Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 6: Năng lượng nguyên tử (Phần 2)

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 6: Energy from the Atom – Chương 6: Năng lượng nguyên tử (Phần 2) 

Tai nạn hạt nhân

Trước thảm họa Fukushima năm 2011 tại Nhật Bản, mà sẽ được thảo luận chi tiết trong Chương 9, có những vụ tai nạn khác không ít nghiêm trọng hơn đã xảy ra trong các nhà máy điện hạt nhân. Hình 12 minh họa quá trình cung cấp nhiên liệu cho nhà máy hạt nhân.

Hình 12: Quá trình cung cấp nhiên liệu hạt nhân minh họa các giai đoạn khác nhau từ khai thác mỏ uranium đến chất thải cuối cùng. Nguồn: Wikipedia.

Vào ngày 26 tháng 4 năm 1986, lò phản ứng số 4 của khu liên hợp hạt nhân Chernobyl ở Ukraine, một phần của Liên bang Xô-viết, đã vượt ra ngoài tầm kiểm soát và phát nổ, và trong vòng khoảng 10 ngày sau đó đã giải phóng vào khí quyển 6.7 tấn chất phóng xạ, làm ô nhiễm không chỉ là khu vực rộng lớn gần khu vực xây dựng nhà máy hạt nhân này, mà còn lan xa đến các khu vực Đông Âu, Bắc Âu, và một số khu vực biên giới Tây Âu, mặc dù với mức độ thấp hơn.

Vụ nổ được ước tính rằng đã ảnh hưởng – trực tiếp hoặc gián tiếp đến – khoảng 8.4 triệu người và làm thiệt hại khoảng 784 nghìn hecta đất sản xuất nông nghiệp và 694 nghìn hecta rừng. Cho đến ngày nay, diện tích khoảng 30 km2 xung quanh nhà máy Chernobyl vẫn rất ô nhiễm. Không có kế hoạch thích hợp nào để đảm bảo giữ lại hàng ngàn tấn chất phóng xạ phát ra từ lò phản ứng bị phá hủy. Ngoài ra còn có nguy cơ sụp đổ của thành quách bê tông tạm thời đã được sử dụng để bao phủ các lò phản ứng.

Sau 25 năm, mặc dù nhiều báo cáo khác nhau được chuẩn bị bởi các Tổ chức Quốc tế, vẫn rất khó để kiểm tra tình hình của thảm họa một cách cẩn thận, bởi vì các ảnh hưởng phóng xạ sẽ vẫn được cảm thấy trong một thời gian rất dài. Khoảng 600 nghìn người, bao gồm các nhân viên lò phản ứng, các cư dân, các đội cấp cứu, và nhân viên cứu hộ, đã bị ảnh hưởng bởi phóng xạ phát ra. Số nạn nhân trực tiếp ngay lúc đó là 56, mặc dù các nguồn khác nói về con số 200. Theo ước tính gần đây, con số này cần được thêm vào một số đã không được xác định cụ thể, nhưng rất cao, số người đã chết sớm vì tiếp xúc với mức phóng xạ cao. Khoảng 4000 trẻ em Ukraina bị ảnh hưởng bởi bệnh ung thư tuyến giáp do phóng xạ iốt, 15 trẻ trong số đó đã chết. May mắn thay, những trẻ còn lại đã được chữa khỏi.

Nghiêm trọng, và lúc đầu đã bị đánh giá thấp, là các tổn thương tâm lý cho người dân: 350 000 người đã được sơ tán, 116 000 trong số họ được sơ tán ngay lập tức sau khi vụ việc xảy ra. Chỉ có một số trong đó đã có thể trở về nhà của họ. Nhiều người có vấn đề về cân bằng tinh thần. Họ không còn tin tưởng vào tình trạng về sức khỏe của họ, có vấn đề nghiêm trọng với trầm cảm, thiếu năng lực cho việc tự kiểm soát​​, và thường rơi vào tình cảnh chấp nhận tê liệt thụ động. Nghiện rượu trở nên phổ biến. Ngoài ra còn có các vấn đề nhân khẩu học như những người trẻ có học thức hơn đã rời khỏi khu vực vì lý do kinh tế, khi mà bất kì điều gì đến từ khu vực Chernobyl đều được nhìn với sự nghi ngờ.

Để đảm bảo an toàn đối với phần còn lại của lò phản ứng Chernobyl cho một trăm năm tới đòi hỏi phải xây dựng một cấu trúc vòm khổng lồ (NSF, new safe confinement – nơi giam giữ an toàn mới) cao 110 mét và rộng 270 mét, sẽ được đặt vào vị trí thông qua việc sử dụng một hệ thống đường sắt đồ sộ. Chi phí ước tính của dự án này là 1.5 tỷ Euro, chịu trách nhiệm chủ yếu bởi Liên minh châu Âu. Tổng chi phí của thảm họa này sẽ không bao giờ được đánh giá chính xác. Tuy nhiên, thiệt hại được ước tính là vào khoảng hàng trăm tỷ đô la Mỹ.

Một số tai nạn nghiêm trọng khác đã gần như được bỏ qua trong 50 năm qua. Tai nạn nghiêm trọng nhất trong lịch sử điện hạt nhân tại Hoa Kỳ xảy ra vào năm 1979, khi các lò phản ứng Three Mile Island ở Pennsylvania đạt đến điểm gần như hoàn toàn nóng chảy phần lõi. Ở Pháp, một sự cố với một phần lõi bị nóng chảy xảy ra vào năm 1980 tại nhà máy hạt nhân Saint-Laurent. Tuy thế, một sự kiện rất nghiêm trọng nữa đã xảy ra vào năm 2002 tại nhà máy Davis-Besse ở Ohio. Tai nạn này là kết quả của việc không có quá trình kiểm tra an toàn, sự rò rỉ của nước giàu axit boric đã dần dần ăn mòn vỏ thép không gỉ dày 15 cm của lò phản ứng đến gần thủng. Nếu vấn đề không được phát hiện kịp thời, hậu quả sẽ chắc chắn là thảm họa.

