí thứ 2 trên thế giới sau Mỹ.
Điện nguyên tử chiếm 76% trong tổng lượng phát điện, tỉ lệ cao nhất thế giới. Tỷ lệ tự cung cấp năng lượng từ 23% vào năm 1973 đã vượt 50% vào năm 2000. Hơn nữa, Pháp là nước xuất khẩu điện, năm 2000 Pháp đã xuất khẩu 72, 2 tỷ kWh điện nguyên tử sang các nước xung quanh như Thuỵ Sỹ, Italia, Anh và tăng hơn 9 tỷ kWh so với năm 1999. Theo khảo sát dư luận gần đây, 68% người ủng hộ sử dụng năng lượng nguyên tử, 88% người cho rằng năng lượng nguyên tử rất có hiệu quả trong việc giảm thiểu hiệu ứng nhà kính.
4.4 Đức
Với tổng công suất thiết bị khoảng 22.000 MW của 19 lò phản ứng phát điện đang vận hành, cơ cấu nguồn điện năm 2000 của Đức là: 33% điện nguyên tử, 24% điện than, 27% điện than nâu, 7% điện khí và 2% điện năng lượng gió.
Trong cuộc bầu cử năm 1998, Đảng dân chủ xã hội (SPD) vốn mang quan điểm phản đối điện nguyên tử đã đánh bại Liên minh dân chủ xã hội Cơ đốc giáo (CDU) có quan điểm ủng hộ điện nguyên tử và thành lập chính quyền liên minh với Đảng xanh, lập ra nội các Schroeder. Chính phủ liên hiệp này có chính sách loại bỏ năng lượng nguyên tử. Kết quả thoả thuận giữa chính phủ và giới công nghiệp, đặc biệt là giới công nghiệp điện về việc đóng cửa các nhà máy điện nguyên tử theo từng giai đoạn đã đạt được thoả thuận như sau: các nhà máy điện hiện đang vận hành sẽ tiếp tục hoạt động và sẽ đóng cửa dần dần khi hết tuổi thọ.
Trong tình hình này, khi Liên minh dân chủ xã hội Cơ đốc giáo (CDU/CSU), đảng đối lập lớn nhất phản đối việc loại bỏ năng lượng nguyên tử trở lại nắm chính quyền, họ sẽ huỷ bỏ các điều khoản do chính phủ liên hiệp hiện nay ban hành và sẽ làm rõ phương châm ủng hộ năng lượng nguyên tử.
4.5 Nhật Bản
Tại thời điểm năm 2000, Nhật Bản có 51 lò phản ứng phát điện đang vận hành, công suất thiết bị là 45.000 MW, trở thành nước sử dụng điện nguyên tử đứng thứ 3 trên thế giới sau Mỹ và Pháp. Trong số 51 lò phản ứng, 28 lò theo công nghệ BWR và 23 lò theo công nghệ PWR.
Ở Nhật Bản, việc phát triển điện nguyên tử do các Công ty điện lực tư nhân tiến hành. Sau khi lập ra công ty điện nguyên tử Nhật Bản (JAPC), 9 công ty điện lực tập trung nguồn nhân lực và xây dựng thể chế phát triển điện nguyên tử. Đầu tiên JAPC đã đưa vào áp dụng loại lò làm mát bằng khí từ Anh, tiếp đó là BWR từ Mỹ.
Các chuyên gia điện nguyên tử, sau khi được đào tạo ở JAPC đã trở về công ty điện lực của mình và xây dựng các nhà máy điện nguyên tử. Như vậy, ngành điện nguyên tử của Nhật Bản đã phát triển đặc biệt ấn tượng.
Nhật Bản là nước nghèo tài nguyên năng lượng và phải dựa vào nhập khẩu khoảng 80% tài nguyên năng lượng. Đặc biệt, dầu mỏ chiếm 52,4% tổng cung năng lượng sơ cấp và hầu như phải nhập khẩu, trong đó 80% nguồn nhập là từ khu vực Trung Đông.
Do vậy, ở Nhật Bản để đảm bảo ổn định năng lượng, năng lượng nguyên tử là hết sức cần thiết. Tuy điện nguyên tử đang duy trì 1/3 nhu cầu điện lực nhưng trong thời gian tới vẫn cần tăng hơn nữa con số này. Mặt khác, để sử dụng một cách hiệu quả nhiên liệu Uranium, Nhật Bản vẫn kiên trì chính sách tái xử lý nhiên liệu để có thể sử dụng được nguồn Plutonium.
Ngoài ra, việc phát triển các loại lò nước nặng, lò tái sinh nhanh, lò khí nhiệt độ cao hiện đang được các cơ quan, tổ chức của chính phủ triển khai.
4.6 Trung Quốc
Tại thời điểm cuối năm 2000, Trung Quốc có 3 lò phản ứng phát điện với tổng công suất 2.300 MW và 8 lò đang được xây dựng có tổng công suất 6.600 MW.
Trung Quốc áp dụng nhiều loại lò từ nước ngoài, ví dụ như PWR từ Pháp và Nga và lò nước nặng từ Canada và hiện đang phát triển cả loại PWR nội địa bằng công nghệ trong nước.
Ba phần tư điện của Trung Quốc là từ nguồn than đá, vì năng lượng quá phụ thuộc vào than đá nên vấn đề ô nhiễm không khí và mưa axit đang đang trở nên khá nghiêm trọng.
Hiện nay, nguồn điện nguyên tử rất thấp, chỉ chiếm 1%. Người ta cho rằng trong thời gian tới cần triển khai điện nguyên tử nhiều hơn. Tuy nhiên, hiện nay Trung Quốc đặt trọng điểm vào khai thác thuỷ điện nên tốc độ phát triển điện nguyên tử sẽ bị chậm đi một chút.
4.7 Nga
Tại thời điểm cuối năm 2000, Nga có 29 lò phản ứng phát điện đang vận hành với tổng công suất thiết bị là 21.000 MW đứng vị trí thứ 5 trên thế giới.
Lịch sử phát triển điện nguyên tử ở Nga bắt đầu từ việc vận hành nhà máy điện nguyên tử (6000kW) đầu tiên trên thế giới ở Obninsk vào năm 1954. Trong thời kỳ chiến tranh lạnh, Nga đã phát huy nội lực trong công tác nghiên cứu phát triển.
Năng lượng nguyên tử không những được Nga áp dụng trong các nhà máy phát điện thông thường mà còn sử dụng rộng rãi như lò phản ứng chuyên cung cấp nhiệt, lò phản ứng công suất thấp cho các khu vực xa xôi, tàu phá băng nguyên tử. Mặt khác, để sử dụng hữu hiệu nguồn tài nguyên, Nga cũng đang kiên trì chính sách cho chu trình nhiên liệu mà cụ thể là có lịch sử phát triển lò phản ứng nhanh và kinh nghiệm vận hành phong phú.
Do tai nạn lò phản ứng Chernobyl xảy ra vào năm 1986 và những khó khăn về kinh tế do sự sụp đổ của Liên Xô cũ năm 1991, mặc dù không có những tiến triển trong ngành năng lượng nguyên tử như trước kia, Nga vẫn không từ bỏ chính sách phát triển năng lượng nguyên tử.
5.1 Có những hiệp ước quốc tế nào phòng chống việc sử dụng năng lượng nguyên tử vào mục đích quân sự?
Trước hết đó là Hiệp ước Không phổ biến vũ khí hạt nhân (NPT-Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons). Hiệp ước này có hiệu lực từ năm 1970 với một số nội dung chủ yếu sau:
1) Các nước sở hữu vũ khí hạt nhân không chuyển giao sang nước khác vũ khí hạt nhân, không hỗ trợ các quốc gia phi hạt nhân chế tạo vũ khí hạt nhân.
2) Các quốc gia phi hạt nhân không nhận vũ khí hạt nhân, không chế tạo hoặc tìm cách để có vũ khí hạt nhân, không yêu cầu hay nhận trợ giúp để chế tạo vũ khí hạt nhân.
3) Để phòng chống việc chuyển mục đích sử dụng năng lượng nguyên tử vì hoà bình sang chế tạo vũ khí, các quốc gia phi hạt nhân ký kết Hiệp định bảo đảm với Cơ quan Năng lượng nguyên tử Quốc tế. Theo đó, tiếp nhận các biện pháp bảo đảm về toàn bộ vật liệu hạt nhân trong các hoạt động liên quan tới sử dụng năng lượng nguyên tử vì mục đích hoà bình.
5.2 Lò phản ứng hạt nhân và bom nguyên tử khác nhau như thế nào?
Lò phản ứng hạt nhân (Nuclear Reactor) là thiết bị mà hiện tượng phân hạch được kiểm soát và thu được nguồn năng lượng ổn định.
Bom nguyên tử (Atomic Bomb) gây ra phản ứng phân hạch dây chuyền trong một thời điểm, tạo ra nguồn năng lượng cực lớn trong thời gian ngắn với mục đích sát thương sinh vật, phá huỷ nhà cửa và công trình kiến trúc.
Lò phản ứng hạt nhân dù trong tình huống tai nạn nào cũng không nổ như bom nguyên tử.
Có 2 loại bom nguyên tử là bom Uranium và bom Plutonium. Trái bom ném xuống thành phố Hiroshima là bom Uranium, còn trái bom ném xuống thành phố Nagasaki là bom Plutonium.
U-235 là nhiên liệu của bom Uranium còn Pu -239 là nhiên liệu của bom Plutonium.
Vậy thì người ta đã làm như thế nào để lấy ra được U -235 thuần chất vốn chỉ chiếm 0.7% trong Uran thiên nhiên?
U-238 và U -235 giống nhau về mặt hóa học nên không thể phân chia chúng bằng phương pháp hoá học. Do chỉ khác nhau một chút về trọng lượng nên người ta lợi dụng điểm này mà nghĩ ra cách phân chia theo phương pháp vật lý.
Phương pháp được đưa ra ban đầu là phương pháp khuếch tán khí (gas). Trước tiên, Uranium được chuyển thành thể khí (UF6). Qua các tấm ngăn có nhiều lỗ nhỏ và khuếch tán Uran ở thể khí thì chỉ một ít U -235 có trọng lượng nhẹ hơn sẽ đi qua các tấm ngăn. Làm như vậy khoảng vài nghìn lần sẽ lấy được U -235 thuần chất. Phương pháp này tiêu tốn rất nhiều điện nên không kinh tế.
Thế còn Pu -239 được tạo ra như thế nào? Pu-239 không tồn tại trong thiên nhiên nhiên mà chỉ có thể tạo ra bằng cách làm nơtron va chạm vào U -238. Để làm được điều này cần phải có lò phản ứng hạt nhân. Xây dựng lò phản ứng mà nhiên liệu là Uran thiên nhiên và chất làm chậm là than chì (graphite), sau đó lấy ra một ít nhiên liệu đã cháy rồi xử lý về mặt hóa học để tách Plutonium.
Nếu độ cháy sâu lớn hơn một chút thì Pu -240 và Pu -241 sẽ được tạo ra, đây là Pu chất lượng kém.
Vào cuối Đại chiến Thế giới II, nước Mỹ đã chế tạo ra 2 loại bom nguyên tử bằng phương pháp này.
Các chất phân hạch như U -235 và Pu -239 có 1 khối lượng được gọi là khối lượng tới hạn (Critical Mass). Nếu vượt quá khối lượng này thì phản ứng dây chuyền (Chain Reaction) xảy ra.
Nguyên tắc đơn giản về bom nguyên tử là chỉ cần có từ 2 khối lượng chưa tới hạn (Sub Critical) trở lên và cho chập lại làm một trong thời điểm ngắn bằng sức nổ của khối thuốc nổ thông thường, khi đó khối lượng tổng cộng sẽ vượt qua lượng tới hạn và bom nguyên tử phát nổ.
5.3 Kinh nghiệm qua việc nhiễm phóng xạ do bom nguyên tử ở Nhật Bản
Quả bom nguyên tử ném xuống thành phố Hiroshima phát nổ ở khoảng cách 500m trên không so với mặt đất.
1) Ban đầu một lượng lớn nơtron được giải phóng. Do nơtron không mang điện tích nên nó có thể xuyên qua bức tường bê tông mỏng một cách dễ dàng. Những người trong nhà (gần tâm bom nổ) bị nhiễm một lượng nơtron lớn và chết ngay.
2) Tiếp đó là cuộc tấn công của ánh sáng và sóng nhiệt. Những người ở bên ngoài bị sóng nhiệt bao phủ, bỏng toàn thân và chết rất đau đớn thảm khốc.
3) Cuối cùng là tấn công của sóng xung kích (shock-wave). Các công trình xây dựng, nhà cửa hầu như bị phá huỷ và thổi bay.
Hiroshima trở thành tan hoang chỉ trong chốc lát. Người ta cho rằng có lẽ trong vài chục năm cây cỏ cũng không mọc lên được và con người cũng không thể sống được. Lý do là hoạt độ phóng xạ không bị mất đi trong một thời gian dài. Nhưng thật ra có phải như vậy không?
Uranium khi phân hạch sẽ sinh những sản phẩm phân hạch. Số khối của Uranium là 235 nên một nửa của nó là khoảng 117. Nhưng vật chất có số khối khoảng 117 lại không được hình thành mà phần lớn là tạo ra chất có số khối là 90 và 140.
Đó là Sr -90 (Strontium) và Cs -137 (Cesium). Hai chất này có chu kỳ bán rã là 30 năm. Có nghĩa là qua 30 năm sẽ còn một nửa. Hơn nữa 2 chất này phát ra tia b. Vì tia b là tia electron nên các bộ phận bên ngoài bị nhiễm thì cũng không phải lo lắng nhiều lắm. Nhưng nếu xâm nhập vào bên trong cơ thể thì các bộ phận bên trong bị nhiễm xạ b và cơ thể con người sẽ bị tổn thương. Cs -137 được đào thải ra khỏi cơ thể nhưng Sr -90 thì tích tụ vào xương nên nó là chất đáng sợ nhất.
Trên thực tế, trái với người ta dự đoán, sau một thời gian ngắn thì cây cỏ cũng đã mọc lên và con người cũng đã có thể sống được. Hiện nay, Hiroshima đã phát triển thành một thành phố lớn với khoảng 1 triệu dân.
Vậy thì điều này có ý nghĩa như thế nào?
Thực ra, tia phóng xạ đã không gây ra tác hại cho sinh vật tới mức mà người ta nghĩ lúc ban đầu. Hay nói khác đi, sinh vật vẫn tồn tại mạnh mẽ ở mức độ nào đó đối với tia phóng xạ.
Có người nói rằng nếu nhiễm xạ sẽ bị ung thư.
Bom nguyên tử ở Hiroshima cũng là thử nghiệm để biết xem những người bị nhiễm xạ về sau sẽ ra sao. Ở Nhật Bản, người ta đã tiến hành điều tra trong suốt 50 năm toàn bộ những người bị nhiễm phóng xạ ở 2 thành phố Hiroshima và Nagasaki. Kết quả là:
1) Ung thư tuyến giáp rất ít.
2) Ung thư máu (được gọi là bệnh máu trắng) phát sinh sau khoảng 15 năm, con số đó ít hơn nhiều so với dự đoán.
Đây là sự thực về mặt y học.
Có người nói rằng để đề phòng cho tai nạn nhà máy điện nguyên tử, cần phải chuẩn bị sẵn thuốc Iốt ở các thôn xã gần đó. Thực tế, do ung thư tuyến giáp rất ít nên điều đó là không cần thiết, trừ trẻ em.
Báo chí đưa tin rằng rất nhiều trẻ em Ucraina (có thể là khu vực thiếu Iốt) bị nhiễm phóng xạ do tai nạn Chernobyl và đã mắc bệnh máu trắng. Không có việc mắc bệnh máu trắng sau khoảng 5~6 năm bị nhiễm xạ. Hơn nữa, cũng không có ảnh hưởng về di truyền. Đây là sự nhầm lẫn của báo chí.
Người ta còn nói rằng do đột biến sẽ phát sinh dị dạng ở thực và động vật. Ngay cả điều này cũng khó mà có được từ ví dụ ở Hiroshima và Nagasaki.
Trong việc đưa tin của truyền hình và báo chí, có quá nhiều điều nhầm lẫn về năng lượng nguyên tử. Đây là do các nhà báo không hiểu và đăng thành bài báo xuất phát từ cảm hứng của mình.
Nếu có kiến thức đúng đắn sẽ hiểu được sự nhầm lẫn của truyền thông, nhưng nếu không có kiến thức đúng đắn sẽ tin ngay vào những thông tin đó. Đây là khó khăn trong công tác thông tin đại chúng về năng lượng nguyên tử.
5.4 Có thể chế tạo được bom nguyên tử từ nhiên liệu đã qua sử dụng của lò nước nhẹ hay không?
Ở lò nước nhẹ, nhiên liệu được đốt cháy toàn bộ trong thời gian dài và Pu -239 chuyển thành các nguyên tố đồng vị không mong muốn như Pu -240 và Pu -241. Đồng thời lượng tạp chất tăng lên. Giả sử cứ cố chế tạo bom nguyên tử từ Pu -239 thì cũng có thể làm được nhưng phải có công nghệ kỹ thuật rất cao.
Trên thực tế, các nước có vũ khí hạt nhân và cả các nước đã bí mật có kế hoạch sử dụng năng lượng nguyên tử vào quân sự đều không sử dụng Pu chất lượng kém từ lò phản ứng phát điện thương mại. Mặc dù vậy, chúng ta cũng cần phải quản lý một cách chặt chẽ lượng Plutonium từ nhiên liệu đã sử dụng. Trên thực tế, Plutonium được IAEA (Cơ quan Năng lượng nguyên tử Quốc tế) quản lý rất chặt chẽ.
6.1 Có những loại tia phóng xạ nào?
Có các loại tia phóng xạ như sau:
Tia alpha là hạt mang điện tích dương, dễ dàng bị chặn lại bởi tờ giấy hoặc da người. Nếu hấp thụ vào cơ thể qua đường hô hấp hay đường tiêu hoá, những chất phát tia alpha sẽ gây tác hại cho cơ thể.
Tia beta là các điện tử, sức xuyên thấu của nó mạnh hơn so với tia alpha nhưng có thể bị chặn lại bằng tấm kính mỏng hoặc tấm kim loại. Sẽ nguy hiểm nếu hấp thụ vào cơ thể những chất phát ra tia beta.
Tia gamma và tia X tương tự sóng radio và tia sáng, nhưng là sóng điện từ có bước sóng ngắn. Vì sức xuyên thấu của nó rất lớn nên chỉ có thể chặn lại bằng vật liệu có nguyên tử lượng lớn như chì hoặc bêtông, nước.
Nơtron là hạt không mang điện tích nên có sức xuyên thấu rất lớn. Tuy không gây ion hóa trực tiếp nhưng khi tương tác với nguyên tử, chúng có thể sinh ra tia alpha, beta, các tia gamma, tia X. Có thể chặn tia nơtron bằng lớp nước dày, paraphin hay tấm bêtông dày.
Tia phóng xạ ion hoá phát ra từ chất phóng xạ sẽ giảm dần theo thời gian vì các nguyên tử của chúng dần dần bị biến đổi thành các nguyên tử ổn định khác. Thời gian mà hoạt độ phát tia phóng xạ giảm xuống một nửa được gọi là chu kỳ bán rã. Chu kỳ bán rã của các chất phóng xạ khác nhau nhiều, có loại chưa đầy 1 giây và cũng có loại lên tới vài triệu năm.
6.2 Có những loại tia phóng xạ tự nhiên nào? Tia phóng xạ tự nhiên có khác nhau theo khu vực hay không?
Mỗi người trung bình trong một năm nhận khoảng 1, 1mSv tia phóng xạ tự nhiên (nếu gộp cả 1, 3mSv nhận từ Radon trong không khí thì con số này trở thành 2,4mSv). Trong đó, khoảng 0, 38mSv là từ không gian như các tia vũ trụ, khoảng 0, 46mSv từ đất, ngoài ra còn có khoảng 0.24mSv được phát ra từ cơ thể thông qua đồ ăn uống hàng ngày.
Dù phải nhận một lượng tia phóng xạ tự nhiên như vậy nhưng sinh vật vẫn sống bình thường. Chính vì vậy chúng ta có thể hiểu là nếu ở mức độ này thì sẽ không có vấn đề gì. Hơn nữa, mức độ của tia phóng xạ tự nhiên cũng khác nhau tuỳ theo khu vực. Có những nơi ở Trung Quốc hay Ấn Độ, giá trị này lên tới khoảng 10mSv một năm. Vậy thì phải chăng những người sống ở khu vực có mức độ phóng xạ tự nhiên cao như thế sẽ bị ung thư? Và phải chăng là tuổi thọ trung bình sẽ ngắn? Kết quả những cuộc điều tra từ trước tới nay cho thấy những hiện tượng như thế không hề xuất hiện.
Do vậy, có thể hiểu rằng, ở mức độ gấp 10 lần của phông phóng xạ tự nhiên trung bình cũng không có ảnh hưởng xấu nào đến sức khoẻ con người.
Tiện thể chúng ta hãy cùng xem xét về tia phóng xạ liên quan tới y tế và những lượng tia phóng xạ khác. Kiểm tra dạ dày bằng chụp tia X sẽ nhận 0,6mSv/lần, kiểm tra chụp tia X cắt lớp vùng ngực sẽ nhận 6,9mSv/lần, du lịch đi bằng máy bay khứ hồi New York - Tokyo sẽ nhận 0,19mSv.
6.3 Đo đạc và quản lý tia phóng xạ như thế nào?
Nồng độ vật chất phóng xạ thải ra từ nhà máy điện nguyên tử được quản lý để luôn bảo đảm dưới mức mà Uỷ ban quốc tế về phòng chống tia phóng xạ (ICRP- International Commission on Radiological Protection) quy định.
ICRP quy định giới hạn của lượng tia phóng xạ cho cư dân sống xung quanh khu vực nhà máy điện nguyên tử, như một nguyên tắc là 1mSv/năm.
Lượng tia phóng xạ tự nhiên trung bình mà con người nhận trong một năm là 1mSv, do đó dù nhận một lượng tia phóng xạ hơn như vậy cũng không gây hại gì cho sức khoẻ.
Nhưng mặt khác cũng có phương châm sau: Lượng chất thải phóng xạ phải “thấp trong giới hạn có thể thực hiện được”. Tiếng Anh là “As Low as Reasonably Achievable”, viết tắt là “ALARA”.
Việc đo đạc, theo dõi một cách liên tục và thường xuyên lượng tia phóng xạ và nồng độ chất phóng xạ được gọi là công tác quan trắc (monitoring). Khi vận hành nhà máy điện nguyên tử, những chất phóng xạ phát ra khu vực bên ngoài nhà máy là vô cùng nhỏ và không gây hại nhưng để xác nhận điều đó, công tác quan trắc môi trường vẫn được tiến hành thường xuyên.
Điều đó có nghĩa phải tiến hành quan trắc thổ nhưỡng, đáy biển, nông sản, thuỷ sản, gia súc nuôi để xác nhận chất phóng xạ phát sinh ra có gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh hay không và sau đó công bố các dữ liệu thu được qua công tác quan trắc đó.
Tại nhà máy điện nguyên tử, người ta quy định “Khu vực quản lý” để tiến hành việc quản lý tia phóng xạ nghiêm ngặt đối với nhân viên làm việc liên quan tới tia phóng xạ (nhân viên bức xạ). Lượng tia phóng xạ mà nhân viên bức xạ nhận, được đo đếm bằng các dụng cụ như liều kế nhiệt huỳnh quang (Thermo luminescense Dosimeter) và và tấm phim (Film Badge). Giá trị đó được khống chế dưới mức 50mSv trong một năm. Ngoài ra, lượng tia phóng xạ bên trong cũng được đo đếm bằng liều kế toàn thân (Whole Body Counter).
Hơn nữa, để không mang chất phóng xạ ở bên trong khu vực quản lý (controled area) ra bên ngoài, khi vào trong khu vực quản lý sẽ phải thay quần áo và giày chuyên dụng, khi ra ngoài phải qua kiểm tra xem có nhiễm chất phóng xạ hay không bằng máy phát hiện và đo phóng xạ (Survey Meter).
6.4 Tia phóng xạ có ảnh hưởng như thế nào đối với sinh vật
Hoạt độ phóng xạ là khả năng phát ra tia phóng xạ của nguồn phóng xạ. Đơn vị của nó là Becquerel (viết tắt là Bq). Đơn vị lớn hơn là Curi (viết tắt là Ci; 1Ci=3,7. 1010Bq). Đơn vị biểu thị ảnh hưởng của tia phóng xạ đối với con người là Sievert (Sv). Các đơn vị nhỏ hơn là mSv (1Sv=103mSv= 106mSv).
Hoạt độ phóng xạ 1 Bq là khả năng của nguồn phóng xạ mà 1 hạt nhân nguyên tử biến đổi trong 1 giây sau đó sinh ra 1 tia phóng xạ. Còn muốn biết xem con người bị nhiễm phóng xạ đến mức độ nào thì quy đổi ra đơn vị mSv.
Khi nhận một lượng tia phóng xạ trong thời gian ngắn thì cơ thể con người sẽ có những biểu hiện như sau:
- Mức 0,2Sv : không có biểu hiện bệnh lý gì
- Mức 0,5Sv : giảm cầu lymph trong máu
- Mức 3Sv : làm rụng tóc
- Mức 5Sv : tỷ lệ tử vong là 50%
- Mức 10 Sv: tỷ lệ tử vong gần 100%
Như vậy, mức độ nhiễm xạ của cơ thể con người (còn được gọi là liều chiếu) được đo bằng milisievert (mSv), tương tự đơn vị đo như lít, kg được quốc tế công nhận.
Ngược lại dòng thời gian của lịch sử, sinh vật trên Trái đất tiến hóa được là nhờ có nước. Từ xa xưa, Trái đất không có oxy nhưng dưới biển có rất nhiều tảo sinh sôi. Sự quang hợp của tảo biển đã sinh ra oxy. Lượng oxy trong không khí ngày càng tăng lên và oxy ở tầng trên biến thành tầng ozon. Nhờ có tầng ozon này mà tia tử ngoại (có khả năng gây tổn thương cho sinh vật) từ vũ trụ chiếu xuống Trái đất bị hạn chế đi. Sinh vật đã có thể tiến từ biển lên đất liền và tiến hóa như ngày nay.
Tia tử ngoại là sóng điện từ, về ý nghĩa rộng nó cũng được coi là tia phóng xạ. Một lượng tia tử ngoại phù hợp rất cần thiết cho cơ thể, nó tạo ra vitamin. Người dân nhiều nước rất thích tắm nắng. Nhưng nếu nhận một lượng lớn tia tử ngoại sẽ có khả năng bị ung thư da.
Quay trở lại thời điểm sinh vật tiến hóa lên đất liền cách đây vài trăm triệu năm, khi đó lượng tia phóng xạ trên Trái đất lớn rất nhiều so với bây giờ. Có giả thuyết cho rằng, nhờ tia phóng xạ gây đột biến gen mà sinh vật có thể trở nên thích ứng với môi trường và tiến hóa được một cách nhanh chóng (ngược lại thì bị diệt vong). Nói khác đi, sinh vật nhờ lợi dụng một cách tài tình tia phóng xạ mà có được quá trình tiến hóa.
6.5 Có sự khác nhau giữa tia phóng xạ tự nhiên và tia phóng xạ nhân tạo không?
Thử lấy ví dụ 2 chất phóng xạ: chất phóng xạ tự nhiên Kalium 40 và chất phóng xạ nhân tạo Cobalt 60. Cả hai nguyên tố này đều phát ra tia gamma. Dù lượng tia phóng xạ có giống nhau nhưng cường độ năng lượng (tia gamma) tia phóng xạ phát ra lại khác nhau. Hơn nữa, trong trường hợp xâm nhập vào bên trong cơ thể sinh vật thì mức độ tích luỹ bên trong cơ thể của Kalium và Cobalt là khác nhau. Và do vậy mà mức độ ảnh hưởng của chúng sẽ khác nhau.
Thế nhưng đơn vị Sievert được sử dụng phổ biến để tính toán ảnh hưởng của tia phóng xạ đối với cơ thể con người trên cơ sở tính đến sự khác nhau về chủng loại và số lượng của các tia phóng xạ. Do vậy, nếu đánh giá lượng tia phóng xạ mà cơ thể con người nhận bằng đơn vị Sievert thì dù nó là tia phóng xạ tự nhiên hay nhân tạo, ảnh hưởng đối với cơ thể con người hoàn toàn như nhau nếu số đơn vị này bằng nhau.
6-6 Tia phóng xạ được ứng dụng trong y tế như thế nào?
Ứng dụng tia phóng xạ trong chẩn đoán bệnh được bắt đầu bằng việc chụp X quang vùng ngực, dạ dày, xương. Sau đó đến các ứng dụng khác như chụp X quang bằng máy tính (X ray CT- Computer Tomography) và pozitron CT,...
Chụp X quang cắt lớp bằng máy tính (X ray CT) là việc chẩn đoán bệnh bằng chụp cắt lớp. Đầu tiên, chiếu tia X từ nhiều hướng vào cơ thể sau đó đo đạc cường độ của tia X vào cơ thể bằng máy đo kiểm nghiệm, sử dụng các dữ liệu đó cùng với máy tính để tái hiện qua màn hình theo 3 chiều. Chụp X quang bằng máy tính được sử dụng trong việc chẩn đoán tổn thương mạch máu não, các khối u não.
