Năng lượng

10/3/2005
1
Năng lượng hạt nhân.

Thực hiện: Trương Thị Trang Đài, Nguyễn Văn Thành, Mai Kiều Lý, Nguyễn Thanh Hùng, Võ Việt Hùng, Chu Văn An, Nguyễn Bá Trọng, Phạm Văn Đồng.
10/3/2005
2
I. Nhà máy năng lượng hạt nhân là gì?
Nhà máy điện hạt nhân là một nhà máy tạo ra điện năng ở quy mô công nghiệp, sử dụng các năng lượng thu từ các phản ứng hạt nhân tức là chuyển tải điện năng thu được từ phản ứng phân hủy hạt nhân thành điện năng.
Trong lò phản ứng phân hủy hạt nhân với nguyên liệu ban đầu là đồng vị 235U và sản phẩm thu được sau phản ứng thướng là các Nơtron và năng lượng nhiệt rất lớn. Nhiệt lượng này theo hệ thống làm mát khép kín (để tránh tia phóng xạ rò rỉ ra ngoài) qua các máy trao đổi nhiệt đun sôi nước, tạo ra hơi nước ở áp suất cao làm quay các turbien hơi nước và do đó quay máy phát điện sinh ra điện năng.
10/3/2005
3
Nhà máy năng lượng hạt nhân Cattenom.
10/3/2005
4
II. Nguyên liệu.
1. Trên thế giới.

Nguyên liệu thường được sử dụng trong các lò phản ứng hát nhân là 235U, 238U hoặc là Plitoni 239 (239P).
Uranium là nguyên tố phóng xạ tự nhiên có nhiều trong quặng. Chúng ta được khai thác, luyện, tinh chế và làm giàu để tạo thành 235U là chất có khả năng phân hạch cho năng lượng tốt nhất và tiếp tục chuyển thành Oxit Urani dưới dạng chất bột màu đen. Chất bột này được ép rồi nung thành những viên dài 1cm, nặng khoảng 7g. Các viên này được xếp lần lượt vào ống kim loại dài khoảng 4m bịt kín 2 đầu để tạo thành các thanh nhiên liệu. Mỗi nhà máy điện hạt nhân cần hơn 40.000 thanh nhiên liệu. Cứ 264 thanh được liên kết thành những bó hình vuông gọi là thanh nhiên liệu. Một lò phản ứng hạt nhân 900MW cần khoảng 157 bó thanh nhiên liệu (chứa khoảng 11 triệu viên).
Urani ở trạng thái tự nhiên bao gồm 3 đồng vị đó là: 238U (chiếm 99,28%), 235U (chiếm 0,71%) và 243U (chiếm 0,006%).


10/3/2005
5
Theo các chuyên gia đánh giá thì trữ lượng Urani trên toàn thế giói khoảng 24,5 triệu tấn và nếu sử dụng hoàn toàn vào sản xuất điện thì nó sẽ tạo ra một năng lượng tương đương với khoảng 440TW năm.
10/3/2005
6
2. Ở Việt Nam.

Urani trong một số mỏ và điểm quặng ở Việt Nam rất lớn, theo dự báo 235 U là 218,167 tấn, trong đó cấp C1 là 113 tấn, cấp P1 là 15.153 tấn.
Các điểm mỏ quặng có trữ lượng lớn là Bắc Nậm 9.800 tấn cấp C2, Nam Nậm Xe 321 tấn cấp C2, Nông Sơn 546 tấn cấp P1…Với trữ lượng này, Việt Nam có thr63 sử dụng nguồn nhiên liệu tại chổ để sản xuật điện hạt nhân.
Loại quặng 250 ppm: 62.800 tấn U3O8.
Loại quặng 500-600 ppm: 18.300 tấn U3O8.
Loại quặng 1000 ppm: 4700 tấn U3O8.


