Vì sao nói “lò phản ứng nhanh” sẽ trở thành kiểu lò của nhà máy điện hạt nhân trong tương lai?
2013-12-01 18:07
Bom nguyên tử nổ chỉ là một hình thức thể hiện uy lực của năng lượng hạt nhân, trong thời gian cực kỳ ngắn đã thực hiện xong phản ứng dây chuyền hạt nhân. Cuối cùng người ta cũng tìm ra được một mắt xích quan trọng để đi tới nguồn năng lượng hạt nhân, đó là lò phản ứnghạt nhân, và như vậy năng lượng hạt nhân đã đi vào nhà máy phát điện để sinh điện.
Lò phản ứng hạt nhân là một loại trang bị để những phản ứng dây chuyền, liên tục bắn phá hạt nhân nguyên tử dưới sự điều khiển của con người, người ta gọi nó là “lò nguyên tử” của nhà máy điện hạt nhân.
Nhiên liệu trong lò phản ứng hạt nhân là nhiên liệu hạt nhân. Căn cứ vào việc sử dụng nhiên liệu khác nhau mà lò phản ứng hạt nhân được chia làm 2 loại, một loại là lò phản ứng nhiệt, nhiên liệu càng đốt phản ứng nơtron nhiệt càng giảm, nó giống như lò than thông thường, nhiên liệu của nó càng đốt càng giảm, còn một loại nữa thì càng đốt nhiên liệu phản ứngnơtron nhiệt càng tăng, gọi là lò phản ứng nơtron nhanh, gọi tắt là “lò phản ứng nhanh”, nó dựa vào những nơtron bay với tốc độ cao được sản sinh trong phản ứng dây chuyền để duy trì phản ứng.
Nhiên liệu dùng cho lò phản ứng nhiệt là uranium (U). Do lò này trong quá trình đốt cháy, tiêu hao một lượng lớn uranium (U) và nó sản sinh ra rất nhiều chất uranium phế thải giống như tro xỉ than. Mọi người rất lo ngại, nếu như, cứ xây dựng những nhà máy điện hạt nhân nguyên tử theo kiểu lò phản ứng nhiệt với tốc độ như hiện nay thì trong vòng chưa đầy 50 năm nữa chúng ta sẽ dùng hết lượng uranium có thể khai thác được, mặt khác khi vận hành chúng đồng thời sản sinh ra một lượng rất lớn chất thải hạt nhân mà con người rất khó xử lý.
Lò phản ứng nhanh và lò phản ứng nhiệt năng đương nhiên không giống nhau, nhiên liệu dùng cho lò phản ứng nhanh chủ yếu là uranium 238 (U-238) (tức là chất phế thải hạt nhân được sinh ra trong lò phản ứng nhiệt, nó là anh em sinh đôi của uranium, còn gọi là chất đồng vị). Còn một nguyên tố khác dùng làm nguyên liệu đốt trong lò phản ứng nhiệt là uranium 235 và plutoni (Pu). U-238 có một đặc tính rất đặc biệt là: mỗi khi cháy hết một nguyên tử U-238 thì có thể sinh ra 1,4 nguyên tử Pu. Cứ như vậy, nhiên liệu càng cháy càng nhiều ra, chất phế thải đương nhiên sẽ ít. Cứ theo tính toán: một lò phản ứng nhanh chỉ cần liên tục vận hành trong 20 năm thì nhiên liệu Pu tích lũy lại, đủ để xây dựng tiếp một nhà máy điện hạt nhân lòphản ứng nhanh có qui mô tương tự.
Những năm của thập kỷ 50 lò phản ứng nhanh đã chào đời, đến nay đã trải qua 40 năm lịch sử, nó thực sự đã làm cho nhiên liệu hạt nhân tăng thêm rất nhiều, số lượng ấy tương đương với 50 ~ 60 lần nguồn tài nguyên uranium thực có trên thế giới.
Vào những năm cuối của thập kỷ 80, các nước Mỹ, Pháp, Liên Xô (cũ), Nhật Bản, v.v. đã tiêu tốn không ít nhân lực, vật lực để xây dựng những nhà máy điện hạt nhân lò phản ứng nhanh. Trên toàn thế giới đã xây dựng hơn 20 nhà máy điện loại này, trong đó có một số nhà máy đang trong quá trình xây dựng. Các chuyên gia dự báo rằng: những nhà máy điện hạt nhân lòphản ứng nhanh sẽ được phát triển rất nhanh trong giai đoạn từ nay về sau.
Nhà máy điện hạt nhân Tần Sơn, Đại Á của Trung Quốc đang xây dựng là nhà máy điện hạt nhân lò phản ứng nhiệt, hiệu suất tận dụng nguồn uranium tương đối thấp. Từ nay về sau chúng ta sẽ tích cực hơn nữa trong việc xây dựng những nhà máy điện hạt nhân lò phản ứngnhanh tiên tiến, tạo nền móng vững chắc cho sự phát triển nguồn năng điện lượng của thế kỷ XXI.