Hơn nữa, việc chẩn đoán bệnh bằng việc cho vào cơ thể người bệnh nguyên tố đồng vị phóng xạ như một dạng thuốc y tế, sau đó đo đạc tia phóng xạ phát ra rồi phân tích trên máy tính và đưa ra hình ảnh về cơ năng của cơ quan nội tạng cũng đã được áp dụng trong thực tiễn.
Việc chữa chạy bệnh ung thư bằng chiếu xạ tia X, tia gamma cũng đã được áp dụng, hơn nữa công tác nghiên cứu chữa ung thư bằng sử dụng tia nơtron, tia proton và tia hạt nặng hiện nay cũng đang được triển khai và mở rộng.
Ngoài ra, người ta còn kiểm tra các chức năng sinh lý bằng máy chụp PET (Positron Emission Tomography) để từ đó hiểu được tình trạng của ổ bệnh.
6-7 Tia phóng xạ được ứng dụng trong nông nghiệp như thế nào?
Cải thiện giống nông sản bằng chiếu xạ tia gamma từ nguồn Cobalt 60 và Cesium 137 sẽ tạo ra được những giống mới như giống mạ có khả năng chịu gió, hoa quả có khả năng chống bệnh tật tốt hơn,... Đồng thời, khi xử lý chiếu xạ các giống hoa sẽ gây ra đột biến để có những loại hoa nhiều màu sắc đẹp và hình dáng độc đáo.
Đối với việc diệt trừ sâu phá hoại mùa màng và cây trồng, người ta chiếu xạ vào sâu hại làm chúng mất khả năng sinh sản.
Chiếu xạ thực phẩm giúp ngăn chăn mọc mầm, giữ hoa quả lâu chín, diệt khuẩn và sát trùng.
6.8 Tia phóng xạ được ứng dụng trong công nghiệp như thế nào?
Người ta sử dụng các tia gamma, tia proton để đo đạc chính xác độ dày của vật liệu, mật độ, hàm lượng nước. Kiểm tra không phá huỷ cũng đã được sử dụng rộng rãi khi kiểm tra sự nứt vỡ của các bộ phận quan trọng mà không làm phá hỏng đối tượng kiểm tra. Hơn nữa, phương pháp chiếu xạ vật liệu nhằm nâng cao cường độ, tính chịu nhiệt, khả năng chịu mài mòn của vật liệu cũng đang được sử dụng rộng rãi.
Sát trùng diệt khuẩn các dụng cụ y tế bằng tia gamma không chỉ áp dụng đối với các dụng cụ thông thường mà còn áp dụng với cả với những dụng cụ có hình dáng phức tạp, cho phép tẩy sạch và khử trùng các dụng cụ y tế.
6.9 Tia phóng xạ được ứng dụng trong bảo vệ môi trường như thế nào?
Việc xử lý khói thải từ các lò đốt than và xử lý rác thải bằng tia electron sẽ loại trừ được các loại khí gây ô nhiễm môi trường như khí SOx, NOx. Các phương pháp chế biến thành phân bón như ammonium sulphate, ammonium nitrate cũng đang được triển khai.
Ngoài ra, việc phát triển kỹ thuật chiếu tia electron vào bùn thải sinh ra từ nơi xử lý nước thải để diệt khuẩn và làm thành phân trộn (phân compôt) cũng đang tiến triển. Còn trong ngành khảo cổ học, người ta chiếu xạ vào cổ vật để có thể chụp được rõ ràng những hoa văn và biết được sự phân bố của vết rạn nứt.
7.1 Nhà máy điện nguyên tử được thiết kế theo những nguyên tắc nào để đảm bảo an toàn?
Trong lò phản ứng hạt nhân, do có rất nhiều chất phóng xạ nguy hiểm nên lò phản ứng được thiết kế rất công phu nhằm đảm bảo dù có phát sinh tai nạn như thế nào chăng nữa thì các chất nguy hiểm đó vẫn được “nhốt chặt” bên trong thiết bị, bên trong nhà máy và không thoát được ra bên ngoài.
Nguyên tắc quan trọng trước hết là không để xảy ra tai nạn. Để làm được điều này, điều quan trọng nhất là phòng chống tới mức tối đa những rủ ro có khả năng gây tai nạn như hỏng hóc hoặc hư hại máy móc, thiết bị.
Thiết kế đầy đủ, chính xác, thực hiện công tác quản lý chất lượng nghiêm ngặt và kiểm tra theo dõi thường xuyên để đề phòng phát sinh những bất thường và sai sót, hỏng hóc. Ở nhà máy điện nguyên tử, khi vận hành bình thường thì hầu như không cần những thao tác trực tiếp của nhân viên, tình trạng các bộ phận của lò phản ứng được tổng hợp và hiển thị ở phòng điều khiển trung tâm để các nhân viên vận hành có thể thường xuyên đánh giá tình trạng hoạt động của lò một cách chính xác. Hơn nữa, để tránh những thao tác sai hoặc nhầm lẫn gây ảnh hưởng lớn đến an toàn, lò phản ứng được thiết kế với hệ thống an toàn 2 lần (Fail Safe System), hệ thống khóa liên động (Interlock System).
Hệ thống an toàn 2 lần (Fail Safe System) là hệ thống được thiết kế dựa trên nguyên tắc nếu một bộ phận của hệ thống gặp hỏng hóc thì lập tức chuyển sang trạng thái an toàn. Ví dụ, khi mất điện thì ngay lập tức thanh điều khiển được tự động đưa vào.
Hệ thống khóa liên động (Interlock System) là hệ thống được thiết kế để phòng chống trục trặc, sự cố phát sinh do thao tác nhầm lẫn, ví dụ như nhân viên vận hành nhầm lẫn định rút thanh điều khiển ra thì cũng không thể rút được.
Điều quan trọng tiếp theo là nếu phát sinh trục trặc bất thường thì cũng không để sự cố lan rộng. Người ta áp dụng những đối sách an toàn sau:
1) Thiết kế để có thể phát hiện sớm những bất thường
Ở nhà máy điện nguyên tử, để có thể phát hiện và kiểm tra được những bất thường như trường hợp phát sinh rò rỉ từ hệ thống ống dẫn ngay khi mới phát sinh và ở mức độ nhỏ, người ta lắp đặt các loại thiết bị kiểm tra giám sát tự động và khi cần thiết sẽ áp dụng những biện pháp thích hợp như ngừng lò phản ứng.
2) Thiết kế để có thể ngừng lò khẩn cấp
Khi phát hiện thấy có bất thường như áp lực trong lò phản ứng đột ngột tăng cao cần áp dụng biện pháp khẩn cấp, người ta lắp đặt các thiết bị phát hiện và thiết bị ngừng lò khẩn cấp để có thể cùng một lúc cho các thanh điều khiển vào lò phản ứng và ngừng tự động lò phản ứng. Các thiết bị quan trọng đó có đầy đủ độ tin cậy, nhiều tầng và độc lập. Công phu tới mức lắp đặt cả thiết bị mà trong trường hợp hy hữu thanh điều khiển không hoạt động thì ngay lập tức một lượng lớn dung dịch axít boric có khả năng hấp thụ nơtron sẽ được rót vào để ngừng lò phản ứng.
3) Thiết kế phòng chống rò rỉ chất phóng xạ - “làm lạnh, nhốt chặt”
Để đề phòng khả năng tai nạn như nước tải nhiệt sơ cấp bị tổn thất, mất mát thì người ta lắp đặt hệ thống thiết bị làm lạnh tâm lò phản ứng (vùng hoạt) khẩn cấp (ECCS: Emergency Core Cooling System) và thùng chứa lò phản ứng (Reactor Containment Vessel). Khi sự cố xảy ra, cùng với việc xả nước làm nguội lò phản ứng thì hệ thống phun hơi của thùng chứa lò sẽ làm lạnh và hóa lỏng hơi nước thoát ra thùng chứa lò, làm giảm áp lực trong thùng chứa lò và giảm thiểu nhanh chóng chất phóng xạ ở dạng khí.
Lượng khí còn lại sẽ nhờ hệ thống lọc khẩn cấp làm giảm chất phóng xạ. Dù trường hợp thế nào chăng nữa thì về cơ bản, các chất phóng xạ cũng được nhốt chặt bên trong thùng chứa lò phản ứng để không thoát ra bên ngoài.
7-2 An toàn đến đâu thì được coi là an toàn
1) Về mặt lịch sử
An toàn lò phản ứng thời kỳ đầu chắc chắn là chưa đầy đủ, nhiều sự cố phát sinh. Người ta đưa ra những đối sách và biện pháp sao cho những sự cố và tai nạn như vậy sẽ không xảy ra lần thứ hai, các thiết bị an toàn cũng được liên tiếp bổ sung. Trên 50% thiết bị lò phản ứng là những thiết bị an toàn, và chi phí đã tăng lên rất lớn. Nếu để cho an toàn hơn thì chi phí sẽ phải cao hơn. Không có giới hạn. Vậy thì có thể lấy cân bằng giữa rủi ro và lợi ích ở đâu?
2) So sánh giữa tai nạn lò phản ứng với các tai nạn khác
Không có khả năng xác suất tử vong = 0 do tai nạn lò phản ứng. Với kiến thức của xã hội con người thì liệu có thể cho phép ở mức độ thấp như thế nào? Nếu xác suất tai nạn hạt nhân bằng xác suất tai nạn máy bay thì dĩ nhiên là không thể chấp nhận được. Bởi trong cuộc sống thường ngày chẳng ai nghĩ tới việc mình bị chết do thiên thạch rơi từ trên trời xuống nên nếu xác suất tai nạn hạt nhân bằng xác suất thiên thạch rơi thì phải chăng sẽ được chấp nhận?
3) Đánh giá về nguy cơ rủi ro theo lý thuyết xác suất
Phương pháp này đã được xác lập một cách đầy đủ. Nếu hiểu cặn kẽ về thiết kế hệ thống thì sẽ tính toán được một cách dễ dàng xác suất hỏng hóc của hệ thống đó. Nếu giá trị tính toán mà thấp hơn chỉ số an toàn thì ta có thể nói rằng hệ thống đó được thiết kế đủ an toàn.
4) Tính an toàn riêng
Nếu hệ số độ phản ứng của lò là hệ số âm thì mặc dù công suất có thay đổi nhưng do sẽ tự nhiên trở về với giá trị ban đầu nên lò phản ứng sẽ không hoạt động bất thường được. Tính chất này được gọi là tính an toàn nội tại.
Đối với hệ thống tải nhiệt bằng tuần hoàn cưỡng bức, nếu bơm hỏng thì khả năng tải nhiệt sẽ giảm xuống. Còn đối với hệ thống tải nhiệt bằng tuần hoàn tự nhiên thì do không lắp đặt bơm nên có thể sẽ an toàn hơn. Đối với hệ thống tải nhiệt sử dụng nước thì có thể hệ thống thụ động theo trọng lực an toàn hơn so với hệ thống dẫn nước bằng bơm.
Tính an toàn nội tại và nguyên tắc thụ động là những tiêu chuẩn đánh giá an toàn.
7-3 An toàn cho nhà máy điện nguyên tử được xác nhận như thế nào?
Do các tiêu chuẩn và hướng dẫn thẩm định đánh giá an toàn được quy định thành văn bản rõ ràng nên nếu thực thi theo các tiêu chuẩn đó, ta có thể xác nhận được thiết kế có an toàn hay không.
Tiếp đến là các máy móc có được chế tạo theo đúng như thiết kế hay không? Hơn nữa, chúng có được lắp đặt theo đúng thiết kế tại đúng nơi hay không? Các máy móc đó có vận hành được theo chức năng như thiết kế hay không?
o thực hiện rất nhiều khâu kiểm tra và chạy thử trong mỗi giai đoạn xây dựng nên có thể xác nhận được tính an toàn của toàn bộ nhà máy.
7-4 Dù nói là an toàn thế nào đi nữa, trên thế giới đã xảy ra tai nạn và sự cố của các nhà máy điện nguyên tử. Vì sao lại xảy ra tai nạn tại nhà máy điện nguyên tử TMI (Three Mile Island) của Mỹ?
Ngày 28/3/1979, tại tổ máy số 2 nhà máy điện nguyên tử Three Miles Island (TMI) thuộc bang Pensylvenia đã xảy ra tai nạn làm chất phóng xạ thoát ra môi trường xung quanh khiến một bộ phận dân cư phải đi lánh nạn. TMI -2 là công nghệ PWR với công suất 950 MW.
Nguyên nhân của tai nạn này là do bơm cấp nước chính bị ngừng hoạt động. Thông thường thì bơm cấp nước phụ sẽ khởi động nên không có vấn đề gì nhưng khi đó van đầu ra của bơm cấp nước phụ lại đang bị đóng nên đã không thể phát huy được tác dụng. Ngoài ra, nhân viên vận hành lại ngừng hệ thống tải nhiệt tâm lò khẩn cấp (ECCS) đã bắt đầu vận hành tự động và van áp lực đáng lẽ cần phải được đóng khi áp lực lò phản ứng giảm lại ở trạng thái mở. Đó là một loạt các hỏng hóc của máy móc và thao tác sai chồng chéo lên nhau. Do đó, nước là chất tải nhiệt sơ cấp lò phản ứng bị giảm đi, bộ phận phía trên của tâm lò bị mất nước gây tổn thất nhiên liệu và làm chảy một phần cấu trúc bên trong lò.
Theo đánh giá, cư dân sống trong phạm vi 80km từ nhà máy phải nhận tia phóng xạ ở mức độ 0, 01mSv trên đầu người, nhưng cũng không đáng kể nếu so với lượng phóng xạ tự nhiên nhận trong 1 năm (2,4 mSv).
Nếu nhìn tai nạn này từ góc độ khác thì có thể đánh giá như sau:
a) Nhân viên vận hành phán đoán nhầm
- Có thể đóng van áp lực bằng tay nhưng lại không đóng trong một thời gian khá lâu.
- Cho rằng có đủ nước trong lò
- Ngừng sớm thiết bị làm mát tâm lò khẩn cấp
b) Nhân viên vận hành vi phạm nguyên tắc
Vận hành khi vẫn đóng van đầu ra của bơm cấp nước phụ.
c) Khiếm khuyết trong thiết kế
- Van áp lực vẫn không được đóng lại khi áp lực giảm.
- Nước tràn ra từ bể chứa dịch thải của toà nhà phụ dẫn nước đọng bên trong thùng chứa lò và chảy xuống sàn.
7-5 Tại sao lại xảy ra tai nạn Chernobyl ở Liên Xô cũ
Ngày 26/4/1986, xảy ra tai nạn tại tổ máy số 4 nhà máy điện nguyên tử Chernobyl cách thủ đô Kiev nước Cộng hoà Ucraina thuộc Liên Xô cũ khoảng 130 km về phía bắc.
Lò phản ứng này có công suất 3200 MW sử dụng than chì làm chất làm chậm và chất tải nhiệt là nước nhẹ. Đây là loại lò phản ứng đặc thù do Nga phát triển.
Tai nạn này xảy ra khi đang tiến hành thử nghiệm ngừng nguồn điện cung cấp từ bên ngoài để xem với vòng quay quán tính của tuabin máy phát điện sẽ thu được bao nhiêu điện năng.
Từ một loạt các sai sót như việc nhân viên vận hành thao tác vi phạm nguyên tắc vận hành làm cho thiết bị ngừng lò tự động không hoạt động, quá ưu tiên cho việc hoàn thành thử nghiệm, làm khác với kế hoạch, lò phản ứng chạy ở công suất thấp không ổn định, rồi vi phạm tới cả nguyên tắc về các thanh điều khiển. Do đó, công suất của lò phản ứng tăng lên nhanh chóng, nhiên liệu bị quá nhiệt, phát sinh hơi nước dữ dội dẫn đến phá hỏng ống áp lực, một phần lò phản ứng và khu nhà lò.
Theo các nhà chức trách, có 31 người chết trong tai nạn này (trong đó, một người chết do bỏng khi đang dập lửa và một người khác mất tích) và 203 người nhập viện do bị nhiễm phóng xạ cấp tính. Do lò phản ứng và khu nhà bị phá hỏng nên các chất phóng xạ bên trong lò phản ứng thoát ra ngoài. Ngay sau khi tai nạn xảy ra, khoảng 135 cư dân trong vòng bán kính 30 km từ nhà máy đã phải đi sơ tán.
Người ta đánh giá lượng tia phóng xạ mà những cư dân này phải nhận là 16000Sievert, nếu tính bình quân thì mỗi người nhận 120mSv và cao hơn khoảng 50 lần so với lượng tia phóng xạ nhận từ tự nhiên (khoảng 2,4 mSv).
Chất phóng xạ vượt qua biên giới làm ô nhiễm một phạm vi rộng lớn, sang các nước châu Âu tiếp giáp với Liên Xô cũ.
Nếu nhìn tai nạn này từ góc độ khác thì có thể đánh giá như sau:
a) Sự khiếm khuyết của hệ thống quản lý
- Lập kế hoạch thử nghiệm mà không có sự đồng ý của Uỷ ban Giám sát năng lượng nguyên tử Quốc gia
- Vì ưu tiên thử nghiệm nên trình tự thử nghiệm liên tiếp bị thay đổi do sự phán đoán của nhân viên vận hành.
b) Sự khiếm khuyết của chức năng đóng kín các chất phóng xạ. Không có vỏ lò phản ứng
c) Vi phạm nguyên tắc vận hành, nhân viên vận hành thiếu kiến thức.
- Ngắt thiết bị làm lạnh tâm lò khẩn cấp rồi vận hành
- Thử nghiệm với công suất thấp hơn kế hoạch
- Rút các thanh nhiên liệu trên mức được quy định
- Không để thiết bị ngừng tự động lò phản ứng hoạt động
d) Khiếm khuyết quan trọng về mặt thiết kế
- Khi công suất thấp, lò vận hành không ổn định. Nếu công suất tăng lên một chút và lượng hơi nước tăng lên thì công suất sẽ tăng lên nhanh chóng.
- Mất thời gian khi đưa các thanh điều khiển vào.
7-6 Tại sao lại xảy ra tai nạn tới hạn ở JCO của Nhật Bản?
Ở Nhật Bản, mặc dù đã áp dụng những biện pháp bảo đảm nghiêm ngặt về an toàn, thế nhưng tại sao lại xảy ra tai nạn tới hạn ở cơ sở của công ty JCO tại Tokaimura?
1) Nơi xảy ra tai nạn không phải là nhà máy điện nguyên tử mà ở một cơ sở nhỏ thử nghiệm xử lý Uranium làm giàu cao.
2) Tai nạn xảy ra là lúc đang tiến hành xử lý Uranium làm giàu khoảng 20% sử dụng cho lò phản ứng tái sinh nhanh. Đây là việc xử lý tạm thời trong thời gian từ 2~3 năm 1 lần, do vậy mà ít người có kinh nghiệm. (Khi độ làm giàu cao thì khả năng xảy ra tai nạn tới hạn cũng lớn hơn)
3) Ở cơ sở này, độ lớn và hình dạng của các thùng chứa được thiết kế sao cho làm việc ở mức độ nào chăng nữa cũng không xảy ra tới hạn. Do vậy, nếu sử dụng các trang thiết bị này thì tai nạn tới hạn đã không xảy ra.
4) Nếu sử dụng các trang thiết bị an toàn này thì thời gian xử lý sẽ lâu hơn. Công ty đã chạy theo năng suất, bỏ qua các trang thiết bị này và sử dụng phương pháp xử lý đơn giản để rút ngắn thời gian làm việc (Vi phạm quy tắc).
5) Lãnh đạo của công ty đã ngầm cho phép nhân viên của mình thực hiện công việc này (Vi phạm an toàn).
6) Cho một lượng lớn dung dịch Uranium làm giàu cao vào thùng chứa vượt quá dung lượng cho phép dẫn đến tai nạn tới hạn.
Bài học từ tai nạn này đã dạy cho chúng ta thêm một lần nữa về quan điểm ưu tiên an toàn và giáo dục an toàn thường ngày quan trọng như thế nào.
7-7 Có tiêu chí gì để đánh giá mức độ của tai nạn nguyên tử không?
Sự cố, hỏng hóc trục trặc ở nhà máy điện nguyên tử (khác với tai nạn giao thông) mang tính chất kỹ thuật hay chuyên môn. Việc đánh giá mức độ sự cố khá phức tạp dẫn đến những lo lắng không cần thiết.
Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) đánh giá mức độ nghiêm trọng của tai nạn hạt nhân theo Tiêu chuẩn INES (International Nuclear Event Scale) với 8 cấp (từ 0 đến 7).
Cấp 0: sự kiện không ảnh hưởng gì về an toàn. Cấp 1: sự kiện bất thường gây ảnh hưởng đến công việc vận hành nhưng không làm ảnh hưởng ở bên trong và bên ngoài cơ sở hạt nhân. Cấp 2: Gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến các biện pháp bảo đảm an toàn và nhân viên làm việc nhưng không gây ảnh hưởng ra bên ngoài cơ sở hạt nhân. Từ cấp 1 đến cấp 3 là sự cố hạt nhân, từ cấp 4 đến cấp 7 là tai nạn hạt nhân.
Tai nạn tới hạn ở Tokaimura xảy ra ngày 30/9/1999 là tai nạn cấp 4, nghĩa là cấp thấp nhất của tai nạn hạt nhân.
INES được sử dụng như một công cụ hữu hiệu cung cấp thông tin chính xác cho công chúng về mức độ nghiêm trọng của sự kiện hạt nhân. INES giúp cho công chúng, các phương tiện thông tin đại chúng hiểu một cách thống nhất về các sự kiện hạt nhân.
Hệ thống dịch vụ thông tin INES hiện có đại diện ở 60 quốc gia trên toàn thế giới.
7-8 Con người thường gây ra sự nhầm lẫn sai sót. Có đối sách nào cho vấn đề này không?
Năng lượng nguyên tử với những lĩnh vực ứng dụng rộng lớn của nó, từ việc tạo năng lượng cho tới những ứng dụng của tia phóng xạ, tất cả đều được quy định chặt chẽ thông qua các tiêu chuẩn và quy tắc nghiêm ngặt. Luật pháp quy định nghĩa vụ tuân thủ các tiêu chuẩn và quy tắc đó. Nhà nước lập ra các cơ quan và tổ chức để kiểm tra, giám định thường xuyên tình hình tuân thủ các tiêu chuẩn và quy tắc này. Đồng thời, phải thường xuyên tiến hành giáo dục an toàn đối với những nhân viên làm việc tại các cơ sở hạt nhân.
Dù vậy, con người vẫn có khả năng phạm lỗi. Gần đây, người ta đã áp dụng những đối sách tinh vi để phòng ngừa tối đa lỗi do con người như bố trí lắp đặt các công tắc thao tác, màu sắc, hình dạng của công tắc,...
Có 2 nguyên nhân chính dẫn đến sự cố và tai nạn hạt nhân, đo là nguyên nhân kỹ thuật và vấn đề con người. Về mặt kỹ thuật, các chuyên gia điện nguyên tử đã khẳng định sẽ không xảy ra tai nạn hạt nhân như kiểu Chernobyl. Vấn đề mấu chốt là xác lập hệ thống các quy tắc và duy trì trình độ chuyên môn để có thể tuân thủ những yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn cũng như việc giáo dục cho các nhà quản lý, các nhân viên vận hành để họ gìn giữ và tuân thủ các quy tắc đó.
Kinh nghiệm vận hành lò phản ứng nghiên cứu Đà Lạt trong suốt 15 năm qua đã phản ánh trình độ cao của các cán bộ và nhân viên Việt Nam trong công việc vận hành, quản lý và bảo dưỡng lò phản ứng (mô hình thu nhỏ của nhà máy điện nguyên tử).
Trong khoảng 15 năm tới cho đến khi có điện nguyên tử, chúng ta cần phải sử dụng một cách hiệu quả quỹ thời gian này, học hỏi những thành công và thất bại của thế giới để có những kinh nghiệm và công nghệ kỹ thuật ưu việt nhất.
7-9 Rạn nứt do ăn mòn ứng suất (Stress Corrosion Cracking: SCC) là hiện tượng gì?
SCC là hiện tượng trong các cấu trúc như ống thép không gỉ có một số chỗ mà ứng suất tập trung bị suy giảm, ăn mòn và gây ra rạn nứt.
Thép không gỉ là hợp kim tạo thành từ sắt (Fe), Crôm (Cr) và Carbon (C), không bị gỉ và là vật liệu rất ưu việt có độ cứng cao. Tuy nhiên chỉ có một khuyết điểm là trong điều kiện nào đó sẽ gây ra SCC. Điều này dễ xảy ra ở những chỗ ứng suất dư như xung quanh các mối hàn hoặc ở những chỗ nước đọng. Rạn nứt phát sinh từ phía bên trong ống, đi qua cấu trúc các hạt kết tinh của thép rồi lan ra phía bên ngoài ống. Người ta cũng biết rằng, nếu hàm lượng carbon trong thép không gỉ thấp thì SCC sẽ khó xảy ra hơn.
7-10 Những biện pháp gì được áp dụng để phòng chống hiện tượng SCC?
Người ta áp dụng một số biện pháp như sau:
1) Chế tạo vật liệu thép không gỉ có hàm lượng carbon thấp.
Ví dụ: SUS 304 à SUS 304L
SUS 316 à SUS 316L
2) Giảm bớt tác động nhiệt khi hàn bằng cách thu hẹp chỗ hàn và dùng hàn tự động.
3) Hạn chế các chỗ nước đọng trong ống.
7-11 Điều gì sẽ xảy ra nếu máy bay dân dụng đâm vào nhà máy điện nguyên tử?
Nhà máy điện nguyên tử được xây dựng vô cùng chắc chắn, tâm lò phản ứng mang nhiên liệu hạt nhân được bảo vệ bên trong vỏ lò bằng thép dày 20cm. Thùng lò phản ứng còn được bao bọc bởi bức tường chắn tia phóng xạ bằng bê tông cốt thép dày tới 2 mét. Hơn nữa, ở phía bên ngoài còn có thùng chứa lò phản ứng.
Giả sử nhà máy điện nguyên tử bị tấn công bằng tên lửa, khi đó tên lửa có thể xuyên qua thùng chứa lò phản ứng nhưng không thể xuyên qua bức tường chắn tia phóng xạ dày 2 mét bằng bê tông cốt thép. Dù máy bay phản lực cỡ lớn rơi xuống nhà máy điện nguyên tử từ độ cao 10.000 mét cũng không thể phá hỏng thùng áp lực lò phản ứng. Tâm lò phản ứng rất vững chắc, nếu có thể giữ được chức năng làm lạnh tâm lò thì sẽ không xảy ra thảm họa lớn làm chất phóng xạ thoát ra môi trường bên ngoài như tai nạn Chernobyl.
Có nghĩa là khi đó chức năng của nhà máy điện bị mất nhưng hầu như không gây hại cho cư dân xung quanh.
Nếu máy bay hàng không dân dụng bị không tặc tấn công và sử dụng máy bay chứa đầy nhiên liệu để đâm vào nhà máy điện nguyên tử thì sẽ ra sao? Về điều này thì không thể trả lời được do chẳng có ai ước tính và cũng không có phân tích gì. Có lẽ, nhà máy điện nguyên tử sẽ bị thiệt hại khá nhiều, nhưng chất phóng xạ phát tán có thể được khống chế và ngăn chặn lại trong phạm vi giới hạn nhỏ nhất.
7-12 Trong trường hợp xảy ra tai nạn lớn ở nhà máy điện nguyên tử thì thiệt hại sẽ do ai bồi thường?
Giả sử xẩy ra tai nạn như Chernobyl trong khi vận hành nhà máy điện nguyên tử và cư dân xung quanh phải chịu tổn hại. Khi đó thiệt hại sẽ do ai bồi thường? Thông thường thì công ty vận hành nhà máy điện đó sẽ có trách nhiệm bồi thường. Vì số tiền bồi thường rất lớn nên công ty chịu trách nhiệm vận hành xây dựng ra một chế độ bảo hiểm mới gọi là “Bảo hiểm trách nhiệm bồi thường thiệt hại năng lượng nguyên tử” và ký kết hợp đồng bảo hiểm đó. Ví dụ trong chế độ bảo hiểm của Nhật, số tiền bảo hiểm lên tới 60 tỷ Yên. Trường hợp số tiền bồi thường vượt quá số tiền bảo hiểm, chính phủ sẽ giúp đỡ để bổ sung tiền bồi thường.Do vậy, trước khi vận hành nhà máy điện nguyên tử, cần xây dựng Luật liên quan tới bồi thường thiệt hại năng lượng nguyên tử.
8-1 Chất thải phóng xạ của nhà máy điện nguyên tử sinh ra như thế nào?
Trong nhà máy điện nguyên tử, nơi sinh ra chất phóng xạ là lò phản ứng do các hoạt động sau:
1) Nhiên liệu Uranium phân hạch tạo ra các chất phóng xạ khác.
2) Các chất bên trong thùng áp lực lò phản ứng bị phóng xạ hoá do tác động của nơtron và tạo ra chất phóng xạ.
Thông thường, các sản phẩm phân hạch bị nhốt kín bên trong nhiên liệu. Nếu có khuyết tật ở vỏ bọc thanh nhiên liệu thì các sản phẩm phân hạch sẽ rò rỉ vào chất tải nhiệt.
Đồng thời, chỉ cần một lượng nhỏ tạp chất sinh ra do ăn mòn trong chất tải nhiệt, chúng cũng sẽ bị nhiễm xạ do tác động của nơtron.
