Những lợi ích và sự "khủng khiếp" của điện hạt
nhân là không phải bàn cãi. Quá trình này đem lại cho con người một
lượng năng lượng khổng lồ, sạch và quan trọng hơn, gần như vô tận.
Thời gian gần đây, trên thế
giới đang có nhiều ý kiến trái chiều về việc có nên sử dụng điện hạt
nhân hay không. Bên cạnh những lợi ích (nguồn năng lượng) khổng lồ mang
lại, việc sản xuất loại năng lượng này đem lại những rủi ro và tai nạn
khủng khiếp (mà điển hình là vụ nổ nhà máy điện nguyên tử tại Nhật Bản
cách đây không lâu) là điều làm nhiều nước, trong đó có cả các quốc gia
phát triển như Đức cân nhắc.
Chắc hẳn, chúng ta đã quá quen với danh từ "điện
nguyên tử" nhưng nó là gì, những đặc điểm của việc sản xuất và sử dụng
loại năng lượng này ra sao thì không phải ai cũng biết. Nếu các bạn quan
tâm đến loại năng lượng này, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu thông qua bài
viết sau.
Điện hạt nhân - Nguồn năng lượng của tương lai hay kẻ hủy diệt?
Ngày nay, khi mà các nguồn năng lượng hóa thạch
(như than đá, dầu mỏ...) đang ngày càng cạn kiệt, con người đứng trước
thách thức phải tìm ra những nguồn năng lượng mới để thay thế. Năng
lượng hạt nhân là một trong những ứng viên sáng giá nhất.
Tỷ lệ năng lượng sử dụng trên thế giới.
Đúng như tên gọi, năng lượng hạt nhân được tạo từ
việc chia tách các hạt nhân nguyên tử bằng các lò phản ứng được kiểm
soát bởi con người và máy móc (chi tiết hơn sẽ được giải thích ở phần
sau). Do vậy, năng lượng hạt nhân có thể nói là gần như vô tận nếu như
so sánh với các loại năng lượng hóa thạch hiện nay.
Hiện tại, tính đến thời điểm 1/3/2011, có 443 nhà
máy hạt nhân trên khắp thế giới đặt tại 47 quốc gia khác nhau. Trong năm
2009, năng lượng hạt nhân chiếm khoảng 14% tổng tiêu thụ năng lượng
trên thế giới. Hiện tại, Litva đang là nước phụ thuộc lớn nhất vào năng
lượng hạt nhân khi 76,2% nhu cầu năng lượng của nước này được các lò
phản ứng cung cấp, vị trí thứ hai là Pháp. Tại Mỹ, 104 lò phản ứng hạt
nhân đang cung cấp tới 20% điện năng cho quốc gia này. 3 cường quốc,
Pháp, Nhật Bản và Mỹ chiếm tới hơn 50% tổng sản lượng điện hạt nhân được
sản xuất trên toàn thế giới.
Với những lợi thế khủng khiếp về khả năng tạo năng
lượng/ khối lượng, năng lượng hạt nhân đang ngày càng trở nên được ưa
chuộng. Hiện hầu hết các tàu sân bay mới được sản xuất, các thiết bị
thăm dò, thám hiểm dài ngày đều sử dụng năng lượng hạt nhân. Một lượng
lớn các khí tài quân sự siêu cấp như tàu ngầm... đều sử dụng nguồn năng
lượng này. Chính các động cơ hạt nhân trên các tàu sân bay đã mang lại
khả năng chiến đấu và sức mạnh cho hải quân Mỹ và Nga.
Tuy mang lại những lợi ích lớn và không thể phủ
nhận nhưng điện hạt nhân cũng khiến nhiều người hết sức lo ngại về tính
an toàn của nó. Hàng loạt các nước châu Âu mà gần đây nhất là Đức đã có
rất nhiều ý kiến phản đối việc sử dụng rộng rãi điện hạt nhân. Sự phản
đối ngày càng nghiêm trọng sau thảm họa hạt nhân kinh hoàng tại Nhật Bản
cách đây không lâu. Đức đã quyết định đóng cửa tất cả các nhà máy điện
hạt nhân trước năm 2022 còn Ý, loại năng lượng này đã bị cấm sử dụng.
Vậy, bản chất của điện hạt nhân là gì? Các nhà máy hạt nhân hoạt động ra sao? Nó là anh hùng hay kẻ hủy diệt thế giới? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu những điều này thông qua bài viết sau.
Năng lượng hạt nhân được tạo ra như thế nào?