Trận động đất 6.7 độ Richter tấn công trung tâm Nhật Bản vào ngày 16 tháng 7 năm 2007, đã làm 11 người chết và nhiều người bị thương. Sự kiện này gây ảnh hưởng đến nơi xây dựng nhà máy điện hạt nhân lớn nhất thế giới, cụ thể là các lò phản ứng hạt nhân Kashiwazaki-Kariwa nằm chỉ cách 20 dặm từ tâm chấn. Kết quả sau trận động đất, một vụ hỏa hoạn xảy ra với một biến thế đã gây ra một chuỗi các sự hư hỏng liên quan đến một số lượng lớn các thùng chất thải phóng xạ. Điều này đã dẫn đến việc giải phóng một lượng không xác định được của các chất phóng xạ, bao gồm chất lỏng, vào môi trường.

Nhà máy điện hạt nhân, như khu liên hợp hạt nhân Fukushima, được điều hành bởi Công ty Điện lực Tokyo (Tokyo Electric Power Company – Tepco), một người khổng lồ của ngành công nghiệp mà đã luôn ở trọng tâm của các vụ bê bối lặp đi lặp lại về các số liệu sai lệch của sự kiểm soát và sự an toàn của các thiết bị. Các nhà chức trách Nhật Bản đã đóng cửa nhà máy trong 21 tháng và bị buộc phải giới thiệu các tiêu chuẩn an toàn cao hơn so với thiết kế hơn 30 năm trước đây. Tuy nhiên, như bây giờ chúng ta đã nhận ra sau vụ Fukushima, những sự kiện không may đó đã thất bại trong việc dóng lên hồi chuông báo động với đầy đủ tính cấp bách để ngăn chặn những thảm họa hạt nhân trong tương lai.

Một di sản phiền phức

Chúng ta đã thấy rằng các phản ứng phân hạch của 235U trong lò phản ứng hạt nhân xảy ra trong sự hiện diện của một số lượng lớn hơn nhiều của các nguyên tử của đồng vị 238U phong phú hơn trong tự nhiên. Một phần nhỏ uranium tự nhiên này cũng hấp thu neutron và được chuyển đổi thành 239U, mà sau đó nhanh chóng phân rã thành Plutonium-239 (239Pu) .

Plutonium (Pu) thực tế không có trong tự nhiên mà chỉ có thể thu được thông qua các phản ứng hạt nhân. Đó là một chất độc hại đến mức mà khi hít phải chỉ ít hơn một phần triệu của một gram (<10-6 g) là đủ để phát triển bệnh ung thư phổi. Tính phóng xạ của Pu thực tế là đời đời so với thời gian của đời sống con người, đòi hỏi 24 000 năm để làm giảm một nửa nồng độ của nó. Vào ngày 9 tháng 8 năm 1945, một quả bom có chứa 6 kg plutonium đã san bằng thành phố Nagasaki, gây ra 80 000 thương vong ngay lập tức. Hàng ngàn người chết hoặc bị bệnh trong nhiều thập kỷ sau đó do những tác động tàn phá của phóng xạ.

Sản xuất điện hạt nhân thông qua các con đường năng lượng nguyên tử có nghĩa là một nhu cầu cho các nhà máy sản xuất vật liệu – tuyệt hảo, plutonium – phù hợp để xây dựng vũ khí hạt nhân. Tuy nhiên, để chiết xuất vật liệu này từ ​​tất cả khối lượng còn lại của nhiên liệu đã được dùng tối đa bởi kỹ thuật tái chế (reprocessing), đòi hỏi phải có công nghệ rất tiên tiến. Năm 1977, trong một nỗ lực để thiết lập một ví dụ tốt, Tổng thống Mỹ Jimmy Carter sau đó đã cấm tái chế nhiên liệu hạt nhân ở Hoa Kỳ, tuy nhiên, không có quốc gia nào khác làm theo quyết định của Carter. Như mô tả trong Chương 9, các nước có công nghệ để thực hiện tái chế tại thời điểm đó là Pháp và Vương quốc Anh. Tất nhiên, quyết định của Tổng thống đã không ngăn cản Hoa Kỳ tiếp tục xây dựng các đầu đạn nguyên tử bằng các phương tiện khác.

Plutonium có lẽ là chất nguy hiểm nhất mà con người đã từng tạo ra. Ngay từ đầu của thời đại nguyên tử, nhà máy điện hạt nhân đã sản xuất khoảng 1500 tấn plutonium, đó là, 15 triệu tỷ liều thuốc gây ung thư hay là hơn hai triệu liều cho mỗi cư dân của hành tinh Trái đất. Mặc dù số lượng lớn tiền được đầu tư để đảm bảo xử lý di sản độc hại này, không có một giải pháp thực tế nào được tìm thấy và có lẽ là sẽ không bao giờ.

 

Người dịch: Phạm Thu Hường

Biên tập: Đào Thu Hằng & Nguyễn Thu Trang

 

© copyright Zanichelli and Wiley-VCH

Permission granted for translating into Vietnamese and publishing solely on dotchuoinon.com for non-commercial purposes.

Trả lời

Điền thông tin vào ô dưới đây hoặc nhấn vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s