Nhưng chất tải nhiệt được đưa qua thiết bị làm sạch nên những tạp chất này sẽ bị loại trừ.
8-2 Xử lý chất thải dạng khí như thế nào?
Chất thải dạng khí, trước hết được làm giảm hoạt độ phóng xạ bằng các thiết bị như bể giảm hoạt độ và thiết bị lưu giữ khí hiếm bằng than hoạt tính, sau đó đi qua các thiết bị lọc để loại bỏ các chất dạng hạt, kiểm tra nồng độ phóng xạ và nếu xác nhận đã an toàn sẽ được thải ra không khí.
8-3 Xử lý chất thải dạng lỏng như thế nào?
Chất thải lỏng, nếu có độ phóng xạ cực thấp như nước thải sau khi giặt, thì kiểm tra nồng độ phóng xạ và nếu được xác nhận là an toàn sẽ được thải ra biển.
Còn các chất thải dạng lỏng khác, sau khi được lọc và khử muối bằng các thiết bị lọc và nhựa trao đổi ion hoặc được cô đặc bằng thiết bị bay hơi, nước sẽ được tái sử dụng còn dịch cô đặc được trộn vào bê tông và nhựa đường rồi dồn vào các thùng phuy chuyên dụng để cất giữ bảo quản trong kho chất thải phóng xạ dạng rắn.
8-4 Xử lý chất thải dạng rắn như thế nào?
Trong các loại chất thải rắn, những loại có hoạt độ phóng xạ tương đối cao như cặn lọc, nhựa trao đổi ion đã qua sử dụng được giữ trong các thùng chứa trong một thời gian dài, đến khi hoạt độ phóng xạ giảm xuống, chúng được dồn vào các thùng phuy chuyên dụng.
Còn những chất thải rắn có hoạt độ phóng xạ thấp như giấy, vải sẽ được nén lại rồi đem đốt, tro được đựng trong các thùng và bảo quản an toàn trong kho chất thải phóng xạ dạng rắn.
8-5 Người ta có những biện pháp gì để làm giảm lượng chất thải phóng xạ?
Việc đảm bảo tính bền vững của nhiên liệu là quan trọng nhất. Nếu nhiên liệu không bị hỏng thì các sản phẩm phân hạch phóng xạ sẽ bị nhốt kín bên trong các vỏ bọc thanh nhiên liệu, lượng thoát ra bên ngoài rất ít.
Một cách hữu hiệu nữa là giảm thiểu lượng chất ăn mòn thoát ra từ các thùng chứa, ống, bơm, van của hệ thống sơ cấp lò phản ứng. Để làm được điều này, người ta sử dụng vật liệu chống ăn mòn mạnh và áp dụng những kỹ thuật mới nhất trong việc quản lý chất lượng nước để hạn chế tối đa khả năng ăn mòn. Hơn nữa, việc lựa chọn vật liệu có hàm lượng Cobalt ít cũng hết sức quan trọng.
8-6 Nơi bảo quản chất thải phóng xạ nên ở bên trong hay bên ngoài nhà máy điện?
Chất thải phóng xạ nên cất giữ bảo quản tối đa bên trong khu vực nhà máy để có thể quản lý và bảo quản một cách an toàn.
Điều rất quan trọng là tính toán lượng chất thải phóng xạ sinh ra trong thời gian vận hành để lựa chọn địa điểm đủ rộng cho cất giữ chất thải.
9-1 Nhiên liệu đã qua sử dụng là gì?
Nhiên liệu hạt nhân sau khi đã được lắp đặt vào lò phản ứng có thể sử dụng trong thời gian một năm, sau đó thay thế 25% bằng nhiên liệu mới mỗi năm và lại tiếp tục vận hành được 1 năm tiếp theo. Người ta gọi những nhiên liệu đã qua phản ứng được lấy ra từ lò phản ứng là nhiên liệu đã sử dụng.
9-2 Bảo quản nhiên liệu đã qua sử dụng như thế nào?
Trong nhiên liệu đã sử dụng có chất phóng xạ sinh ra do quá trình phân hạch. Các sản phẩm phân hạch này, sau khi được lấy ra từ lò phản ứng vẫn tiếp tục phân rã và sinh ra năng lượng. Năng lượng này ở dạng nhiệt và được gọi là nhiệt phân rã (Decay Heat).
Nhiên liệu đã sử dụng có hoạt độ phóng xạ khá mạnh và phát nhiệt nên chúng được ngâm giữ trong các bể nước thường. Nước là chất phù hợp nhất để ngăn chặn tia phóng xạ và thu nhiệt.
Nhiên liệu đã sử dụng bị hỏng được chứa các thùng chứa kín và ngâm trong các bể nước nhằm tránh ô nhiễm phóng xạ.
9-3 Cất giữ bằng thùng khô (Dry Cask) là gì?
Lượng chất thải phóng xạ tăng lên theo từng năm, khi bể chứa chất thải xây dựng ban đầu hết chỗ chứa, cần tăng thêm các bể chứa mới.
Có hai cách cất giữ bảo quản nhiên liệu đã sử dụng là phương pháp ngâm trong bể nước và phương pháp cất giữ bằng thùng khô.
Trong phương pháp cất giữ bằng thùng khô, nhiên liệu đã sử được ngâm trong bể nước vài năm dụng (nhiệt phân rã đã giảm), sau đó cho vào các thùng kín và cất trong các kho trên mặt đất. Phương pháp này kinh tế hơn phương pháp cất giữ trong bể nước.
9-4 Vận chuyển nhiên liệu đã qua sử dụng như thế nào?
Nhiên liệu đã sử dụng được vận chuyển sau khi đã cho vào các thùng chứa chắc chắn. Các thùng này được kiểm tra về khả năng chịu va đập, chịu lửa và nước để xác định mức độ an toàn.
Khi vận chuyển trên đất liền, người ta gửi trước bản kế hoạch vận chuyển tới chính quyền địa phương và vận chuyển có xe cảnh sát dẫn đường. Còn khi vận chuyển trên biển thì các thùng chất thải được chất lên tàu biển tại cầu cảng của nhà máy.
9-5 Tái xử lý nhiên liệu đã qua sử dụng là thế nào?
Trong nhiên liệu đã sử dụng có 1% Uranium 235 chưa phân hạch và 1% Plutonium mới tạo ra cần được thu hồi để tái sử dụng. Đây là quá trình tái xử lý nhiên liệu đã sử dụng.
Công đoạn tái xử lý bắt đầu từ việc lấy các thanh nhiên liệu qua sử dụng đã được làm mát trong bể nước, cắt nhỏ ra và hoà tan các viên nhiên liệu bằng axit. Sau đó là phân tách các sản phẩm phân hạch bằng dung môi hữu cơ và tách Uranium và Plutonium để thu hồi. Sản phẩm phân hạch còn lại sau khi thu hồi uranium và plutonium được thuỷ tinh hoá ở dạng chất thải phóng xạ hoạt độ cao.
9-6 Chất thải phóng xạ hoạt độ cao được bảo quản ra sao?
Chất thải phóng xạ hoạt độ cao chủ yếu là những sản phẩm phân hạch còn lại sau khi thu hồi Uranium và Plutonium từ nhiên liệu đã sử dụng tại cơ sở tái xử lý. Do có nồng độ chất phóng xạ cao nên được gọi là chất thải phóng xạ hoạt độ cao.
So với chất thải phóng xạ hoạt độ thấp, chất thải phóng xạ hoạt độ cao tuy số lượng không nhiều nhưng chứa khá nhiều chất phóng xạ có chu kỳ bán rã dài ngày. Vì vậy cần được bảo quản cách ly với môi trường và con người trong một thời gian dài.
Chất thải phóng xạ hoạt độ cao được trộn với thuỷ tinh, nấu chảy rồi rót vào các thùng chứa bằng thép không gỉ gọi là canister, sau đó làm mát. Vì khối thuỷ tinh này phát nhiệt nên phải bảo quản tạm thời trong thời gian 30-50 năm tại cơ sở xử lý để làm mát, sau đó chôn cất ở độ sâu vài trăm mét.
10-1 Địa điểm của nhà máy điện nguyên tử được lựa chọn dựa trên những tiêu chuẩn gì?
Nhiên liệu hạt nhân sau khi đã được lắp đặt vào lò phản ứng có thể sử dụng trong thời gian một năm, sau đó thay thế 25% bằng nhiên liệu mới mỗi năm và lại tiếp tục vận hành được 1 năm tiếp theo. Người ta gọi những nhiên liệu đã qua phản ứng được lấy ra từ lò phản ứng là nhiên liệu đã sử dụng.
Một số tiêu chuẩn lựa chọn địa điểm:
1) Không có thiên tai như động đất, núi lửa, lụt, sóng thần
2) Đảm bảo được đường lánh nạn lúc khẩn cấp
3) Có thể lấy nước biển làm chất tải nhiệt một cách dễ dàng, thuận lợi cho công tác xây dựng và vận chuyển (nơi tập kết vật tư, cảng biển).
4) Nền móng đảm bảo
5) Đảm bảo nguồn nước ngọt
6) Giao thông thuận lợi
7) Gần đường tải điện
8) Góp phần phát triển địa phương
10-2 Khảo sát môi trường địa điểm bao gồm những công việc gì?
Công tác khảo sát môi trường địa điểm được tiến hành theo các hạng mục mặt đất, khí quyển và đại dương.
1) Mặt đất
- Khảo sát về địa hình, địa chất. Tài liệu thu được sẽ sử dụng vào thiết kế nhà máy.
- Khảo sát về động thực vật. Các tài liệu thu được sẽ sử dụng vào việc bảo đảm an toàn môi trường.
2) Đại dương
Khảo sát các vấn đề: dòng hải lưu, sự lên xuống của thuỷ triều, nhiệt độ nước biển, nồng độ của muối trong nước biển, sinh vật biển, địa hình và địa chất của đáy biển. Căn cứ theo những tài liệu thu được, có thể dự tính được độ khuếch tán của nước thải nhiệt từ nhà máy và bảo toàn được môi trường biển.
Hơn nữa, những tài liệu này còn được sử dụng vào việc thiết kế các công trình xây dựng như đê chắn sóng, thiết bị hút thải nước biển dùng làm mát, bãi tập kết vận chuyển đường biển.
3) Khí quyển
Thu thập các số liệu theo thời gian về tốc độ gió, hướng gió, nhiệt độ, phân bố nhiệt độ theo độ cao, theo thời tiết,…
Các tài liệu này được sử dụng vào việc tính toán sự khuếch tán của phóng xạ khi xảy ra tai nạn tại nhà máy. Đây là một phần quan trọng của công tác đánh giá an toàn nhà máy điện nguyên tử.
10-3 Thời gian xây dựng tiêu chuẩn là khoảng bao lâu?
Công việc sau khi lựa chọn địa điểm là khảo sát và đánh giá địa điểm. Thời gian này khoảng 3 năm. Khi khảo sát địa điểm xong sẽ bắt tay vào thiết kế khái niệm (Conceptual Design) nhà máy. Căn cứ theo thiết kế khái niệm, công tác thẩm định an toàn sẽ được triển khai. Thời gian từ khi kết thúc khảo sát địa điểm đến khi kết thúc thẩm định an toàn ít nhất là 4 năm. Chỉ có thể bắt tay vào thi công xây dựng sau khi hoàn tất công tác thẩm định an toàn.
Thời gian xây dựng tiêu chuẩn là khoảng 5 năm.
Do vậy, từ khi quyết định địa điểm cho đến khi bắt đầu vận hành nhà máy điện nguyên tử ít nhất cũng mất 12 năm. Thời gian tiêu chuẩn là 15 năm.
10-4 Công tác tổ chức như thế nào và số cán bộ nhân viên cần thiết của nhà máy điện nguyên tử là bao nhiêu người?
Tổng số là 190 người bao gồm:
- 01 Giám đốc nhà máy phụ trách chung
- 02 phó Giám đốc
- Kỹ sư chủ nhiệm quản lý lò
- Kỹ sư chủ nhiệm quản lý điện
- Kỹ sư chủ nhiệm quản lý nước sôi và tua bin
- Người phụ trách về môi trường
- Người phụ trách về quản lý chất lượng
- Phòng Vận hành: 50 người
- Phòng Kỹ thuật: 15 người
- Phòng Quản lý bức xạ: 15 người
- Phòng Điện: 30 người
- Phòng Máy: 30 người
- Phòng Xây dựng: 15 người
10-5 Công tác huấn luyện cho nhân viên vận hành được thực hiện như thế nào?
Công tác huấn luyện cho nhân viên vận hành về cơ bản do công ty xây dựng nhà máy điện và công ty điện lực thực hiện.
Việc các cán bộ nhân viên của nhà máy tương lai tham gia vào quá trình xây dựng là một hình thức huấn luyện hiệu quả nhất. Việc tham gia vào toàn bộ công tác kiểm tra tổng hợp của toàn thể nhà máy cũng như vận hành thử từng hệ thống, kiểm tra từng đơn vị máy móc và lắp đặt máy móc sẽ tích luỹ được kinh nghiệm công tác.
Công tác huấn luyện cho các nhân viên của nhà máy sẽ dễ dàng hơn nếu sớm xây dựng trong khu vực nhà máy một cơ sở huấn luyện bảo dưỡng và lắp đặt các mô hình dùng cho công tác huấn luyện vận hành.
Điều quan trọng nhất là đảm bảo huấn luyện nhân viên theo đúng kế hoạch.
10-6 Công tác kiểm tra của nhà máy được thực hiện như thế nào?
Công tác kiểm tra của nhà máy điện nguyên tử được chia thành 2 phần. Thứ nhất là kiểm tra vận hành hàng ngày và thứ hai là ngừng vận hành để kiểm tra định kỳ hàng năm.
Công tác kiểm tra hàng ngày do các nhân viên của nhà máy thực hiện. Khi phát hiện thấy có hiện tượng bất thường thì các đơn vị sửa chữa thường trú tại nhà máy sẽ tiến hành sửa chữa. Sửa chữa quy mô lớn được thực hiện khi tiến hành kiểm tra định kỳ.
Thời gian kiểm tra định kỳ thông thường từ 1 đến 2 tháng. Trong thời gian này, nhiên liệu đã sử dụng được tháo ra để thay thế các nhiên liệu mới. Đồng thời cũng tháo dỡ và kiểm tra các máy móc lớn như tuabin và máy phát điện. Ngoài ra còn tiến hành kiểm tra không phá mẫu đối với các bộ phận quan trọng liên quan tới an toàn như các bộ phận bên trong lò phản ứng để xác nhận có bất thường hay không.
10-7 Tính kinh tế của nhà máy điện nguyên tử như thế nào?
Dựa theo báo cáo của OECD NEA (Organisation for Economic Cooperation & Development Nuclear Energy Agency) tháng 12/1998, các chuyên gia Nhật Bản đã tính toán chi phí xây dựng cho 1 kW điện nguyên tử ở Việt Nam là 1800 USD.
Do yêu cầu cao về an toàn nên chi phí xây dựng nhà máy điện nguyên tử thường cao hơn so với các loại nhà máy nhiệt điện như than, dầu, khí,... Nhưng các chi phí về nguyên liệu, vận hành, bảo dưỡng lại thấp và thời gian vận hành nhiều hơn nên ở nhiều nước, giá thành 1 kWh điện nguyên tử rẻ hơn so với nhiệt điện. Ở Việt Nam, giá thành 1 kWh điện nguyên tử xấp xỉ điện than nhập, cao hơn khoảng 0, 5 cent so với điện than nội địa và cao hơn gần 1 cent so với điện khí hỗn hợp.
Các nghiên cứu và khảo sát cho thấy, chi phí sản xuất điện nguyên tử hoàn toàn có thể cạnh tranh được với các dạng nhiệt điện truyền thống, còn về chi phí đầu tư thì điện nguyên tử có thể cạnh tranh được với thuỷ điện trên thị trường Việt Nam trong tương lai.
Dưới đây là bảng so sánh giá thành kWh điện nguyên tử với điện than ở một số nước (đơn vị tính: US cent/kWh).
Quốc gia Điện nguyên tử Điện than
Bỉ 4,04 4,3
Canada 3,77 5,3
Đức 5,36 6,46
Hàn Quốc 3,2 3,73
Mỹ 4,3 4,5
Nhật Bản 5,36 5,43
Phần Lan 3,39 3,96
Pháp 3,54 5,04
Như đã nói ở trên, các nguồn điện truyền thống đều gây ảnh hưởng (đặc biệt là ảnh hưởng lâu dài) đối với môi trường. Để khắc phục những ảnh hưởng này, cần phải có chi phí gọi là chi phí ngoại (external costs) (chi phí phòng chống phá hoại môi trường). Các chuyên gia của Liên Hợp Quốc đã tính toán chi tiết cho các nhà máy nhiệt điện với các điều kiện công nghệ tốt nhất của Châu Âu, kết quả cho thấy các chi phí này khá nhiều (Tài liệu: IAEA, Báo cáo ở Hội thảo liên vùng về lập kế hoạch và phân tích hệ thống điện, Bangkok, 16~18/11/1999).
Do vậy, khi tính toán chi phí sản xuất sản xuất điện, cần thiết phải tính tới cả chi phí ngoại. Nếu tính thêm hiệu ứng ấm lên của Trái Đất, thì rõ ràng điện nguyên tử có thể cạnh tranh với điện than ở quy mô toàn thế giới.
Trong điều kiện hoạt động bình thường, chi phí ngoại của điện nguyên tử rất ít. Báo cáo của I.F.Vladu ở Hội thảo nói trên đã thống kê về chi phí ngoại cho những tai nạn nghiêm trọng, có người chết, kết quả như ở bảng dưới đây. (Số liệu từ năm 1970~1992: điện nguyên tử chỉ có duy nhất một trường hợp có người thiệt mạng là tai nạn ở Chernobyl. Các tác giả đã tính với ECU, nhưng ở đây dùng US cent, vì 1ECU=1 đến 1.25 USD).
Nguồn điện Chi phí ngoại(cent/kWh) Số người chết (Tính đương đương GW. năm)
Than đá 0,6 (Anh), 1,5 (Đức) 12 (Anh), 37 (Đức)
Dầu 1,2 32
Khí 0,1 2
Thuỷ điện 0,22 1
Điện nguyên tử 0,04 1
Ghi chú: “Chi phí ngoại” là một khái niệm mới. Do vậy, các số liệu đưa ra ở đây chỉ để tham khảo. Cách tính của các chuyên gia cũng còn chưa thống nhất nên những kết quả đưa ra còn có sai khác về trị tuyệt đối. Tuy nhiên, tỷ lệ so sánh chi phí ngoại của các nguồn điện rất đáng tin cậy.
10-8 Thực hiện nội địa hoá khi xây dựng nhà máy điện nguyên tử như thế nào?
1) Con đường ngắn nhất để nội địa hoá nhà máy điện nguyên tử là việc tiếp thu học tập những công nghệ kỹ thuật tiên tiến từ nước ngoài trong toàn bộ các ngành công nghiệp. Muốn vậy cần thực hiện những công việc sau:
2) Tăng cường đầy đủ các khoa công nghiệp ở các trường đại học, cao đẳng hoặc trung học chuyên nghiệp để đào tạo kỹ thuật viên.
3) Đảm bảo nơi làm việc cho các kỹ thuật viên cũng như chế độ đãi ngộ.
4) Áp dụng những chính sách tạo điều kiện thuận lợi thành lập công ty liên doanh với nước ngoài để từ đó tiếp thu và chuyển giao công nghệ từ nước ngoài.
5) Việc áp dụng những chính sách cơ bản như vậy sẽ nâng dần tỷ lệ nội địa hoá theo từng giai đoạn như sau:
6) Ximăng, cốt thép, vật liệu thép, ống dẫn, dây điện.
7) Các máy móc nhỏ như các van, máy bơm, bộ phân phối điện.
8) Những máy móc cỡ lớn như tuabin, máy phát điện, máy biến áp
9) Bó nhiên liệu hạt nhân.
11-1 Tuổi thọ của nhà máy điện nguyên tử là bao nhiêu năm?
Theo thiết kế, thời gian sử dụng của một nhà máy điện nguyên tử trong giai đoạn đầu là 30 năm. Nhưng nếu kiểm tra cẩn thận, bảo dưỡng tốt và thay thế các thiết bị cũ, đảm bảo an toàn thì có thể kéo dài thời gian vận hành thêm khoảng 20~30 năm.
Sau khi vận hành được 30 năm, hầu hết đã hoàn vốn thiết bị và nếu tiếp tục vận hành sẽ đem lại rất nhiều lợi ích về mặt kinh tế. Do vậy, việc kéo dài thời gian sử dụng và tiếp tục vận hành hiện nay đang trở thành khuynh hướng chung trên thế giới.
Thời gian sử dụng theo thiết kế của các nhà máy điện nguyên tử xây mới hiện nay khoảng 50~60 năm.
11-2 Khi hết thời hạn hoạt động, nhà máy điện nguyên tử được tháo dỡ như thế nào?
Chi phí cho việc tháo dỡ các nhà máy điện nguyên tử hết hạn sử dụng khác nhau tuỳ theo từng điều kiện, thường chiếm khoảng 15% chi phí xây dựng. Phương pháp tiêu chuẩn tháo dỡ lò phản ứng như sau:
- Giai đoạn 1:
Tháo dỡ toàn bộ nhiên liệu đã sử dụng, sau đó chuyển ra bên ngoài khu vực. Lò phản ứng có hoạt độ phóng xạ sẽ được đóng chặt bên trong nhà lò và bảo quản 5~10 năm.
- Giai đoạn 2:
Tháo dỡ và huỷ bỏ các thiết bị không có hoạt độ phóng xạ.
- Giai đoạn 3:
Tháo dỡ và huỷ bỏ các thiết bị lò phản ứng có hoạt độ phóng xạ đã giảm.
Tổng lượng chất thải, phế thải tháo dỡ là khoảng 500~550 nghìn tấn đối với trường hợp lò phản ứng nước nhẹ công suất 1100 MW. Trong đó, người ta tính ra chất thải phóng xạ hoạt độ thấp khoảng 10 nghìn tấn (dưới 3% tổng trọng lượng chất thải tháo dỡ), chất thải hoạt độ phóng xạ tương đối cao như các thiết bị bên trong lò phản ứng là khoảng 200 tấn (dưới 0,1% tổng lượng chất thải tháo dỡ).
Do đó, trong số chất thải từ việc tháo dỡ lò phản ứng nhà máy điện nguyên tử thì có khoảng 95% là chất thải có thể xử lý giống như các chất thải công nghiệp thông thường.
Hiện nay, người ta đã xây dựng được phương pháp tháo dỡ nhà máy điện nguyên tử mà không làm phát tán chất phóng xạ.
12-1 Điện mặt trời là gì?
Sinh vật trên Trái đất nhờ năng lượng mặt trời mà tiếp tục tiến hoá để trở thành trạng thái như bây giờ. Người ta đã phát minh ra thiết bị phát điện dựa trên nguyên tắc: ánh sáng mặt trời chiếu lên các tấm bán dẫn, electron (điện tử) được sinh ra và tạo ra dòng điện.
Nhưng năng lượng của ánh sáng mặt trời có mật độ rất thấp nên để thu được nguồn điện đủ, cần phải có một diện tích lớn. Năng lượng mặt trời được áp dụng thực tế vào hệ thống điện sử dụng cho nhà ở nhưng giá thành phát điện khá cao nên cần có sự hỗ trợ của nhà nước cho việc phổ cập nguồn năng lượng này.
Để có thể thu được một lượng điện bằng với lượng điện sản xuất hàng năm của nhà máy điện nguyên tử công suất 1 triệu kW, nếu sử dụng điện mặt trời cần phải có một diện tích rộng 130km2, gấp 360 lần so với diện tích cần thiết để xây dựng nhà máy điện nguyên tử.
Điện mặt trời không có được vào ban đêm, công suất cũng bị tác động bởi thời tiết và nhiệt độ nên tỷ lệ sử dụng thiết bị hàng năm rất thấp, khoảng 12%.
12-2 Phát điện bằng sức gió là gì?
Phát điện bằng sức gió là sử dụng sức gió tự nhiên làm quay các cánh quạt để phát điện.
Để phát được điện cần phải có tốc độ gió trên 5m/s. Gần đây, công suất và tính kinh tế của điện gió đã được nâng cao hơn, giá thành phát điện chỉ còn gấp 2 lần so với nhiệt điện. Thiết bị phát điện gió cỡ 250 kW có chiều cao 30m và đường kính của cánh quạt là 28m. Để lắp 2 thiết bị cần một diện tích khoảng 50m x 100m. Có nghĩa là cần diện tích gấp 100 lần của nhà máy nhiệt điện.
Tỷ lệ sử dụng thiết bị hàng năm trong trường hợp xây dựng ở những nơi thường xuyên có gió thổi mạnh là khoảng 20-30%. Nhật Bản hiện đang xây dựng nhà máy điện gió công suất 2000 kW, chiều cao của tháp là 100m với tiền đầu tư là 500 triệu Yên.
12-3 Phát điện bằng năng lượng địa nhiệt là gì?
Dưới tầng sâu của Trái đất có nguồn nhiệt magma. Ở khu vực gần núi lửa, có những nơi magma dâng lên đến tận gần mặt đất. Người ta lợi dụng sức nóng của magma làm sôi nước để quay tuabin phát điện. Đây gọi là phát điện bằng địa nhiệt.
Kỹ thuật phát điện bằng địa nhiệt đã có ở các nước tiên tiến. Tuy nhiên, nhà máy điện địa nhiệt công suất lớn cho thương mại vẫn chưa được xây dựng.
12-4 Ý nghĩa của việc phát triển các nguồn năng lượng mới trong tương lai là gì?
Một vấn đề lớn của nhân loại trong thời gian tới là ngăn chặn sự ấm lên của Trái đất. Năng lượng nguyên tử là nguồn năng lượng hữu hiệu nhất cho vấn đề này. Các nguồn năng lượng mới như năng lượng mặt trời và năng lượng gió cũng có vai trò như vậy.
Các nguồn năng lượng mới chưa có ưu thế về mặt kinh tế, hơn nữa lại cần diện tích sử dụng lớn nên trước mắt, lắp đặt chúng rải rác ở gần nơi tiêu thụ là hợp lý.
13-1 Những loại lò được phát triển trong thời gian tới là những loại lò nào?
Lò phản ứng đang được sử dụng trong các nhà máy điện nguyên tử hiện nay chủ yếu là lò nước nhẹ và một phần lò nước nặng. Lò phản ứng có triển vọng trong tương lai là lò khí nhiệt độ cao dùng Hêli là chất tải nhiệt.
Nếu sử dụng Hêli nhiệt độ cao gần 1000oC thì không những có thể phát điện với hiệu suất tốt mà còn sử dụng đa mục đích như sản xuất Hydro và hoá lỏng than đá.
Tiếp đến là kiểu lò cỡ nhỏ siêu an toàn cũng rất có triển vọng. Nếu có thể phát triển được loại lò nạp nhiên liệu 1 lần, có khả năng vận hành an toàn trong10 năm không cần người điều khiển thì có thể sử dụng cho những nơi xa xôi như sa mạc và hải đảo.
13-2 Lò phản ứng tái sinh nhanh là gì?
1) Nguyên lý của lò phản ứng tái sinh nhanh
Lò phản ứng tái sinh nhanh sử dụng nhiên liệu Plutonium. Plutonium khi phân hạch bằng nơtron tốc độ cao sẽ có khoảng 3 nơtron mới được sinh ra. Số lượng nơtron sinh ra do 1 lần phân hạch ở đây là nhiều nhất. Nếu sử dụng khéo 3 nơtron thì có thể tạo ra lượng Plutonium nhiều hơn so với lượng Plutonium đã đốt cháy.
2) Ý nghĩa của việc phát triển lò phản ứng tái sinh nhanh
So với trường hợp chỉ sử dụng một lần nhiên liệu Uranium ở lò nước nhẹ, khi sử dụng nhiều lần ở lò tái sinh nhanh có thể thu được năng lượng lớn hơn 50 lần.
Số năm có thể khai thác Uranium sử dụng ở lò nước nhẹ vào khoảng 70 năm, nếu có thể sử dụng được chúng bằng lò tái sinh nhanh thì nhân loại có thể sử dụng năng lượng nguyên tử trong thời gian khoảng 3000 năm.
3) Cơ chế của lò phản ứng tái sinh nhanh
Vì lò tái sinh nhanh sử dụng nơtron nhanh nên không cần chất làm chậm. Chất tải nhiệt là Natri. Điểm nóng chảy của Na là 98oC và điểm sôi là 881oC nên có thể sử dụng dưới dạng dịch lỏng ở nhiệt độ cao.
Vì Na có phản ứng khi tiếp xúc với không khí nên bề mặt của Na cần được phủ bằng khí trơ (Argon).
Có 3 hệ thống là hệ thống Na thứ nhất, hệ thống Na thứ hai và hệ thống hơi nước thứ ba.
4) Tính kinh tế của lò tái sinh nhanh
Chi phí xây dựng của lò tái sinh nhanh gấp từ 1, 5 đến 2 lần so với lò nước nhẹ.
Hiện tại, về kinh tế thì chưa thể cạnh tranh với lò nước nhẹ nhưng trong tương lai, khi nguồn tài nguyên Uranium hết dần, giá Uranium tăng lên, có lẽ khi đó lò tái sinh nhanh có thể cạnh tranh được với lò nước nhẹ.