Về căn bản, như đã nói ở trên, năng lượng hạt nhân
được lấy từ việc chia tách hạt nhân nguyên tử trong lò phản ứng hạt nhân
dưới sự kiểm soát chặt chẽ của con này. Có 3 phương pháp chính để có
thể lấy được loại năng lượng này: phân hạch hạt nhân, tổng hợp hạt nhân
và phân rã phóng xạ. Tuy nhiên, cho đến nay, chỉ có phương pháp phân
hạch hạt nhân là được sử dụng một cách rộng rãi trên toàn thế giới.
Phân hạch hạt nhân còn gọi là phản ứng phân rã
nguyên tử. Trong phân rã nguyên tử, hạt nhân nguyên tử bị chia làm hai
hoặc nhiều hạt nhỏ hơn và một số phần thừa (neutron, photon...). Quá
trình này tỏa ra một lượng năng lượng đáng kể - đây chính là nguồn năng
lượng hạt nhân mà chúng ta đang đề cập đến. Hiện năng phản ứng hạt nhân
được sử dụng rộng rãi nhất là chuyển hóa từ đồng vị Uranium 235 lên
Uranium 236 rồi phân tách thành Kr 92 và Ba 141. Quá trình này tạo ra
một lượng năng lượng vô cùng lớn.
Nói thêm một chút, nhắc đến năng lượng hạt nhân
chắc chắn các bạn sẽ nhớ ngay đến vũ khí hạt nhân hay bom nguyên
tử. Liên tưởng này là rất có lý khi năng lượng trong hai vấn đề được tạo
ra theo một nguyên lý y như nhau.
Trở lại với các lò phản ứng hạt nhân. Thật ra, cách
thức hoạt động của các lò phản ứng hạt nhân không hề phức tạp như các
bạn tưởng. Về căn bản, con người sử dụng năng lượng thu được sau các
phản ứng hạt nhân, đun nóng nước, tạo ra hơi nước nhằm quay các tuốc bin
và tạo ra điện. Quá trình này về căn bản giống hệt nhiệt điện chạy bằng
than đang khá phổ biến ở nước ta, chỉ khác là năng lượng hạt nhân lớn
hơn rất nhiều lần.
Hiện có 3 công nghệ xây dựng và sử dụng lò hạt nhân
khác nhau được sử dụng trên toàn thế giới. Phần lớn các lò hạt nhân
hiện nay đều thuộc thế hệ 3 và có rất ít nhà máy điện hạt nhân vẫn còn
sử dụng công nghệ thế hệ hai. Các lò phản ứng "đời đầu" đã bị ngừng xây
dựng sau thảm họa hạt nhân khủng khiếp ở Chernobyl năm 1986. Mỗi loại lò
phản ứng có nguyên liệu, thành phần thiết bị, chất làm lạnh khác nhau
nhung gần như hoạt động ở cùng một cơ chế.
Về căn bản, khi một hạt nhân tương đối lớn (Urani
235 hoặc Plutoni 239) hấp thụ notron sẽ tạo ra sự phân hạch nguyên tử.
Quá trình phân hạc tách nguyên tử thành 2 hay nhiều hạt nhỏ hơn và
"thải" ra động năng kèm theo tia gamma và notron tự do. Các notron này
lại bị hấp thụ bởi các nguyên tử phân hạch khác và tạo ra nhiều notron
hơn. Quá trình này diễn ra theo cấp số nhân và tạo nguồn năng lượng
khổng lồ. Con người kiểm soát quá trình này bằng các sử dụng các chất
hấp thụ notron và bộ điều hòa để khống chế, kiểm soát lượng notron tham
gia vào phản ứng phân hạch.
Một phần hết sức quan trọng khác của lò hạt nhận là
hệ thống làm mát. Hệ thống này có nhiệm vụ giải phóng nhiệt từ quá
trình phân rã hạt nhân để sử dụng cho các mục đích khác nhau (tạo điện,
lực đẩy...).
Như đã nói ở trên, với mỗi mục đích người ta sử
dụng các loại nguyên liệu và hệ thống khác nhau. Ví dụ, nguyên liệu sử
dụng trong tàu hải quân, tàu ngầm... sẽ sử dụng Uranium được làm giàu ở
mức độ rất cao sẽ làm tăng mật độ năng lượng và tăng hệ số sử dụng của
chúng. Tuy nhiên, nó có giá thành đắt hơn và nguy hiểm hơn các lò phản
ứng hạt nhân thông thường.
Vì sao con người tranh cái về việc dùng hay không dùng điện hạt nhân
Những lợi ích và sự "khủng khiếp" của điện hạt nhân
là không phải bàn cãi. Quá trình này đem lại cho con người một lượng
năng lượng khổng lồ, sạch và quan trọng hơn, gần như vô tận.
