 |
Nhà máy điện hạt nhân nổi Akademik Lomonosov của Nga với hai lò phản ứng KLT - 40S là ví dụ đầu tiên về lò phản ứng module nhỏ nối lưới điện. |
Các lò phản ứng module nhỏ (SMRs) đang ngày một nhận được nhiều ủng hộ chính trị ở châu Âu hơn và có khả năng được hưởng lợi ích từ sự gia tăng đầu tư cho R&D về hạt nhân từ chương trình của Cơ quan năng lượng nguyên tử châu Âu (Euratom). Dẫu vậy thì giới công nghiệp và các nhà quan sát cho rằng, những hành động này vẫn chưa đủ để thúc đẩy sự phát triển nhanh các lò nghiên cứu module nhỏ.
Theo Emmanuel Brutin, Tổng Giám đốc nhóm công nghiệp NuclearEurope, nói với Science|Business, giới công nghiệp cần tiền cho các nhà phát triển SMR để họ có thể thúc đẩy nghiên cứu và gia tốc cơ hội khai thác SMR của mình.
Sự gia tăng tài trợ cho R&D phân hạch hạt nhân trong chương trình tài trợ tới của Euratom không đủ để giải quyết những khoản kinh phí còn thiếu trong nghiên cứu SMR. Vì vậy, Brutin hy vọng là nghiên cứu về SMR có thể được đưa vào các cơ chế tài trợ khác của EU để tăng tốc cơ hội khai thác công nghệ này.
"Các chủ dự án và các doanh nghiệp có thể sử dụng các khoản tài trợ của Euratom để thực hiện thêm nghiên cứu nhưng các khoản tài trợ này lại không phù hợp với tất cả nhu cầu của những người này bởi việc phát triển các dự án này đòi hỏi thời gian dài và sự thật là, để tạo ra những gì hữu dụng cho một lĩnh vực công nghệ đặc biệt như vậy, họ lại phải công khai nhiều phần trong tài sản trí tuệ của mình để thuyết phục công chúng lẫn các nhà lãnh đạo", Brutin phân tích.
Theo Didier Jacquemain, chuyên gia về an toàn hạt nhân ở Cơ quan Năng lượng hạt nhân OECD, các thiết kế SMR đang tiến triển ở những cấp độ sẵn sàng khác nhau nhưng việc tiếp cận bị giới hạn với dữ liệu của nhà cung cấp cũng ảnh hưởng đến nghiên cứu hợp tác và sự phát triển những cơ sở hạ tầng chung. Song song với đó, nghiên cứu về những thiết kế mới cần tập trung vào xây dựng các trường hợp có độ an toàn bền vững một cách đầy đủ. Hệ quả là vẫn còn tồn tại những khoảng trống tới hạn về an toàn, đủ sức ảnh hưởng đến việc phê duyệt đến việc triển khai một số mô hình.
Truy cập mở dữ liệu
Việc chia sẻ các kết quả là một quyết định quan trọng trong sự phát triển năng lực của châu Âu về công nghệ SMR, theo Fulvio Mascari, một nhà nghiên cứu ở bộ phận hạt nhân của Cơ quan quốc gia về Các công nghệ mới, năng lượng và Phát triển bền vững (ENEA) của Ý.
"Để gia tăng hơn nữa việc khai thác công nghệ, nghiên cứu phải tập trung vào những chương trình thực nghiệm quy mô lớn để phát triển dữ liệu truy cập mở", ông lưu ý với Science|Business.
Điều đó có nghĩa là, thêm vào những cơ sở hạ tầng hiện có, EU phải đầu tư vào các cơ sở thực nghiệm quy mô lớn. "Điều này có thể cho phép chứng minh những đặc tính đổi mới của SMR, sự phát triển các công cụ và phương pháp tính toán tin cậy để mô phỏng hành xử của lò phản ứng khắp các trạng thái vận hành của lò phản ứng, đánh giá được các chiến lược quản lý tai nạn hiệu quả và huấn luyện một thế hệ mới các chuyên gia."
Yếu tố cuối cùng, ông nói, "là yếu tố then chốt trong việc xây dựng khối lượng tới hạn cần thiết để khai thác công nghệ hạt nhân một cách an toàn đúng tiến độ".