10/3/2005
7
3. Triển vọng.
Hành động chính sách năng lượng 2005 được ủy quyền bảo lãnh cho các khoản vay để xây dựng khoảng 6 lò phản ứng mới và cho phép Bộ Năng lượng xây dựng một số lò phản ứng theo công nghệ Thế hệ IV lò phản ứng nhiệt độ rất cao để sản xuất cả điện năng và thủy điện.
Xu hướng chung trên toàn cầu về công suất năng lượng sẽ giảm trong vòng 2-3 thập kỷ tới vì với khoảng thời gian dài từ háng chục năm để xây dựng xong một nhà máy hạt nhân.
Năm 2008, IAEA dự đoán rằng công suất điện hạt nhân có thể tăng gấp đôi vào năm 2030 mặc dù nó không đủ để tăng tỷ lệ điện hạt nhân trong ngành điện.
10/3/2005
8
III. Chu trình sản xuất điện hạt nhân.
10/3/2005
9
Quá trình bắt đầu từ khai thác. Các mỏ Urani nằm dưới lòng đất được khao thác theo phương thức lộ thiên hoặc các mỏ đãi tại chổ. Trong bất kỳ trường hợp nào, khi quặng được tách chiết, nó thường được chuyển thành dạng ổn định và nén chặt như bánh vàng sau dó được vận chuyển đến nhà máy.
Ở đây, bánh vàng được chuyển thành Urani Hexaflorua. Loại này sau đó lại đem đi làm giàu. Urani sau khi được làm giàu chứa 0,7% 235U tự nhiên, được sử dụng để làm cân nguyên liệu trong lò phản ứng đặc biệt. Các cân nguyên liệu sẽ trải qua khoảng 3 chu trình vận hành (khoảng 6 năm) trong lò phản ứng nhưng chỉ có 3% lượng Urani của có tham gia phản ứng phân hạch, sau đó chúng sẽ được chuyển tới một hố nguyên liệu đã sử dụng.
Sau khoảng 5 năm làm lạnh trong hố, nguyên liệu tiêu thụ nguội đi và giảm tính phóng xạ đến mức có thể xách được và nó được chuyển đến các thùng chứa khô hoặc đem tái xử lý.
10/3/2005
10
IV. Tác nhân của nhà máy điện hạt nhân.
1. Chất thải hạt nhân và vấn đề nhiều người lo lắng.
Chất thải phóng xạ và việc lưu giữ chất thải hạt nhân vẫn còn là một thách thức và vẫn chưa có một giải pháp thích hợp. Vấn đề quan trọng là dòng chất thải từ nhà máy năng lượng hạt nhân là nguyên liệu đã qua sử dụng. Một lò phản ứng công suất lớn tạo ra 3m3 (25-30 tấn) nguyên liệu đã qua sử dụng mỗi năm. Nó gồm Urani không chuyển hóa được cũng như một lượng khá lớn các nguyên tử thuộc nhóm Actini (hầu hết Plutoni và Curi).
ở các quốc gia có năng lượng hạt nhân, chất thải phóng xạ chiếm ít hơn 1% trong tổng lượng chất thải công ngiệp độc hại, là các chất độc hại từ trừ khi chúng phân hủy hoặc được sử lý khi đó thì trở nên ít độc hơn hoặc hoàn toàn không độc. Sự hậu thuẫn và ủng hộ của các cường quốc cũng như các nước trong khu vực là một yếu tố quan trọng đảm bảo an của các công trình này. Thêm vào đó, đội ngũ cán bộ trong nước cũng phải được đào tạo để tiếp nhận công nghệ mới trong thời gian sớm nhất.




