Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 9: Fukushima và tương lai của năng lượng nguyên tử (Phần 1)

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 9: Fukushima and the Future of Nuclear Energy – Chương 9: Fukushima và tương lai của năng lượng nguyên tử (Phần 1)

Thực tế có một thói quen phiền toái là thường đặt chúng ta trước những điều bất ngờ mà chúng ta đã không được chuẩn bị trước.

Reality has a disconcerting habit of putting us in front of the unexpected for which, in fact, we were not prepared.
–Hannah Arendt– 

Vào lúc 2 giờ 46 phút chiều ngày 11/3/2011 theo giờ địa phương, một trận động đất có cường độ 9.0 độ Richter với tâm chấn ở biển đã nhắm vào bờ biển phía Đông Bắc Nhật Bản. Cùng với cơn sóng thần theo sau đó, trận động đất đã gây ra hậu quả khốc liệt cho 11 lò phản ứng hạt nhân đặt tại 4 cơ sở hạt nhân khác nhau.  Ảnh hưởng nghiêm trọng nhất diễn ra tại cơ sở hạt nhân Fukushima-1 (Fukushima Daiichi) trong đó có 6 lò phản ứng hạt nhân. Cơ sở hạt nhân do Công ty Điện lực Tokyo (Tokyo Electric Power Company – Tepco) điều hành và quản lý.

Chuyện gì đã xảy ra tại Fukushima Daiichi?

Lò phản ứng 1, 2, và 3 đang hoạt động tại thời điểm trận động đất, trong khi các lò phản ứng 4, 5, và 6 đã được tắt để bảo trì. Lò phản ứng 4 đã được làm rỗng trước đó, tất cả các thanh nhiên liệu của lò này đã được đặt trong bồn làm mát. Sau trận động đất, các lò phản ứng 1, 2, và 3 tự động ngừng hoạt động. Tuy nhiên, lò phản ứng hạt nhân tiếp tục tạo ra nhiệt từ các quá trình phóng xạ tự phát, mặc dù phản ứng dây chuyền đã bị chặn. Vì thế, nhiệm vụ bắt buộc là phải tiếp tục làm mát. Trận động đất cũng gây thiệt hại cho các trụ cột lưới điện, gây mất điện toàn hệ thống (blackout). Ngay sau đó, động cơ diesel được sử dụng khẩn cấp để vận hành máy bơm nước. Sau đó ít hơn một giờ, một cơn sóng thần với những con sóng cao 14 mét, hơn gấp đôi chiều cao của bức tường bảo vệ của nhà máy, ập vào và nhấn chìm hoàn toàn các máy bơm, làm cho các động cơ diesel không sử dụng được.

Một thời gian sau, một phần hoạt động bơm nước làm mát được tiếp tục với năng lượng cung cấp bởi một pin (dự phòng) khẩn cấp. Thật không may, việc làm mát các lò phản ứng đã thất bại, và các lò phản ứng đã bắt đầu trở nên quá nóng.

Sau đó, vì không có khả năng làm mát, nước trong lò phản ứng và trong các bể chứa đã bốc hơi một phần, khiến cho các thanh nhiên liệu bị phơi ra. Nhiệt độ tiếp tục tăng lên đến mức khi nước tiếp xúc với các vật liệu quá nóng (đặc biệt là zirconi dùng để mạ các thanh nhiên liệu) đã trải qua giai đoạn tách nhiệt, tạo ra hydro mà cuối cùng đã phát nổ và phá hủy các phần trên của  những tòa nhà nơi chứa các lò phản ứng 1, 3, và 4 (Hình 24).

Hình 24-Fukushima_I_by_Digital_Globe
Hình 24: Một bức ảnh vệ tinh của bốn lò phản ứng tại nhà máy hạt nhân Fukushima Daiichi hư hỏng do vụ nổ tháng 3 năm 2011. (Hình ảnh từ Digital Globe).