13-3 Lò phản ứng tổng hợp hạt nhân (nhiệt hạch) là gì?
Tổng hợp hạt nhân là hiện tượng hạt nhân nguyên tử có khối lượng nhẹ như Hydro hoặc Heli kết hợp với nhau và biến thành nguyên tử nặng hơn. Tổng khối lượng trước phản ứng lớn hơn sau phản ứng. Sự chênh lệch khối lượng đó được giải phóng dưới dạng năng lượng. Năng lượng của mặt trời là năng lượng tổng hợp hạt nhân.
Để tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân trên Trái đất, rất nhiều hoạt động nghiên cứu đang được tiến hành ở nhiều nước tiên tiến nhưng có rất nhiều vấn đề cần phải giải quyết. Có lẽ thời điểm để lò phản ứng tổng hợp hạt nhân trở thành hiện thực là khoảng 100 năm nữa.
13-4 Trong tương lai, con người cần đảm bảo nguồn năng lượng như thế nào?
Hiện nay, năng lượng mà chúng ta sử dụng phụ thuộc chủ yếu vào nguồn nhiên liệu hoá thạch như dầu mỏ, than đá và khí tự nhiên. Tuy nhiên, nguồn tài nguyên này là hữu hạn, hơn nữa khi thu được năng lượng từ nhiên liệu hoá thạch, một lượng lớn các loại khí gây hiệu ứng nhà kính như CO2 được thải ra. Vì thế mà khí hậu Trái đất đang ngày càng ấm lên.
Dân số thế giới 50 năm trước là khoảng 2, 5 tỷ nhưng nay đã vào khoảng 6 tỷ và dự báo sẽ lên tới 9 tỷ vào năm 2050. Ngoài vấn đề dân số thế giới tăng, do khả năng phát triển kinh tế của khu vực Châu Á nên tiêu thụ năng lượng của thế giới trong tương lai được dự báo sẽ tập trung chủ yếu vào khu vực này.
Trong tình hình như vậy, để đảm bảo cung cấp năng lượng ổn định trong tương lai, mỗi người cần nhận thức sâu sắc sự cần thiết của việc tiết kiệm năng lượng. Điều quan trọng hơn cả là cần nỗ lực sử dụng năng lượng một cách hợp lý, không lãng phí.
Tiếp đến, việc phát triển các nguồn năng lượng mới như điện mặt trời và điện gió không thải CO2 khi phát điện cũng cần được đẩy mạnh hơn nữa để tăng thêm tỷ trọng của chúng trong toàn bộ cơ cấu năng lượng thế giới.
Như vậy, chúng ta có thể hiểu được tầm quan trọng của nguồn năng lượng ưu việt, không thải khí CO2 mà có thể thu được năng lượng cực lớn, đó là năng lượng nguyên tử.
Nhưng ngay cả đối với điện nguyên tử, nếu chỉ sử dụng 1 lần nhiên liệu bằng lò nước nhẹ thì tài nguyên Uranium cũng sẽ hết trong 70 năm nữa. Do vậy trong tương lai gần, cần xây dựng chu trình nhiên liệu hạt nhân từ việc tái xử lý nhiên liệu và áp dụng công nghệ lò phản ứng hạt nhân tái sinh nhanh.
COUNTRY (Click name for | NUCLEAR ELECTRICITY GENERATION 2009 | REACTORS OPERABLE 1 Mar 2011 | REACTORS UNDER CONSTRUCTION 1 Mar 2011 | REACTORS PLANNED March 2011 | REACTORS PROPOSED March 2011 | URANIUM REQUIRED 2011 | |||||
billion kWh | % e | No. | MWe net | No. | MWe gross | No. | MWe gross | No. | MWe gross | tonnes U | |
| Argentina | 7.6 | 7.0 | 2 | 935 | 1 | 745 | 2 | 773 | 1 | 740 | 208 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Armenia | 2.3 | 45 | 1 | 376 | 0 | 0 | 1 | 1060 | 56 | ||
| Bangladesh | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 2000 | 0 | 0 | 0 |
| Belarus | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 2000 | 2 | 2000 | 0 |
| Belgium | 45 | 51.7 | 7 | 5943 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1052 |
| Brazil | 12.2 | 3.0 | 2 | 1901 | 1 | 1405 | 0 | 0 | 4 | 4000 | 311 |
| Bulgaria | 14.2 | 35.9 | 2 | 1906 | 0 | 0 | 2 | 1900 | 0 | 0 | 275 |
| Canada | 85.3 | 14.8 | 18 | 12679 | 2 | 1500 | 3 | 3300 | 3 | 3800 | 1884 |
| Chile | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | 4400 | 0 |
| China | 65.7 | 1.9 | 13 | 10234 | 27 | 29790 | 50 | 57830 | 110 | 108000 | 4402 |
| Czech Republic | 25.7 | 33.8 | 6 | 3722 | 0 | 0 | 2 | 2400 | 1 | 1200 | 680 |
| Egypt | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1000 | 1 | 1000 | 0 |
| Finland | 22.6 | 32.9 | 4 | 2721 | 1 | 1700 | 0 | 0 | 2 | 3000 | 468 |
| France | 391.7 | 75.2 | 58 | 63130 | 1 | 1720 | 1 | 1720 | 1 | 1100 | 9221 |
| Germany | 127.7 | 26.1 | 17 | 20339 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3453 |
| Hungary | 14.3 | 43 | 4 | 1880 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 2200 | 295 |
| India | 14.8 | 2.2 | 20 | 4385 | 5 | 3900 | 18 | 15700 | 40 | 49000 | 1053 |
| Indonesia | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 2000 | 4 | 4000 | 0 |
| Iran | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1000 | 2 | 2000 | 1 | 300 | 150 |
| Israel | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1200 | 0 |
| Italy | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 17000 | 0 |
| Japan | 263.1 | 28.9 | 55 | 47348 | 2 | 2756 | 12 | 16538 | 1 | 1300 | 8195 |
| Jordan | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1000 | 0 | ||
| Kazakhstan | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 600 | 2 | 600 | 0 |
| Korea DPR (North) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 950 | 0 |
| Korea RO (South) | 141.1 | 34.8 | 21 | 18675 | 5 | 5800 | 6 | 8400 | 0 | 0 | 3586 |
| Lithuania | 10.0 | 76.2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1700 | 0 |
| Malaysia | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1200 | 0 |
| Mexico | 10.1 | 4.8 | 2 | 1600 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 2000 | 247 |
| Netherlands | 4.0 | 3.7 | 1 | 485 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1000 | 107 |
| Pakistan | 2.6 | 2.7 | 2 | 400 | 1 | 300 | 2 | 600 | 2 | 2000 | 68 |
| Poland | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 6 | 6000 | 0 | 0 | 0 |
| Romania | 10.8 | 20.6 | 2 | 1310 | 0 | 0 | 2 | 1310 | 1 | 655 | 175 |
| Russia | 152.8 | 17.8 | 32 | 23084 | 10 | 8960 | 14 | 16000 | 30 | 28000 | 3757 |
| Slovakia | 13.1 | 53.5 | 4 | 1816 | 2 | 880 | 0 | 0 | 1 | 1200 | 267 |
| Slovenia | 5.5 | 37.9 | 1 | 696 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1000 | 145 |
| South Africa | 11.6 | 4.8 | 2 | 1800 | 0 | 0 | 0 | 0 | 6 | 9600 | 321 |
| Spain | 50.6 | 17.5 | 8 | 7448 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1458 |
| Sweden | 50.0 | 34.7 | 10 | 9399 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1537 |
| Switzerland | 26.3 | 39.5 | 5 | 3252 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 | 4000 | 557 |
| Thailand | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 5000 | 0 |
| Turkey | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | 4800 | 4 | 5600 | 0 |
| Ukraine | 77.9 | 48.6 | 15 | 13168 | 0 | 0 | 2 | 1900 | 20 | 27000 | 2037 |
| UAE | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | 5600 | 10 | 14400 | 0 |
| United Kingdom | 62.9 | 17.9 | 19 | 10962 | 0 | 0 | 4 | 6680 | 9 | 12000 | 2235 |
| USA | 798.7 | 20.2 | 104 | 101229 | 1 | 1218 | 9 | 11662 | 23 | 34000 | 19427 |
| Vietnam | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 2000 | 12 | 13000 | 0 |
WORLD** | 2560 | 14 | 443 | 377,750 | 62 | 64,374 | 158 | 176,773 | 324 | 368,295 | 68,971 |
billion kWh | % e | No. | MWe | No. | MWe | No. | MWe | No. | MWe | tonnes U | |
NUCLEAR ELECTRICITY GENERATION | REACTORS OPERATING | REACTORS BUILDING | ON ORDER or PLANNED | PROPOSED | URANIUM REQUIRED | ||||||
Sources:
Reactor data: WNA to 1/3/11
IAEA- for nuclear electricity production & percentage of electricity (% e) 3/5/10.
WNA: Global Nuclear Fuel Market report 2009 (reference scenario) - for U.
1. năng lượng hạt nhân là một giải pháp kinh tế, an toàn và là nguồn năng lượng sạch đảm bảo sự phát triển bền vững trong việc thoả mãn nhu cầu điện năng tăng mạnh trên toàn cầu.
- Rất hiện thực, năng lượng hạt nhân là một công nghệ sạch, có khả năng mở rộng trên quy mô lớn để cung cấp nguồn điện ổn định, liên tục. Tài nguyên urani còn phong phú và triển vọng cung cấp nhiên liệu với giá ổn định và sáng sủa.
- Một phần ba dân số thế giới chưa được dùng điện, một phần ba nữa chỉ được dùng điện một cách hạn chế. Trong cuộc vật lộn đáp ứng nhu cầu điện năng của mình, một số nước đang phát triển đông dân có thể làm tăng phát thêm CO2 ở toàn cầu.
- Urani la nguyên tố tự mhiên và phóng xạ tự nhiên của nó vấn ở quanh chúng ta trong cuộc sống hàng ngày. - Nhiều nước có chính sách năng lượng gán chặt với năng lượng hạt nhân, trong số đó có Trung Quốc, Ấn Độ, Hoa Kỳ, Nga, Nhật Bản, Hàn Quốc với tổng số dân chiếm nửa dân số toàn cầu. Thế giới có 441 tổ máy điện hạt nhân đang hoạt động ở 30 quốc gia tạo ra sản lượng chiếm 17% tổng điện năng thế giới và 30 tổ máy nữa đang xây dựng.
2. Lò phản ứng hạt nhân thực sự không phát thảt khí hiệu ứng nhà kính, sử dụn chúng để phát triển điện có thể giúp kiềm chế được mối nguy hiểm nóng lên toàn cầu và thay đổi khí hậu. Bất kỳ một chiến lược nào thực sự muốn ngăn chặn mối đe doạ chưa từng có này đều cần đến năng lượng hạt nhân.
- Carbon dioxide (CO2) là chất chính yếu gây nên hiệu ứng nha kính và hiện tượng ấm lên toàn cầu. Nhiên liệu hoá thạch ( than, dầu, khí) khi được dùng để sản xuất điện hay trong động cơ xe cộ và máy móc sẽ phát tán khí CO2 trực tiếp vào không khí. năng lượng hạt nhân ban đầu hầu như không thải khí CO2 hay bất kỳ khí gây hiệu ứng nhà kính nào.
- Các chuyên gia khí hậu cảnh báo rằng chúng ta cần cắt giảm phát thải khí CO2 toàn cầu từ 25 tỷ tấn hàng năm xuống còn 10 tỷ tấn, thậm chí cả khi tăng sản xuất năng lượng.
- Các nhà máy điện hạt nhân hàng năm giúp tránh thải 2,5 tỷ tấn CO2 một lượng tương đương một nửa số khí thải cua ngành vận tải thế giới. Mở rộng công suất hạt nhân đồng nghĩa giảm thải chất gây hiệu ứng nhà kính được nhiều hơn.
- năng lượng hạt nhân còn giúp giảm bớt ô nhiễm không khí và bề mặt trái đất. Lò phản ứng hạt nhân không thải ra khói (Nguyên nhân gây ra sương mù và các bệnh về đường hô hấp) và chất khí tạo nên mưa axit (huỷ hoại rừng và ao hồ).
- Khi đánh giá tác động sinh thái của toàn bộ chu trình bằng các trọng số sử dụng tài nguyên, ảnh hưởng đến sức khoẻ, hậu quả của chất thải thì năng lượng hạt nhân vượt lên trên các phương án năng lượng thông thường khác và ngang bằng với năng lượng mới.
3. Chất thải phóng xạ không phải là một điểm mà là một đặc thù của năng lượng hạt nhân. So với lượng thải khổng lồ của năng lượng hoá thạch vào khí quyển, lượng chất thải hạt nhân nhỏ được quản lý tốt có thể cất giữ mà không gây hại cho con người mà môi trường.
- Chất thải phóng xạ được kiểm soát theo cách ngăn không để chúng bị đánh cấp hay làm ô nhiễm môi trường xung quanh. Phần lớn nhiên liệu đã dược sử dụng được giữ tại nha may. Chất thải mức cao được xếp trong thùng thép dày chống ăn mòn và đặt său trong lòng đất nơi có liến tao ổn định và được theo dõi cận thận. Các nhà khoa học đánh giá rằng các khu chôn đó giữ được hàng thiên niên kỷ.
- Chất thải phóng xạ mức cao của nhà máy tái chế biến nhiên liệu được gốm hoá hay thuỷ tinh hoá. Hiện nay Hoa Kỳ, Phần Lan, Thuỷ Điển đang đi đầu về kỹ thuật chôn ngầm.
- Đã có hơn 100 lò phản ứng năng lượng chấm dứt hoạt động và đang trong thời kỳ thanh lý. Chín chiếc đã xong phần tháo dở hạt nhân.
- Tất cả các nước có sản xuất điện hạt nhân chiẹu hoàn toàn trách nhiện quản lý an toàn chất thải sinh ra trong hoạt động hạt nhân của họ.
- Ở những nước sử dụng kỹ thuật hạt nhân, lượng chất thải phóng xạ không quá 1% chất thải công nghiệp độc hại khác. Có điều khác biệt là tính phóng xạ của nhất thải hạt nhân giảm dần theo thời gian do phân rã tự nhiên còn tính độc của các chất thải công nghiệp khác hầu như vĩnh viễn.
- Công nghiệp hạt nhân cam kết công khai minh bạch khi ra quyết định, Tạo sự đồng thuận với cộng đồng dân cư trong quản lý chất thải.
4. Điện hạt nhân có thành tích an toàn, xuất sắc hơn hẳn so với các công nghiệp năng lượng khác trong quảng kinh nghiệm vận hành trên 11.000 lò/năm.
- Tai nạn chernobyl năm 1986 tại Ukraine, tai nan duy nhất gây chết người đã bôi nhọ hình ảnh năng lượng hạt nhân, loại lò này thiếu hẳn cấu trúc tường ngăn có tác dụng chặn chất phóng xạ không cho rò rỉ thoát ra ngoài trong trường hợp khẩn cấp và chắc chắn ngày nay nó sẽ không bao giờ được cấp giấy phép.
- Vụ chernobyl thúc đẩy thành lập liên đoàn các nhà vận hành hạt nhân thế giới, một tổ chức nghề nghiệp quan tâm tới tường lò phản ứng thương mại trên Thế giới và thông qua nó, chủ các công ty điện lực áp dụng những tiêu chuẩn thực tiễn tốt nhất như một phần văn hoá an toàn hạt nhân toàn cầu.
- Trong bất cứ hoàn cảnh nào, một lò hạt nhân không bao giờ xảy ra nổ như quả bom nguyên tử.
- Hồ sơ cho thấy rằng điên hạt nhân thương mại an toàn hơn rất nhiều so với các hệ thống dùng nhiên liệu hoá thạch cả về mặt rỏi ro cho con người trong khi sản xuất nhiên liệu, cả về mặt ảnh hưởng sức khoẻ và môi trường khi tiêu thụ. Những tai nhạn chết người xảy ra thường xuyên trong các vụ vỡ đập thuỷ điện, nổ mỏ than hay chay ống dẫn dầu.
- Chế độ quy phạm hạt nhân nghiêm ngặt cả ở tầm quốc gia và quốc tế đảm bảo an toàn cho người lao động, công chúng và môi trường. Mỗi nhà máy điện hạt nhân được yêu cầu dành ưu tiên hàng đầu cho các biện pháp an ninh và những kế hoạch cứu hộ nhầm bảo vệ công chúng trong tình huống xấu.
- Ngày nay, các lò phản ứng hạt nhân áp dụng triết lý “phòng thủ theo chiều sâu” nghĩa là gồm nhiều lớp bảo vệ vững chắc và các hệ thống an toàn dự phòng để ngăn chặn rò rỉ phóng xạ thậm chí trong điều kiện tai nạn xấu nhất.
5. Vận chuyện vật liệu hạt nhân, đặc biệt la nhiên liệu mới, nhiên liệu đã qua sử dụng và chất thải trong suốt bốn thập kỷ qua chưa hề gây rò thoát phóng xạ, thậm chí cả khi có tai nạn.
- Nguyên, vật liệu hạt nhân đã và đang được chuyên chở bằng đường bộ, đường sắt và đường biển. Ngành công nghiệp hạt nhân đã thực hiệ trên 20.000 chuyến hàng chở hơn 50.000 tấn trên quãng đường tổng cộng khoảng 30 triệu kilomet.
- Nhưng quy định quốc gia và quốc tế khắt khe đòi hỏi việc vân chuyển phải sử dụng những thùng chứa được thiết kế đặc biệt có lớp vỏ thép dầy, chiẹu nhưỡng va cham mạnh váchống được đạp phá.
- Do có năng lượng khổng lồ khối nhiên liệu urani nhỏ nên năng lượng hạt nhân cần vận chuyển rất ít, trái lại những chuyến hàng nhiên liệu hoá thạch là một gánh nặng của hệ thống chuyên chở quốc tế vối mối đe doạ môi trường, nhất là hiểm hoạ ô nhiễm dầu.
6. Nhà máy điện hạt nhân là thiết bị công nghiệp vững chắc, an toàn và được bảo vệ tốt nhất trên thế giới.
- Kể từ cuộc tấn công khủng bố 11-9-2001, những người vận hành lò và giới chức chính phủ toàn khấp thế giới đã xem xét lại vấn đề an ninh và đã nâng cấp hệ thống an ninh nha máy điện hạt nhân.
- Nhà máy điện hạt nhân ở Hoa Kỳ sẽ không là hiểm hoạ đối với cư dân địa phương, thậm chí cả khi một máy bay cố tình đâm vào. Lớp vỏ thép và lớp bê tông được gia cố cùng cấu trúc bên trong hoàn toàn hạn chế tối thiểu không rò thoát phóng xạ trong trường hợp như vậy.
7. Phát điện băng năng lượng hạt nhân không làm tăng nguy cơ phổ biến vũ khí hạt nhân.
- Chế độ thanh sát quốc tế mà LHQ được uỷ quyền thi hành và được hổ trợ bởi hoạt động thanh tra đột xuất có thể phát hiện được mọi ý đồ muốn chuyển thiết bị và nhiên liệu hạt nhân dân sự sang mục đích quân sự.
- Việc phát hiện ra chương trình hạt nhân của Irắc vào đầu những năm 1990 cho thấy hệ thống giám sát phòng ngừa các chương trình hạt nhân bí mật vấn còn khiếm khuyết. Này nay, coe quan năng lượng nguyêh tử Quốc tế (IAEA) tăng cường năng lực kĩ thuật và mở rộng quyền lực thanh tra để phát hiện những chương trình hạt nhân bắt hợp pháp.
- nhiên liệu hạt nhân chủ yếu là urani có độ giàu thấp không thể dùng chế tạo vũ khí hạt nhân. Còn plutoni trong nhiên liệu dã cháy khong đủ để làm vũ khí.
- Nhà máy điện hạt nhân có thể giúp loại trừ đầu đạn hạt nhân quân sự bằng cách đốt vật liệu phân hạch tháo ra từ các đầu đạn trong các lò phản ứng hạt nhân thông thường. Hiện nay, một số nhà máy điện hạt nhân của Hoa Kỳ đang sử dụng nhiên liệu lấy từ các vũ khí hạt nhân bị dỡ bỏ của Nga trong chương trình “biến mêgaton thành mêgawatt”.
8. Điện hạt nhân có khả năng cạnh tranh về kinh tế và sẽ cạnh tranh hơn khi tính đến chúng ta môi trường liên quan đến những tổn hại do phát thải cacbon.
- Ở bất kì đâu khi được sử dụng, năng lượng hạt nhân giúp đảm bảo sự tin cậy và an ninh năng lượng, đó lại là cơ sở cho kinh tế ổ định và tăng trưởng.
- năng lượng hạt nhân cần sự ủng hộ của chính phủ nhưng không dụa vào trợ cấp của chính phủ. Trong khi đó, nhiên liệu hoá thạch được lợi nhờ những chi phí xử lý ô nhiễm mà chính phủ phải gánh nhưng không được tính vào kinh tế của năng lượng hoá thạch.
- Hạt nhân là ngành công nghiệp năng lượng duy nhất có trách nhiệm về tất cả chất thải của mình và tính đủ những chi phí đó trong giá bán điện. năng lượng hạt nhân thậm chí còn cạnh tranh hơn nếu như tất cả các nguồn năng lượng đều chịu các loại chi phí chôn giữ chất thải và chi phí xã hội một cách bình đẳng.
- Trong 50 năm phục vụ, điện hạt nhân là nguồn “tải đáy” quan trọng của thế giới, ở liên minh Châu Âu (EU) năng lượng hạt nhân là nhuồn điện lớn nhất, chiếm 35% tổng sản lượng. Ở Nhật Bản, tỷ trọng hạt nhân là 34,5% . Tỷ lệ này là 18% ở Pháp và 20% ở Hoa Kỳ.
- Thông qua cải tiến công nghệ và quá trình, hiệu suất làm việc của lò hạt nhân ngày càng cao. Năm 1980, nhà máy hạt nhân ở Hoa Kỳ chỉ sử dụng 54% công suất thiết kế nay đạt hơn 90%.
- Mọt khi được xây dựng, nhà máy điện hạt nhân được vận hành với hiệu quả kinh tế cao. Chi phí nhiên liệu ổn định và chiếm phần nhỏ trong chi phí vận hành. Ngược lai, điện sản xuất bằng khí có chi phí nhiên liệu cao và do đó giá thành trong tương lai khá ổn đinh.
9. Công nghệ năng lượng hạt nhân tiên tiến và đa dạng tạo điều kiệnphát triển tương lai bền vững cả ở nươcs công nghiệp và nước đang phát triển. Lò phản ứng hạt nhân còn được dùng để khử mặn nước biển nhằm đáp ứng nhu cầu nước sạch ngày càng tăng trên thế giới. Những thế hệ lò phản ứng hạt nhân mới đang được kỳ vọng để sản xuất hiđrô và năng lượng lớn cung cấp nhiên liệu cho ô tô năng lượng sạch.
- Một số thiết kế lò phản ứng áp dụng nguyên lý an toàn “thụ động”, thậm chí với trục trặc tồi tệ nhất và không có người vận hànhạt nhân, lò vẫn tự nguội. Những đặc điểm khác của thiết kế mới là nhiên liệu, vốn xây dựng, chi phí vận hành giảm nhưng lại cải thiện được độ tin cậy và khả năng chống phổ biến vủ khí. Công nghệ hạt nhân không ngừng được cải tiến.
- Trong tự nhiên, hidro không tồn tại ở dạng có thể dùng cho mục đích
năng lượng nhưng khi được tách ra, nó trở thành nguồn nhiên liệu cho vận tải rất sạch đới với môi trường. Chỉ có năng lượng hạt nhân tỏ ra có thể sản xuất hidro trên quy mô lớn. Ở Hoa Kỳ, nhu cầu hidro dành cho vận tải khoảng 230.000 tấn/ ngày. Các lò phản ứng hạt nhân tương lai hoạt động với nhiệt độ cao có thể sane xuất một khối lượng lớn như vậy một cách hiệu quả như sử dụng quá trình hoá nhiệt.
- Thuỷ Sĩ, trong một cuổc trưng cầu dân ý về những sáng kiến chống hạt nhân năm 2003, đã bỏ phiếu cho phương án giữ các nhà máy hạt nhân của mình. Những điều tra khác cho thấy hai phần ba người Mỹ ủng hộ sử dụng năng lượng hạt nhân, ở người Thuỷ Điển đầy ý thức môi trường, 80% muốn duy trì hoăc mở rộng điện hạt nhân, gần ba phần tư dân Nhật Bản nhận thức được giá trị năng lượng hạt nhân.
- Nói chung, dân chúng không được thông tin đúng về năng lượng hạt nhân. Các cuộc thăm dò dư luận cho thấy nhiều người vẫn tin rằng năng lượng hạt nhân làm trầm trọng hơn là giảm bớt mới nguy hiểm ấm lên toàn cầu. Tuy nhiên, tiếng chuông báo động về thay đổi khí hậu vang lên ngày càng dồn dập khiến cho con người ngày càng hiểu năng lượng hạt nhân là một phương pháp an toàn và có tính xây dựng cao để khắc phuc hiểm hoạ đang ngày một nghiêm trọng đối vối sinh quyển trái đất.
Việt Nam đã và đang tiếp cận với con đường phát triển điện hạt nhân (ĐHN), từng bước đi vào giai đoạn chuẩn bị xây dựng nhà máy ĐHN đầu tiên trên đất nước mình.
Những bước đi đó trong chiến lược ứng dụng năng lượng nguyên tử (NLNT) vì mục đích hòa bình ở nước ta không thể không tính đến xu hướng chung trên thế giới. Và nhất thiết phải xuất phát từ nhu cầu thực sự của sự nghiệp phát triển đất nước, đồng thời tiên liệu khả năng vượt qua những khó khăn, thách thức to lớn đang ở phía trước.
Xu hướng thế giới: Trở lại với ĐHN?
Ngành điện hạt nhân trên thế giới đã trải qua lịch sử phát triển hơn nửa thế kỷ, với những thăng trầm khác nhau. Trong giai đoạn đầu tiên (những năm 50-60 của thế kỷ trước), ĐHN chỉ xuất hiện ở những nước công nghệ tiên tiến. Sau đó, trong những năm 60-70, ĐHN phát triển ồ ạt với tốc độ 25%/ năm, kéo theo các nước như Nhật Bản, Hàn Quốc v.v…
nhà máy điện nguyên tử ở Cattenom, Pháp.
Sau sự cố hạt nhân Three Mile Island, đặc biệt sau thảm họa Chernobyl, ngành ĐHN toàn cầu đi vào thoái trào. Một số nước như Thụy Điển, Phần Lan, Ý, Đức v.v… chủ trương từng bước loại bỏ ĐHN.
Nhưng bước vào thế kỷ XXI, và đặc biệt trong một vài năm gần đây, chính sách với ĐHN của một loạt quốc gia trên thế giới có sự biến chuyển rõ rệt. Chính các nước từng đi tiên phong nhất trong trào lưu loại bỏ ĐHN nay đã quay ngoắt lại.
Thuỵ Điển từng dự kiến đóng cửa toàn bộ các tổ máy ĐHN vào năm 2002, nhưng thực tế chỉ mới ngừng hoạt động được 2 tổ máy quá hạn trong số 12 tổ máy, và giờ đây, đầu năm 2009 này, chính phủ lại quyết định cho xây thêm nhà máy ĐHN mới.
Ở Phần Lan, Quốc hội đã chuẩn y và một nhà máy ĐHN mới (nhà máy thứ 5 của nước này) đang được xây dựng. Ở Ý, hai công ty năng lượng ENEL (Ý) và EDF (Pháp) vừa thỏa thuận nghiên cứu khả thi việc xây dựng 4 nhà máy ĐHN mới, đồng thời nguyên thủ hai nước Ý và Pháp ký hợp tác về NLNT.
Nước Đức, dù dự kiến nhà máy ĐHN cuối cùng sẽ ngừng hoạt động trước năm 2022, nhưng nay lại tiếp tục cộng tác với Pháp nghiên cứu loại lò phản ứng tiên tiến có độ an toàn cao hơn.
Trong chiều hướng nói trên, cũng không có gì lạ khi các cường quốc hạt nhân như Mỹ, Anh, Pháp, Nga…vẫn tiếp tục con đường phát triển ĐHN. Riêng nước Mỹ, hai năm trước, trong “Tầm nhìn 2020” về ĐHN, đã cho xây dựng 7 lò mới để bổ sung thêm 10.000MW điện, đưa vào kế hoạch xây dựng khoảng 20 lò khác nữa. Ngoài ra, còn cho phép các lò phản ứng đang hoạt động được kéo dài thời gian khai thác từ 40 lên 60 năm.
Đặc biệt, các nước châu Á (Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Hàn Quốc), các nước đang phát triển (Argentina, Brazil, Nam Phi…) càng đẩy mạnh việc đầu tư phát triển ĐHN. Một số nước như Indonesia, Thái Lan, Ai Cập, Thổ Nhĩ Kỳ, Libya... sau giai đoạn chần chừ, đang trở lại xem xét việc xây dựng lò phản ứng năng lượng đầu tiên của mình trong thập kỷ tới.
Trên toàn thế giới, sẽ tăng thêm khoảng 100 lò năng lượng trong thập niên tới, xem xét đưa vào kế hoạch xây dựng khoảng 200 lò khác trong 20-30 năm nữa. Công suất ĐHN toàn cầu dự kiến tăng từ 372.000 MW hiện nay lên đến 1.000.000 MW vào giữa thế kỷ và tỷ trọng ĐHN sẽ đạt đến con số 19%.
