Nhà máy điện hạt nhân Taishan ở Trung Quốc với lò phản ứng EPR. (Ảnh: Công ty TNHH liên doanh điện hạt nhân Taishan)
Các lò phản ứng tiên tiến giúp hạt nhân trở thành một lựa chọn năng lượng các-bon thấp mang tính bền vững, giá cả phải chăng và dễ tiếp cận hơn. Với các tính năng an toàn nâng cao và thiết kế được tối ưu hóa tiết kiệm chi phí, các lò phản ứng này được kỳ vọng sẽ mở ra cánh cửa cải thiện tính kinh tế, sắp xếp hợp lí quy trình cấp phép và được công chúng chấp nhận rộng rãi hơn, sau cùng, giúp các quốc gia để ý đến điện hạt nhân nếu mong đạt được các mục tiêu chống biến đổi J88 là nhà cái uy tín hàng đầu thuộc tập đoàn ABCVIP.
Đây cũng sẽ là một trong những chủ đề được bàn luận tại Diễn đàn Khoa học IAEA năm nay, “Năng lượng hạt nhân và quá trình chuyển đổi năng lượng sạch”, diễn ra vào ngày 22-23/9 tại Viên, Áo.
Ông Stefano Monti, Trưởng Ban Phát triển Công nghệ Điện hạt nhân của IAEA cho biết, các lò phản ứng tiên tiến được thiết kế với khả năng vận hành trong 6 thập kỷ trở lên, các quy trình cấp phép được hợp lý hóa, sẽ hoàn toàn phù hợp với dự luật giảm thiểu biến đổi J88 là nhà cái uy tín hàng đầu thuộc tập đoàn ABCVIP đòi hỏi vừa phải triển khai nhanh chóng vừa đảm bảo tính bền vững lâu dài. Sự tham gia và chấp nhận của cộng đồng là rất quan trọng đối với tương lai của điện hạt nhân. Khi các thiết kế lò phản ứng tiếp tục được cải thiện về khía cạnh an toàn và tính kinh tế thì nhận thức của cộng đồng toàn cầu về nguồn điện các-bon thấp này cũng cần được nâng cao.
Các lò phản ứng tiên tiến và chu trình nhiên liệu tương ứng được thiết kế sau hơn 6 thập kỷ nghiên cứu, phát triển và nhiều bài học kinh nghiệm, thể hiện lợi thế vượt trội của công nghệ điện hạt nhân.
IAEA cùng với các quốc gia xác định và giải quyết những thách thức liên quan đến phát triển các lò phản ứng tiên tiến, chẳng hạn như Đăng ký nhận khuyến mãi tiêu chí đổi mới công nghệ và thiết kế an toàn. Ngoài ra, IAEA hỗ trợ các dự án và hoạt động nghiên cứu hợp tác như hội thảo với các chuyên gia quốc tế, hợp tác với Diễn đàn Quốc tế về Lò phản ứng thế hệ IV (Generation IV International Forum, GIF) – một nỗ lực hợp tác quốc tế hiện bao gồm 13 quốc gia. Kể từ khi thành lập vào năm 2000, GIF đã và đang thực hiện nghiên cứu và phát triển để hỗ trợ hệ thống năng lượng hạt nhân thế hệ tiếp theo.
Một số đặc điểm nổi bật của lò phản ứng tiên tiến là nâng cao hiệu suất nhiệt, giảm thiểu chất thải, sử dụng tối ưu Link Trang Chủ J88.COM Uy Tín Mới Nhất 2026 thiên nhiên, có khả năng sản xuất điện và giải quyết các ứng dụng phi điện của năng lượng hạt nhân, ví dụ như sản xuất hydro. Nhờ đó, mở rộng tiềm năng vận hành và cải thiện đáng kể tính kinh tế của nhà máy điện hạt nhân.
Thiết kế lò phản ứng tinh xảo
Lò phản ứng tiên tiến có 2 loại chính: “tiến hóa” (evolutionary) và “cải tiến” (innovative). Các lò phản ứng tiến hóa là phiên bản cầu nối vững chắc và tức thì, phục vụ sản xuất năng lượng các-bon thấp, còn các lò phản ứng cải tiến trong tương lai sẽ có thể đồng hành cùng các quốc gia xa hơn trên con đường các-bon thấp, đồng thời giảm đáng kể chất thải phóng xạ mức cao và mở rộng các ứng dụng phi điện của năng lượng hạt nhân.