Đầu tiên là về yếu tố "khổng lồ". Một nhà máy điện
hạt nhân cỡ lớn như nhà máy điện Fukushima I (vừa bị nổ ở Nhật) có công
suất 4,7 GW trong khi thủy điện lớn nhất của Việt Nam chỉ có công suất
khoảng 2 GW. Hãy nhớ, Fukushima I chỉ là 1 trong 6 nhà máy điện ở khu
vực này của Nhật, diện tích sử dụng của cả 6 nhà máy hạt nhân này vẫn
nhỏ hơn thủy điện Hòa Bình của Việt Nam. Hãy nhớ, công trình thủy điện
lớn nhất thế giới, đập Tam Điệp của Trung Quốc cũng chỉ có công suất
khoảng 18 GW. Hãy nhớ, diện tích của đập này là khoảng 1045 km2, trong
khi Fukushima 1 có diện tích chưa đến 1km2.
Hay một ví dụ dễ hiểu hơn, nếu mặt trời của chúng
ta hiện nay làm bằng than đá loại tốt nhất, nó sẽ chỉ cháy thêm được
khoảng 10 triệu năm trong khi, theo dự đoán của loài người, mặt trời còn
tồn tại khoảng hơn 4 tỷ năm nước trước khi tắt hoàn toàn, nguồn năng
lượng khổng lồ này đến từ phản ứng hợp hạch hydro thành heli.
Thứ hai là yếu tố môi trường, đây là điều khiến
nhiều người tranh cãi trong việc nên hay không nên sử dụng năng lượng
hạt nhân. Quá trình sản xuất điện hạt nhân thải ra một lượng chất thải
phóng xạ bao gồm: Urani không chuyển hóa được, một số nguyên tử thuộc
nhóm Actini (chủ yếu là Plutoni và Curi). Các chất thải này hiện chưa có
cách xử lý triệt để và là nguy cơ lớn cho sự an toàn của con người.
Nguy cơ ô nhiễm môi trường của các nhà máy điện hạt nhân còn đến từ
lượng phóng xạ tỏa ra từ quá trình phân rã hạt nhân, tuy nhiên, con
người đã có thể kiểm soát chúng khá tốt.
Ngoài hai yếu tố trên ra, quá trình sản xuất điện
hạt nhân hầu như không ảnh hưởng xấu đến môi trường, vì vậy, đây được
đánh giá là một loại năng lượng khá sạch, ít nhất là vượt trội so với
việc sử dụng các loại nhiên liệu hóa thạch. Theo tính toán, chi phí xử
lý chất thải của một nhà máy điện hạt nhân là cực kỳ nhỏ so với một nhà
máy nhiệt điện chạy than cùng công suất.
Thứ ba là giá thành. Thực ra, còn rất nhiều tranh
cãi về giá thành của điện hạt nhân. Chi phí xây dựng và bắt đầu một nhà
máy hạt nhân là tương đối lớn: một lò cỡ trung bình như lò sắp được xây
dựng tại Ninh Thuận, Việt Nam là khoảng 2 tỷ USD chưa kể kinh phí đào
tạo nhân lực, chuyển giao công nghệ, quy trình... Tuy nhiên, chi phí
trên mỗi đơn vị năng lượng giảm dần. Nếu tận dụng hết một vòng đời
(khoảng 60 năm) của nhà máy điện nguyên tử, giá thành mỗi kWh điện sẽ
thấp hơn cả thủy điện.
Tại sao phản đối?
Thật ra, việc sử dụng năng lượng hạt nhân bị phản
đối do sự lo ngại của con người về những thảm họa xảy ra khi các lò phản
ứng gặp sự cố. Hai sự cố hạt nhân, 1 xảy ra năm 1986 tại Chernobyl và
vừa qua tại Nhật là hai lời cảnh báo rõ ràng nhất. Tuy tại Nhật, không
diễn ra một thảm họa khủng khiếp như Chernobyl, nhưng nó cũng đã làm
nhiều quốc gia quay lưng với loại năng lượng này.
Một lý do nữa các quốc gia như Đức hay Ý nói không
với năng lượng hạt nhân là do họ muốn phát triển các loại năng lượng
nguồn gốc thiên nhiên như: gió, năng lượng mặt trời...
Kết
Thực tế đã chứng minh, năng lượng hạt nhân là một
điều thần kỳ thực sự mà con người đã có được. Nó đem lại những lợi ích
to lớn về năng lượng đặc biệt cho các quốc gia không có nhiều tài nguyên
để sản xuất năng lượng như Nhật chẳng hạn. Nó đem lại sức mạnh, sự vượt
trội cho hải quân Mỹ, Nga, giúp con người và kỹ thuật vươn xa hơn
nhiều. Tuy nhiên, bên cạnh đó, khả năng hủy diệt của loại năng lượng này
cũng khiến người ta sợ hãi.
Còn bạn, bạn nghĩ sao về năng lượng hạt nhân?
Bài viết có tham khảo tại các nguồn:
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét