Trung Quốc nắm giữ công nghệ mà Mỹ cũng phải ‘chào thua’: Dùng muối để sản xuất điện vừa rẻ vừa 'sạch', không cần uranium vẫn tạo ra năng lượng hạt nhân

SCMP đưa tin, Trung Quốc có kế hoạch bắt đầu xây dựng nhà máy điện phản ứng muối nóng chảy đầu tiên trên thế giới vào năm tới tại sa mạc Gobi. Lò phản ứng này không cần đến nước để làm mát vì sẽ sử dụng muối nóng chảy và carbon dioxide để truyền nhiệt và tạo ra điện.

Nhà máy này sẽ sử dụng thorium làm nhiên liệu chính. Do đó, mối lo ngại về rủi ro thiếu uranium - nhiên liệu thường được dùng trong các lò phản ứng hạt nhân, đã giảm bớt vì Trung Quốc có nhiều thorium hơn là uranium. Theo ước tính của một số nhà khoa học, Trung Quốc có đủ trữ lượng thorium để đáp ứng nhu cầu năng lượng trong 20.000 năm.

Lò phản ứng này dự kiến sẽ hoàn thành và đi vào hoạt động vào năm 2029, tạo ra nhiệt năng với công suất tối đa là 60 MW. Một phần nhiệt năng sẽ được dùng để điều khiển đơn vị năng lượng điện 10MW và phần còn lại sẽ tạo ra hydro bằng cách tách các phân tử nước ở nhiệt độ cao. 

Nhà máy này được Viện Vật lý Ứng dụng Thượng Hải và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc xây dựng và vận hành. 2 cơ quan này đã tiết lộ kế hoạch xây dựng trong một báo cáo rằng, dự án này sẽ thúc đẩy sự phát triển của một loạt công nghệ liên quan đến sản xuất vật liệu và thiết bị cao cấp. Dự án sẽ giúp Trung Quốc đạt mục tiêu “độc lập về năng lượng”. 

Lò phản ứng thorium đầu tiên của thế giới sẽ nằm ở sa mạc Gobi, cách thành phố Vũ Uy, tỉnh Cam Túc khoảng 120 km về phía tây bắc. Lò phản ứng thử nghiệm quy mô nhỏ hiện mới sản xuất được 2 MW nhiệt điện và chưa tạo ra điện. Tuy nhiên, quá trình phát triển sẽ sử dụng một số công nghệ mang tính cách mạng, bao gồm các siêu hợp kim chịu nhiệt, bức xạ và độ ăn mòn hoá học cao. 

Lò phản ứng muối nóng chảy sử dụng thorium sẽ là một ứng dụng tiềm năng do cấu trúc nhỏ và an toàn, như cung cấp năng lượng cho tàu hải quân, tàu ngầm và thậm chí là cả máy bay. Địa điểm của lò phản ứng mới lớn hơn sẽ nằm ở phía tây của dự án thử nghiệm, có kích cỡ nhỏ hơn một sân bóng đá. 

SCMP giải thích, muối nóng chảy đưa thorium đi vào lõi lò phản ứng qua các đường ống để thực hiện phản ứng dây chuyền. Sau khi nhiệt độ tăng lên, chất này chảy ra phía bên kia và truyền nhiệt cho muối nóng chảy không có thorium đang chảy theo một vòng riêng. Muối nóng chảy không có phóng xạ sau đó sẽ chảy sang nhà máy điện bên cạnh lò phản ứng để vận hành tuabin khí làm từ carbon, sau đó tạo ra điện. 

Theo báo cáo, hơn 80% nhiên liệu đã qua sử dụng sẽ được tái chế và chất thải phóng xạ còn lại sẽ được đông cứng thành thuỷ tinh và vận chuyển đến khu xử lý chất thải hạt nhân nằm sâu dưới lòng đất ở sa mạc Gobi. 

Hiện nay, hầu hết các lò phản ứng uranium đều sử dụng nước để làm mát, có nguy cơ nổ nếu máy bơm gặp trục trặc. Tuy nhiên, ở lò phản ứng thorium, muối nóng chảy có thể rơi xuống thùng chứa bên dưới lò phản ứng mà không gây nguy hiểm cho môi trường xung quanh. 

Báo cáo cho biết, lò phản ứng mới sẽ được sử dụng cho mục đích nghiên cứu của các nhà khoa học. Tuy nhiên, trạm năng lượng gió, nhà máy điện mặt trời, nhà máy lưu trữ năng lượng từ muối nóng chảy, nhà máy nhiệt điện và cơ sở sản xuất hoá chất cũng được xây dựng cùng lúc với nhà máy điện thorium. 

Theo đó, các loại năng lượng khác nhau sẽ được tích hợp vào lưới điện thông minh, nhằm cung cấp điện giá rẻ, ít carbon, ổn định và đủ để phục vụ nhu cầu sản xuất nông nghiệp. Sau đó, bắt đầu từ năm 2030, Trung Quốc sẽ bắt đầu xây dựng các lò phản ứng module thương mại sử dụng thorium với công suất phát điện từ 100 MW trở lên. 

Các công ty đóng tàu Trung Quốc gần đây cũng đã cho ra mắt thiết kế tàu container khổng lồ chạy bằng lò phản ứng muối nóng chảy đầu tiên trên thế giới. 

Lò phản ứng muối nóng chảy sử dụng thorium đầu tiên trên thế giới được xây dựng và vận hành tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge ở Mỹ vào những năm 1960 trong 4 năm. Do hạn chế về mặt kỹ thuật vào thời điểm đó, lò phản ứng gặp nhiều vấn đề khiến một nửa thời gian vận hành phải dừng lại để bảo trì và đóng cửa vĩnh viễn vào tháng 12/1969.

Trong những năm gần đây, TerraPower, do Bill Gates thành lập, đã hợp tác với Phòng thí nghiệm Oak Ridge để khởi động lại dự án và thúc đẩy phát triển các công nghệ năng lượng hạt nhân bền vững.

Một số nước giàu thorium, trong đó có Malaysia và Indonesia, cũng đã bắt đầu các dự án nghiên cứu hạt nhân. Nhưng một số nhà khoa học vẫn còn nghi ngờ về tính khả thi của công nghệ này.

Tham khảo SCMP