Rõ ràng, sau hai mươi năm trầm lắng, kể từ sự cố Chernobyl, bức tranh ĐHN trên thế giới đã thực sự thay đổi theo hướng đổi chiều. Các nhà chiến lược năng lượng gần như thống nhất rằng: ĐHN vẫn đóng vai trò quan trọng, ít nhất, trong ba bốn thập kỷ tới, vì đến nay chưa nhìn thấy nguồn năng lượng mới nào khác khả dĩ thay thế ĐHN.
ĐHN Việt Nam: Nhu cầu và triển vọng
Sự đổi hướng nói trên của ĐHN đang được thúc đẩy bởi những nhân tố chủ yếu sau đây:
Một là, sự tiến bộ của bản thân công nghệ chế tạo lò phản ứng năng lượng, trái tim của nhà máy ĐHN. Các cải tiến về công nghệ đã nâng cao hơn độ an toàn của các nhà máy ĐHN và làm tăng thêm niềm tin của dân chúng vào nhà máy ĐHN.
Trên thế giới, đã bắt đầu sử dụng lò phản ứng thế hệ thứ III và III+ với độ an toàn và ý nghĩa kinh tế cao hơn nhờ đã áp dụng triệt để nguyên lý an toàn thụ động để giảm tối đa sự can thiệp của con người trong trường hợp xảy ra sự cố.
Mỹ - một nước phát triển mạnh điện hạt nhân. Trong ảnh: Số nhà máy điện hạt nhân dày đặc ở nước Mỹ.
Nguồn: http://www.solcomhouse.com.
Hai là, mối đe doạ nghiêm trọng của sự biến đổi khí hậu toàn cầu do hiệu ứng nhà kính và ô nhiễm môi trường sống gây nên bởi khí phát thải CO2. ĐHN như một dạng năng lượng thân thiện, đóng vai trò không thể thiếu trong thực thi Nghị định thư Kyoto vì đó là nguồn điện phát thải CO2 thấp, tương đương các nguồn điện gió và mặt trời (2-6gam/kwh), ít hơn điện nhiên liệu hóa thạch đến 40-50 lần.
Chính các nhân tố trên đây đã góp phần thúc đẩy nhiều quốc gia ưu tiên chọn con đường phát triển ĐHN. Dĩ nhiên, với mỗi nước, sự lựa chọn ấy còn phải căn cứ vào nhu cầu và khả năng cụ thể.
Theo các nhà nghiên cứu quy hoạch năng lượng, từ sau năm 2020, nhu cầu điện năng nước ta sẽ vượt quá khả năng đáp ứng, dù đã huy động mọi tiềm lực từ các nguồn điện năng đang khai thác. Một giải pháp tổng hợp gồm phát triển ĐHN song song với nhập khẩu các dạng năng lượng khác (điện lưới, than) được đề xuất là sự lựa chọn hợp lý nhất.
Ở đây, cũng xin lưu ý rằng, các con số dự báo về mức thiếu hụt điện năng, thời điểm xuất hiện ĐHN... luôn phải điều chỉnh và chính xác hoá, tính đến sự biến động kinh tế toàn cầu và đà giảm tăng trưởng GDP ở trong nước.
Theo các nhà chiến lược năng lượng, ĐHN còn đáp ứng những lợi ích khác của quốc gia trong chiến lược phát triển dài hạn. Trong đó, đặc biệt là bảo đảm sự hài hòa và an ninh năng lượng quốc gia, góp phần nâng cao tiềm lực khoa học và công nghệ của đất nước...
Như vậy, chiến lược phát triển ĐHN ở Việt Nam đang theo đuổi là phù hợp với xu thế chung của thời đại, đồng thời xuất phát từ yêu cầu và tình hình của đất nước.
Trên thực tế, vấn đề ĐHN ở nước ta đã được Đảng và Chính phủ quan tâm từ 20-30 năm nay, ghi rõ trong một số nghị quyết của Đảng. Bộ Chính trị đã chỉ thị: “Tiến hành khảo sát, nghiên cứu, chuẩn bị các điều kiện để xây dựng nhà máy ĐHN sau năm 2015...”.
Từ đó, Chính phủ đã cho xây dựng “Đề án tổng quan phát triển ĐHN ở VN”, thành lập “Tổ công tác chỉ đạo nghiên cứu nhà máy ĐHN ở VN”. Quốc hội cũng thông qua “Luật năng lượng Nguyên tử hạt nhân”.
Hiện nay, bản “Báo cáo Dự án đầu tư Nhà máy Điện hạt nhân Ninh Thuận” (theo đó, triển vọng nước ta sẽ có Nhà máy ĐHN đầu tiên với 4 tổ máy 1000 MW, tổ đầu tiên dự định đưa vào vận hành vào năm 2020) đang trong quá trình hoàn chỉnh và sắp đặt trên bàn nghị sự của Chính phủ và Quốc hội.
Điện hạt nhân VN: Khó khăn, thách thức
Để biến triển vọng nói trên thành hiện thực phải vượt qua những khó khăn, thách thức to lớn.
Đối với ĐHN, điều đáng quan tâm nhất chính là vấn đề an toàn. Do đó, việc bảo đảm an toàn cho nhà máy ĐHN phải được quán triệt, từ khâu chọn công nghệ, thiết kế, xây dựng, lắp đặt, vận hành đến công đoạn tháo dỡ khi hết hạn sử dụng, phải thực hiện đồng bộ về mọi mặt – kỹ thuật, công nghệ và pháp quy hạt nhân.
Một kiểu lò hạt nhân an toàn. Nguồn: www.nei.org.
Ngoài ra, với những nước đang phát triển, như nước ta, văn hóa an toàn cho lớp người làm công việc ĐHN lại cần phải được đặc biệt coi trọng.
Nhiệm vụ khó khăn và cấp bách khác nữa hiện nay là vấn đề nhân lực để xây dựng và vận hành nhà máy ĐHN. công nghệ hạt nhân đòi hỏi có đủ cả 3 thành phần: chuyên gia, kỹ thuật viên và thợ lành nghề.
Ở đây chỉ nói về nhân lực liên quan trực tiếp đến ĐHN (kể cả an toàn bức xạ, phóng xạ môi trường, kiểm tra không hủy thể). Từ trước tới nay, do chưa có sự chỉ đạo tập trung và kế hoạch cụ thể trên phạm vi toàn quốc, nên số lượng và chất lượng chưa đáp ứng yêu cầu cho lĩnh vực ĐHN.
Vì vậy, cần sớm có một kế hoạch toàn diện và cụ thể, đào tạo trong nước kết hợp ngoài nước, đào tạo ngắn hạn và dài hạn. Đồng thời với đào tạo, cần có chủ trương tập hợp và sử dụng những người đã qua đào tạo và thực tế về chuyên môn gần gũi với ĐHN, còn đủ sức làm việc và đang phân tán ở mọi nơi, trong và ngoài nước.
Trong đó, đặc biệt chú ý thu hút các chuyên gia Việt kiều đã và đang làm việc trong các cơ sở ĐHN ở các nước Âu, Mỹ, Nhật Bản v.v... Ấn Độ, Hàn Quốc, Trung Quốc đã thành công trong chính sách này.
Ở nước ta, ngay trong những năm vô cùng khó khăn sau khi thống nhất đất nước, đáp lại yêu cầu và sự quan tâm của lãnh đạo ngành NLNT Việt Nam do cố GS Nguyễn Đình Tứ đứng đầu, các nhà khoa học hạt nhân Trần Hà Anh, Vũ Hải Long, Nguyễn Thọ Nhân, Nguyễn Văn Thương ... đã tình nguyện về nước phục vụ.
Riêng TS Trần Hà Anh và TS Nguyễn Thọ Nhân được trao nhiệm vụ thành lập và điều hành Phòng Điện Nguyên tử, tiền thân của Trung Tâm Điện Nguyên tử thuộc Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân ngày nay. Bài học kinh nghiệm đó, lúc này, càng cần tiếp tục và nhân rộng.
Phát triển ĐHN là một sự nghiệp lớn, đầy khó khăn và thách thức, có ảnh hưởng lớn đến quá trình phát triển của đất nước. Vì vậy, sự nghiệp này khó có thể thành công, nếu không có sự đầu tư, điều phối, chỉ đạo sát sao và cương quyết của một ban chỉ đạo quốc gia có trách nhiệm và quyền lực lớn, gồm những nhà quản lý có thực quyền, có năng lực, bản lĩnh và tâm huyết với tương lai của ngành ĐHN. Đó là sự đòi hỏi chính đáng và cấp thiết không chỉ trong giai đoạn triển khai xây dựng nhà máy ĐHN đầu tiên, mà cả quá trình lâu dài thực thi “Chiến lược ứng dụng NLNT vì mục đích hoà bình” trên đất nước VN chúng ta.
'Hết sức thận trọng với điện hạt nhân'
Việt Nam đã ký kết với Nga các thỏa thuận về điện hạt nhân
Sự cố ba ngày qua tại nhà máy điện hạt nhân ở Nhật khiến nhiều người nhắc đến rủi ro cố hữu của công nghiệp điện hạt nhân, đặt ra câu hỏi về các dự án điện nguyên tử ở Việt Nam.
Đó là rò rỉ phóng xạ. Và khả năng lò phản ứng hạt nhân bị nóng chảy do thiếu thiết bị làm nguội khi gặp sự cố.
Trong cuộc phỏng vấn với BBC Việt Ngữ từ Paris, tiến sĩ Nguyễn Khắc Nhẫn, nguyên cố vấn kinh tế dự báo chiến lược của Công ty Điện lực Pháp, giáo sư Đại học Bách khoa Grenoble, Pháp nhắc nhở các nước, trong đó có Việt Nam, nên thận trọng với dự án điện hạt nhân.
Ts Nguyễn Khắc Nhẫn: Điện hạt nhân rất nguy hiểm. Không thể nào tiên đoán rủi ro hay tai nạn xảy ra. Nếu tai nạn Chernobyl được xếp hạng số 7, tai nạn hạt nhân của Nhật có thể là 6, theo ý kiến của một số chuyên gia tại Pháp. 25 năm qua, từ ngày xảy ra sự cố ở Chernobyl (Ukraina), hay Three Mile Island (Hoa Kỳ), chưa có tai nạn hạt nhân nào nghiêm trong như ở Nhật bây giờ. Tôi thiết tưởng chính phủ Việt Nam nên hết sức thận trọng và nên rút lui có trật tự ngay từ bây giờ. Không nên làm điện hạt nhân ở nước nhà, vì nhiều nhà máy sẽ xây ven biển. Nước Nhật là một cường quốc kinh tế, với những chuyên gia vô cùng lỗi lạc, mà trong mấy ngày nay vẫn không giải quyết được chủ đề làm sao cho các lò nguội để không xảy ra tai biến. Nếu chuyên gia còn ít, hoặc thiếu nhân sự, nhân tài, không nên xung phong vào lãnh vực hạt nhân.
BBC:Một số người cho rằng làm chuyện gì cũng có rủi ro, kể cả chuyện xây và vận hành nhà máy điện hạt nhân. Điều quan trọng là tính rủi ro thật kỹ, hy vọng sẽ phòng ngừa là loại trừ tai nạn. Ý kiến ông ra sao?
Nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi gặp ba vụ nổ trong thời gian qua.
Ts Nguyễn Khắc Nhẫn: Rủi ro là một chuyện. Tai nạn ở Chernobyl, hay Three Mile Island không phải do rủi ro. Vấn đề là con người gây ra lỗi trong việc khai thác hai nhà máy đó. Lỗi con người quan trọng hơn nhiều so với rủi ro. Tôi cho rằng nếu có một tai biến nào quan trọng xảy ra trên thế giới, chỉ trong chớp nhoáng công nghiệp điện hạt nhân của thế giới sẽ sụp đổ. Tôi tin rằng trước sau nhân loại sẽ bỏ điện hạt nhân để xoay về nghiên cứu, khai thác năng lượng tái tạo và tiết kiệm năng lượng. Không có cách gì khác đối với nhân loại.
BBC:Thưa ông tôi có so sánh như sau: xe hơi, tàu cao tốc di chuyển với vận tốc nhanh đôi khi cũng gây ra một số tai nạn khiến con người thiệt mạng. Nhưng đâu phải vì thế mà người ta cấm xe hơi? Điện hạt nhân cũng vậy phải không?
Ts Nguyễn Khắc Nhẫn: Chúng ta không thể so sánh điện hạt nhân với điều lợi hại của chiếc xe hơi. Chiếc xe hơi khi xảy ra hoặc không xảy ra tai nạn nó không có vấn đề về chất thải phóng xạ. Điện hạt nhân nguy hiểm cho con cháu qua hàng chục, hàng trăm năm, nếu có xảy ra tai nạn. Xe cộ anh không xài, có hư hỏng, sẽ không có ảnh hưởng qua những thế hệ như thế. Vấn đề quan trọng chủ chốt là chất thải phóng xạ. Đây là điều người ta ít nói tới. Làm thế nào để giải quyết. Hiện bây giờ chưa có nước nào giải quyết vấn đề đó. Ngay cả những nước tân tiến như Mỹ, Pháp. Đó mới là vấn đề quan trọng. Chứ không phải là rủi ro. Người ta lợi dụng "thay đổi khí hậu" để làm điện hạt nhân nhưng đó cũng là điều vô lý. Điện hạt nhân không thể giải quyết vấn đề thay đổi khí hậu.
Phóng xạ ở Nhật đe dọa sức khỏe con người
Khủng hoảng hạt nhân ở Nhật ngày càng trầm trọng khi các vụ nổ và hỏa hoạn liên tiếp xảy ra tại nhà máy điện hạt nhân vốn bị ảnh hưởng bởi động đất, khiến mức độ phóng xạ lên tới cấp nguy hiểm.
 |
| Nhân viên cứu hộ tìm kiếm người sống sót trong đống đổ nát ở Miyagi. Ảnh: AFP. |
Phóng xạ quanh nhà máy điện hạt nhân Fukushima I ở vùng bờ đông đã "tăng đáng kể", Thủ tướng Nhật Naoto Kan hôm nay cho biết. Phát ngôn viên của ông thì cho hay mức độ phóng xạ giờ cao tới mức có thể gây nguy hại tới sức khỏe của con người.
Kan cảnh báo người dân sống cách nhà máy điện hạt nhân 30 km ở trong nhà. Chính phủ Nhật thì áp đặt lệnh cấm bay trong bán kính 30 km ở gần nhà máy điện, AFP đưa tin.
Ở Tokyo, cách nhà máy điện hạt nhân 250km về phía tây nam, mức độ phóng xạ được phát hiện cao hơn bình thường.
Khủng hoảng liên quan tới nhà máy điện hạt nhân ở Fukushima ngày càng trầm trọng trọng kể từ khi trận động đất hôm 11/3 gây hư hại hệ thống làm lạnh. Hôm 12/3, một vụ nổ phá tung mái của tòa nhà bao quanh lò phản ứng số 1. Hôm qua, một vụ nổ xảy ra ở lò phản ứng số 3, làm 11 người bị thương. Sáng sớm nay, lò phản ứng số hai nổ, theo sau đó là vụ hỏa hoạn ở lò số 4.
"Điều chúng tôi lo sợ nhất là rò rỉ phóng xạ từ nhà máy điện", Kaoru Hashimoto, 36 tuổi, sống cách nhà máy điện 80km, cho biết. "Chúng tôi không nhận được nhiều thông tin chắc chắn vì thế chúng tôi không biết phải xử lý thế nào".
Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) cho biết Tokyo đã yêu cầu trợ giúp chuyên gia sau vụ động đất mạnh 9 độ Richter. Tuy nhiên, đại diện của Nhật ở IAEA Yukiya Amano trấn an lo ngại rằng khủng hoảng của Nhật có thể lên tới mức như thảm họa Chernobyl ở Ukraina năm 1986. "Khả năng sự cố này lên tới mức như Chernobyl là ít", ông nói.
Trước đó, giới chức Nhật đã sơ tán 210.000 khỏi khu vực gần nhà máy điện hạt nhân. "Tôi không muốn con tôi bị nhiễm phóng xạ. Tôi muốn tránh điều đó bằng bất cứ giá nào", một phụ nữ trẻ ôm đứa con trong khi trả lời phỏng vấn của NHK.
Cùng với lúc khủng hoảng về hạt nhân ngày càng nguy cấp, Nhật phải nỗ lực đối phó với mức độ thiệt hại khổng lồ trong trận động đất kỷ lục và sóng thần dữ dội ở vùng đông bắc. Giới chức xác định con số người chết là 2.414 người song cho hay ít nhất 10.000 người có thể đã mất mạng.
BBC: Thảm họa nguyên tử tại Nhật đã làm cho rất nhiều người quan tâm về tương lai của điện nguyên tử tại Hoa Kỳ
Thảm họa tại nhà máy điện chạy bằng năng lương nguyên tử Fukushima tại Nhật đã đặt lại thành nghi vấn “Sự Phục Hưng Nguyên Tử” của Hoa Kỳ.
Để tìm hiểu vấn đề này, chúng ta sẽ bắt đầu với câu hỏi là liệu tương lai nguyên tử của Hoa Kỳ có bị phóng đại hay không ?
Trong những năm gần đây, hình như tất cả các khuynh hướng tư duy cổ điển nào tại Washington đều cho rằng bất cứ một dự thảo luật về biến đổi khí hậu hoặc về năng lương đều phải ghi một hàng chữ nói rõ rằng nguyên tử là phần then chốt trong phương trình năng lượng về lâu về dài của nước Mỹ.
Các nhân vật Cộng hòa trong đó có thượng nghị sĩ John McCain, một thời là người bênh vực kỳ cùng cho các vấn đề có liên quan đến biến đổi khí hậu tại Thượng viện, đều nói rằng họ sẽ không bao giờ cứu xét đến các dự thảo luật nào về biến đổi khí hậu mà không có ghi chữ nguyên tử.
Khi ra ứng cử tổng thống, ông McCain cũng đã hô hào phải xây dựng thêm 45 cơ xưởng nguyên tử trên đất Mỹ.
Thậm chí, một số nhân vật bảo vệ môi sinh cũng phải chấp nhận một cách miễn cưỡng rằng điện nguyên tử có thể là một phần của tương lai của năng lượng sạch của Hoa Kỳ.
Khi Hạ viện thông qua dự luật Waxman-Markey có tính cột mốc về biến đổi khí hậu năm 2009 – một dự luật mà Thượng viện chẳng buồn bàn thảo đến – thì điều khoản tạo ra một ngân hàng năng lượng sạch để hậu thuẫn tài chính cho việc sản xuất năng lượng mới, kể cả năng lượng nguyên tử, chính là “củ cà-rốt” để tranh thủ sự hậu thuẫn của các nhân vật chủ trương dùng năng lượng nguyên tử.
Không có điều khoản này, thì rất có thể dự luật sẽ không bao giờ được thông qua.
Các Cường Quốc Nguyên Tử
USA
- 104 lò phản ứng
- Các lò này cung ứng khoảng 20% điện năng toàn quốc
- Sau thời gian hoãn trả nợ 30 năm, từ bốn đến sáu nhà máy có thể được xây mới trong thập niên kế tiếp
- Hoa Kỳ là quốc gia sản xuất năng lượng nguyên tử nhiều nhất thế giới
Nhật Bản
- 54 lò phản ứng
- Cung ứng 1/3 điện năng
- Dự trù cung ứng 40% trước 2017
China
- 13 lò phản ứng
- Hơn 25 lò đang được xây cất
- Có khả năng tăng gấp 10 trước 2050
Ấn Độ
- 22 lò phản ứng
- Cung ứng 2,5% điện năng
- Mục tiêu cung ứng 25% trước 2050
Nguồn: Tổ chức Nguyên tử Thế giới
Tổng thống Barack Obama kêu gọi “xây dựng một thế hệ mới nhà máy điện nguyên tử sạch và an toàn” trong diễn văn gởi toàn dân đầu năm 2010 và hứa sẽ tăng gấp ba số tiền đầu tư cho các nhà máy này trên đất Hoa Kỳ.
Sau trận động đất và sóng thần tại Nhật, chính phủ Obama vẫn cam kết ủng hộ ngành nguyên tử.
Phát ngôn nhân chính phủ Jay Carney nói với các nhà báo rằng “nguyên tử vẫn còn là một phần trong kế hoạch năng lượng tổng quát của Tổng thống Obama”.
Nhưng thậm chí ngay cả các lời hứa tài trợ các nhà máy điện nguyên tử được thực hiện đầy đủ, thì cũng khó lòng mà chuyển hướng xây dựng khu vực năng lượng quanh điện năng nguyên tử một cách toàn diện cho được.
Ông Tom Cochran, một khoa học gia cao cấp và chuyên gia về nguyên tử, làm việc tại Hội Đồng Bảo Vệ Tài Nguyên Thiên Nhiên (NRDC) nói với đài BBC như sau: “ Sẽ không có gia tăng đáng kể tại Hoa Kỳ ngay cả trước tai nạn này, ít nhất trong 10 năm tới”.
Tư nhân bồn chồn
Sự hậu thuẫn của chính phủ cho các cơ sở nguyên tử mới đa phần được thể hiện dưới hình thức các khoản cho vay có bảo hiểm, và nếu không có sự hậu thuẫn này khó lòng các cơ sở này được xây dựng.
Các nhà máy điện nguyên tử rất tốn kém và rất để xây dựng, ngay cả với các quy định mới về môi trường mới được thông qua tại Hoa Kỳ, thì phải mất từ 10 đến 12 năm mới xây dựng xong một nhà máy và đưa vào vận hành.
Kinh phí và thời gian thực hiện làm cho các nhà máy điện nguyên tử trở thành các dự án đầu tư nhiều rủi ro, tức là loại dự án mà khu vực tư nhân miễn cưỡng không muốn đầu tư nếu không có hậu thuẫn của chính phủ.
Hiện nay, chính phủ Hoa Kỳ đã đứng ra bảo đảm 18,5 tỷ USD cho các dự án này và chính phủ Obama đã đề nghị thêm 36 tỷ USD nữa.
Số tiền 54,5 tỷ USD sẽ bảo đảm cho việc xây dựng từ bốn đến bảy nhà máy mới và không có dự án nào được khởi công trước năm 2020.
54,5 tỷ USD sẽ bảo đảm cho việc xây dựng từ bốn đến bảy nhà máy mới
Các người chủ trương dùng năng lượng nguyên tử hy vọng rằng các dự án được chính phủ tài trợ này sẽ chứng minh cho khu vực tư nhân thấy rằng nguyên tử là một loại đầu tư vững bền và sẽ lôi kéo thêm các nhà đầu tư khác.
Trong lúc đó, nhiều người chủ trương bảo vệ môi trường tin rằng có nhiều năng lượng khác hấp dẫn hơn sẽ ra đời trong thời gian xây dựng các cơ sở nguyên tử.
Họ cho rằng chi phí để xây dựng các cơ sở năng lượng gió và mặt trời càng lúc càng thấp và chỉ tốn có ba năm để xây cất mà thôi.
Ông John Rowe, chủ tịch tổng giám đốc công ty sản xuất điện nguyên tử lớn nhất Hoa Kỳ, có tên là Exelon, nói rằng công ty của ông cũng không muốn đầu tư vào các cơ sở nguyên tử mới vì chi phí xây dựng càng lúc cao nếu so với nhà máy điện dùng khí đốt tương đối rẻ hơn.
Ellen Vancko thuộc tổ chức Union of Concerned Scientists nói: “Kỹ nghệ nguyên tử tại Hoa Kỳ đang gặp khó khăn trước khi trận động đất và sóng thần tuần qua.”
"Chi phí xây cất càng lúc càng cao, sức cầu càng lúc càng giảm, khí đốt càng lúc càng giảm cộng lại đã tạo ra khó khăn cho kỹ nghệ điện nguyên tử.”
Ông Cochran của tổ chức NRDC nói rằng theo sự ước lượng của ông, tropng các năm qua, có 130 dự án xây dựng cơ sở nguyên tử đã bị hủy bỏ, nghĩa là nhiều hơn tổng số cơ sở được xây dựng tại Hoa Kỳ.
Ảnh hưởng của Nhật
Còn quá sớm để nói rằng thiên tai tại Nhật đã ngăn lại chương trình tín dụng xây cất các nhá máy điện nguyên tử.
Một số người am hiểu tình hình tại Hạ Viện Hoa Kỳ trong chổ riêng tư nhìn nhận rằng chính phủ khó lòng bỏ rơi chương trình nguyên tử.
Điện nguyên tử, nói cho cùng, là một thứ mặt hàng rất cần thiết về mặt chính trị để huy động hai đảng hậu thuẫn cho các sáng kiến khác về năng lượng.
Damon Moglen thuộc tổ chức Friends of the Earth, nghĩ rằng thiên tai tại Nhật Bản chỉ là điểm nhô lên của một tảng băng mà thôi.
Ông viện dẫn lời của hai thượng nghị sĩ Joe Lieberman và Chuck Schumer đã lên tiếng yêu cầu hành pháp phải thận trọng khi muốn xây dựng thêm các nhà máy điện nguyên tử.
Ông Lieberman kêu gọi Quốc Hội phải “ách lại” việc xây dựng các nhà máy điện nguyên tử mới cho tới khi nào rút tỉa được bài học từ thiên tai tại Nhật.
Robert Alvarez, một chuyên gia về nguyên tử tại Viện Nghiên Cứu Chính Sách, nói rằng khuynh hướng chống chính phủ hiện nay, chống lại việc chi tiêu của chính phủ cũng đang đi ngược lại khuynh hướng muốn xây dựng điện nguyên tử.
"Nếu xét tới những gì rút tỉa được từ bài học tại Nhật, cộng thêm khuynh hướng của phong trào Tea Party trong đảng Cộng Hòa hiện nay, muốn cắt giảm thêm nữa ngân sách quốc gia, thì tôi nghĩ rằng viễn ảnh có được các khoản tín dụng cho việc xây dựng các cơ sở nguyên tử rất là xa vời.”
Tuy nhiên, ảnh hưởng của vụ động đất và sóng thần tại Nhật dường như sẽ đậm nét hơn lên trên các cơ sở nguyên tử hiện nay tại Hoa Kỳ.
Hiện nay, áp lực chính trị càng lúc càng cao đòi Ủy Ban Điều Hành Nguyên Tử (Nuclear Regulatory Committee), tức là cơ quan thẩm quyền về nguyên tử tại Hoa Kỳ, phải kiểm soát lại kỹ lưỡng hơn các cơ sở nguyên tử.
Hai dân biểu Henry Waxman và Ed Markey, đồng tác giả của dự luật về biến đổi khí hậu 2009, kêu gọi phải điều tra và rà xét lại mức độ an toàn của 23 nhà máy điện nguyên tử tại Hoa Kỳ được thiết kế giống như nhà mày điện nguyên tử Fukushima tại Nhật.
Bàn về an toàn của lò hạt nhân
Thảm họa ở Nhật đặt lại câu hỏi về an toàn điện hạt nhân
Cho đến cuối tuần rồi - khi động đất và sóng thần ở Nhật gây nên tình trạng khẩn cấp hạt nhân chưa từng thấy kể từ thảm họa Chernobyl năm 1986 - con người vẫn cho rằng điện hạt nhân sẽ ngày càng trở nên quan trọng trên thế giới.
Nay lo ngại về độ an toàn của điện hạt nhân buộc nhiều nước xem lại kế hoạch, và những dự báo mới nhất về tăng trưởng của ngành này có thể không còn chính xác.
Nhưng không có gì thay đổi trong dự đoán của Cơ quan Nguyên tử năng quốc tế (IAEA) rằng tiêu thụ năng lượng từ nay đến 2035 sẽ tăng 49%.
Như thế đặt ra câu hỏi: Dự báo nhu cầu tăng mạnh này có thể đáp ứng làm sao nếu không xây thêm nhà máy điện hạt nhân?
Ngành công nghiệp hạt nhân và người ủng hộ từ lâu khẳng định dịch vụ của họ là phần không thể thiếu của xu hướng kết hợp năng lượng, đặc biệt ở những nước đang tăng trưởng nhanh như Ấn Độ và Trung Quốc - kinh tế tại đó phụ thuộc nhiều vào sự mở rộng nguồn cung cấp điện.
Bấm Xem thêm 'Tin nhắn giả về mưa phóng xạ ở châu Á'
Theo dự đoán của IAEA, đến năm 2035, sản xuất năng lượng nguyên tử sẽ tăng lên ít nhất từ 6% của 2008 thành 8% - trong khi một dự báo theo một kịch bản khác còn nói điện hạt nhân có thể sẽ đem lại một phần năm nhu cầu năng lượng của thế giới.
Không kịch bản nào nói là điện hạt nhân sẽ là nguồn năng lượng thống trị. Thực sự thì chẳng có sự tăng trưởng nào là có vẻ ghê gớm.
Nhưng ngay cả trong dự báo lặng lẽ nhất, từ 6% thành 8%, ta cũng thấy sản lượng hạt nhân tăng gần một phần ba nếu thị trường năng lượng cứ dậm chân tại chỗ.
Trước lo ngại của cử tri, nhiều chính phủ đã tạm ngừng việc xem xét các nhà máy điện hạt nhân mới nhằm kiểm tra lại tiêu chuẩn an toàn.
Nhưng rồi rốt cuộc, có lẽ nhiều, thậm chí đa số, nhiều dự án mới này sẽ vẫn tiếp tục.