Khi nhiệt độ tăng, các sản phẩm phân hạch bay hơi nhiều hơn, I-131 (131I) và cesium-137 (137Cs) được thải vào khí quyển. Trong nỗ lực để hạn chế sự gia tăng nhiệt độ, các kỹ thuật viên đã đổ nước biển vào các lò phản ứng từ máy bay trực thăng, một biện pháp mà đã chứng minh là hoàn toàn không hiệu quả vì nước bị phân tán bởi gió mạnh. Sau đó, vòi rồng đã được sử dụng để dập tắt các lò phản ứng. Điều này đã chỉ gây ra một dòng chảy mạnh mẽ của các chất phóng xạ được thải ra đại dương.

Như là một kết quả của sự gia tăng nhiệt độ, tất cả các nhiên liệu hạt nhân phân hạch của lò phản ứng 1 – và có lẽ cũng cả các lò phản ứng 2 và 3 – đã bị hóa lỏng cùng với một phần của kết cấu bê tông, tạo ra một dung nham (magma – một hỗn hợp của đá nóng chảy, chất dễ bay hơi, và chất rắn) có tính ăn mòn cao và có tính phóng xạ, đã đạt đến nhiệt độ cao ở mức 2500°C.

Tình trạng thực tế bên trong các lò phản ứng khác nhau sẽ không được tìm ra trong nhiều tháng, nếu không phải là nhiều năm tới. Tại nhà máy hạt nhân Three Mile Island ở Hoa Kỳ, các kỹ thuật viên phải chờ ba năm sau khi vụ tai nạn trước khi họ có thể kiểm tra bên trong lò phản ứng bằng một máy quay phim.

Thảm họa Fukushima, được phân loại ban đầu như là tai nạn ở cấp độ 4 theo thang đo INES (International Nuclear and Radiological Event Scale – Thang đo quốc tế về sự kiện hạt nhân và phóng xạ), sau đó đã được nâng lên mức 7 là mức tối đa, cùng một mức độ như đối với thảm họa Chernobyl.

Cơ quan an toàn hạt nhân Nhật Bản ước tính rằng các chất phóng xạ được thải vào khí quyển trong tháng đầu tiên sau khi vụ tai nạn là xấp xỉ 10% so với lượng phát ra trong tai nạn Chernobyl. Không còn nghi ngờ gì, một lượng đáng kể các chất phóng xạ cũng đã được thải ra sau đó nữa, đặc biệt là vào đại dương và vào đất xung quanh và phía dưới các lò phản ứng. Tepco ước tính thời gian cần thiết để hoàn thành việc làm mát các thanh nhiên liệu còn lại trong các lò phản ứng và trong các bể chứa nước là 6 tháng. Một khi tình hình trở lại dưới sự kiểm soát (và ai mà biết được đó sẽ là khi nào nhìn từ quan điểm về an toàn), chỉ sau đó mới có thể quyết định được sẽ làm gì tiếp theo. Trong mọi trường hợp, vấn đề này chắc chắn sẽ diễn ra trong nhiều thập kỷ tới, như kinh nghiệm Chernobyl đã dạy cho chúng ta.

Những hậu quả đối với dân cư

Việc phát thải các chất phóng xạ từ các lò phản ứng hạt nhân 1, 2, và 3, và từ bể chứa nước của lò phản ứng 4 đã tiếp tục trong nhiều tháng. Sự khuếch tán của các chất thải phóng xạ vào không khí và tác động sau đó trên mặt đất đã ảnh hưởng đặc biệt đến khu vực phía bắc của cơ sở hạt nhân. May mắn là, sau vụ tai nạn gió có hướng chủ yếu về phía Đông hướng về phía đại dương.

Hai nguyên tố phóng xạ chính phát ra từ sự cố là 131I (chu kỳ bán rã 8 ngày) và 137Cs (chu kỳ bán rã 30 năm) sau đó đã được phát hiện trên toàn thế giới, mặc dù với lượng nhỏ.

Các nhà chức trách Nhật Bản đã thừa nhận sau đó rằng sự cố Fukushima cũng phát thải stronti-90 (90Sr; chu kỳ bán rã: 28 năm) và một lượng nhỏ plutonium-239 (239Pu; chu kỳ bán rã: 24 000 năm), có lẽ là từ lò phản ứng 3 đã được cung cấp nhiên liệu bởi MOX (mixed oxide – hỗn hợp oxit), một loại nhiên liệu có chứa 5% plutonium (xem bên dưới).

