Thorium - nguyên liệu hạt nhân an toàn cho tương lai

09:45, 12/11/2013

Các chuyên gia đang đặt sự chú ý tới thorium, một nguyên tố phóng xạ mới có độ an toàn cao hơn rất nhiều để thay thế cho uranium và plutonium là những nguyên liệu hạt nhân được sử dụng phổ biến hiện nay.

Ông Hans Blix, cựu thanh sát viên vũ khí của Liên hợp quốc đang kêu gọi các nhà khoa học hạt nhân nghiên cứu tìm cách sử dụng chất thorium như một nguồn nhiên liệt hạt nhân mới. Theo ông Blix, việc sử dụng nguyên tố phóng xạ này trong các lò phản ứng sẽ an toàn hơn nhiều so với chất uranium. Ngoài ra, việc sử dụng thorium để chế tạo vũ khí hạt nhân cũng khó khăn hơn nhiều.

 

 

Bên trong nhà máy điện hạt nhân thử nghiệm của Na Uy.

 

Trả lời hãng tin BBC, ông Blix, người cũng từng là ngoại trưởng Thụy Điển, nói: “Tôi là một luật sư chứ không phải một nhà khoa học nhưng theo ý kiến của tôi chúng ta nên cố gắng hết sức để tìm cách ứng dụng chất thorium. Tôi biết là có rất nhiều rào cản cần phải vượt qua, nhưng lợi ích thu được sẽ là rất lớn. Tôi được biết rằng chất thorium sẽ rất an toàn trong lò phản ứng, và gần như không thể nào chế tạo được một quả bom hạt nhân từ chất thorium. Đây là những yếu tố rất quan trọng khi thế giới đang tìm kiếm nguồn cung cấp năng lượng cho tương lai”.

 

Sự nhiệt tình với chất thorium của ông Blix cũng được chia sẻ bởi một số nhà khoa học hạt nhân Anh. Chính phủ Anh đã thuyết phục các nhà khoa học tại Phòng Thí nghiệm Hạt nhân Quốc gia Anh (NNL) trợ giúp nghiên cứu về một lò phản ứng sử dụng thorium ở Ấn Độ, và về một chương trình thử nghiệm ở Na Uy.

 

Các thí nghiệm Na Uy được thực hiện trong một hầm ngầm tại cơ sở thử nghiệm hạt nhân của OECD ở Halden. Hầm ngầm này được đặt sâu trong lòng một quả núi nhằm giúp bảo vệ thị trấn gần đó nếu xảy ra tai nạn.

 

Bên trong một hầm lò có chứa nhiều thorium.

 

Các thử nghiệm chất thorium được thực hiện bởi một công ty tư nhân có tên là Thor Energy (chất thorium được phát hiện ở Na Uy vào năm 1828 và được đặt theo tên của vị thần sấm sét trong truyền thuyết Bắc Âu). Công ty này đang hy vọng sẽ nhận được giấy phép sử dụng thorium cùng với uranium trong các lò phản ứng làm mát bằng nước hiện nay.

 

Chính phủ Anh cho rằng nếu có thể sử dụng những dạng nhiên liệu mới cho các lò phản ứng hạt nhân sẽ là rất hữu ích bởi chất thorium được cho là có trữ lượng nhiều gấp ba lần so với uranium. Chất này hiện cũng đang được chế tạo như một phụ phẩm trong quá trình khai thác đất hiếm. Các nhân viên của NNL đã tư vấn cho Thor Energy sử dụng hỗn hợp nhiên liệu ô-xít (MOX). NNL cũng đang giúp đỡ nhà chức trách Ấn Độ phát triển một lò phản ứng sử dụng thorium. Ấn Độ hiện là nước có trữ lượng thorium lớn nhất thế giới.

 

Còn Trung Quốc cũng đang áp dụng một phương pháp mang tính cách mạng với việc phát minh ra một lò phản ứng thế hệ mới. Các nhà khoa học của nước này tuyên bố rằng loại lò phản ứng này sẽ cho phép họ sử dụng nhiên liệu thorium với độ an toàn cao hơn nhiều so với nhiên liệu uranium truyền thống.

 

Khi một lò phản ứng uranium bị nóng quá mức và các thanh nhiên liệu không thể kiềm chế phản ứng dây chuyền, giống như đã từng xảy ra ở Fukushima, thảm họa sẽ xảy ra. Nếu có điều gì đó xảy ra với một lò phản ứng sử dụng thorium, các kỹ thuật viên đơn giản chỉ cần tắt sự kích thích từ nguồn uranium hay plutonium trong một nhà máy cung cấp nhiên liệu nhỏ và phản ứng thorium sẽ tự chấm dứt.

 

Các thử nghiệm hạt nhân tại Halden được thực hiện dưới lòng đất.

 

Một nhà khoa học từ Hội đồng nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN), GS Carlo Rubbia cho biết: “Thorium có thể tự chấm dứt phản ứng mà không cần có sự can thiệp của con người. Bạn chỉ cần tắt sự bức xạ. Nó cũng không tạo ra những chất thải hạt nhân tồn tại lâu dài. Chúng tôi ước tính rằng chỉ sau khoảng 400 - 500 năm thì toàn bộ tính phóng xạ sẽ tiêu tan hết”.

 

Tuy nhiên, chất thorium cũng có rất nhiều vấn đề về kỹ thuật cần phải vượt qua. Hơn nữa, không biết bao nhiêu tỷ USD đã được đầu tư vào việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ dựa trên chất uranium. Và theo lời ông Blix thì uranium cũng được đang nhận được sự ủng hộ và hỗ trợ từ rất nhiều nhóm lợi ích lớn.

 

Mặc dù vậy, nhiều câu hỏi đã được đặt ra về sự hợp lý của việc gắn tham vọng năng lượng của thế giới vào một giấc mơ hạt nhân khác. Các nhà môi trường học thường khẳng định rằng nếu nguồn điện tái tạo được đầu tư, dù chỉ bằng một phần ngân quỹ nghiên cứu của năng lượng hạt nhân, thì nó đã trở thành một nguồn năng lượng rẻ và phổ biến hơn rất nhiều.

 

TS Nils Bohmer, một nhà vật lý học hạt nhân làm việc cho một tổ chức phi chính phủ về môi trường của Na Uy, Bellona, nói rằng việc phát triển thorium chỉ là một sự lãng phí trước nhu cầu cắt giảm ngay lập tức lượng khí thải để ngăn chặn sự thay đổi khí hậu.

 

Ông khẳng định: “Những lợi ích của thorium chỉ là lý thuyết đơn thuần. Công nghệ này sẽ chỉ được phát triển sau vài thập kỷ trong tương lai. Thay vào đó tôi nghĩ rằng chúng ta nên tập trung vào phát triển công nghệ năng lượng tái tạo, thí dụ như công nghệ điện gió bờ biển, mà tôi nghĩ rằng có một tiềm năng khổng lồ để phát triển”.

 

Nếu chất thorium có thể trở thành một nguồn nhiên liệu hạt nhân được thương mại hóa, chất uranium sẽ được coi như một sự chệch hướng khổng lồ và tốn kém. Một số người ủng hộ thorium tin rằng nó bị bỏ qua trong quá khứ bởi vì các chính phủ muốn sử dụng chất plutonium từ các lò phản ứng truyền thống để chế tạo bom nguyên tử. Họ tin rằng thorium bị từ chối đơn giản chỉ bởi vì nó quá an toàn.