Trung Quốc sẽ xây dựng nhà máy điện hạt nhân muối nóng chảy đầu tiên trên thế giới

Lò phản ứng muối nóng chảy không cần nước làm mát, sử dụng thorium thay vì uranium và không gây hại cho môi trường xung quanh.

Theo SCMP, Trung Quốc dự kiến bắt đầu xây dựng nhà máy điện hạt nhân muối nóng chảy sử dụng thorium đầu tiên tại sa mạc Gobi, tây bắc nước này vào năm tới. Lò phản ứng này dùng muối lỏng và carbon dioxide để truyền nhiệt và tạo điện, không cần nước làm mát.

Việc sử dụng thorium làm nhiên liệu chính giảm bớt lo ngại về sự thiếu hụt uranium, vì thorium có nguồn cung phong phú hơn nhiều so với uranium.

Một số nhà khoa học ước tính rằng Trung Quốc có đủ thorium để đáp ứng nhu cầu năng lượng trong 20.000 năm tới.

Lò phản ứng dự kiến hoàn tất và hoạt động vào năm 2029, với khả năng tạo ra nhiệt lên tới 60 megawatt.

Một phần năng lượng nhiệt sẽ được sử dụng để vận hành một đơn vị phát điện 10MW, phần còn lại sẽ được dùng để sản xuất hydro qua quá trình phân tách nước ở nhiệt độ cao.

Nhà máy điện sử dụng lò phản ứng muối nóng chảy dạng mô-đun nhỏ với thorium sẽ được xây dựng và điều hành bởi Viện Vật lý Ứng dụng Thượng Hải thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc.

Theo Viện Nghiên cứu và Thiết kế Kỹ thuật Hạt nhân Thượng Hải, dự án này sẽ 'thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành công nghệ liên quan đến sản xuất vật liệu và thiết bị cao cấp', đặc biệt sẽ giúp Trung Quốc đạt được 'sự độc lập về năng lượng'.

Lò phản ứng thorium duy nhất hiện đang hoạt động trên Trái đất cũng nằm ở sa mạc Gobi, cách thành phố Vũ Uy, tỉnh Cam Túc khoảng 120 km về phía tây bắc.

Lò phản ứng thử nghiệm này chỉ sản xuất được 2MW điện và không tạo ra năng lượng điện chính thức. Tuy nhiên, nó tích hợp nhiều công nghệ tiên tiến, bao gồm hợp kim siêu bền với nhiệt độ cao, bức xạ và ăn mòn hóa học.

Nguyên lý hoạt động

Địa điểm xây dựng lò phản ứng phát điện mới sẽ nằm về phía tây của lò phản ứng thử nghiệm nhỏ, chiếm diện tích không lớn hơn một sân bóng đá.

Muối nóng chảy mang thorium vào lõi lò phản ứng qua các ống dẫn để kích hoạt phản ứng dây chuyền. Khi nhiệt độ tăng cao, muối này chảy ra phía bên kia và truyền nhiệt cho muối nóng chảy không chứa thorium trong một vòng tuần hoàn riêng.

Muối nóng chảy không chứa phóng xạ sau đó được chuyển đến nhà máy điện bên cạnh lò phản ứng để vận hành tua-bin khí chạy bằng carbon dioxide, tạo ra điện.

Dự án này còn bao gồm nhiều cơ sở khác như một trung tâm nghiên cứu và nhà máy xử lý nhiên liệu đã qua sử dụng.

Theo báo cáo, hơn 80% vật liệu và nhiên liệu đã qua sử dụng sẽ được tái chế. Chất thải phóng xạ còn lại sẽ được đông đặc thành thủy tinh và chuyển đến bãi xử lý chất thải hạt nhân quốc gia dưới lòng đất ở sa mạc Gobi.

Hầu hết các lò phản ứng uranium dùng nước làm mát có nguy cơ nổ nếu máy bơm gặp sự cố. Ngược lại, trong lò phản ứng thorium, muối nóng chảy có thể rơi vào thùng chứa bên dưới mà không gây hại cho môi trường.

Theo báo cáo, lò phản ứng mới của Trung Quốc sẽ phục vụ cho nghiên cứu và các nhà khoa học. Đồng thời, Trung Quốc dự định xây dựng một cơ sở điện gió, một nhà máy điện mặt trời, một nhà máy lưu trữ năng lượng từ muối nóng chảy, một nhà máy điện nhiệt và một cơ sở sản xuất hóa chất, cùng lúc với nhà máy điện thorium.

Các nguồn năng lượng khác sẽ được tích hợp vào lưới điện thông minh để cung cấp điện giá rẻ, ít carbon, ổn định và đủ cho nhu cầu sản xuất công nghiệp.

Từ năm 2030, Trung Quốc dự kiến bắt đầu xây dựng các lò phản ứng mô-đun thương mại sử dụng thorium với công suất điện từ 100MW trở lên.

Các nhà đóng tàu Trung Quốc gần đây đã công bố thiết kế đầu tiên trên thế giới của một tàu container khổng lồ sử dụng lò phản ứng muối nóng chảy. Một số chuyên gia vận tải dự đoán điều này có thể khởi đầu cho một cuộc cách mạng trong ngành hậu cần.

Lò phản ứng muối nóng chảy đầu tiên sử dụng thorium được xây dựng và vận hành tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge ở Mỹ vào những năm 1960 và hoạt động trong bốn năm.

Do các hạn chế kỹ thuật vào thời điểm đó, lò phản ứng gặp nhiều vấn đề và phải dành một nửa thời gian hoạt động cho việc bảo trì.

Lò phản ứng này đã bị đóng cửa vĩnh viễn vào tháng 12 năm 1969.