Newcleo, một công ty Pháp đang phát triển công nghệ SMR làm mát bằng chì, cũng nhìn thấy một khoảng trống về cơ sở hạ tầng. Theo người phát ngôn công ty này thì EU thiếu một cơ sở hạ tầng hợp tác về R&D để kiểm tra vật liệu và nhiên liệu cho tất cả các lò phản ứng module tiên tiến (AMRs) mà trong đó SMRs là một phần, và cơ sở bức xạ neutron nhanh thông lượng cao và công suất lớn.
Cho đến nay, có hơn 80 thiết kế công nghệ SMR được phát triển ở những giai đoạn khác nhau tại 18 quốc gia nhưng mới chỉ có một số rất nhỏ được vận hành thực. Hai trường hợp nổi bật là Akademik Lomonosov của Nga, một nhà máy điện hạt nhân nổi với hai lò phản ứng KLT - 40S, và HTR-PM, một lò phản ứng làm mát bằng khí nhiệt độ cao theo kiểu module của Huaneng Group, Trung Quốc.
Tại châu Âu, Thụy Điển và Ba Lan có những dự án tiến triển bậc nhất nhưng các lò phản ứng này mới chỉ ở giai đoạn tiền đầu tư. Euratom hiện đang đồng tài trợ cho 16 dự án SMR cả về các vấn đề an toàn và trình diễn, bao gồm phân tích các kịch bản tai nạn, an toàn thụ đồng, sự hài hòa hóa cấp phép, nhiên liệu mới và các hệ năng lượng lai.
Các khoảng trống nghiên cứu
Với Mascari, an toàn là "hòn đá tảng của sự tin cậy hạt nhân" như một lời giải khả thi nhằm đạt tới mục tiêu trung hòa phát thải và hỗ trợ cho an ninh và độc lập năng lượng của châu Âu vào năm 2050.
Newcleo đồng ý với mục tiêu này nhưng coi đây là một vấn đề cho ngành công nghiệp hơn là nghiên cứu công. "Vì giới công nghiệp chỉ sãn sàng vận hành với cách tiếp cận ‘an toàn là trên hết’, các nhà nghiên cứu phải tập trung vào thiết kế để sáng tạo các giải pháp để công nghệ này có thể được cấp phép khắp châu Âu và có thể vận hành ở quy mô công nghiệp," người phát ngôn công ty này nói.
Jacquemain thì có một danh sách dài hơn về các lĩnh vực kỹ thuật mà nghiên cứu cần ưu tiên, bao gồm sự phát triển các mô phỏng đa vật lý để hỗ trợ thiết kế lò phản ứng và phân tích an toàn, cùng với việc triển khai nhiên liệu tiên tiến ở cả các công nghệ thông thường và mới nổi. "Tầm quan trọng là sớm hợp nhất chiến lược sử dụng nhiên liệu bền vững và quản lý chất thải trong suốt vòng đời của các lò phản ứng tiên tiến," ông nói.
Ông cũng chỉ ra tầm quan trọng của cả nghiên cứu chứng thực và nghiên cứu trước kỳ hạn: cái trước để đánh giá độc lập tuyên bố của những nhà thiết kế hỗ trợ việc giám sát vận hành tin cậy, cái sau để tăng cường nghiên cứu giai đoạn sớm các nguyên tắc thực hành an toàn đầy đủ cho các khái niệm mới.
"Nó cũng cho thấy các khung quy định phải được thay đổi để đảm bảo cho sự tương thích của SMR với các hệ năng lượng lai," Mascari nói. "Cùng lúc đó, rõ ràng là có nhu cầu gia tăng hài hòa hóa các khuôn khổ quy định khắp châu Âu cho các nỗ lực cấp phép và khai thác xuyên biên giới cũng như hợp tác quốc tế."
Điều này quan trọng với ngành công nghiệp. "Các khuôn khổ cấp phép và an toàn của AMR chung thiết yếu để thúc đẩy thị trường, hỗ trợ việc tăng quy mô thiết kể lò phản ứng được tiêu chuẩn hóa khắp châu Âu, và đảm bảo cho các dự án được đầu tư và hoàn thành đúng thời hạn", người phát ngôn của Newcleo nói.
Tuy nhiên công ty này cũng muốn thấy "một cam kết chính sách dài hạn rõ ràng từ EU, để loại bỏ rủi ro cho ngành công nghiệp và giúp thu hút vốn đầu tư tư nhân.
Nguồn: sciencebusiness.net
Bài đăng KH&PT số 1364 (số 40/2025)
Anh Vũ dịch