Thứ 3 ngày 16/11, TerraPower, công ty điện hạt nhân do Bill Gates hậu thuẫn có trụ sở tại Mỹ, đã quyết định chọn nhà máy điện chạy bằng than Naughton sắp đóng cửa ở thành phố Kemmerer thuộc bang Wyoming làm địa điểm xây dựng lò phản ứng hạt nhân 345 megawatt (MW). Đây là nơi tiên phong cho nhiều công nghệ chưa được biết đến trên thị trường.
Lò phản ứng hoạt động với mức nhiên liệu đầu vào thấp, hệ thống làm mát natri lỏng. Ngoài ra, còn có hệ thống lưu trữ nhiệt muối nóng chảy cung cấp cho nhà máy sự linh hoạt và khả năng cạnh tranh với năng lượng tái tạo - vốn có khả năng lưu trữ cực tốt.
Mặc dù TerraPower là cái tên gắn liền với dự án, nhưng nhiều bên khác cũng tham gia vào. Mọi người biết đến dự án này phần nhiều là nhờ sự hậu thuẫn của Bill Gates, hiện là chủ tịch hội đồng quản trị công ty. Ông là người lựa chọn phát triển năng lượng hạt nhân như một giải pháp cho cuộc khủng hoảng khí hậu.
Bộ Năng lượng Mỹ đã chọn công ty là nơi thí điểm xây dựng lò phản ứng làm mát bằng natri lỏng sau nhiều thập kỷ, với mức vốn khoảng 180 triệu USD, dự kiến đạt doanh thu hàng tỷ USD trong vài năm tới.
Thiết kế của lò phản ứng là sản phẩm kết hợp với GE Hitachi Nuclear Energy. Dự án đòi hỏi số người lao động gần bằng 80% dân số của Kemmerer, hợp tác xây dựng với công ty Bechtel. Nhà máy được xây dựng với những công nghệ rất mới, bản thiết kế với tên gọi Natrium đã được TerraPower và GE Hitachi công bố trên website công ty.
Hãy điểm qua một số chi tiết nổi bật của bản thiết kế:
Trên toàn cầu, chỉ có khoảng 25 lò phản ứng chính được xây dựng bằng chất làm mát natri. Chỉ một số ít hoạt động, số còn lại phục vụ nghiên cứu khoa học. Nhiều nhà máy ở Mỹ đã phải đóng cửa, năm 1994 là lần vận hành cuối cùng của loại nhà máy này, công bằng mà nói doanh nghiệp hiện tại không có nhiều kinh nghiệm để học tập.
Theo lý thuyết, khi một hạt nhân nguyên tử hấp thụ một neutron, nó chuyển sang trạng thái kích thích với số nguyên tử lượng tăng 1, sau đó chia tách thành hai hoặc nhiều hạt nhân nhẹ hơn, giải phóng ra nhiều năng lượng.
Không giống như thiết kế làm mát bằng nước, làm mát bằng natri không làm chậm các neutron sinh ra từ phản ứng phân hạch, từ đó sinh ra cái tên "lò phản ứng nhanh". Các neutron nhanh có thể chuyển hóa đồng vị không có ích, thu được nhiều năng lượng hơn trong quá trình vận hành.
Trong trường hợp của TerraPower, lõi nhiên liệu của nó làm bằng đồng vị kém hữu ích. Lõi nhiên liệu có nhiệm vụ chuyển đổi nhiên liệu bơm vào thành có ích, thay thế cho lõi đầu tiên đã cạn kiệt. Quá trình có thể lặp lại qua nhiều lớp chuyển đổi, hạn chế thời gian ngừng hoạt động để tiếp nhiên liệu.
Lò phản ứng sẽ có một số tính năng cho phép an toàn thụ động, khi tuần hoàn làm mát không thành công thì nhiệt lượng bên trong cũng không gây nguy hiểm.
Nhìn chung, các đặc điểm trên đều có mặt tốt và mặt chưa tốt. Việc tập hợp chúng trong một thiết kế duy nhất ẩn chứa nhiều rủi ro đồng thời cũng là nhiệm vụ cực kỳ khó để hoàn thành trong thời hạn 7 năm. Nhưng nếu thành công, chúng ta sẽ biết liệu chi phí của các thiết kế hạt nhân tiên tiến có thể duy trì cạnh tranh với chi phí ngày càng giảm của năng lượng tái tạo không.
