· Tiêu thụ điện, xăng dầu cùng các sản phẩm năng lượng khác có nguồn gốc hóa thạch đã được khẳng định là nguồn đã và đang phát ra một lượng khí thải khổng lồ vào khí quyển gây hiệu ứng nhà kính (green house effect) làm nóng dần hành tinh, với những hệ quả rất nguy hại đến cuộc sống của loài người (đặc biệt Việt Nam sẽ là một trong những điểm bị ảnh hưởng tồi tệ nhất của hiệu ứng nhà kính). Trong khung cảnh này, ĐHN (nuclear power), với mức thải khí CO2 gần bằng không so với các nguồn nhiệt điện dùng nhiên liệu than hoặc dầu khí... (xem Hình 1 dưới đây), là một giải pháp quan trọng cho sự phát triển kinh tế xã hội bền vững, giữ được một môi trường sống thân thiện và an toàn cho chúng ta và cho các thế hệ tương lai.
Hình 1: So sánh lượng khí thải (tương đương số g CO2 /kWh) bởi các nguồn sản xuất điện khác nhau. Ô màu sẫm tương ứng với CO2 thải trực tiếp từ dây chuyền đốt nhiên liệu than và khí dầu.
Hình 2: Kết quả phân tích đại lượng "Số ngày mất đi trong đời sống con người" của tác giả B.L. Cohen [4]. Đáng chú ý là rủi ro gắn với việc sống gần nhà máy ĐHN thấp hơn nhiều nghìn lần so với rủi ro gắn với thói quen nghiện hút thuốc lá...
Về khía cạnh kinh tế, ĐHN hiện vẫn đang có giá thành khá cao so với các nguồn điện dùng nhiên liệu hóa thạch. Giá bán điện từ nhà máy ĐHN [1] thường được tính để bù dần khoản chi phí đầu tư ban đầu trong nhiều thập kỷ, chi phí mua nhiên liệu và vận hành nhà máy. Nếu tính hết tất cả các chi phí cho các hoạt động hỗ trợ kỹ thuật và xử lý chất thải phóng xạ thì giá thành ĐHN chắc chắn cao hơn giá khuyến cáo của các nhà cung cấp. Vì thế, một thách thức quan trọng đối với việc thiết kế và triển khai LPUHN thế hệ mới (thế hệ 3 và 4) là làm sao cho giá thành của ĐHN phải rẻ hơn trước nhưng công nghệ LPUHN lại phải an toàn hơn.
Tuy nhiên, điều mà bạn đọc quan tâm hơn cả vẫn là độ rủi ro, xác suất sự cố kỹ thuật nguy hiểm của ĐHN hiện nay ra sao. Nói chung, việc đánh giá độ rủi ro của ĐHN cần phải được tập trung vào hai khía cạnh: Khả năng (xác suất) của các sự cố có thể xảy ra với nhà máy ĐHN; Tất cả những hậu quả nguy hiểm của những sự cố đó.
Xác suất rủi ro của nhà máy ĐHN phải thực hiện bằng các tính toán mô phỏng qui mô lớn sử dụng máy tính hiệu năng cao hoặc dựa trên các phương pháp khoa học phân tích kết hợp số liệu sự cố trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống xã hội. Một trong những kết quả phân tích như vậy của Giáo sư Cohen [4], thực hiện tại Trường đại học tổng hợp Pittsburgh, Hoa Kỳ (xem hình 2), đã cho thấy khả năng rủi ro nguy hiểm cho tính mạng con người gây bởi sự cố của nhà máy ĐHN thấp hơn nhiều nghìn lần so với bệnh tật hiểm nghèo hoặc tai nạn giao thông (ở Việt Nam thì chắc chắn con số gắn với tai nạn giao thông phải khác). Từ hình 2 ta thấy mặc dù khả năng rủi ro gắn với nhà máy ĐHN lấy từ phân tích của các lực lượngphản đối ĐHN cao hơn số liệu lấy từ phân tích chính thức của Chính phủMỹ khoảng 20 lần, con số "phản đối" này vẫn nghìn lần thấp hơn khả năng rủi ro gắn với thói quen nghiện thuốc lá của đàn ông. So sánh giữa các công nghệ sản xuất điện khác nhau, ĐHN cũng được khẳng định là có tỉ lệ tai nạn gây tử vong thấp nhất. hình 3 trình bày kết quả phân tích của Viện Paul Scherrer (Thụy Sỹ) [5] dựa trên tổng số các sự cố tai nạn gây tử vong tại các nhà máy điện trên thế giới từ năm 1969 đến 2000 và ta thấy là ĐHN (bao gồm cả 50 ca tử vong trực tiếp trong sự cố nhà máy ĐHN Chernobyl năm 1986) có tỷ lệ "số người tử vong trực tiếp vì tai nạn trên một Gigawatt-năm điện" thấp nhất (gần 0.1 so với trên dưới 10 của các nhà máy nhiệt điện). Tuy nhiên, nếu như xét đến khía cạnh thứ hai của việc đánh giá rủi ro thì sự cố nhà máy ĐHN Chernobyl lại có những hậu quả rất lớn đối với cộng đồng dân cư và môi trường trong một thời gian dài sau đó. Theo báo cáo chính thức của Tổ chức Y tế Thế giới WHO, gần 4000 người đã phải chịu ảnh hưởng khác nhau của phóng xạ phát táng ra từ sự cố ĐHN Chernobyl và có khả năng mắc các loại bệnh ung thư cao hơn các nhóm dân cư bình thường, trong số này 9 trẻ em được khẳng định là đã chết vì ung thư vòm họng do nhiễm xạ [6]. Mặc dù con số này ít hơn nhiều so với những đánh giá ban đầu tới hàng trăm nghìn người bị nhiễm xạ Chernobyl, nó sẽ luôn là một bài học cảnh báo đối với hàng vạn nhân lực đang vận hành các nhà máy ĐHN trên thế giới. Ở đây tác giả nhấn mạnh "nhân lực" bởi vì thảm họa Chernobyl xảy ra hoàn toàn do lỗi của các kỹ sư vận hành nhà máy lúc đó. Theo báo cáo chính thức của đại diện Liên Xô tại Tổ chức năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) thì có 6 quy định an toàn vận hành ĐHN đã bị vi phạm tại Chernobyl mà nghiêm trọng nhất là việc tắt hệ thống làm nguội khẩn cấp (emergency cooling) lõi LPUHN.