Nhưng dù khủng hoảng Nhật Bản có thể không tác động nhiều đến tham vọng hạt nhân, thì nó vẫn có thể buộc người ta thôi kéo dài đời sống của các nhà máy già cỗi - như Đức đã làm tuần này.
Việc dừng lại như thế sẽ đẩy giá điện lên cao và cùng với khi việc sử dụng than, khí đốt và dầu gia tăng, thì khí thải CO2 cũng sẽ tăng - ít nhất là về ngắn hạn.
Nhưng những quyết định đó sẽ phản ánh quan điểm được nhiều người chia sẻ - cả ở trong ngành và ở những người phản đối điện hạt nhân - rằng các nhà máy cũ ít an toàn, thậm chí nguy hiểm hơn, so với nhà máy mới.
Ngành công nghiệp hạt nhân đã tiến bước dài kể từ thời Chernobyl
Theo Anne Lauvergeon, giám đốc nhà máy sản xuất lò hạt nhân Areva, các vụ nổ và sợ hãi ở Nhật chứng tỏ "các lò giá rẻ không phải là tương lai".
Ý tưởng căn bản đằng sau một lò hạt nhân khá đơn giản. Sự phân hạch hạt nhân, thường là đốt bởi uranium hay plutonium, làm nóng khiến nước tan chảy. Hơi nước làm quay tuabin, và tuabin làm chạy máy phát điện.
Có nhiều lò khác nhau được sử dụng mà phổ thông nhất là các lò nước áp lực tạo hơi gián tiếp hoặc lò nước sôi sinh hơi trực tiếp.
Nhưng không có định nghĩa rõ ràng là kiểu lò nào thì an toàn nhất.
Thực ra các lò được xem là đã trở nên an toàn hơn theo thời gian nhờ sự tiến bộ của thiết kế và công nghệ an toàn.
Những người làm trong ngành hạt nhân nói về các lò Thế hệ I, II và III, và đa số lò Thế hệ I đã bị loại bỏ.
Được xem là an toàn nhất trên thị trường, các lò Thế hệ III có tuổi thọ dài hơn Thế hệ II và vì thế được xem là kinh tế nhất, và cũng được nói là ít tạo ra rác hạt nhân hơn.
Tiến bộ về an toàn - một số lò hiện đại có ít hơn các máy bơm, van và động cơ - nghĩa là ít bộ phận có thể xảy ra vấn đề hơn trước.
Các lò hiện đại cũng thường dựa vào các yếu tố an toàn bị động dùng lực tự nhiên như trọng lực, bay hơi chứ không dựa vào hệ thống chủ động như máy bơm, động cơ và van.
Theo bà Lauvergeon, "những thiết kế chúng tôi đề nghị ngày nay là những lò không tạo ra phóng xạ, ngay cả khi xảy ra hiện tượng lõi lò phản ứng hạt nhân chảy tan."
Lời trấn an đó có thể được những người ủng hộ hạt nhân chấp nhận.
Nhưng khi tình hình Nhật Bản vẫn chưa được kiểm soát, nó sẽ khó làm giảm đi số lượng nghi ngờ đang tăng nhanh.
 |
| Thiên tai động đất-sóng thần Nhật Bản tác động đến các nhà máy điện nguyên tử Fukushima I và Fukushima II. (Hình: Yamaguchi/AP) |
Bị tổn hại vì sóng thần, 11 đơn vị thuộc hai nhà máy Fukushima I và Fukushima II đã phải ngừng hoạt động.
Hôm Thứ Bảy đã xảy ra một vụ nổ ở lò số 1 và ngày Thứ Hai thêm một vụ nổ ở lò số 3. Theo giải thích của các chuyên viên thì đây không phải là nổ trong ruột lò phản ứng kiểu như nổ nguyên tử mà chỉ do hơi và khí hydrogen phát sinh từ hệ thống làm nguội không vận hành điều hòa. Lò số 2 không nổ nhưng tình hình được coi là còn nặng nề hơn.
| Vì sao có nóng chảy (meltdown)? Bên trong mỗi lò phản ứng là những thanh nhiên liệu hạt nhân, có độ phóng xạ cao và nguy hiểm cho con người. Ðể tránh phóng xạ, những thanh này được bọc bên ngoài bằng một hợp kim đặc biệt. Khi có tai nạn khiến lớp vỏ bị chảy, phóng xạ bên trong bắn ra ngoài, đó là tình trạng “meltdown”. Các lò phản ứng hạt nhân ở Fukushima Daiichi thuộc loại “nước sôi” (Boiling Water Reactor) dùng nước tạo thành hơi đồng thời để điều hòa nhiệt độ trong ruột lò. Nhiệt lượng do phản ứng hạt nhân trong lò làm cho nước sôi tạo thành hơi quay turbine của máy phát điện và hơi này được làm nguội thành nước và quay trở lại ruột lò. Tình trạng gọi là “meltdown” xảy ra khi nước ngập xung quanh lõi của lò phản ứng bị sôi và bốc hơi mà không được nước nguội tiếp tục bơm vào thay thế. Lúc đó các thanh nhiên liệu bị hở và nhiệt độ có thể tăng lên tới 5,000 độ F, vỏ bọc nhiên liệu chảy ra. Nếu vỏ lò bằng thép dày bên ngoài vẫn còn có thể chịu đựng được như trường hợp lò số 1 đã bị nổ mà vỏ lò còn nguyên vẹn thì chất phóng xạ vẫn chưa lọt ra đến mức nguy hại. Trong lúc này, nếu hệ thống làm nguội không thể sửa chữa được thì phương cách cấp cứu phải dùng là bơm nước biển vào làm ngập hoàn toàn lò phản ứng và sẽ làm cho nhà máy không còn sử dụng được nữa. Nhưng vẫn chưa thể rõ là bằng cách này có ngăn chặn được tình trạng “meltdown” hoàn toàn hay một phần ở lõi lò phản ứng hay không. |
Nhà máy Fukushima I (cũng gọi là Fukushima Daiichi), nằm cách Tokyo 150 dặm về hướng Bắc, có 6 đơn vị sản xuất, là một trong những nhà máy điện lớn nhất thế giới với công suất tổng cộng 4.7 tỷ gigawatts. Cách khoảng 8 dặm về phía Nam là Fukushima II.
Khoảng 200,000 dân chúng trong khu vực từ 5 đến 10 dặm xung quanh nhà máy điện Fukushima I đã được di tản. Chính phủ Nhật Bản hôm Thứ Hai đã chính thức yêu cầu sự trợ giúp kỹ thuật của Hoa Kỳ để đối phó với cuộc khủng hoảng ở lò nguyên tử.
Các nhà máy phát điện nguyên tử là đề tài tranh cãi mạnh mẽ trên thế giới. Trên mặt tích cực, loại năng lượng này không bị đe dọa tới một lúc khánh tận như dầu khí, đồng thời không gây ô nhiễm không khí bởi khí carbon. Nhưng mặt khác, tai nạn đã xảy ra ở Chernobyl, Ukraine, hay nhẹ hơn ở Three Mile Island, Pennsylvania, khiến người ta lo sợ về tầm mức nguy hiểm quá rộng lớn của phóng xạ.
Ðiện nguyên tử là một hình thức của nhiệt điện, thay vì đốt than đá, dầu lửa, hay khí đốt để tạo ra hơi thì phản ứng phá vỡ nhân nguyên tử cung cấp năng lượng đó. Nhiên liệu dùng cho các lò phản ứng hạt nhân thông dụng nhất là uranium và để so sánh: 1 kg uranium tinh chế cung cấp nhiệt lượng tương đương 10,000 tấn than đá.
Hiện nay 430 nhà máy nguyên tử cung ứng khoảng 16% nhu cầu điện trên thế giới. Tại Hoa Kỳ, 20% điện do nhà máy nguyên tử nhưng từ 30 năm nay không có thêm nhà máy nào được phép xây dựng và nếu không có gì thay đổi - đặc biệt là nếu vụ khủng hoảng điện nguyên tử ở Nhật cuối cùng không đi đến tai họa - thì chính quyền Obama có thể cho phép phát triển nhà máy điện nguyên tử trở lại.
Pháp là quốc gia có nhiều nhà máy điện nguyên tử nhất thế giới, cung ứng 75% điện lượng dùng trong nước và còn bán cho các nước lân bang mỗi năm khoảng US$20 tỷ. Thụy Sĩ và nhiều nước Ðông Âu cũng dùng nhiều điện sản xuất từ các nhà máy nguyên tử.
Nhật Bản cần tới nhà máy phát điện nguyên tử vì quốc gia này thiếu các nguồn năng lượng từ dầu mỏ đến thủy điện. Một lý do khác là điện nguyên tử giúp giảm tới 75% khí thải carbon dioxide từ nay tới năm 2020 đáp ứng quy định quốc tế.
Khoảng 30% điện năng sử dụng ở Nhật Bản được sản xuất từ 17 nhà máy điện nguyên tử gồm tổng cộng 55 đơn vị, mỗi đơn vị có một lò phản ứng hạt nhân.
Theo tin tức mới nhất, cập nhật tối 14 tháng 3 (giờ California), một vụ nổ thứ ba đã xảy ra tại đơn vị số 2 của nhà máy Fukushima I. Bộ trưởng phủ thủ tướng Yukio Edano nhìn nhận rằng các thanh nhiên liệu nguyên tử (fuel rods) ở 3 lò có vẻ đang bắt đầu chảy (meltdown) trong lúc các nhân viên nỗ lực tìm cách làm nguội chúng.
Vụ nổ tại đơn vị 2 cũng do khí hydrogen trong lúc người ta đang cố gắng bơm nước biển vào để giảm nhiệt lò phản ứng, đồng thời cũng là một giải pháp để giảm thiểu phóng xạ thoát ra tới mức nguy hiểm.
Báo cáo của Trung tâm dữ liệu quốc gia Việt Nam CTBTO cho thấy, tại vùng Đông Nam Á, đám mây xạ đang có xu hướng di chuyển xuống phía tây nam so với vị trí của nhà máy điện Fukushima I (Nhật Bản). Hôm qua và hôm nay, đám mây phóng xạ sẽ đi qua quần đảo Phillippines và hướng tới Indonesia và Malaysia trong các ngày tới.
 |
| Hình ảnh mô phỏng đám mây phóng xạ trong ngày 26/3, mây phóng xạ hướng tới Indonesia và Malaysia trong ngày tới. Ảnh: vaec.gov. |
"Tại Việt Nam, trong ngày 25/3, đám mây di chuyển theo hướng đông, bay qua gần mũi Cà Mau nhưng không đi vào đất liền và đang hướng tới Malaysia", theo CTBTO.
Những ngày sắp tới phóng xạ có lan rộng đến lãnh thổ Việt Nam hay không, các chuyên gia của CTBTO cho rằng, còn phụ thuộc vào điều kiện khí hậu của vùng Đông Nam Á. Nhưng nếu có cũng không ảnh hưởng nhiều đến nền phông phóng xạ hiện tại ở nước ta.
Mạng lưới Trạm quan trắc phóng xạ hạt nhân của CTBTO được xây dựng cho mục đích phát hiện các vụ thử nổ hạt nhân, do vậy nó rất nhạy và có thể phát hiện được các hạt nhân phóng xạ với nồng độ rất thấp trong bầu khí quyển và liều phóng xạ do các hạt nhân phóng xạ này gây ra rất thấp không ảnh hưởng sức khoẻ con người.
| Giáo sư Cao Chi, chuyên gia về vật lý lý thuyết, cho biết mây phóng xạ được hình thành từ các vụ nổ hạt nhân, nổ nhà máy điện nguyên tử do lõi lò nguyên tử bị phá vỡ, các thanh nhiên liệu nóng chảy khi nổ. Bụi phóng xạ bay vào không trung tích tụ theo các đám mây, tạo thành vệt mây phóng xạ. Nếu kích thước các hạt bụi phóng xạ lớn và nặng sẽ rơi nhanh gần khu vực vụ nổ, nếu kích thước bụi nhỏ thì rơi chậm hơn và đi xa hơn. Thành phần bụi phóng xạ chủ yếu là Cs-137 (xê-ri) phát năng lượng gam-ma, có chu kỳ phá hủy tới 30 năm. |
Theo báo cáo của Bộ khoa học và Công nghệ chiều qua, hiện các trạm tại Đông Nam Á đặt tại Malaysia và Phillippines vẫn chưa phát hiện thấy hạt nhân phóng xạ. "Ở Việt Nam kết quả đo đạc tại Hà Nội và Đà Lạt chưa thấy có mức tăng phông bức xạ bất thường".
Phó giáo sư, tiến sĩ Vương Hữu Tấn, Viện trưởng Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam giả thiết, trong trường hợp đám mây phóng xạ vào Việt Nam thì cũng không gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, "các đám mây phóng xạ cũng sẽ bị phân rã theo thời gian và loãng đi theo không gian", ông Tấn nói.
"Tuy vậy, các trạm quan trắc của Việt Nam cũng đã chuẩn bị sẵn sàng để có thể cảnh báo sớm mức độ phóng xạ trong các đám mây khi chúng tới Việt Nam", ông Tấn nhấn mạnh.
Các trạm quan trắc của CTBTO quanh Nhà máy Điện hạt nhân Fukushima I tại Nhật Bản phát hiện phóng xạ ngày càng lan rộng. Trên vùng biển Đại Tây Dương đám mây lan rộng hơn và tại biển Thái Bình Dương, những đám mây phóng xạ đang ngày càng lan thêm xuống phía nam.
Dưới đây là những hướng dẫn xử trí cho người dân do Chính phủ Nhật đưa ra, được Cục An toàn bức xạ và hạt nhân (Bộ KH&CN) dịch ra tiếng Việt.
 | ||||||
| Khi có sự cố hạt nhân (tức là có sự rò rỉ phóng xạ khỏi cơ sở hạt nhân), để bảo vệ cơ thể mình khỏi nhiễm xạ ngoài, bạn cần: - Bảo vệ bằng khoảng cách (tránh càng xa nguồn phóng xạ càng tốt) Để bảo vệ cơ thể khỏi nhiễm xạ trong, bạn nên: - Tránh việc hít phải chất phóng xạ (đeo mặt nạ, khẩu trang hoặc găng tay) | ||||||
 | ||||||
| Tùy thuộc vào số lượng, phóng xạ có thể gây hại cho sức khỏe con người. Trên hình là các nguồn phóng xạ tự nhiên mà con người nhận được mỗi năm. Trong các loại vật liệu thì chì có tác dụng ngăn cản tia phóng xạ tốt nhất. | ||||||
 | ||||||
| Nếu được yêu cầu trú ẩn trong nhà, bạn cần chạy vào tòa nhà, công sở nơi gần nhất, và thực hiện các yêu cầu như trên hình để đảm bảo an toàn tối đa. | ||||||
 | ||||||
| Nếu được yêu cầu sơ tán, bạn cần bình tĩnh cho việc này và làm theo các chỉ dẫn như hình vẽ trên. Hãy chắc chắn là bạn đã mang theo thiết bị cần thiết và những thứ quý giá như đài phát thanh, đèn pin, tiền mặt, sổ tiết kiệm, con dấu, quần áo để thay, khẩu trang, khăn tay, thức ăn đồ uống. | ||||||
 | ||||||
| Nếu đã bị phơi nhiễm phóng xạ, bạn phải rửa và làm sạch nếu thấy cần thiết, đề nghị được kiểm tra mức độ phơi nhiễm. Các chuyên gia sẽ giúp bạn. Theo hướng dẫn trên tờ doctissimo (Pháp), I-ốt là một phương thức phòng ngừa ung thư tuyến giáp. Ngay khi một lò phản ứng hạt nhân gặp sự cố, giống như thảm họa mới xảy ra tại Nhật, một lượng lớn phóng xạ có thể thoát ra ngoài. Lượng phóng xạ này xuất hiện dưới dạng i-ốt phóng xạ, và sẽ ảnh hưởng đến dân cư xung quanh khu vực bị nhiễm xạ. Loại i-ốt độc hại này có xu hướng đọng lại ở tuyến giáp, do vậy làm tăng nguy cơ xuất hiện hạch tuyến giáp cũng là các tế bào ung thư. Hoặc ung thư tuyến giáp cũng có thể xảy ra do triệu chứng suy chức năng của tuyến. Khi đó, việc dùng ngay viên nén i-ốt kali sẽ cho phép giảm nguy cơ nhiễm i-ốt phóng xạ: I-ốt kali sau khi uống sẽ đọng lại trên tuyến giáp, làm bão hòa khả năng hấp thụ của cơ quan này và ngăn cản i-ốt độc hại (phóng xạ) đọng lại trên tuyến giáp.
Vậy cần dùng với liều lượng bao nhiêu? I-ốt phòng ngừa ở dạng viên nén i-ốt kali (iodure de potassium), phải uống ngay lập tức sau khi biết khu vực sống bị nhiễm phóng xạ. Để giảm được 90% nguy cơ nhiễm phóng xạ, liều lượng cần thiết là : - Tại những khu vực mà người dân hấp thụ i-ốt qua đường ăn uống ở mức bình thường: một liều tương đương hoặc hơn 30mg - Tại những khu vực mà người dân không hấp thụ đủ i-ốt qua đường ăn uống (ví dụ như Pháp, Việt Nam): dùng từ 50 đến 100 mg Thực tế, người dân thường được khuyến cáo dùng một liều duy nhất 130mg, tương đương 2 viên nén, hòa tan trong một cốc nước (trẻ em dưới 12 tuổi: 1 viên, trẻ từ 1 đến 36 tháng: ½ viên, trẻ mới sinh đến dưới 1 tháng: ¼ viên) Khi nào cần phải uống i-ốt kali ?
Tốt nhất là uống ngay khi có cảnh báo về phóng xạ thì mới có hiệu quả gần 100%. Trong những vùng được cho là "giàu i-ốt", 2 giờ sau khi bắt đầu bị nhiễm phóng xạ thì hiệu quả chỉ còn 80%, và 40% sau 8 giờ. Trong những vùng "nghèo i-ốt" uống thuốc sau 2 giờ hiệu quả gần 65% và sau 8 giờ còn 15 %. Một ví dụ như ở Pháp (một nước mà người dân hấp thụ i-ốt qua đường ăn uống ít) người ta cung cấp viên nén i-ốt kali như thế nào cho người dân ở gần trung tâm nguyên tử? Trước những nguy cơ bị nhiễm phóng xạ cho dù ít hay nhiều, Cơ quan An toàn Hạt nhân và chính quyền địa phương ở Pháp đã tổ chức đều đặn các chiến dịch phân phát viên nén i-ốt kali cho người dân và cho các cơ quan, tổ chức ở gần trung tâm hạt nhân với sự tài trợ của Tổng Công ty Điện lực quốc gia Pháp EDF. Nhờ đó những người sống trong khu vực có phóng xạ có thể uống thuốc ngay khi có chuông cảnh báo từ trung tâm hạt nhân. Thực tế công tác phát thuốc này diễn ra như thế nào ? Hoạt động phát thuốc cho các gia đình, các đơn vị như (trường học, khối hành chính văn phòng địa phương, các nhà máy, xí nghiệp và bệnh viện, …) ở trong vòng bán kính 10 km xung quanh khu vực đặt trung tâm hạt nhân của Pháp, tương đương khoảng 400.000 hộ gia đình và 2.600 các cơ sở công cộng tại 500 thành phố. Mỗi người dân sống trong khu vực có khả năng bị nhiễm xạ được phát một phiếu và được mời đến lấy thuốc tại nhà thuốc. Chiến dịch phát thuốc gần đây nhất diễn ra năm 2009, nhưng chỉ đạt được một phần thành công, theo trang web www.distribution–iode.com, chỉ có 22,5% lãnh đạo của các công ty, xí nghiệp và các cơ quan hành chính công cộng có trụ sở nằm trong bán kính 10 km xung quanh trung tâm hạt nhân đến nhà thuốc nhận thuốc, trong khi có 51,9% người dân đến nhận. Nỗi lo lắng của những người đang trú ẩn ở Fukushima (Nhật Bản), nơi vừa xảy ra 3 vụ nổ tại ba lò phản ứng hạt nhân đang tăng lên. Dưới đây là 5 sự thực sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về việc phơi nhiễm phóng xạ, do tiến sĩ Richard Besser đưa ra trên ABC:
- Phóng xạ vẫn phát sinh trong môi trường tự nhiên, và gần như có mặt ở khắp nơi trên trái đất. Nhiệt độ, ánh sáng và vi sóng đều giải phóng ra một vài dạng bức xạ. Urani, thori và radi vẫn thường phát xạ tự nhiên trong lớp đất trên bề mặt. Chúng ta hàng ngày vẫn tiếp xúc với dạng phóng xạ này song nó thường không bị xem là nguy hiểm. - Cơ thể chúng ta luôn phải tiếp xúc với một lượng nhỏ phóng xạ. Theo Trung tâm Kiểm soát và Ngăn ngừa bệnh dịch Mỹ, khoảng 80% sự tiếp xúc này đến từ các nguồn tự nhiên, và 20% còn lại từ các nguồn phát xạ nhân tạo, chủ yếu là chụp X quang. Nhìn chung, các nhà khoa học không tìm thấy lượng phóng xạ mà chúng ta tiếp xúc hàng ngày gây ra nguy hiểm gì. - Trong một vụ nổ hạt nhân, mọi người tiếp xúc với một lượng lớn phóng xạ trong một thời gian ngắn và có thể xuất hiện hội chứng nhiễm xạ cấp tính (ARS). Trong vòng vài tiếng đầu sau khi tiếp xúc, người nhiễm xạ có thể thấy buồn nôn, ói mửa, tiêu chảy và da bị xạm đen. Qua thời gian, phóng xạ có thể gây hủy hoại tủy xương và gây ra chảy máu trong cũng như các bệnh nhiễm trùng khác. Hầu hết những người không hồi phục được sau cơn ARS sẽ chết trong vòng vài tháng. - Chính quyền địa phương nên có kế hoạch trong trường hợp có sự cố khẩn cấp về phóng xạ. Hãy tìm đọc để hiểu kỹ kế hoạch chuẩn bị khẩn cấp này và có lộ trình sơ tán hợp lý. - Trong tình huống khẩn cấp về phóng xạ, chẳng hạn lo ngại sẽ có một vụ nổ hạt nhân, bạn được khuyến cáo nên tạo ra "nơi trú ẩn tại chỗ". Điều đó có nghĩa là bạn nên ở trong nhà hoặc công sở, hoặc một khu vực phòng kín. Để giúp cho nơi trú ẩn của mình an toàn hơn, bạn nên: Đóng và khóa tất cả các cửa ra vào và cửa sổ; Tắt quạt, điều hòa không khí hoặc bất kỳ thiết bị nào làm cuộn khí từ ngoài vào; Chui xuống hầm hoặc vào phòng hẹp; Bật radio để nghe xem các bản tin mình phải làm gì. Nhà máy điện hạt nhân hoạt động ra sao? (How Nuclear Power Works) Có thể khi mới nghe hai tiếng "hạt nhân" có thể trong đầu bạn đã lóe lên những hình ảnh trái ngược, có thể là những nhà máy bê tông kiên cố tỏa hơi lên mây hay ghê hơn là một thảm họa và đám mây hình nấm bốc cao lên bầu trời ? [...]
Một số người khen ngợi kỹ thuật mới này nhằm vào giá thành hạ, là loại ít khí thải nhằm thay thế cho các thứ nhiên liệu hóa thạch, trong khi đó những người khác lại đang lo sợ tới những hậu quả xấu từ những chất thải hạt nhân và cùng các tai nạn chẳng hạn như các vụ  Three Mile Island (Hoa kỳ ) và  Chernobyl (Liên xô). Có nhiều điều bàn cãi về vai trò của điện năng nguyên tử ảnh hưởng tới đời sống con người, nhưng dù sao chúng ta cũng nên tìm hiểu một ít về bề trong các nhà máy điện hạt nhân có những gì ? chúng ta có tổng cộng 430 nhà máy điện hạt nhân Tính tới tháng 7 năm 2008, chúng ta có tổng cộng 430 nhà máy điện hạt nhân trên thế giới cung cấp tới 15% tổng số điện năng thế giới của năm 2007. Trong số 31 nước có nhà máy điện hạt nhân thì có nhiều nước lệ thuộc nhiều vào lượng điện hạt nhân cung cấp , lấy thí dụ, nước Pháp 77% lượng điện tiêu thụ do điện hạt nhân cung ứng (NEI). Lithuania đứng hạng nhì khoảng 65%. Tại Hoa kỳ, có tới 104 nhà máy điện hạt nhân sản xuất tới 20% lượng điện toàn quốc, trong đó có vài tiểu bang tỷ lệ dùng lại cao hơn các tiểu bang khác. Ngoài năng lượng thiên tạo khổng lồ từ hai chữ "hạt nhân" vốn sẵn cho nhà máy điện hạt nhân, cơ cấu hoạt động của nhà máy điện hạt nhân cũng khác xa với nhà máy nhiệt điện chạy bằng than đá. Cả hai đều làm nóng nước để tạo nên áp suất cao từ hơi nước và từ đó sẽ khởi động turbine. Cốt lõi khác nhau giữa 2 nhà máy này là từ phương pháp đun nóng nước. Một bên thì cổ lổ xỉ đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch, một bên thì lệ thuộc vào phản ứng hạch tâm với sự bắn phá các nguyên tử để tạo nên nhiệt năng . Trong chương này chúng ta thử tìm hiểu tiến trình của phản ứng hạch tâm ra làm sao, chúng ta sẽ xem cái gì xảy ra trong và ngoài nhà máy điện hạt nhân và thử luận bàn về bênh hay chống nhà máy điện hạt nhân.
PHẢN ỨNG HẠCH TÂM (Nuclear Fission) Từ nhà viết truyện hài cho đến nhà vật lý lý thuyết cứ khi nghĩ đến vai trò hạch nhân , tách đôi nhân của nguyên tử thường cho rằng đây là vaii trò hiện đại thay quyền tạo hóa của con người, và con người ta dễ quên rằng thật ra phản ứng hạch nhân xảy ra tự nhiên hàng ngày vậy thôi. URANIUM, chẳng hạn , liên miên bất tận tự chịu đựng phản ứng hạch nhân với tốc độ rất chậm. Đây là lý do tại sao chúng ta khám phá các nguyên tố này có phát tán phóng xạ,và đây là lý do tự nhiên cho phản ứng phân hạch mà các nhà máy hạt nhân đang cần. Uranium là nguyên tố thông dụng trên Đia cầu chúng ta. Nó hiện hữu từ khi hành tinh chúng ta được thành lập. Uranium -238(U-238)có thời gian half life (thời gian cần có cho một nửa số lựơng các nguyên tử mục nát)rất dài có thể tới 4.5 tỷ năm. Đó là lý do nó tồn tại với số lượng lớn. U-238 đạt tới 99% số lượng Uranium trên địa cầu, trong khi đó Uranium 235 (U-235) chỉ có khoảng 0.7% của số còn lại trong tự nhiên thôi.Uranium 234 lại còn hiếm hơn nữa, thành lập từ sự thoái hóa U-238 mà ra. U-238 tiếp tục qua nhiều giai tầng thoái hóa (decay) trong suốt cuộc đời của nó cho đến thời điểm cuối cùng ổn định thành chì (lead), như thế U-234 là một giai tầng trong suốt tiến trình thoái hóa (decay) này của U-238.