Đơn vị đo liều bức xạ hấp thụ bởi một người là sievert (kí hiệu: Sv). Ngưỡng khuyến cáo tối đa của các tổ chức quốc tế có thẩm quyền cho người lao động trong các cơ sở hạt nhân đã được thiết lập ở mức 20 millisieverts (mSv) mỗi năm. Chính phủ Nhật Bản đã thiết lập ngưỡng 100 mSv/ năm; sau đó được nâng lên 250 mSv mỗi năm sau vụ tai nạn. Ít nhất 50 công nhân đã bị nhiễm bức xạ vượt quá giới hạn so với mức thứ hai 250 mSv.

Khoảng cách mà người dân có thể có nguy cơ nhiễm bức xạ đã được mở rộng từ mức ban đầu 3 km đến 10 km xung quanh các cơ sở hạt nhân, và sau đó nâng lên 20 km và cuối cùng là 30 km. Tổng cộng, số lượng người được sơ tán ít nhất là 80 000 người, trong đó nhiều người có mức nhiễm phóng xạ không xác định. Các thông tin được đưa ra bởi Tepco và chính quyền Nhật Bản đã luôn luôn rất ít ỏi, đến nỗi tạo ra sự phản đối từ nhiều quốc gia khác. Ô nhiễm phóng xạ đã ảnh hưởng đến không khí, nước, rau, thịt và cá. Việc nuôi và đánh bắt cá đã bị cấm trong các khu sơ tán. Một hoạt động khác cũng bị hạn chế đó là việc tiêu thụ trà, một thức uống ưa thích của người dân Nhật Bản – xuất khẩu chè cũng bị cấm.

Rất khó để xác định những nguy cơ thực sự đối với sức khỏe con người sẽ là gì. Tiếp xúc với bức xạ có thể gây ung thư. Tuy nhiên, do thời gian ủ bệnh dài của các bệnh này, sẽ rất khó khăn để phân biệt những ảnh hưởng của tai nạn hạt nhân với những ảnh hưởng từ các nguyên nhân khác. Nếu một nghiên cứu dịch tễ học nghiêm túc  được thực hiện sau một tai nạn hạt nhân (điều đã không được thực hiện sau vụ tai nạn Chernobyl), nghiên cứu đó sẽ phải mất nhiều thập kỷ để những ước tính thống kê thích hợp có thể được thực hiện, ước tính có lẽ sẽ mang nhiều sự không chắc chắn.

Cũng đủ để thấy rằng nhiều người đã chết hoặc sẽ chết sớm do hậu quả của tai nạn Chernobyl. Theo Ủy ban Khoa học của Liên Hợp Quốc về ảnh hưởng của bức xạ nguyên tử (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation – UNSCEAR), số nạn nhân có thể sẽ dao động trong khoảng từ 65 đến 4000 trong vòng 80 năm. Các ước tính khác từ Liên Xô cũ và Viện hàn lâm Khoa học (National Academy of Sciences – NSF) của Hoa Kỳ dự đoán số lượng thương vong lên đến 1 triệu người; tổ chức Greenpeace thậm chí đã đặt con số này là 6 triệu. Phải nói rằng các thành viên của Ủy ban UNSCEAR, những người đã đánh giá thấp thiệt hại do tai nạn Chernobyl, nếu không bị kiểm soát bởi vận động hành lang hạt nhân thì cũng chắc chắn có liên quan mật thiết với hoạt động vận động hành lang này.

Sự khác biệt giữa các nguồn khác nhau là vì nhiều lý do. Hiếm khi nào việc tiếp xúc với bức xạ cho thấy tác động gây chết người ngay lập tức, như xảy ra trong các tai nạn khác. Nếu những người mà bị ảnh hưởng bởi bức xạ (thường không nổi tiếng) chết vì ung thư sau nhiều năm thì sẽ khó để đưa bằng chứng trực tiếp rằng ung thư là do bức xạ.

