Lò phản ứng thorium đầu tiên

SCMP đưa tin, Cơ quan Quản lý An toàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc đã cấp phép hoạt động cho lò phản ứng thorium đầu tiên, đánh dấu cột mốc quan trọng trong việc theo đuổi công nghệ hạt nhân tiên tiến của đất nước.

Lò phản ứng hạt nhân thorium muối nóng chảy (MSR) công suất 2 megawatt, được đặt tại thành phố Vũ Uy, sa mạc Gobi, tỉnh Cam Túc và được vận hành bởi Viện Vật lí Ứng dụng Thượng Hải thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc.

Giấy phép do Cơ quan Quản lý An toàn Hạt nhân Quốc gia cấp vào ngày 7.6 cho phép Viện Thượng Hải vận hành lò phản ứng trong 10 năm và sẽ bắt đầu bằng các hoạt động thử nghiệm.

Giấy phép quy định rằng Viện Thượng Hải chịu trách nhiệm về sự an toàn của lò phản ứng và phải tuân thủ tất cả các luật, quy định và tiêu chuẩn kĩ thuật có liên quan.

Thorium MSR là công nghệ hạt nhân tiên tiến sử dụng nhiên liệu lỏng, điển hình là muối nóng chảy, vừa là nhiên liệu vừa là chất làm mát. Chúng có một số lợi thế tiềm năng so với các lò phản ứng uranium truyền thống, bao gồm tăng độ an toàn, giảm chất thải và cải thiện hiệu suất nhiên liệu.

Thorium cũng là một nguồn tài nguyên phong phú hơn so với uranium và Trung Quốc có trữ lượng thorium đáng kể.

Theo các chuyên gia trong ngành hạt nhân của Trung Quốc, lò phản ứng thorium là một thành tựu quan trọng đối với ngành năng lượng hạt nhân của Trung Quốc, cho thấy sự tiến bộ của đất nước trong việc phát triển và triển khai các công nghệ hạt nhân tiên tiến, định vị Trung Quốc là một nhà lãnh đạo tiềm năng trong công nghệ lò phản ứng thorium.

Viện Thượng Hải cũng đã khởi động dự án tiếp theo - một cơ sở nghiên cứu lò phản ứng muối nóng chảy thorium module quy mô nhỏ - tại cùng một địa điểm sa mạc để cải tiến công nghệ và giải quyết những thách thức kĩ thuật.

Các lò phản ứng module quy mô nhỏ có một số lợi thế như tính linh hoạt, các tính năng an toàn nâng cao và hiệu quả chi phí.

Việc sử dụng quy mô lớn công nghệ lò phản ứng thorium có thể nâng cao khả năng cạnh tranh toàn cầu của Trung Quốc trong lĩnh vực năng lượng, đồng thời có thể củng cố an ninh năng lượng của Trung Quốc, đưa nước này trở thành quốc gia dẫn đầu về công nghệ hạt nhân tiên tiến và đóng góp vào sự bền vững của môi trường.

Tuy nhiên, một số thách thức về kĩ thuật, quy định và kinh tế sẽ phải vượt qua nếu các lò phản ứng được triển khai thành công trên quy mô lớn, theo các chuyên gia trong ngành.

Những lần thử nghiệm không thành công

Dự án được ra mắt vào năm 2011, nhưng đến năm 2018 mới bắt đầu xây dựng.

Lò phản ứng dự kiến mất 6 năm để xây dựng, nhưng các nhà khoa học và kĩ sư đã hoàn thành công việc chỉ trong khoảng 3 năm do mọi việc diễn ra suôn sẻ hơn dự kiến.

Các cơ quan môi trường phải mất hơn 2 năm để xác nhận rằng cơ sở đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn cao nhất.

Trung Quốc không phải là quốc gia đầu tiên xây dựng lò phản ứng thorium, nhưng chưa nước nào trước đó vượt qua giai đoạn thử nghiệm.

Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge (ORNL) ở Mỹ đã tiến hành thí nghiệm lò phản ứng muối nóng chảy từ năm 1965 đến năm 1969, cho thấy tính khả thi của MSR thorium. Tuy nhiên, Mỹ đã không chuyển sang sử dụng thương mại do nhiều yếu tố, bao gồm kinh phí hạn chế và các ưu tiên thay đổi.

Ấn Độ cũng đã và đang theo đuổi các công nghệ hạt nhân dựa trên thorium, bao gồm cả MSR. Tuy nhiên, dự án đã phải đối mặt với những thách thức liên quan đến khả năng tương thích của vật liệu, tái xử lí nhiên liệu và độ phức tạp của hệ thống tổng thể và chưa tiến tới sử dụng ở quy mô thương mại.

Từ uranium đến thorium

Trung Quốc được cho là có một trong những trữ lượng thorium lớn nhất thế giới, được ước tính là đủ để đáp ứng tổng nhu cầu năng lượng của đất nước trong hơn 20.000 năm.

Nguồn tài nguyên phong phú khiến thorium trở thành một lựa chọn hấp dẫn đối với Trung Quốc. Nếu các lò phản ứng muối nóng chảy thành công và khả thi để triển khai thương mại, chúng có thể giúp mở rộng nguồn cung cấp năng lượng hạt nhân của Trung Quốc cho các thành phố nội địa.

Một trong những lợi thế của MSR thorium là việc sử dụng muối nóng chảy làm nhiên liệu và chất làm mát cho phép truyền nhiệt hiệu quả hơn và có khả năng giảm bớt một lượng lớn nước, đây là lợi thế đáng kể ở những khu vực có nguồn nước hạn chế.

Bằng cách sử dụng MSR thorium, Trung Quốc có khả năng xây dựng các nhà máy điện hạt nhân ở các thành phố xa khu vực ven biển. Điều này có thể giúp đa dạng hóa bức tranh năng lượng của đất nước, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng từ các khu vực nội địa.

Mặc dù Trung Quốc đã đạt được tiến bộ trong việc phát triển và triển khai công nghệ MSR thorium, một số chuyên gia hạt nhân lưu ý rằng không phải tất cả các thách thức công nghệ đã được khắc phục. Phát triển và triển khai các công nghệ hạt nhân mới, bao gồm MSR thorium, có thể tốn kém.

Trung Quốc được cho là có kế hoạch bán các lò phản ứng thorium nhỏ cho các nước khác, như một phần của Sáng kiến ​​Vành đai và Con đường.