U-235 có một thuộc tính đặc biệt vì nó vừa là nguyên liệu cho cả hai nhà máy điện hạt nhân vừa làm bom hạt nhân. U-235 thoái hóa tự nhiên cũng giống U-238 nhưng U-235 chỉ hợp với phản ứng phân hạch :một neutron tự do sẽ bắn vào nhân của U-235 và bị thu hút ngay tạo nên tình trạng bất ổn định và bị chẻ đôi (splited) ra tức thời. Xác xuất nguyên tử U-235 bắt giữ neutron tự do đang bắn vụt qua rất cao. Sự thật, trong điều kiện các lò phản ứng một neutron khi bị tách ra do phản ứng phân hạch này sẽ tiếp tục gây ra phản ứng dây chuyền ngay tức khắc bằng cách gây ra cả loạt phân hạch liên tục nhau. Ngay vừa khi các nhân nguyên tố tóm được neutron tự do này nhân này sẽ bị chẻ đôi ra thành hai nguyên tố nhẹ hơn và lại bắn ra hai hay ba neutron tự do khác (tùy thuộc vào cách mà nguyên tố U-235 bị tách ra). NÓi thì chậm nhưng tiến trình thu giữ và bị chẻ đôi này rất nhanh ngoài trí tưởng tượng chúng ta thời gian chỉ vài picoseconds .(1 picosecond= 1/ 10^12 [1 giây chia ra 10^12( lũy thừa 12) lần] Sự phân rã của một nguyên tử U 235 phóng thích khoảng 200 MeV(triệu elctron volts). Coi bộ không bao nhiêu nhưng với vô số nguyên tử (Atom)Uranium trong 1 pound uranium. Số lượng này thực sự rất lớn khi so sánh 1 pound uranium đã tinh luyện (làm giàu) nó cung cấp một năng lượng đồ sộ tương đương với 1 triệu gallons dầu khí. Sự tách đôi của một nhân nguyên tủ phóng thích một nhiệt năng khổng lồ cùng tia phóng xạ gamma tia phóng xạ tạo ra từ quang tử (photons)năng lượng cao. Hai nguyên tử mới do sự bằn phá kể trên lại phóng thích ra tia beta (âm điện tử siêu nhanh)cùng tia gamma của chính nó như vừa nói trên. Năng lượng phóng thích từ phản ứng phân hạch tạo ra hai nguyên tố nhẹ hơn và một số trung hòa tử (neutron) phân ly khối lượng so với nguyên tử U-235 nguyên thủy sẽ ít hơn. Khối lượng bị biến mất này vì nó đã chuyển biến thành năng lượng với phưong trình EINSTEIN:
E= năng lượng (JOULES) m= khối lượng nguyên liệu đã mất (KG) c= tốc độ ánh sáng (299,792,458 M/SEC)[hay gần bằng 300,000,000 mét/giây] Muốn nhà máy điện hạt nhân hoạt động phải tinh luyện hay làm giàu tới trên 3% U-235 mới hoạt động . Còn so với vũ khí hạt nhân thì lượng U-235 phải làm giàu (enriched) ít nhất 90% mới thực hiện nỗi. Còn Plutonium thì sao? Uranium 235 không phải là nguyên liệu duy nhất cho nhà máy điện hạt nhân. Có một nguyên tố khác cho phản ứng phân hạch nữa đó là plutonium 239. Plutonium 239 tạo thành từ sự bắn phá U-238 bằng các trung hòa tử, phản ứng năng gặp trong các lò phản ứng hạt nhân. 3 tình trạng BẤT ĐẠT, ĐẠT, VÀ SIÊU ĐẠT [subcritical, critical, supercritical] Khi một nguyên tử U-235 bị tách đôi, có hai hay 3 trung hòa tử (neutron) bị phân ly. Nếu không còn nguyên tử U 235 gần đó, những trung hòa tử tự do này sẽ bay thẳng vào khoảng không tạo thành tia Neutron. Tuy nhiên, nếu còn nhiều U 235 khác xung quanh thì các trung hòa tử này có cơ hội bằn phá (collide). Một hay Hai trung hòa tử sẽ tung vào nguyên tử U 235 kế đó? Câu trả lời tùy thuộc vào tình trạng của lò phản ứng này mà thôi. TÌNH TRẠNG ĐẠT,(CRITICAL) Nếu trung bình chúng ta có đích xác 1 trung hòa tử bằn vào nhân của U 235 khác để gây ra phân hạch, chúng ta nói khối lượng uranium này ổn định. Và khối lượng sẽ tồn tại trong nhiệt độ ổn định. Tình trạng BẤT ĐẠT,(SUB-CRITICAL) Nếu, trung bình ít hơn 1 trung hòa tử tự do sẽ bắn phá vào U 235 kế tục, và khối lượng sẽ bất ổn định. Sau này, phản ứng phân hạch sẽ chấm dứt . Tình trạng SIÊU ĐẠT (SUPER CRITICAL) Nếu trung bình nhiều hơn 1 từ những trung hòa tử tự do này bắn vào các nguyên tử U 235 khác tức là tình trạng siêu đạt nó sẽ làm lò phản ứng này bị nóng lên . Trong thiết kế bom hạt nhân, các kỹ sư rất cần các nguyên liệu SIÊU ĐẠT này ngỏ hầu tất cả các nguyên tố U 235 đều bị bắn phá sạch trong 1 micrsecond (1 phần ngàn giây) . Bạn hãy tưởng tượng các hạt bắp trong túi giấy cùng nổ một lần để tránh tình trạng ghê sợ này. Tuy thế, trong lò phản ứng điều các bạn muốn hay ngay cả thế giới đều mong muốn tất cả các nguyên tử đều bị chẻ tung ra MỘT LẦN. Nhưng vùng trung tâm của lò phản ứng lại cần tình trạng siêu đạt nhẹ nhàng thôi. Các thanh nhiên liệu điều phối sẽ tạo điều kiện cho các nhân viên điều khiển cách để hấp thụ bớt các trung hòa tử tự do sao cho tình trạng lò phản ứng chỉ ở vào tình trạng ĐẠT (critical) mà thôi. Làm thế nào để các kỹ sư có thể duy trì tình trạng ĐẠT của uranium? số lượng của Uranium trong toàn khối nguyên liệu (tỷ lệ làm giàu)đóng vai trò quan trọng trọng cũng như tạo hình cho khối năng lựong này. Nếu hình dạng là tấm nguyên liệu rất mỏng, đa số các trung hòa tử tự do sẽ bay mất vào không gian hơn là bắn vào các nguyên tử U 235 khác. Khối cầu là hình dạng tối ưu và bạn cần 2 pounds (0.9kg) của U 235 để đi tới tình trạng ĐẠT. Nếu với Pu-239 trình trạng ĐẠT chỉ cần tới 10 ounces (283grams) thôi.
BÊN TRONG NHÀ MỘT MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Để chuyển hóa phản ứng hạch tâm thành điện năng, Bước đầu của nhân viên vận hành phải biết cách thức điều khiển nguồn năng lượng khổng lồ thu được từ nguồn Uranium đã được "làm giàu" (enriched) đun nóng nguồn nước tạo thành nguồn lực từ hơi nước. Uranium đã được "làm giàu" phải đúc theo một khuôn mẫu nhất định dài 2.5 centimet, mỗi viên có đường kính bằng đồng 10 xu (dime)= 1.791mm. Bước kế những viên nhỏ hình trụ này được xếp thành từng thanh dài, và những thanh dài này được bó với nhau thành từng BÓ.Chúng ta tạm gọi là THANH NHIÊN LIỆU. Những thanh nhiên liệu này được nhúng vào trong nước đựng trong những nồi áp lực . Tác dụng của nước dùng để làm nguội. Để lò phản ứng hoạt động được những thanh nhiên liệu nói trên phải ở trạng thái SIÊU ĐẠT một phần nào.
uranium rod : THANH NHIEN LIEU URANIUM Nếu chỉ đơn giản vậy thôi cứ để yên vậy uranium sẽ quá nóng và cuối cùng nóng chảy ra. Muốn tránh tình trạng quá nóng, chúng ta phải có nhiều THANH ĐIỀU PHỐI tạo ra từ những chất liệu có tính hấp thụ các neutron và những thanh này lại được nhét vào trong các thanh nhiên liệu cùng với kỹ thuật người ta có thể gia tăng hay giảm hiệu năng hấp thụ của các thanh điều phối này. Việc tăng giảm hiệu năng hấp thụ từ các thanh điều phối này cho phép các điều khiển viên kiểm soát được tỷ lệ phản ứng hạt nhân. Khi một nhân viên điều khiển muốn các thanh nhiên liệu cung ứng tối đa nhiệt năng thì các thanh điều phối này được rút ra khỏi các thanh nhiên liệu. Trái lại muốn bớt nhiệt năng thì các thanh điều phối này được thả sâu vào trong các thanh nhiên liệu uranium nói trên . Cho đến khi các thanh điều phối ấn sâu hoàn toàn vào các thanh nhiên liệu Uranium thì xem như phản ứng bị đóng lại hoàn toàn dành cho trường hợp tai nạn nhà máy hay khi thay thế nhiên liệu hạt nhân.
Những thanh nhiên liệu uranium có tác nhân như là nguồn nhiệt rất lớn cho lò phản ứng. Nó đun nóng nguồn nước tạo thành hơi. Các luồng hơi chạy thẳng vào các tua-bin làm quay động cơ thế là tạo ra điện năng.(Nhân loại từng biết cách tận dụng tính năng sức mạnh của hơi nước hàng trăm năm rồi chuyện này thiết tưởng không có gì mới lạ . Vấn đề là nguồn năng lượng đề làm nóng nước mới là vấn đề:người dịch) Tại vài nhà máy điện hạt nhân khác , luồng hơi nước từ lò phản ứng đầu tiên sẽ đi qua bộ phận trung gian hay còn gọi là thứ cấp , luồng năng lượng này lại làm bốc hơi lò nước thứ cấp luồng hơi thứ cấp này mới đi tới chuyện vận turbine . Lợi điểm phương pháp này là chúng ta tránh được nước hay hơi có nhiễm phóng xạ giai đoạn 1 không bao giờ tiếp xúc với turbine. Cũng thế, có vài nhà máy khác chất lỏng làm nguội (coolant fluid)trực tiếp tiếp xúc với các thanh hạt nhân được thay bằng khí (carbon dioxide) hay kim loại lỏng (sodium potassium )Những nhà máy như vậy cho phép các thanh nhiên liệu hoạt động ở nhiệt độ cao hơn nhiều. BÊN NGOÀI NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN THÌ SAO
Những lớp đúc bằng bê tông kiên cố Khi bạn hiểu rõ nhà máy chạy bằng nguyên tử năng thì bạn sẽ thấy nó ít khác so với các nhà máy nhiệt điện chạy bằng than đá hay dầu cặn, ngoại trừ cái khác lớn nhất là nguồn năng lượng để làm hơi nước . Nhưng chính cái khác này lại phóng thích ra các tia phóng xạ nguy hiểm mà chúng ta cần phải đề phòng. Những lớp đúc bằng bê tông kiên cố để che chở các nồi áp suất cho lò phản ứng, dùng che chắn các tia phóng xạ. Các lớp vỏ bọc bê tông này lại đươc che chở bằng các vại chứa bằng thép to lớn hơn. Các nồi chứa này dùng là nơi trung tâm cho phản ứng nói trên . Cùng lúc đó các trang bị dụng cụ các nhân viên dùng khi thay thế nhiên liệu hay sửa chữa lò phản ứng. Các bể chứa bằng thép có tính cách làm rào cản ngăn ngừa các rò rỉ hơi hay chất lỏng có phóng xạ từ nhà máy xì ra. Vòng ngoài cùng của nhà máy cũng là bê tông, lại che chở cho các vại thép khổng lồ kia. Cấu trúc bê tông khổng lồ này dùng đối phó với các trường hợp các biến cố lớn như động đất hay phi cơ lao vào. Cấu trúc bê tông vòng ngoài cùng này cũng để ngăn ngừa các tia phóng xạ hay các luồng hơi nước có phóng xạ rò rỉ khi nhà máy gặp nạn. Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Chernobyl bị rò rỉ phóng xạ cũng do không có xây dựng vòng bê tông thứ cấp này. Nhân viên điều khiển trong nhà máy có thể điều phối mọi hoạt động nếu có trục trặc xảy ra. Các cơ sở hạt nhân điển hình khác đều có vành đai an ninh cũng như gia tăng nhân viên bảo vệ các chất liệu các vật liệu nhạy cảm . Mỗi khi bạn hiểu ra vấn đề này rồi, thì nhà máy điện hạt nhân dĩ nhiên lại có kẻ bênh người chống thôi . CÁC LÝ DO BÊNH VÀ CHỐNG Dù bạn đang nhìn vào viễn ảnh của nhà máy điện hạt nhân với một tương lai hứa hẹn hay lo lắng cho ngày tận thế không xa, dù phía nào bạn cũng khó thay đổi ý tưởng. Dù sao chăng nữa, sự thật khách quan nhà máy điện đang cho nhân loại nhiều ích lợi cũng như lắm thứ lo ngại. Điều lợi ích nhất đến với chúng ta rằng, nhà máy hạt nhân rõ ràng giúp chúng ta hết lệ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Rõ ràng các nhà máy điện chạy bằng than đá và khí đốt thiên nhiên đã thải quá nhiều khí carbonic vào khí quyển làm tăng nhanh sự kiện khí hậu thay đổi. Nhà máy điện hạt nhân ra đời đã giảm thiểu tối đa khí thải CO2. Theo Viện Năng Lượng Hạt Nhân, năng lượng do toàn thể nhà máy điện hạt nhân toàn thế giới giúp chúng ta tránh đươc 2 tỷ tấn carbon dioxide hàng năm nếu cứ lệ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch (fossil fuel) Thật ra biết điều hành nhà máy điện hạt nhân tốt chúng ta còn có ít lượng phóng xạ vào bầu trời hơn cả nhà máy điện chạy bằng than đá nữa !(nguồn: Hvistendahl) Từ chuyện thoát khỏi sự lệ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, giá thành từ năng lượng hạt nhân rõ ràng sẽ không còn bị ảnh hưởng từ sự thay đổi giá cả về nguồn dầu và than. Đứng về phía chống đối, nhiên liệu hạt nhân dù không có CO2,chúng cũng đem lại cho chúng ta nhiều vấn đề lo ngại. Lịch sử chứng minh, việc khai khoáng các nguồn quặng uranium không phải là việc làm an toàn. Ngay cả việc chuyên chở các nhiên liệu hạt nhân tới hay đi từ các nhà máy cũng gặp nhiều rũi ro. Và còn nữa, một khi dùng xong các nguồn nhiên liệu phóng xạ này không thể "thản nhiên " vứt nó vào bãi rác thành phố được. Vì rằng các chất thải này còn chứa các phóng xạ có khả năng chết người. Trung bình một nhà máy điện hạt nhân hàng năm thải ra 20 tấn chất thải hạt nhân, có tính phóng xạ cao. Nếu tính toán đàng hoàng với toàn bộ các nhà máy điện hạt nhân trên toàn thê giới con số chất thải này có khả năng leo lên đến con số 2000 tấn hàng năm(nguồn: NEI) Cứ thế các tấn chất thải hạt nhân tiếp tục tỏa nhiệt cùng phóng xạ cho đến khi nó làm thủng các thùng chứa và có khả năng "liếm" vào các sinh vật lân cận. Còn thêm một nỗi lo nữa, những nhà máy điện hạt nhân còn sinh ra một vấn đề lớn khác là là các vật thải có nhiễm xạ mức độ thấp; đó là các dụng cụ và vật liệu bị NHIỄM XẠ. Chúng cho cho rằng các chất thải đó sẽ theo tiến trình phân rã (decay) tới mức phóng xạ an toàn cho chúng ta chăng nữa thì chúng ta phải mất tới hàng chục ngàn năm chờ đợi! Và ngay cả khi có phóng xạ mức độ cho phép, tạm gọi là an toàn thì chúng ta cần tới hàng thế kỷ để đạt tới mức độ chấp nhận. Hiện tại kỹ nghệ hạt nhân có dùng phương pháp làm nguội các chất thải hạt nhân vài năm trước khi trộn chúng với thủy tinh và tồn trữ trong môi trường lạnh và trong các cấu trúc thật kiên cố. Tương lai, rất nhiều chất thải phóng xạ sẽ bị chôn vùi thật sâu trong lòng đất. Tuy nhiên , hiện nay khối lượng chất thải này phải được canh phòng cùng bảo vệ là việc cần yếu để đề phòng quân phá hoại. Nội các việc đã kể trên rõ ràng giá thành một nhà máy điện hạt nhân tăng lên vùn vụt !? Kiến trúc sơ sài Chernobyl nên bị thảm nạn
Nhà máy Chernobyl còn một vấn đề lo ngại khác, mỗi khi vận hành sai hoạt động từ nhà máy điện hạt nhân, thì chuyện gì sẽ xảy ra cho con người? rõ ràng là thảm họa . Tai nạn Chernobyl là một thí dụ điển hình. Năm 1986, nhà máy điện hạt nhân tại Ukrainia nổ tung vương vải ra 50 tấn chất liệu có phóng xạ ra bên ngoài làm nhiễm xạ tới hàng triệu mẫu rừng. Thảm nạn này còn bắt buộc ít nhất 30 000 dân phải di cư, và sau này lần lượt gây nên hàng ngàn cái chết do bệnh ung thư hay các bệnh liên quan đến phóng xạ nguyên tử (nguồn: History Chanel)
Tai nạn Chernobyl nguyên do từ cấu trúc và điều hành kém. Trong khi các nhà máy điện hạt nhân cần sự cẩn tắc không ngơi nghỉ của con người để giữ an toàn hoạt động cho các lò máy. Các nhà máy tối tân khác cũng cần sự giám sát thường xuyên để tránh trường hợp nhà máy bị ngưng hoạt động thình lình. Thảm nạn Chernobyl vẫn còn là một vết thương đậm nét của kỹ nghệ điện hạt nhân, còn phủ một màn đen nghi ngại cho môi sinh mà kỹ thuật cao đang cống hiến cho con người. Chernobyl Nhật Bản: Fukushima đánh dấu kết thúc kỷ nguyên hạt nhân Truyền hình Nhật Bản đưa những hình ảnh thảm họa đến hàng triệu phòng khách trên khắp đất nước, nơi những người xem kinh hoàng nhìn thấy một vụ nổ ở một lò phản ứng hạt nhân ở FukushimaBBT Spiegel: Nhật Bản vẫn còn đang quay cuồng trong trận động đất lớn nhất từng biết, thì một vụ nổ ở nhà máy điện hạt nhân Fukushima hôm thứ Bẩy, tiếp theo là một giây thảm họa vào hôm thứ Hai. Mặc dù chính phủ bảo đảm, vẫn có một nỗi lo sợ về một Chernobyl khác. Tai nạn này đã làm bật lên một cuộc tranh cãi chính trị sôi sục ở Đức, và trông có vẻ như chấm dứt giấc mơ về năng lượng hạt nhân rẻ và an toàn. Truyền hình Nhật Bản đưa những hình ảnh thảm họa đến hàng triệu phòng khách trên khắp đất nước, nơi những người xem kinh hoàng nhìn thấy một vụ nổ ở một lò phản ứng hạt nhân ở Fukushima.   Vụ nổ hôm thứ Bẩy thổi bay mái của tòa nhà lò phản ứng, đẩy một đám khói trắng dầy đặc lên trời. Khi khói tan, trong số bốn tòa nhà lò phản ứng màu trắng, chỉ còn nhìn thấy có ba.Tòa nhà thứ tư chẳng còn lại gì ngoài cái vỏ trông ma quái. Những bức tường ngoài của toà nhà lò phản ứng đã nổ tung. Lớp vỏ thép chứa các thanh nhiên liệu nóng đỏ hình như chịu được vụ nổ, nhưng thảm hoạ chính còn có thể ngăn ngừa được hay không vẫn còn là điều chưa rõ. Ngoài ra, bốn lò phản ứng hạt nhân nằm trong hai khu liên hợp phát điện Fukushima không hoàn toàn nằm trong tầm kiểm soát.  Vụ nổ thứ hai Rồi sau đó, hôm thứ Hai, một vụ nổ thứ hai diễn ra ở nhà máy Daiichi, lần này liên quan đến lò phản ứng 3 của nhà máy. Vụ nổ làm bị thương 11 công nhân và và đẩy một cột khói khổng lồ lên không trung. Vẫn chưa rõ bức xạ rò rỉ trong vụ nổ này có vẻ như gây ra bởi sự tích tụ hydrogen, một nhân viên vận hành nhà máy nói rằng mức phóng xạ tại lò phản ứng vẫn còn thấp hơn các giới hạn cho phép. Hoa Kỳ phản ứng với vụ nổ ngày thứ Hai bằng cách di dời một trong những hàng không mẫu hạm của nó đang ở 100 dặm (160 km) ngoài khơi, ra khỏi khu vực này, sau khi phát hiện mức phóng xạ thấp trong vùng lân cận. Ngay sau đó, chính phủ loan báo rằng hệ thống làm mát cho lò phản ứng số 2 của nhà máy cũng đã hư hỏng. Các vụ nổ ở các lò phản ứng 1 và 3 đã được báo trước bởi những sự cố tương tự. Hãng tin Jiji hôm thứ Hai báo cáo rằng mức nước ở lò phản ứng số 2 đã tụt xuống sâu đến mức đủ để lộ ra một phần các thanh nhiên liệu. Các hình ảnh trên ti vi vào dịp cuối tuần qua không để cho ai nghi ngờ gì nữa: quốc đảo tiên tiến này rõ ràng đã trải qua thảm họa hạt nhân tồi tệ nhất cho đến ngày hôm nay trong thế kỷ 21, do trận động đất khủng khiếp nhất trong lịch sử Nhật Bản gây ra. Một thời gian ngắn sau vụ nổ ngày thứ Bẩy, Chánh Thư ký Nội các Yukio Edano xuất hiện trên kênh truyền hình chính để nói về tai nạn này – theo cách một thầy giáo nói với học trò của mình trong một chuyến đi của lớp về những việc họ sẽ làm sau đó. Rồi một chuyên gia về nhà máy điện hạt nhân, tóc hoa râm cùng với Edano kêu gọi dân chúng duy trì "reisei", hãy yên tâm và bình tĩnh. Reisei, reisei: Cứ như thể chính phủ lo lắng về việc làm nguội những cái đầu của các công dân Nhật Bản hơn là những thanh nhiên liệu hạt nhân đã nóng chảy một phần.  Được khuyên ở trong nhà Khi lò phản ứng nổ ở Chernobyl cách đây một phần tư thế kỷ, Liên Xô ngay lập tức đưa hàng nghìn công nhân đến để lấp cát và bọc chì các lõi lò phản ứng bị quá nhiệt. Cuối cùng gần như cả một triệu người tham gia vào đảm bảo an toàn cho lò phản ứng này. Nhưng lúc đó Liên Xô không phải đồng thời đối phó với các hậu quả của một trận động đất và một cơn sóng thần. Những cố gắng của cảnh sát Nhật Bản sơ tán một khu vực rộng lớn xung quanh lò phản ứng có vẻ điên rồ hơn là bình tĩnh. Hàng ngàn người chạy xuống miền nam bằng ô tô riêng. Trước hết, khó mà đánh giá mức độ nguy hiểm của phóng xạ trong vùng kế cận với lò phản ứng. Các chuyên gia tại chỗ báo cáo rằng mức phóng xạ đo được gần lò phản ứng là một sievert[1] trên giờ. Đây là một mức cao, nhưng không thể so sánh với mức 200 sievert trên giờ mà một số công nhân trực sự cố ở Chernobyl bị phơi nhiễm. Trong một vụ phóng xạ phát ra từ lõi lò phản ứng bị chảy tan, nhiều chất phóng xạ khác nhau trong đó có plutonium và uranium, và các chất nguy hiểm iodine 131 và cesium 137, cũng làm ô nhiễm môi trường xung quanh Chernobyl. Đã có xác nhận rằng ít nhất một lượng nhỏ cesium cũng đã thoát ra ở Fukushima. Vào thứ Bẩy, Bộ trưởng Ngoại giao Đức, Guido Westerwelle, lãnh đạo Đảng Dân chủ Tự do (FDP) đã khuyên những người Đức nên rời khỏi các vùng bị ảnh hưởng của sóng thần và sự cố hạt nhân. Một người phát ngôn của chính phủ Nhật Bản khuyên các công dân nên ở trong nhà, tắt máy điều hòa nhiệt độ và nếu cần, áp một chiếc khăn mặt ướt lên miệng. Tất cả những cái đó là dấu hiệu cho thấy phản ứng của một đất nước công nghiệp hóa đã vô vọng đến mức nào vào những giờ đầu tiên sau sự cố. Thái độ ngạo mạn Sự kiện là Nhật Bản, nước đã có thời được coi là thần kỳ kinh tế, đang đứng trên bờ vực của một thảm họa hạt nhân có thể phá hủy nền công nghiệp hạt nhân nhiều hơn so với thảm họa lò từ phản ứng của Liên Xô ở Chernobyl cách đây một phần tư thế kỷ. Mọi người đều biết, nước Nhật nằm trong khu vực có động đất, khiến nó dễ gặp nguy cơ hơn nhiều so với các nước như Đức và Pháp. Nhưng Nhật bản tình cờ cũng là nước công nghiệp hàng đầu, một nước mà các kỹ sư được đào tạo tốt, nghiêm cẩn đến mức mô phạm đã chế tạo ra những chiếc xe hơi tối tân nhất và có độ tin cậy cao nhất thế giới. Khi sự cố Chernobyl xảy ra, công nghiệp hạt nhân Đức cố gắng tự thuyết phục mình và các công dân Đức, rằng đó là tại các lò phản ứng già nua và các kỹ sư kém cỏi, cẩu thả của Đông Âu. Các lò phản ứng của Tây Âu, hay là nền công nghiệp khẳng định thế, là hiện đại hơn, được bảo dưỡng tốt hơn và đơn giản là an toàn hơn. Bây giờ đã rõ cái thái độ tự tin ấy ngạo mạn như thế nào. Nếu một tai họa tầm cỡ ấy có thể xảy ra ở Nhật Bản, thì nó cũng có thể xảy ra dễ dàng như thế ở Đức. Chỉ cần có một chuỗi những tình huống tai hại thích hợp. Fukushima là bất cứ nơi nào. Ngày 11/9 của công nghiệp hạt nhân Có vẻ như từ nay trở đi các nhà chính trị và các nhà khoa học sẽ có cái nhìn hoài nghi hơn về năng lượng hạt nhân. Đây là bằng chứng theo cách tranh luận công khai Bộ trưởng Môi trường Đức Norbert Röttgen, một thành viên của Liên minh Dân chủ Thiên chúa giáo trung hữu (CDU) của Thủ tướng Angela Merkel, phản ứng khi ông nghe nói về vụ nổ tại một lò phản ứng owr đầu bên kia của thế giới. Hôm thứ Bẩy, Röttgen nói với vợ ông rằng đây là "một sự kiện làm thay đổi tất cả." Họ cảm thấy nhớ lại ngày 11/9, ngày khủng bố tấn công New York và Washington. Một mối nguy trực tiếp đối với Đức có thể "được loại trừ trên thực tế," Röttgen nói thêm rằng điều quan trọng nhất bây giờ là "thể hiện thông cảm với Nhật Bản, làm rõ tình hình và giúp đỡ." Thủ tướng Merkel đã triệu tập một cuộc họp khủng hoảng tối thứ Bẩy. Röttgen phản ứng giận dữ với cuộc tranh luận mới về hạt nhân diễn ra ở Đức vào cuối tuần qua. "Tôi cảm thấy đây là việc không cần thiết trong tình hình này, và thật sự là không đúng lúc," ông nói. Bản thân Röttgen không muốn bình luận về những hậu quả đối với kế hoạch kéo dài tuổi thọ của các nhà máy điện hạt nhân ở Đức, gọi nó là một "cuộc thảo luận chính trị vào thời gian khác." Vấn đề các nhà máy điện hạt nhân của Đức nên duy trì hoạt động bao lâu nữa đã là chủ đề của một cuộc tranh cãi sôi nổi mấy năm gần đây. Tháng Mười năm ngoái, quốc hội Đức đã nhất trí kéo dài tuổi thọ của 17 nhà máy điện hạt nhân của đất nước, thật sự lật ngược kế hoạch loại bỏ từng bước điện hạt nhân đã được nhất trí dưới thời chính phủ Gerhard Schröder, người tiền nhiệm của Merkel. Theo luật mới, các nhà máy này sẽ tiếp tục hoạt động thêm một thời gian trung bình 12 năm mỗi cái, có nghĩa là nhà máy điện hạt nhân cuối cùng của Đức nay sẽ được trù tính đóng cửa vào năm 2035, chứ không phải năm 2021 là hạn chót như chính quyền Schröder dự kiến. Tuy nhiên đạo luật này cũng có thể bị lật lại: năm bang do đảng Dân chủ Xã hội trung tả kiểm soát gần đây đã đưa ra khiếu nại với Tòa án Hiến pháp Đức chống lại việc kéo dài thời gian hoạt động của các nhà máy này. Vận động trên một hành lang Chống-Hạt nhân Đảng Xanh tất nhiên không đồng ý với đánh giá của Röttgen rằng đây không phải lúc nói về năng lượng hạt nhân ở Đức. Họ thấy thảm họa hạt nhân Nhật Bản là một dịp để thảo luận một trong những vấn đề cốt lõi truyền thống của họ với độ mãnh liệt mới. Những cuộc bầu cử quan trọng sắp diễn ra tại các bang tây nam Baden-Württemberg và Rhineland-Palatinate. Gần đây, Đảng Xanh đã không thành công lắm trong các cuộc điều tra dư luận. Bây giờ nó sẽ vận động trên một hành lang chống hạt nhân, đặc biệt khi Stefan Mappus (CDU) Thống đốc bang Baden-Württemberg là một người ủng hộ mạnh mẽ điện hạt nhân. Thomas Strobl, tổng thư ký CDU ở bang này, đã sẵn sàng lập kế hoạch tiến lên, nói rằng "Chúng ta không nên tiến hành một chiến dịch bầu cử trên sự đau khổ của người Nhật." Đảng Xanh không bị ấn tượng với những lời nói hoa mỹ đó. Jürgen Trittin, cựu bộ trưởng môi trường và là nghị sĩ lãnh đạo của đảng Xanh ở Bundestag, cảm thấy chính đáng trong nỗi hoài nghi của ông về điện hạt nhân. "Ngay