Lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ tư hứa hẹn việc thúc đẩy sử dụng năng lượng hạt nhân an toàn, bền vững trên toàn cầu.

Ngày 6/12, Tập đoàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC) cho biết nhà máy điện hạt nhân Sudaowan, đồng thời là lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ 4 đầu tiên trên thế giới, đã chính thức đi vào hoạt động.

Cũng theo tập đoàn này, lò phản ứng làm mát bằng khí ở nhiệt độ cao (HTGR) tại nhà máy Sudaowan đã đi vào hoạt động sau cuộc thử nghiệm kéo dài khoảng một tuần.

Lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ tư ra đời nhằm kế thừa công nghệ hiện tại, thường được làm mát bằng nước, vốn đang phổ biến trên khắp thế giới.

Lò phản ứng tại nhà máy Shidaowan tại tỉnh Sơn Đông, Trung Quốc là một phần trong nỗ lực của Bắc Kinh nhằm thúc đẩy hoạt động hạt nhân an toàn, bền vững và hiệu quả trên toàn cầu.

Thay vì dùng nước để làm mát hệ thống như các lò phản ứng khác, công nghệ HTGR được làm mát bằng khí heli sẽ mở ra một triển vọng đầy hứa hẹn về việc phát triển thêm nhiều nhà máy điện hạt nhân với độ an toàn cao.

Zhang Zuoyi, trưởng khoa Công nghệ hạt nhân và năng lượng mới tại Đại học Thanh Hoa, đồng thời là nhà thiết kế chính của dự án lò phản ứng Shidaowan, cho biết: “Các lò phản ứng nhiệt độ cao có thể tạo ra nhiệt, điện và hydro, đồng thời giúp Trung Quốc và thế giới hiện thực hóa mục tiêu trung hòa carbon".

Hiện CNNC, đại học Thanh Hoa và Tập đoàn China Huaneng là những nhà phát triển và vận hành chung của nhà máy.

Theo CNNC, dự án nhà máy điện hạt nhân Sudaowan được xây dựng vào năm 2012, gồm hai lò phản ứng nhiệt công suất 250 megawatt và một máy tạo hơi nước có công suất 200 megawatt. Tập đoàn này cũng tiết lộ rằng 93,4% nguyên liệu được sử dụng trong lò HTGR tại Shidaowan có nguồn gốc từ nước.

Đại học Thanh Hoa cho biết ưu điểm vượt trội của lò phản ứng này là tính an toàn, do lõi của HTGR sẽ không tan chảy trong trường hợp nó đột ngột ngừng hoạt động hoặc gặp các sự cố khác.

Theo Diễn đàn quốc tế Gen IV (GIF) – gồm 13 quốc gia sử dụng hạt nhân như Mỹ, Trung Quốc, Pháp, Nhật Bản, Nga và Liên minh châu Âu, các lò phản ứng thế hệ thứ 4 hướng đến mục tiêu hạn chế các tác động tiêu cực đối với môi trường, giảm lượng chất thải và nguy cơ tan chảy hạt nhân cũng như mở ra cơ hội phổ biến năng lượng hạt nhân.

Diễn đàn này cho biết các lò phản ứng thế hệ thứ 4 dự kiến sẽ hoạt động ở nhiệt độ cao hơn so với hầu hết các lò phản ứng khác trên trên thế giới hiện nay, giúp chúng có thể tạo ra điện và hydro. GIF cũng xác định 6 loại công nghệ hạt nhân đại diện cho thế hệ thứ 4 và hầu hết các thành viên đều cam kết sẽ sản xuất ít nhất một loại.

Bên cạnh lò phản ứng HTGR tại Shidaowan sử dụng helium làm mát, một số lò phản ứng khác làm mát bằng chì, muối nóng chảy hoặc natri, có khả năng biến chất thải hạt nhân thành nhiên liêu và các lò phản ứng làm mát bằng chất lưu siêu tới hạn – sử dụng trực tiếp nước làm quay tua-bin thay vì phải thông qua hơi nước (đun nóng nước) để phát điện.

Các lò phản ứng tại Shidaowan có thể vừa sản xuất hydro – được ứng dụng nhiều trong công nghiệp và điện để cung cấp cho các lưới điện. Theo Hiệp hội Hạt nhân Thế giới, việc hầu hết hydro được sản xuất trên toàn cầu dựa trên các vật liệu có nguồn gốc carbon sẽ góp phần làm tăng lượng khí thải CO2 trên thế giới. Tuy nhiên, các lò phản ứng nhiệt độ cao có thể sử dụng các quy trình nhiệt hóa để sản xuất hydro không carbon.

Sau Shidaowan, các nhà máy thế hệ thứ tư khác của Trung Quốc có thể sớm đi vào hoạt động. Tại tỉnh Phúc Kiến, dự án thí điểm lò phản ứng nhanh sử dụng natri để làm mát Xiapu, do CNNC quản lý, cũng đang được xây dựng và dự kiện kết nối với lưới điện vào năm 2025.

Không như HTGR, các lò phản ứng này có thể tái chế uranium đã cạn kiệt, cho phép sử dụng nhiên liệu này thêm một lần nữa. Hiện tại, trên thế giới có ba lò phản ứng làm mát bằng natri nhưng chúng thuộc thế hệ thứ ba.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, Mỹ, Nhật Bản và Canada đang nghiên cứu các lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ tư, nhưng chưa nước nào tiến hành triển khai xây dựng.

(Nguồn: Kinhtedothi)