10/3/2005
11
2. Những tai nạn từ các nhà máy điện hạt nhân.
Một ngày cuối tháng 4-1986, lò số 4 của nhà máy điện hạt nhân Tchernobyl có công suất 6.000 MW, nằm gần thành phố Pripyat, Ukraina bị một tai nạn khủng khiếp. Tai nạn được xếp ở cấp 7, cấp thang cao nhất theo quy định của INES (International Nuclear Event Scale) với sức nổ rất mạnh, phát tán phóng xạ ra nhiều láng giềng trong đó có ở nước Nga, nước Bắc Âu và sang tận miền Nam của nước Pháp. Liều phóng xạ quá lớn (đến gần 1.600 rems, trong khi liều bức xạ tối đa được chấp nhận cho người dân thường phải ít hơn 50 rems) nên 49.000 dân thành phố Pripyat và 135.000 người trong phạm vi 30 km chung quanh nhà máy phải di tản ngay lập tức. Một tài liệu được công bố gần dây của tổ chức Greenpeace cho biết, trong số 600.000 người lính đến Tchernobyl để quét dọn, làm sạch chất phóng xạ, rất nhiều người đã bị chết và con số chính xác không được công bố một cách rõ ràng.
10/3/2005
12
Nhà máy điện Tchernobol sau tai nạn vào năm 1986.
10/3/2005
13
Một vụ nổ lò phản ứng hạt nhân Fukushima ở Nhật Bản vào 3-2011.
10/3/2005
14
Vụ nổ hạt nhân.
10/3/2005
15
3. Tác hại của chất phóng xạ lên cơ thể con người.
Nhận định quan trọng đầu tiên người bị nhiễm xạ không lây qua người khác điều này giúp chúng ta hoàn toàn yên tâm khi tiếp xúc với người nhiễm phóng xạ. Nếu bị phát tán ra môi trường sẽ có rất nhiều chất gây hại cho cơ thể con người nhưng hai chất gây nguy hiểm nhất là 131I và Cesium 137. 131I với nồng độ cao khi đi vào cơ thể sẽ tích tụ trong tuyến giáp trạng (là một tuyến nội tiết quan trọng trong cơ thể, nằm phía trước cổ) lâu ngày sẽ gây ung thư tuyến giáp trạng. 131I có thời gian bán hủy ngắn (trong vòng một tuần) nên khoảng 20 ngày có thể tan hết trong không gian.
Chất Cesium 137 phát ra các tia Gamma có thời gian bán hủy dài (nhiều chục năm vẫn còn trong môi trường) và tác dụng đến nhiều cơ quan chức năng trong cơ thể như gây ung thư máu (hay còn gọi là bệnh bạch cầu) và ung thư xương, làm cho cấu tạo của DNA bị hư hại hoặc bị phá hủy, từ đó gây đột biến DNA. Dạng đột biến này rất có tác hại đối với cơ thể trẻ em. Người mẹ đang mang thai bị đột biến DNA khi sinh con dễ bị dị dạng, quái thai, chậm phát triển trí nhớ… Đặc biệt nguy hiểm là đột biến DNA mang tính chất di truyền và gây hậu quả lâu dài cho thế hệ tương lai.
10/3/2005
16
V. Ưu và nhược điểm của nhà máy điện hạt nhân.
Năng lượng hạt nhân là một giải pháp kinh tế, an toàn và là nguồn năng lượng sạch đảm bảo sự phát triển bền vững trong việc thoả mãn nhu cầu điện năng tăng mạnh trên toàn cầu.
Năng lượng hạt nhân là một công nghệ sạch, có khả năng mở rộng trên quy mô lớn để cung cấp nguồn điện ổn định và liên tục. Tài nguyên Urani còn phong phú và triển vọng cung cấp nhiên liệu với giá ổn định và sáng sủa.
Lò phản ứng hạt nhân thực sự không phát thảt khí hiệu ứng nhà kính, sử dụn chúng để phát triển điện có thể giúp kiềm chế được mối nguy hiểm nóng lên toàn cầu và thay đổi khí hậu. Bất kỳ một chiến lược nào thực sự muốn ngăn chặn mối đe doạ chưa từng có này đều cần đến năng lượng hạt nhân.
Năng lượng hạt nhân ban đầu hầu như không thải bất kỳ khí gây hiệu ứng nhà kính nào.
10/3/2005
17