cả một nước có công nghệ tiên tiến hiện đại như Nhật Bản cũng không miễn nhiễm với nguy cơ phóng xạ. Điều này cũng áp dụng đối với Đức, tại đây chúng ta thậm chí còn kéo dài tuổi thọ của các lò phản ứng hạt nhân cực kỳ mất an toàn như Neckarwestheim," Trittin nói. Ông chỉ ra rằng tai nạn ở Nhật Bản cũng chứng tỏ rằng việc kéo dài tuổi thọ [các lò phản ứng] là vô trách nhiệm. Renate Künast, người cùng với Trittin là lãnh đạo nhóm nghị sĩ của Đảng Xanh, bổ sung: "Các nhà máy điện hạt nhân không nên đặt tại những vùng đông dân cư, và phải chắc chắn không nằm trong vùng động đất. Điều này cũng áp dụng cho cả Đức nữa. Neckarwestheim chẳng hạn, không chịu được động đất." Volker Kauder, lãnh đạo đảng CDU và đảng anh em Bavarian của nó là Liên minh xã hội Thiên chúa giáo (CSU) – trong quốc hội ở Bundestag, đã nói rõ rằng hai đảng sẽ tiếp tục ủng hộ kéo dài tuổi thọ, bất chấp tai nạn ở Fukushima. Phó trưởng đoàn nghị sĩ của đảng Michael Fuchs đồng ý: "Nhật bản có kiến tạo địa chất hoàn toàn khác Đức. Tai nạn ở đó không gieo nghi ngờ lên việc kéo dài tuổi thọ của các nhà máy điện hạt nhân ở đây." Vấn đề then chốt ở Đức Đây là một lý lẽ cũ nhưng liệu nó có thể được duy trì liên tục không thì còn phải xem. Cho đến nay, ngành công nghiệp này, CDU/CSUvà FDP đã khăng năng nói rằng các nhà máy điện hạt nhân của Đức an toàn và Đức có thể tin cậy ở các kỹ sư của mình. Nhưng cũng chính điều này đã luôn là đúng ở Nhật Bản. Các kỹ sư của nó có tiếng là giỏi ngang với kỹ sư Đức, khi nó chế tạo mọi thứ, từ ô tô đến nhà máy điện hạt nhân. Như vậy nếu Nhật Bản không thể tin tưởng vào việc xây dựng các lò phản ứng có thể hoạt động một cách an toàn, thì nói gì đến Đức?" Ít có vấn đề nào khác có tác động mạnh đến lịch sử nước Đức sau chiến tranh như vấn đè điện hạt nhân. Và hiếm có nước nào khác phản ứng nhậy bén như thế với nguy cơ ô nhiễm hạt nhân. Đây là một trong những lý do mà Đức phải thành lập một đảng chống hạt nhân, Đảng Xanh, từ đó đã cắm rễ vững chắc vào hệ thống chính trị. Đức cũng có địa lý chống đối với điện hạt nhân trong đó có các vị trí như Brokdorf, Kalkar, Wackersdorf và Gorleben, tên của chúng đã trở thành biểu tượng của cuộc tranh luận này. Xã hội công dân Đức đã phát động những trận đánh lớn chống lại vũ khí hạt nhân, bình thường bằng lời lẽ nhưng đôi khi bằng cả dùi cui, đá, súng phun nước và lựu đạn. Chống đối thậm chí đã trở thành cách sống của một số người, giống như những nhà hoạt động đã lập nên "nước Cộng hòa Tự do Wendland" vắn số vào năm 1980 gần một bãi chôn chất thải ở Gorleben ở Bắc Đức. Phong trào này thậm chí đã đặt ra khẩu hiệu "schottern" nhắc đến hành động phá hoại chống việc vận chuyển chất thải hạt nhân." Khởi động lại phong trào chống hạt nhân Khi Đảng Xanh hình thành một chính phủ liên minh với đảng Xã hội Dân chủ (SPD) trung tả năm 1998, nó đã đặt việc loại bỏ từng phần hạt nhân thành ưu tiên cao nhất, với mục tiêu ngừng hoạt động tất cả các lò phản ứng vào năm 2021. Nhưng khi liên minh CDU/CSU/FDP lên nắm quyền năm 2009, nó bắt đầu bàn đến việc kéo dài tuổi thọ các nhà máy đó. Chính phủ sợ thiếu điện nghiêm trọng nếu các lò phản ứng bị ngừng, và gánh nặng chuyển sang các nguồn năng lượng tái sinh. Ngoài ra, các chính khách trong chính phủ mới lo sợ khả năng đảo ngược đạo luật bị ghét mà SPD/Đảng Xanh đã ban hành trước khi rời chức vụ. Nhưng chính sự quay ngoắt này đã tạo ra sự ủng hộ mới cho phong trào chống hạt nhân. Khoảng 12.000 người đã tham gia vào chuỗi xích kết bằng người giữa Brunsbüttel và các nhà máy điện hạt nhân Krümmel gần Hamburg. Những mối lo cũ về sự thiếu kiểm soát nguồn năng lượng này đã nổi lên lại. Liên minh CDU/CSU bị chia rẽ trên chủ đề này. Một bộ phận lớn của nhóm nghị sĩ quốc hội do Volker Kauder ủng hộ việc kéo dài tuổi thọ thêm 15 năm hoặc hơn, trong khi Bộ trưởng Môi trường Röttgen muốn dừng ở 10. Hai phe thỏa thuận 12 năm. Chính phủ quyết định đẩy sang luật mà không dính đến Thượng viện (Bundesrat), bởi vì các đảng liên minh thiếu một đa số ở đó. (Bình thường Bundesrat phải thông qua bất kỳ luật nào tác động đến thẩm quyền của 16 bang nước Đức) Tòa Hiến pháp Liên bang Đức nay đang chờ để xét xem liệu quan điểm của chính phủ có phù hợp với hiến pháp Đức hay không. Cả quá trình này cũng mới được tiếp thêm sinh lực để đối phó với áp lực do thảm họa ở Nhật Bản gây ra. Trong quá khứ, một đa số người Đức có thể được động viên nhanh chóng để chống năng lượng hạt nhân tại bất cứ nơi nào có lý do để làm thế. Fukushima là một lý do quan trọng, và nó sẽ tạo ra một ấn tượng sâu sắc lên cuộc tranh cãi của Đức. Các đảng ủng hộ hạt nhân, CDU, CSU và FDP sẽ phải đương đầu với những lý lẽ mới để biện hộ cho việc kéo dài tuổi thọ các lò phản ứng. Đảng Xanh có thể tăng thêm thanh thế, và SPD trước đây đã có lần ủng hộ điện hạt nhân nhưng sau đó đã quay ngược chính sách của mình, có thể sẽ tách ra khỏi cuộc tranh cãi mà nó thiếu khả năng thuyết phục. Thủ tướng Merkel cũng thấy trong vấn đề này bản thân bà hơi thiếu tính quyết đoán mà bà đã có trong nhiều cuộc tranh luận khác. Là một nhà vật lý, bà có niềm tin tự nhiên vào khoa học hạt nhân, và do đó, vào công nghiệp hạt nhân. Nhưng là một chính khách bà biết rằng ủng hộ điện hạt nhân là một lập trường không được lòng dân ở Đức. Kết quả, bà sẽ giữ một lập trường khiêm tốn, và để một con mắt vào cuộc chống đối mạnh trong dân chúng, thận trọng mô tả điện hạt nhân như một "công nghệ bắc cầu" đến tương lai dựa trên năng lượng tái sinh, một công nghệ hiện tại được chấp nhận nhưng ít có ý nghĩa lâu dài. Đếm ngược thời gian đến một Thảm họa Hạt nhân Khi động đất xảy ra, máy móc phản ứng nhanh hơn bất cứ con người nào. Các cảm biến seismic ở nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi ngày thứ Sáu đã dò ra những sóng chấn động phá hủy chỉ trong vài giây. Hai phút sau, vào 2:48 chiều theo giờ địa phương, hệ thống điều khiển lò phản ứng đã kích khởi quy trình tự động dừng nhanh của ba lò phản ứng lúc đó đang hoạt động. Ban đầu mọi việc đều trôi chảy. Trong vài giây, các thanh kiểm soát được đưa vào giữa các thanh nhiên liệu, nhờ đó cắt đứt phản ứng hạt nhân dây chuyền. Đó chính là cách hoạt động đúng của hệ thống. Nhưng sau đó xảy ra một chuyện nghiêm trọng, khởi sự một quá trình đếm ngược đến một thảm họa hạt nhân. Ngay cả sau khi dừng khẩn cấp, một lò phản ứng hạt nhân vẫn còn sản ra một lượng nhiệt rất lớn khi các chất phóng xạ được tạo ra trong quá trình phân rã hạt nhân tiếp diễn. Trừ khi các kỹ sư tiếp tục làm nguội lò phản ứng trong nhiều ngày sau khi nó ngừng hoạt động, sẽ xảy ra hiện tượng lõi lò phản ứng chảy tan, như trong trường hợp nhà máy hạt nhân Three Mile Island gần Harrisburg, bang Pennsylvania, và ở Chernobyl. Để phòng ngừa hiện tượng này xảy ra, các bơm nước tiếp tục bơm qua hệ thống làm mát ở Fukushima Nhưng sau đó lưới điện sụp, do kết quả của trận động đất. Các máy phát dự phòng lúc đó bắt đầu hoạt động. "Giống như Lái một chiếc xe không có Động cơ" Mỗi lò phản ứng có ba hay bốn máy phát điện diesel. Nhưng khi sóng thần đến, các máy phát điện trong hai lò phản ứng ở Fukushima bị hỏng. Toàn bộ khu vực nhà máy điện bị ngập lụt. Cuối cùng các kỹ sư đã cố gắng kết nối được bộ ắc quy dự phòng sự cố với hệ thống. Nhưng các ắc quy này chỉ được thiết kế để bắc cầu qua một khoảng thời gian vài phút, chẳng hạn, để có thể chuyển mạch cung cấp điện từ lưới điện sang một nguồn nội bộ. Những nguồn điện yếu này đã ngăn chặn thành công một thảm họa hạt nhân sát sạt vào tối thứ Sáu. Đó là một hành động liều lĩnh, "giống như cố gắng lái một chiếc ô tô không có động cơ mà chỉ dùng ắc quy" Michael Sailer nói, (ông là Giám đốc điều hành của Viện Öko có cơ sở ở Freiburg và nhiều năm là chủ tịch Ủy ban An toàn Lò phản ứng hạt nhân của Đức). "Ắc quy hoàn toàn là một cố gắng một mất một còn," Lothar Hahn, cựu giám đốc của Hội An toàn Lò phản ứng nói. Trong khi các kỹ sư Nhật đang vật lộn chiến đấu để ngăn chặn thảm họa đang lù lù hiện đến, thì các chuyên gia an toàn lò phản ứng trên khắp thế giới đang ngồi trước máy tính và theo dõi tiến trình của phản ứng hạt nhân dây chuyền trong nỗi khiếp sợ. Họ gửi e-mail cho nhau, gọi điện thoại và thảo luận trong các diễn đàn chuyên môn kín. Hầu như không có thông báo chính thức, nhưng họ tất cả họ đều có liên lạc với các chuyên gia ở Nhật Bản. "Tình hình là vô cùng nghiêm trọng," Hahn kết luận ngay khi biết rằng hệ thống làm mát đã hỏng. "Nếu điều này tiếp tục, trong trường hợp xấu nhất, chúng ta sẽ thấy một vụ lõi lò phản ứng chảy tan" (mà kết quả là phóng xạ), một nhân viên của cơ quan năng lượng hạt nhân Nhật Bản thú nhận tối thứ Sáu. Rõ ràng đây chính xác là điều đã xảy ra. Bởi vì các bơm làm mát không làm việc do mất điện, mức nước tụt xuống trong thùng phản ứng. Các thanh nhiên liệu theo báo cáo là chỉ còn ngập một nửa trong nước làm mát, nhô lên khỏi mặt nước đến một mét. Kết quả là, chúng bị phá hủy một phần và trở nên quá nhiệt, đúng như một bộ gia nhiệt ngâm nước có thể trở nên quá nhiệt khi bị lấy ra khỏi nước. Cuộc chiến đấu vô vọng Trong sự tuyệt vọng, những người có thẩm quyền cho phép phóng có kiểm soát luồng hơi nước bị ô nhiễm phóng xạ ra môi trường. Mức phóng xạ bên trong nhà máy tăng lên 1000 lần giá trị bình thường, và phóng xạ trong cả khu vực nhà máy cũng tăng cao. Các báo cáo cho biết áp suất trong thùng chứa lò phản ứng trong Tổ máy số 1 đã tăng lên sáu lần áp suất khí quyển, dường như báo trước thảm họa sắp xảy đến, bởi vì vỏ bảo vệ của lò phản ứng chỉ có thể chịu được một áp suất đến tám lần áp suất khí quyển. Tình hình ở Fukushima đột ngột leo thang vào đêm thứ Sáu tuần trước. Chuyên gia hạt nhân Sailer so sánh tình hình này với "một bộ phim thảm họa" khi các kỹ sư chiến đấu tuyệt vọng giành lại được kiểm soát các lò phản ứng. Cuối cùng, nó rõ ràng là một cuộc chiến đấu vô vọng. Các thanh nhiên liệu đã nóng chảy, ít ra là một phần và rõ ràng chỉ còn lại lớp vỏ thép của thùng chứa lò phản ứng và lớp cách ly, ngăn ngừa các chất phóng xạ mạnh nhất khỏi phóng thoát. Tối thứ Bẩy theo giờ địa phương, những người vận hành nhà máy tuyên bố rằng họ có ý định đưa nước biển vào làm ngập các lò phản ứng, đó là cố gắng một mất một còn để ngăn các thùng phản ứng khỏi nóng chảy. "Về cơ bản họ đang cố gắng để nhấn chìm lò phản ứng" chuyên gia hạt nhân Mycle Schneider, người biên soạn "Báo cáo thường niên về tình hình công nghiệp hạt nhân thế giới"nói. Tiếng vọng của Three Mile Island Tai nạn Fukushima giống như những gì đã xảy ra ở nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island gần Harrisburg, bang Pennsylvania năm 1979. Vào buổi sáng 28 tháng Ba năm 1979, một chiếc van bị kẹt và nhiều sai lầm trong vận hành dẫn đến thất thoát một lượng lớn chất lỏng khỏi hệ thống làm mát cho lò phản ứng thứ hai của nhà máy. Một trình dừng máy tự động khẩn cấp làm ngưng phản ứng dây chuyền trong lõi lò phản ứng, giống như trong trường hợp ở Nhật Bản tuần trước. Nhưng việc mất nước làm mát dẫn đến tăng nhiệt lượng thừa từ vật liệu của lõi, làm nóng chảy một số vật liệu. Các chất khí phóng xạ thoát ra môi trường, và các chuyên gia mất năm ngày để lấy lại kiểm soát lò phản ứng. Sự cố Harrisburg là thảm họa lò phản ứng đầu tiên phát ra toàn thế giới những câu hỏi về độ an toàn của năng lượng hạt nhân. Nhưng chỉ sau thảm họa Chernobyl – sắp tới kỷ niệm lần thứ 25 của nó – nhiều nước mới quay lưng lại với loại công nghệ có tính mạo hiểm cao này. Di sản chết người Lõi hạt nhân của một trong những lò phản ứng của Chernobyl cũng chảy tan vào cái ngày định mệnh ấy, ngày 6 tháng Tư năm 1986. Thật trớ trêu, đúng vào lúc thanh tra an toàn thì những người vận hành mất kiểm soát lò phản ứng số bốn của nhà máy điện hạt nhân Chernobyl ở gần thành phố Pripyat thuộc Ukrain ngày nay. Do kết quả của nhiều lỗi vận hành khác nhau, đầu ra của lõi lò phản ứng tăng lên khoảng 100 lần công suất định mức của nó. Lượng nhiệt cực lớn do nó sinh ra phá hủy các kênh dành cho các thanh kiểm soát lò phản ứng, xóa đi đúng cái cơ cấu quan trọng nhất để đề phòng một vụ nổ hạt nhân. Một loạt phản ứng hóa học tai hại dẫn đến tích tụ một hỗn hợp các chất khí gây nổ bên dưới mái nhà của thùng áp suất lò phản ứng, khiến nó cuối cùng bùng cháy. Khi mái bê tông 1000 tấn của thùng áp suất bị thổi bay lên không trung, lõi lò phản ứng bắt lửa. một lượng lớn chất phóng xạ, như iodine 131 và cesium 137, được phóng thoát ra không khí và tản ra trên một bộ phận lớn khắp lãnh thổ phía tây Liên Xô và Tây Âu. Bụi phóng xạ rơi xuống khoảng 200.000 ki lô mét vuông đất. Vì chính phủ Liên Xô không muốn thừa nhận thảm họa trong nhiều ngày, một khoảng thời gian quý báu mất đi cho những nhiệm vụ như sơ tán thành phố Pripyat gần kề. nhiều công nhân vệ sinh, được biết dưới cái tên "những người thanh toán" bị phơi ra trước phóng xạ liều lượng cao trong mấy ngày đầu tiên. Tỷ lệ mắc ung thư tuyến giáp tăng vọt trong vùng xung quanh nhà máy trong nhiều năm. Vỏ bê tông cách ly được vội vã xây lên quanh lò phản ứng bắt đầu nứt rạn và vỡ vụn. "Di tích lịch sử" Tai nạn lò phản ứng ở Ukraine là do sai lầm của con người. Fukishima bây giờ có thể coi như một cảnh báo rằng các lò phản ứng hạt nhân không thể được bảo vệ một cách tuyệt đối chắc chắn chống lại những lực lượng thiên nhiên, đặc biệt đối với những nhà máy già nua như Fukushima. Lò phản ứng hạt nhân Nhật Bản là một "di tích lịch sử," Shaun Burnie, một chuyên gia hạt nhân Anh làm việc cho Greenpeace, người rất thông thạo các lò phản ứng trên ờ biển miền đông Nhật Bản nói. Burnie đã đến thăm các lò phản ứng Fukushima nhiều lần và đã thường xuyên đến làm việc ở Nhật Bản. Các lò phản ứng số 1 và 2 tại Fukushima Daiichi được đưa vào hoạt động vào đầu những năm 1970, khi các tiêu chuẩn an toàn lỏng lẻo hơn nhiều so với ngày nay. Chúng được chế tạo khi Volkswagen đang chế tạo Beetle của nó không có đai an toàn, túi không khí và đệm đầu. Lò phản ứng nổ hôm thứ Bẩy thật ra đã có kế hoạch cho ngừng nay mai. Vì việc xây dựng mới các nhà máy điện hạt nhân đắt tiền và khó bảo vệ về phương diện chính trị, lợi ích về năng lượng tại nhiều nước đang thuyết phục các chính phủ thông qua việc kéo dài thời hạn sử dụng nhiều hơn so với thời hạn theo kế hoạch đối với các lò phản ứng Đức. Tuy nhiên, sự tái sinh các nhà máy điện già nua này ngày nay đang tỏ ra là một trò chơi nguy hiểm. Cơ hội nâng cấp bị hạn chế Những người vận hành nhà máy đang cố gắng duy trì hoạt động của các lò phản ứng của họ vượt quá thời hạn sử dụng thiết kế ban đầu là 40 năm. Hoa Kỳ đã gia hạn giấy phép cho các nhà máy hạt nhân thêm 20 năm, các nước châu Âu đang làm theo. Nhưng công ngệ an toàn trong các nhà máy cũ hơn chỉ có thể nâng cấp trong một phạm vi hạn chế. Mười một lò phản ứng ở Nhật bản đã phải ngừng hoạt động trong ngày động đất. Năm lò ở trong tình trạng khẩn cấp vì không thể làm mát thích hợp. "Đây là một sự kiện đáng buồn. Công nghiệp hạt nhân quốc tế đã cố gắng để trì hoãn sự kết liễu của nó bằng cách kéo dài thời hạn sử dụng," chuyên gia hạt nhân Mycle Schneider nói. "Các hệ thống cổ lỗ ở Fukushima nay đã minh họa cho những hậu quả đó. Nền công nghiệp [hạt nhân] sẽ không sống sót qua sự kiện này." Burnie cũng có quan điểm tương tự. "Trong một nghìn năm nữa bạn cũng không thể có giấy phép cho Fukushima hôm nay," ông nói. Trong các lò phản ứng nước sôi thế hệ hai vẫn còn đang được sử dụng trong nhà máy này, các thanh nhiên liệu nổi trực tiếp trong thùng phản ứng. Đức cũng có những nhà máy hạt nhân cùng loại, bao gồm nhà máy Brunsbüttel ở bang miền bắc Schleswig-Holstein. Trước hết, Burnie nói, độ an toàn trong động đất chỉ có thể cải thiện đến một mức độ nhất định. "Nền móng gồm hàng nghìn tấn bê tông. Đó là cái không thể nâng cấp." Việc Tái sinh Điện Hạt nhân Toàn cầu đang bị Đe dọa Các lò phản ứng ở Fukushima Daiichi được đặt sát bờ biển, cách thành phố Sendai khoảng 50 km, đã bị tàn phá trong trận động đất. Hầu như tất cả 55 nhà máy điện hạt nhân của Nhật Bản đều được xây dựng gần biển, bởi vì chúng cần một nguồn lớn nước làm mát chắc chắn để hoạt động. Nhưng chính điều đó lại khiến cho chúng rất dễ bị phá hủy trong những cơn sóng thần. Sau khi cơn sóng thần khổng lồ của Ấn Độ Dương tấn công Đông Nam Á năm 2004, các nhà điều phối hạt nhân và những người vận hành nhà máy nhận ra nguy cơ đối với các nhà máy điện hạt nhân. Cơn sóng thần đó làm ngập các bơm làm mát cho một lò phản ứng ở Nhà máy Điện Nguyên tử Madras ở Ấn Độ, nhưng những người vận hành đã dừng được lò phản ứng vừa kịp đúng lúc để ngăn ngừa một tai nạn. Cơn sóng đó cũng tràn ngập một vị trí xây dựng gần kề với một lò phản ứng tái sinh, nơi người Ấn Độ cũng có ý định sản xuất vật liệu nổ plutonium. Nhưng rõ ràng là những người vận hành Ấn Độ chưa học được nhiều từ cơn sóng thần 2004. Sau khi khu vực đó được xả, họ lại tiếp tục xây một lò phản ứng vẫn ở vị trí đó. Trong một ý đồ tích cực hơn, Cơ quan Nguyên tử Năng Quốc tế (IAEA) cách đây hai năm đã thiết lập Trung tâm Ân toàn Seismic Quốc tế. Trung tâm này tạo một diễn đàn cho các chuyên gia trao đổi thông tin và đề ra những tiêu chuẩn cao nhất có thể có. Nhật Bản được coi là một trong những nước thành viên tích cực nhất, và như vậy là có lý do. Đây không phải là lần đầu tiên động đất đã đe dọa sự an toàn của các nhà máy điện hạt nhân của Nhật. Năm 2007 chẳng hạn, một trận động đất mạnh 6,8 độ Richte đã làm rung chuyển bờ biển phía tây Nhật Bản. Tâm động đất chỉ cách Kashiwazaki-Kariwa, một tổ hợp 7 lò phản ứng, 16 km và là nhà máy điện hạt nhân lớn nhất thế giới. Sau đó đã phát hiện ra rằng một trong những thanh điều khiển đã bị kẹt. Lớn hơn dự kiến Trận động đất năm 2007 cũng mạnh hơn nhiều so với các kỹ sư dự tính. Thật ra, nó mạnh hơn hai lần rưỡi so với một trận động đất mà lò phản ứng này theo thiết kế có thể chịu được. Ngày nay nó được đưa trở lại hoạt động sau khi đã được nâng cấp. Cùng một cơ quan vận hành, Công ty Điện lực Tokyo (TEPCO) sở hữu cả hai nhà máy, Fukushima và Kashiwazaki-Kariwa. Nhiều chuyên gia hạt nhân của TEPCO, một phần vì lịch sử của nó. Một xì căng đan làm rung chuyển tín nhiệm của công chúng vào công ty này cách đây 10 năm, khi TOPCO bị phát giác đã xoay sở giả mạo các báo cáo về cuộc thử nghiệm rò rỉ được thực hiện trong các đợt thanh tra an toàn trong các nhà máy điện hạt nhân của họ. Kết quả của các xì căng đan của TEPCO các công dân Nhật Bản ngày càng mất tin tưởng vào chính phủ của họ và công nghệ hạt nhân. Nhật Bản đã phát ra khoảng một phần ba điện năng từ điện hạt nhân và phụ thuộc vào các lò phản ứng ngang với Pháp. Sau trận động đất năm 2007, những người vận hành một nhà máy tái chế nhiên liệu ở Rokkasho-Mura được yêu cầu nâng cấp tổ hợp, lúc đó đang tiến hành chạy thử. Việc nâng cấp đòi hỏi phải tăng gần gấp đôi chi phí cho dự án, dẫn đến một tổng chi phí lên đến hơn 20 tỷ $ – cho thấy để đảm bảo an toàn chống động đất tốn kém như thế nào. Sau trận sóng thần tuần qua, cũng có mất điện ở các cơ sở hạt nhân Rokkasho, và nhiều giờ sau động đất an toàn của nhà máy rõ ràng phụ thuộc hoàn toàn vào hoạt động của các động cơ diesel. Giành đất Liệu tai nạn ở Fukushima có tác động đến việc bùng nổ xây dựng các nhà máy điện hạt nhân ở châu Á hay không vẫn còn phải chờ xem. Điện hạt nhân hiện nay đang trải qua một đợt hồi sinh trên toàn thế giới, là điều không tưởng tượng nổi trong những năm liền sau Chernobyl. Những nền kinh tế đang lớn nhanh ở châu Á, Trung Hoa, Nam Triều và Ấn Độ cũng như Nga và Hoa Kỳ, một lần nữa lại đang trông cậy từ điện hạt nhân. Sự hồi sinh này là kết quả của cả tình trạng đói năng lượng trầm trọng trong những nền kinh tế mới nổi và cuộc tranh cãi về ô nhiễm khí các bô nic đang là một lo ngại toàn cầu. Theo IAEA, 29 nước hiện nay đang vận hành 442 lò phản ứng, tạo ra một tổng công suất 375 gigawatt điện. 65 nhà máy khác hiện đang được xây dựng trên khắp thế giới. Bây giờ khi nhiều người tin rằng biến đổi khí hậu đã thế chân thảm họa hạt nhân làm mối đe dọa lớn nhất đối với loài người, công nghệ hạt nhân, với lượng khí thải CO2 thấp, một lần nữa lại giành được ưu thế. Chẳng hạn Thụy Điển từ lâu đã được coi như một tấm gương về cách thức từ bỏ từng bước năng lượng hạt nhân. Tuy nhiên, vào giữa năm ngoái, quốc hội Thụy Điển đã đảo ngược quyết định giã từ năng lượng hạt nhân từ 30 năm trước. Luật mới có thể cho phép xây dựng đến 10 nhà máy mới, thay thế các nhà máy Forsmark, Ringhals và Oskarshamn đã cũ. Ở Hoa Kỳ, trong ba thập niên không có dự án xây mới lò phản ứng nào được xúc tiến. Năm ngoái, Tổng thống Barack Obama quyết định dành hàng tỷ đô la trong quỹ bảo đảm cho vay của liên bang cho hai tổ hợp ở Georgia. Một dự án ở Nam Carolina đang được tiến hành xây dựng. Trung Hoa có 27 địa điểm xây dựng hạt nhân, trong khi Nga hiện đang xây dựng 11 lò phản ứng mới. Moscow thậm chí có kế hoạch xây dựng những lò phản ứng nổi, nhỏ để cung cấp điện ở vùng Bắc Cực nước Nga. Kết thúc giấc mơ năng lượng rẻ Tuy nhiên, trước hết, ngày càng nhiều nền kinh tế mới nổi, và ngay cả các nước đang phát triển quan tâm đến công nghệ hạt nhân. "Chúng tôi dự tính có từ 10 đến 25 nước mới đưa nhà máy điện hạt nhân đầu tiên của họ vào hoạt động vào năm 2030," Tổng Giám đốc IAEA Yukiya Amano nói. Theo ông Amano, tổng số 65 nước, trong đó riêng ở châu Phi có 21 nước, đã tỏ ra quan tâm đến công nghệ này". "Dự báo hiện thời cho biết thế giới sẽ tăng tiêu thụ năng lượng toàn cầu lên hơn 50 phần trăm vào năm 2030," một cuốn sách nhỏ của IAEA có tựa đề "Xem xét Phát động một Chương trình Điện Hạt nhân mới" viết. Theo cuốn sách này, các nhà máy điện hạt nhân có thể giúp đảm bảo "tiếp cận năng lượng có thể với tới được ở nhiều nơi trên thế giới" Tình hình hiện nay cho thấy rằng những hy vọng của những người vận động cho hạt nhân sẽ bị va chạm mạnh. Sự kiện một thảm họa hạt nhân có thể xảy ra trên đất của những robot và những ô tô điện đánh dấu một bước ngoặt trong lịch sử nền công nghệ này. Có những hoán dụ cho tất cả những tai nạn của thời đại hạt nhân, đặt những cái tên đã trở thành biểu tượng. Three Mile Island là một trong số đó, và tất nhiên, Chernobyl. Không có vấn đề cái tên Fukushima sẽ có một ý nghĩa tương tự. Fukushima sẽ tượng trưng cho sự kết thúc giấc mơ năng lượng hạt nhân trong tầm tay – và nhận thức rằng chúng ta không có dạng năng lượng ấy được kiểm soát. RALF BESTE, PHILIP BETHGE, KLAUS BRINKBÄUMER, DIRK KURBJUWEIT, CORDULA MEYER, RENÉ PFISTER, OLAF STAMPF, THILO THIELKE, WIELAND WAGNER Christopher Sultan dịch từ tiếng Đức © Bản tiếng Việt: Hiếu Tân 1] sievert (ký hiệu: Sv) là đơn vị SI dẫn xuất của lượng tương đương. Nó nhằm đánh gia về lượng các tác động sinh học của phóng xạ, tương phản với các tác động vật lý được đăc trưng bởi lượng hấp thụ, đo bằng gray. Đơn vị này được đặt theo tên nhà vật lý y khoa Thụy Điển Rolf Sievert, nổi tiếng với những công trình về đo lượng phóng xạ và nghiên cứu về các tác động sinh học của phóng xạ. |
No comments:
Post a Comment