Lò phản ứng hạt nhân, tiếp đến là gì?

Nguồn: ru.wikipedia.org.

Trong ngành năng lượng hạt nhân điện hiện đại không thể thiếu các nhà máy điện nguyên tử. Các cơ sở năng lượng này sản xuất 10% sản lượng điện thế giới. Các chuyên gia dự đoán rằng, ngành này sẽ hoạt động trong nhiều thập kỷ cho đến khi vấp phải tình trạng cạn kiệt trữ lượng uranium trên thế giới.

Các nhà máy điện hạt nhân đều có nguyên tắc hoạt động như nhau: sử dụng nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình phản ứng dây chuyền phân hạch hạt nhân uranium. Nhiệt lượng làm cho nước đun sôi, hơi nước vào tuabin, tạo ra điện năng. Để kiểm soát quá trình tỏa nhiệt, phải đưa vào khu vực làm việc của lò phản ứng chất kìm hãm phản ứng hạt nhân.

Lò phản ứng thử nghiệm đầu tiên đã được đưa vào hoạt động tại Chicago trong năm 1942. Thiết bị đó đã có công xuất rất nhỏ hầu như không đủ để duy trì phản ứng dây chuyền. Vào năm 1946 thiết bị khoa học này đã xuất hiện ở Canada và tại Viện Kurchatov ở Moscow, lò phản ứng tại Viện Kurchatov vẫn đang hoạt động.

Năm 1954, dòng điện công nghiệp đầu tiên trên thế giới bắt đầu được sản xuất tại nhà máy điện hạt nhân Obninsk gần Moscow, tại đó chất kìm hãm phản ứng là graphite.

Chuyên gia vật lý hạt nhân và năng lượng hạt nhân Igor Ostretsov giải thích thêm như sau: “Các lò phản ứng graphite đã được sáng chế từ cái gọi là lò phản ứng công nghiệp chuyên sản xuất plutonium cho bom. Ở Nga đã xây dựng 14 lò phản ứng theo công nghệ này, bao gồm 4 lò phản ứng tại nhà máy Chernobyl, mà một trong số đó đã phát nổ. Công nghệ này đã là tốt để sản xuất plutonium, nhưng, không mang lại hiệu quả mong muốn với tư cách cơ sở sản xuất năng lượng. Kích thước của các lò phản ứng kiểu đó đã gia tăng, xuất hiện nhiều nhược điểm dẫn đến thảm họa”.

Các lò phản ứng graphite có ưu thế là tại đó có thể sử dụng uranium nghèo hoặc thậm chí uranium tự nhiên, và các đề án xây dựng là tương đối rẻ tiền.

Bây giờ thay cho graphite bắt đầu sử dụng công nghệ nước sôi an toàn hơn. Chuyên viên Sergey Kondratyev từ Viện Năng lượng và Tài chính nói: “Sự khác biệt chính của công nghệ nước sôi là ở chỗ: nếu gia tăng tốc độ phản ứng thì lò phản ứng tự tắt dần. Điều này là rất quan trọng từ quan điểm an ninh, loại bỏ nguy cơ lặp lại sự cố đã từng phát sinh tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl . Lò phản ứng loại này có nhiều đường xử lý nước làm giảm nguy cơ nhiễm phóng xạ”.

Bây giờ các loại lò phản ứng nước sôi trở thành phổ biến rộng rãi trên thế giới. Nhưng, chúng ta không nên quên về một xu hướng khác - lò phản ứng neutron nhanh.

Ông Sergey Kondratyev nói tiếp: “Ở Nga có một lò phản ứng neutron nhanh tại nhà máy Beloyarsk ở khu vực Sverdlovsk. Chúng tôi giữ vị trí dẫn đầu trong lĩnh vực này. Mới đây, Trung Quốc cũng đã xây dựng lò phản ứng neutron nhanh với sự hỗ trợ của các công ty Nga. Song, ở các nước phát triển như Nhật Bản và Pháp, các chương trình công nghệ neutron nhanh bị đông lạnh. Công nghệ này là rất tốn kém. Nhưng, các lò phản ứng loại này có thể giải quyết vấn đề tái chế và phục hồi nhiên liệu hạt nhân. Chúng tôi hiểu rằng, trữ lượng uranium là có hạn”.

Hiện nay, ở Nga và trên thế giới bắt đầu xây dựng các lò phản ứng thế hệ "ba cộng" vượt xa các yêu cầu an toàn của IAEA. Quá trình tiến hóa phát triển theo hướng gia tăng nhiệt độ trong phản ứng hạt nhân, tức là gia tăng sự tỏa nhiệt. Các nhà thiết kế bắt đầu suy nghĩ về các lò phản ứng thế hệ thứ tư. Chắc là, nhà máy điện hạt nhân thế hệ thứ tư đầu tiên sẽ xuất hiện không sớm hơn năm 2030.

Một số chuyên gia dự đoán rằng, trong quá trình phát triển điện hạt nhân nhất định sẽ phải đối mặt với “nạn đói uranium”. Trữ lượng các mỏ uranium được khám phá trên thế giới là đủ cho 60 năm tợi.

Theo Đài tiếng nói nước Nga