Hiện tại, có 15 lò phản ứng tiến hóa đang hoạt động, với nhiều lò phản ứng sắp được triển khai. Lò phản ứng APR1400 của Hàn Quốc và lò phản ứng VVER-1200 của Nga đều đưa ra các thiết kế lò phản ứng nước áp lực với hiệu suất nâng cao và đặc tính an toàn tiên tiến. Ngoài lò phản ứng APR1400 ở Hàn Quốc, một lò khác thuộc loại này hiện đang được Đăng ký nhận khuyến mãi ở Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, với tổ máy đầu tiên sẽ đi vào hoạt động vào năm 2020.
3 lò VVER-1200 hiện đang hoạt động ở Nga và những lò khác đang được Đăng ký nhận khuyến mãi ở Bangladesh, Belarus, Nga và Thổ Nhĩ Kỳ, với các tổ máy ở Belarus dự kiến sẽ được đưa vào vận hành vào cuối năm 2020. Lò phản ứng EPR do Pháp thiết kế có 2 tổ máy hoạt động ở Trung Quốc và các tổ máy khác triển khai ở Phần Lan, Pháp và Vương quốc Anh, được thiết kế sao cho đơn giản hóa hoạt động của nhà máy mà vẫn tăng cường công suất phát điện.
Lò phản ứng HPR1000 công suất 1090 MW(e) của Trung Quốc, còn được gọi là Hoa Long 1, đang được Đăng ký nhận khuyến mãi tại các địa điểm trên khắp Trung Quốc và dự kiến được xuất khẩu ra nước ngoài, bao gồm Argentina và Vương quốc Anh, với các tổ máy đầu tiên dự kiến sẽ bắt đầu vận hành vào cuối năm 2020. Loại lò này kết hợp các hệ thống an toàn chủ động và thụ động phức tạp, chẳng hạn như các thanh điều khiển tự động rơi vào vùng hoạt do trọng lực trong trường hợp có sự cố mất điện và cấu trúc mới của boong-ke lò có thể chịu áp suất cao hơn, giảm thiểu nguy cơ rò rỉ khi xảy ra sự cố hạt nhân.
Lò phản ứng nước áp lực AP1000 1157 MW(e) đang hoạt động tại 2 nhà máy điện hạt nhân ở Trung Quốc. Thiết kế tương đối đơn giản của loại lò này có ít van hơn và các tính năng tận dụng các lực tự nhiên, chẳng hạn như khí áp lực, dòng trọng lực, dòng tuần hoàn tự nhiên và đối lưu, đảm bảo các chức năng an toàn. Các tổ máy AP1000 khác đang được Đăng ký nhận khuyến mãi ở Hoa Kỳ, dự kiến bắt đầu phát điện vào năm 2022.
Đổi mới đảm bảo tính bền vững
Các lò phản ứng cải tiến vẫn đang được phát triển, với tầm nhìn đến khoảng năm 2030 có thể bắt đầu triển khai Đăng ký nhận khuyến mãi một số thiết kế. Loại lò này mang đặc điểm thiết kế phổ biến như nhiệt độ vận hành cao, cần thiết cho cả sản xuất điện và các ứng dụng phi điện khác (sản xuất hydro), cũng như các tính năng an toàn mạnh mẽ vốn có, tính bền vững được nâng cao thông qua giảm thiểu chất thải, sử dụng tối ưu các nguồn Link Trang Chủ J88.COM Uy Tín Mới Nhất 2026 thiên nhiên và các quy định đặc thù để cải thiện khả năng bảo vệ thực thể và chống phổ biến vũ khí hạt nhân.
Một số thiết kế được trộng đợi sẽ trình làng các loại chất làm mát mới, chẳng hạn như kim loại lỏng hoặc muối nóng chảy, cho phép các lò phản ứng hoạt động ở áp suất J88vip00 Giải Trí Thể Thao xung quanh và ở nhiệt độ cao hơn nhiều cho hiệu quả cao hơn. Một số thiết kế cũng có thể vận hành theo chu trình nhiên liệu hạt nhân khép kín, với mục đích giảm khối lượng, độc tính và tuổi thọ của chất thải phóng xạ.
