Sử dụng chu trình nhiên liệu lai – giải pháp cải thiện độ an toàn của Nhà máy điện hạt nhân

35

Các nhà nghiên cứu trường Đại học Bách khoa Tomsk (Liên Bang Nga) đã tìm ra một giải pháp để tăng khoảng thời gian cần tái nạp nhiên liệu cho nhà máy điện hạt nhân lên tới 75%. Theo nhóm nghiên cứu, điều này sẽ giúp tăng độ an toàn và giảm giá thành khi vận hành Nhà máy điện hạt nhân ở những khu vực địa lý khó tiếp cận.

 

Mới đây, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Nguyên tử Liên bang Nga – Viện Kỹ thuật Vật lý toàn Nga, Đại học Bách khoa Tomsk và Viện Vật lý Hạt nhân Budker đã đề xuất một mô hình lò thorium lai, với khả năng sử dụng plasma nhiệt độ cao, duy trì bằng một bẫy từ để thu thập thêm neutron. Không giống những lò hạt nhân hiện nay, loại lò thorium lai đề xuất có mức năng lượng trung bình, kích cỡ khá nhỏ, độ an toàn cao và rất ít phát sinh chất thải phóng xạ.

 

Một trong những khó khăn thường gặp phải trong định hướng phát triển kinh tế những vùng xa xôi hẻo lánh như vùng Cực Bắc của Nga là phải đảm bảo nguồn cung năng lượng ổn định. Theo những nhà nghiên cứu ở Tomsk, giải pháp duy nhất là sử dụng các nhà máy điện hạt nhân công suất nhỏ (SMR).

 

Tuy nhiên, việc thay đảo nhiên liệu hạt nhân, vốn là một quy trình rất nguy hiểm và mất thời gian chính là vấn đề khó khăn nhất. Chuyên gia Vladimir Nesterov, Phó Giáo sư bộ môn Chu trình Nhiên liệu hạt nhân của trường Đại học Bách khoa Tomsk cho biết: “Việc giảm tần suất thay đảo nhiên liệu sẽ giúp cải tiến đáng kể về an toàn vận hành. Thêm nữa, làm giảm đáng kể kinh phí vận chuyển nhiên liệu mới cho nhà máy điện hạt nhân từ nơi sản xuất”.

 

Các nhà khoa học hiện cũng đang tiến hành nhiều nghiên cứu lý thuyết để xác nhận lại khả năng tạo ra chu trình nhiên liệu thorium. Trữ lượng thorium trên thế giới hiện cao gấp 4 lần trữ lượng urani. Thêm nữa, nhiên liệu thorium có mức độ tái sinh các đồng vị cần thiết cho sản xuất năng lượng cao hơn hẳn so với nhiên liệu uranium.

 

Trong tương lai, các nhà nghiên cứu muốn tiếp tục thử nghiệm trên những phần mềm chuyên dụng, tiến hành thêm nhiều tính toán về vật lý nhiệt của lò phản ứng công suất thấp sử dụng chu trình nhiên liệu thori – urani và ứng dụng các phương pháp tính toán đó vào lĩnh vực đào tạo.

 

Ảnh minh họa nhà máy điện hạt nhân tại Liên Bang Nga

 

An Thái, Thục Phương – Viện Công nghệ xạ hiếm