Chất thải phóng xạ không phải là một điểm mà là một đặc thù của năng lượng hạt nhân. So với lượng thải khổng lồ của năng lượng hoá thạch vào khí quyển, lượng chất thải hạt nhân nhỏ được quản lý tốt có thể cất giữ mà không gây hại cho con người mà môi trường.
Điện hạt nhân có thành tích an toàn, xuất sắc hơn hẳn so với các công nghiệp năng lượng khác trong quảng kinh nghiệm vận hành trên 11.000 lò/năm.
Tai nạn chernobyl năm 1986 tại Ukraine, tai nạn duy nhất gây chết người đã bôi nhọ hình ảnh năng lượng hạt nhân, loại lò này thiếu hẳn cấu trúc tường ngăn có tác dụng chặn chất phóng xạ không cho rò rỉ thoát ra ngoài trong trường hợp khẩn cấp và chắc chắn ngày nay nó sẽ không bao giờ được cấp giấy phép.
Nhà máy điện hạt nhân là thiết bị công nghiệp vững chắc, an toàn và được bảo vệ tốt nhất trên thế giới.
10/3/2005
18
Phát điện bằng năng lượng hạt nhân không làm tăng nguy cơ phổ biến vũ khí hạt nhân.
Chế độ thanh sát quốc tế mà LHQ được uỷ quyền thi hành và được hổ trợ bởi hoạt động thanh tra đột xuất có thể phát hiện được mọi ý đồ muốn chuyển thiết bị và nhiên liệu hạt nhân dân sự sang mục đích quân sự.
Nhiên liệu hạt nhân chủ yếu là Urani có độ giàu thấp không thể dùng chế tạo vũ khí hạt nhân. Còn Plutoni trong nhiên liệu dã cháy không đủ để làm vũ khí. Nhà máy điện hạt nhân có thể giúp loại trừ đầu đạn hạt nhân quân sự bằng cách đốt vật liệu phân hạch tháo ra từ các đầu đạn trong các lò phản ứng hạt nhân thông thường. Hiện nay, một số nhà máy điện hạt nhân của Hoa Kỳ đang sử dụng nhiên liệu lấy từ các vũ khí hạt nhân bị dỡ bỏ của Nga trong chương trình biến Mêgaton thành Mêgawatt.
Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong bảo vệ môi trường.
10/3/2005
19
VII. Vấn đề xây dựng nhà máy điện hạt nhân ở Việt Nam.
1. Tiềm năng.
Về nhiên liệu hạt nhân: qua nghiên cứu thăm dò, đánh giá trữ lượng tài nguyên Urani và đất hiếm ở Việt Nam có thể thấy tổng trữ lượng Urani trong một số mỏ và điểm quặng ở Việt Nam rất lớn, tính theo 308U. Dự báo với trữ lượng này, Việt Nam có thể sử dụng nguồn nhiên liệu tại chỗ để sản xuất điện hạt nhân.
Về hạ tầng cơ sở: tương đối đầy đủ cũng như nền công nghiệp điện lực đang trên đà phát triển mạnh mẽ, Việt Nam có thể xây dựng và vận hành thành công các nhà máy điện nguyên tử trong tương lai.
Về công nghệ: nền công nghiệp hạt nhân trên thế giới đã gặt hái được nhiều thành tựu to lớn với những bước tiến quan trọng trong việc nghiên cứu và sản xuất ra thế hệ lò phản ứng tiên tiến
10/3/2005
20
Về chính trị: tương đối ổn định.
2. Hạn chế.
Nguồn nhân lực có trình độ và kinh nghiệm còn thiếu.
Cơ sở hạ tầng kỹ thuật và luật pháp còn thấp của chúng ta.
Năng lực tài chính hạn chế.
Sự chấp thuận của công chúng còn chưa có các nghiên cứu đầy đủ, đôi khi vẫn còn những thông tin phản đối của một số dân chúng.
Ý thức chấp hành kỷ cương và văn hoá an toàn của người dân nói chung vẫn còn hạn chế.
3. Địa điểm xây dựng.
Cuối tháng 4-2008 Viện năng lượng đã được Bộ Công Thương và Tập đoàn điện lực Việt Nam tiếp tục giao nhiệm vụ lập Báo cáo đầu tư xây dựng nhà máy điện hạt nhân tại địa điểm Phước Dinh và Vĩnh Hải- Tỉnh Ninh Thuận, mỗi địa điểm dự kiến xây dựng 02 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 1000 MW với tiến độ dự kiến tổ máy đầu tiên sẽ đi vào vận hành năm 2020.