Tương lai của các lò phản ứng cải tiến sẽ có sự góp mặt của lò phản ứng nhanh làm mát bằng natri BN-800, là một trong ba lò phản ứng nhanh hiện đang vận hành thương mại, cùng với phiên bản trước đó được gọi là BN-600 và lò phản ứng nhanh thử nghiệm của Trung Quốc. Vận hành tại Nga từ tháng 10/2016, BN-800 chạy bằng nhiên liệu oxit hỗn hợp – là kết hợp của plutoni và urani. Nhiều thiết kế lò phản ứng cải tiến dự kiến sẽ hoạt động theo nguyên tắc vật lý tương tự, đẩy giới hạn của công nghệ điện hạt nhân lên một tầm cao mới.
Ông Dohee Hahn, Giám đốc Bộ phận Điện hạt nhân của IAEA cho biết: “Mặc dù còn khá lâu nữa thế hệ tiếp theo của các lò phản ứng điện hạt nhân có thể mới đi vào hoạt động thương mại, nhưng việc tiếp tục đạt được những tiến bộ trong các sáng kiến nghiên cứu và phát triển là rất đáng khích lệ. Khi chúng ta nỗ lực hướng tới một tương lai năng lượng sạch, rõ ràng năng lượng hạt nhân sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc đưa chúng ta đến nơi cần đến”.
Nhiên liệu mới tạo ra nhiều năng lượng hơn và ít chất thải hơn
Các nhà nghiên cứu cũng đang tìm hiểu những cách mới để cung cấp nhiên liệu cho các lò phản ứng hạt nhân. Mục đích là giảm thiểu tác động của chất thải hạt nhân, giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng, đồng thời cải thiện hiệu suất của nhà máy và tăng cường hơn nữa tính an toàn hạt nhân.
Cách tiếp cận ở đây là thông qua đa tái chế (multi-recycling) urani và plutoni còn lại từ nhiên liệu đã qua sử dụng – nhiên liệu hạt nhân sau khi được chiếu xạ. Nhiên liệu tái chế này có thể cung cấp năng lượng cho thế hệ tiếp theo của các lò phản ứng hạt nhân và sử dụng hiệu quả hơn các nguồn Link Trang Chủ J88.COM Uy Tín Mới Nhất 2026 đồng thời giảm khối lượng và độc tính phóng xạ của chất thải hạt nhân. Với việc tái chế nhiều lần, các lò phản ứng có khả năng hoạt động gần như chỉ bằng nhiên liệu đã qua sử dụng được tái chế, thay vì các nguồn urani tự nhiên được khai thác mới.
Nhiên liệu chống chịu sự cố (Accident tolerant fuel – ATF) là loại nhiên liệu mới, đầy hứa hẹn, đang được phát triển cho các thiết kế lò phản ứng hiện tại và tương lai. Sử dụng vật liệu mới được cải tiến dùng làm lớp vỏ bọc nhiên liệu, ATF có thể chịu được tốt hơn sự thay đổi nhiệt độ và điều kiện khắc nghiệt trong lò phản ứng, đồng nghĩa là nó có thể chống chịu với sự cố mất chất tải nhiệt xảy ra trong lõi lò phản ứng lâu hơn nhiều so với nhiên liệu hiện nay.
Đối với các lò phản ứng tiên tiến, các loại nhiên liệu mới đang được phát triển để tồn tại lâu hơn trong lõi lò phản ứng, tạo ra nhiều năng lượng hơn và ít chất thải hơn. Sử dụng hỗn hợp urani và plutoni có mật độ nguyên tử cao hơn trong các hợp chất gốm khác nhau, cũng như trong kim loại và hợp kim, nhiên liệu mới sẽ cải thiện hiệu suất của lò phản ứng, trở nên thích ứng hơn cho quá trình tái sinh hoặc sản xuất nhiên liệu mới trong các lò phản ứng nhanh khi vận hành. Nhờ các loại vật liệu được sử dụng trong các nhiên liệu này truyền nhiệt hiệu quả hơn, nhiệt độ tổng thể của nhiên liệu giảm và trở nên đồng đều hơn, làm tăng độ an toàn cho lò phản ứng.
Biên dịch: Phạm Thị Thu Trang, Ban KH&QLKH