Sau đó chúng ta phải cân nhắc việc bức xạ có tác động đi xa hơn các thiệt hại thể chất. Những người được sơ tán sẽ bị buộc phải sống xa nhà một thời gian dài, bị dày vò bởi nỗi sợ hãi rằng họ đã hấp thụ liều bức xạ đủ gây nguy hiểm cho sức khỏe của họ – họ sống dưới sự đe dọa của một quả bom hẹn giờ có thể nổ tung bất cứ lúc nào. Như đã chứng kiến ​​tại Chernobyl, những người được sơ tán sẽ dễ dàng là nạn nhân của bệnh trầm cảm – một hội chứng có thể dẫn đến việc dễ bị tổn thương hơn các bệnh khác, bệnh nghiện rượu, và thậm chí là tự tử.

Hết phần 1 – Chương 9 (còn tiếp)

Người dịch: Nguyễn Mai Hảo

Biên tập: Đào Thu Hằng & Phạm Thu Hường

 

© copyright Zanichelli and Wiley-VCH

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

Một suy nghĩ 3 thoughts on “Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 9: Fukushima và tương lai của năng lượng nguyên tử (Phần 1)”

  1. Em cám ơn Mai Hảo, Hằng, chị Hường và team dịch đã dịch rất tâm huyết. 🙂

    Em gửi Hảo và team dịch vài hình ảnh về chủ đề năng lượng mà em mới xem.

    Mối nguy hiểm tiềm tàng của năng lượng hạt nhân:

    Dù biết năng lượng hạt nhân nguy hiểm thế nào nhưng vài người vẫn lao vào:

    Quan điểm ủng hộ năng lượng gió (1 cách nhìn khi so sánh mức độ an toàn giữa các kiểu năng lượng khác nhau):

    Em thấy vui vui khi nhìn hình ảnh này (dưới đây). Wendy house là ngôi nhà to vừa đủ để cho vài trẻ con vào chơi. Ý tưởng Wendy house xuất phát từ câu chuyện Peter Pan (cậu bé không bao giờ lớn) và vài bạn nhỏ xây nhà cho cô bé Wendy..

    Chúc team dịch một ngày đầy năng lượng để tiếp tục dịch những điều giá trị. 🙂

    Thích

  2. Cảm ơn Thu Hương, những hình vẽ ngộ nghĩnh quá.

    Điều đầu tiên cần hiểu được là mức độ nguy hiểm và đắt giá của điện hạt nhân, mà những tai nạn, thảm họa hạt nhân, không thể tránh khỏi qua những bài học trong quá khứ, đã bị gây ra bởi (1) lỗi kĩ thuật, (2) lỗi con người, (3) thiên tai – hiện tượng tự nhiên (Chương 9 – phần cuối). Chị hi vọng, rất hi vọng nước mình sẽ không tiếp tục trên con đường điện hạt nhân này, và muốn như thế thì phải có tiếng nói phản biện của người dân và các nhà khoa học, trước hết bằng đọc và dịch và phổ biến những cuốn sách về năng lượng như chúng mình đang làm.

    Khi đã xác định được con đường phải phát triển năng lượng tái tạo, thì con đường đã dễ dàng hơn rất nhiều do nguồn lực được tập trung. Cá nhân chị thì cảm thấy năng lượng Mặt trời phù hợp với nước mình hơn vì nước mình là nước nhỏ, đông dân cư, không có nhiều vùng đất trống cho wind farm. Tuy vậy, một tỷ lệ thích hợp giữa các loại hình năng lượng gió, mặt trời, biển, nhiên liệu sinh học sẽ thỏa mãn mơ ước của chúng ta về sự phát triển bền vững. Để đạt được mơ ước này, chị nghĩ là mỗi người phải phát triển nhận thức để yêu thiên nhiên, môi trường, sức khỏe hơn tất cả những lập luận lấp liếm cho điện hạt nhân, bởi vì không có giá rẻ cho điện hạt nhân như người ta thường nói.

    Cảm ơn Mai Hảo về bài dịch một chương rất ý nghĩa và một team work ăn ý 🙂

    Thân mến
    Thu Hường

    Thích

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