Nguồn: Arstechnica
Mặc dù TerraPower là cái tên gắn liền với dự án, nhưng nhiều bên khác cũng tham gia vào. Mọi người biết đến dự án này phần nhiều là nhờ sự hậu thuẫn của Bill Gates, hiện là chủ tịch hội đồng quản trị công ty. Ông là người lựa chọn phát triển năng lượng hạt nhân như một giải pháp cho cuộc khủng hoảng khí hậu.
Bộ Năng lượng Mỹ đã chọn công ty là nơi thí điểm xây dựng lò phản ứng làm mát bằng natri lỏng sau nhiều thập kỷ, với mức vốn khoảng 180 triệu USD, dự kiến đạt doanh thu hàng tỷ USD trong vài năm tới.
Thiết kế của lò phản ứng là sản phẩm kết hợp với GE Hitachi Nuclear Energy. Dự án đòi hỏi số người lao động gần bằng 80% dân số của Kemmerer, hợp tác xây dựng với công ty Bechtel. Nhà máy được xây dựng với những công nghệ rất mới, bản thiết kế với tên gọi Natrium đã được TerraPower và GE Hitachi công bố trên website công ty.
Hãy điểm qua một số chi tiết nổi bật của bản thiết kế:
Công nghệ mới
Thay vì sử dụng nước để truyền nhiệt ra khỏi lò phản ứng, nó sẽ dùng natri lỏng. Lợi ích của natri lỏng là nó sẽ không sôi ở bất kỳ nhiệt độ nào, do đó không có phần cứng nào chứa chất làm mát phải chịu áp suất cao. Tuy nhiên, natri lỏng lại dễ dàng phản ứng với không khí và phản ứng bùng nổ với nước. Điều này dấy lên lo ngại về an toàn.Trên toàn cầu, chỉ có khoảng 25 lò phản ứng chính được xây dựng bằng chất làm mát natri. Chỉ một số ít hoạt động, số còn lại phục vụ nghiên cứu khoa học. Nhiều nhà máy ở Mỹ đã phải đóng cửa, năm 1994 là lần vận hành cuối cùng của loại nhà máy này, công bằng mà nói doanh nghiệp hiện tại không có nhiều kinh nghiệm để học tập.
Theo lý thuyết, khi một hạt nhân nguyên tử hấp thụ một neutron, nó chuyển sang trạng thái kích thích với số nguyên tử lượng tăng 1, sau đó chia tách thành hai hoặc nhiều hạt nhân nhẹ hơn, giải phóng ra nhiều năng lượng.
Không giống như thiết kế làm mát bằng nước, làm mát bằng natri không làm chậm các neutron sinh ra từ phản ứng phân hạch, từ đó sinh ra cái tên "lò phản ứng nhanh". Các neutron nhanh có thể chuyển hóa đồng vị không có ích, thu được nhiều năng lượng hơn trong quá trình vận hành.
Trong trường hợp của TerraPower, lõi nhiên liệu của nó làm bằng đồng vị kém hữu ích. Lõi nhiên liệu có nhiệm vụ chuyển đổi nhiên liệu bơm vào thành có ích, thay thế cho lõi đầu tiên đã cạn kiệt. Quá trình có thể lặp lại qua nhiều lớp chuyển đổi, hạn chế thời gian ngừng hoạt động để tiếp nhiên liệu.
Lò phản ứng sẽ có một số tính năng cho phép an toàn thụ động, khi tuần hoàn làm mát không thành công thì nhiệt lượng bên trong cũng không gây nguy hiểm.
Cố gắng duy trì cạnh tranh
TerraPower sẽ không trực tiếp chuyển đổi nhiệt lượng từ lò phản ứng thành điện năng, thay vào đó, nó sẽ lưu trữ dưới dạng muối nóng chảy. Vì vậy, nhà máy có thể dễ dàng tạo ra mức năng lượng lớn hơn con số ban đầu là 345 MW hoặc giảm sản lượng tùy thuộc vào nhu cầu thị trường. Ngoài ra, việc lưu trữ nhiệt cũng tạo điều kiện để Kemmerer hòa nhập tốt hơn với năng lượng tái tạo vốn rất phát triển tại bang Wyoming những năm gần đây.Nhìn chung, các đặc điểm trên đều có mặt tốt và mặt chưa tốt. Việc tập hợp chúng trong một thiết kế duy nhất ẩn chứa nhiều rủi ro đồng thời cũng là nhiệm vụ cực kỳ khó để hoàn thành trong thời hạn 7 năm. Nhưng nếu thành công, chúng ta sẽ biết liệu chi phí của các thiết kế hạt nhân tiên tiến có thể duy trì cạnh tranh với chi phí ngày càng giảm của năng lượng tái tạo không.
Nguồn: Arstechnica