 | Sau hơn 50 năm vận hành ĐHN, hiện chỉ có 2 sự cố nghiêm trọng đã xảy ra (hoàn toàn do lỗi con người) là sự cố nhà máy ĐHN ở Three Mile Island (Hoa Kỳ) và Chernobyl (Liên Xô cũ), với lượng phóng xạ (radioactivity) lớn thoát ra môi trường xung quanh. Đặc biệt, sự cố Chernobyl đã có độ phóng xạ này cao đến mức được đánh giá là thảm họa không chỉ gây thương vong tại chỗ mà còn có hậu quả lâu dài cho dân cư và môi trường. |
Cho đến nay, hơn 20 năm sau
Ta có thể tin tưởng rằng thiết kế của LPUHN thế hệ 3 và trong tương lai là thế hệ 4 có khả năng đảm bảo tăng sự an toàn của nhà máy ĐHN lên mức cao nhất. Và khả năng xảy xa một tai nạn tương tự Chernobyl đã gần như được loại trừ.
Khả năng rủi ro thứ hai gắn với việc vận hành ĐHN là khả năng sự cố gắn với việc xử lý nhiên liệu ĐHN đã qua sử dụng (còn được nhắc đến như chất thải phóng xạ) với độ phóng xạ cao nguy hiểm đối với con người và môi trường. Hàng năm khoảng 10500 tấn chất thải phóng xạ sinh bởi các nhà máy ĐHN trên thế giới phải được xử lý. Nếu như nhà máy ĐHN dùng nhiên liệu theo chu trình một lần (once-through cycle) như ở Hoa Kỳ thì chất thải phóng xạ phải được vận chuyển đến những kho chứa ngầm sâu dưới lòng đất để giữ gìn, bảo quản cẩn thận ít nhất 170 nghìn năm (đến khi độ phóng xạ giảm đến mức an toàn). Để đảm bảo môi trường an toàn cho thế hệ tương lai, ngày nay kỹ thuật xử lý chất thải phóng xạ trước khi đem đi bảo quản đã được triển khai dùng các phương pháp phản ứng hạt nhân tách những đồng vị phóng xạ có chu kỳ rã lâu để đưa vào quá trình tái chế làm thanh nhiên liệu mới [3] và thời gian cất giữ dưới đất của chất thải phóng xạ còn lại được giảm xuống chỉ còn khoảng 300 năm [2]. Việc xây dựng và duy trì lâu dài những kho chứa chất thải phóng xạ ngầm sâu dưới lòng đất là rất tốn kém, đặc biệt đối với những vùng đất thấp và có nhiều mạch nước ngầm lớn nhỏ (như ở Việt Nam) hoặc ở những địa điểm có khả năng động đất cao. Ngoài ra, tất cả các qui trình cất giữ hoặc tái chế chất thải phóng xạ phải được tiến hành trong một chế độ nghiêm ngặt tuyệt đối, đảm bảo không có bất kỳ rò rỉ đồng vị phóng xạ nào ra ngoài. Bất kỳ một rò rỉ chất phóng xạ ra ngoài sự kiểm soát của cơ quan pháp qui đều có thể có những hậu quả nghiêm trọng đối với đời sống dân cư, môi trường, an ninh và uy tín quốc gia.Với việc thành lập Viện Nghiên cứu hạt nhân từ cuối những năm 70 thế kỷ trước mà là tiền thân của Viện Năng lượng Nguyên tử (NLNT) Việt Nam
Mô hình nhà máy điện hạt nhân ở Ninh Thuận
Là một nhà khoa học nghiên cứu trong Vật lý hạt nhân cơ bản gần 30 năm, tôi có một vài suy nghĩ băn khoăn về dự án ĐHN, tóm tắt trong hai điểm chính sau:
Triển lãm quốc tế điện hạt nhân 2008c)http://www.eps.org/about-us/position-papers)
3. S. David, E. Huffer, H. Nifenecker. "Revisiting the thorium-uranium nuclear fuel cycle", Europhysicsnews, vol. 38, No 2 (2007) 24.
4. B.L. Cohen. "Catalog of risks extended and updated", Health Physics, vol. 61, No 3 (1991) 317; (http://www.ecolo.org/documents/documents_in_english/Bernard.Cohen.rankRisks.htm
5. Paul Scherrer Institut (PSI), Technology Assessment/GaBE, (http://gabe.web.psi.ch/research/ra/)
6. WHO report. "Chernobyl: the true scale of the accident" (www.who.int/mediacentre/news/releases/2005/pr38/en/index.html)
7. CEA News. "Nuclear Energy Simulation Codes", French Atomic Energy Comm. Intern. Magazine, No 3 (2008) 16.
8. From Wikipedia. "Bataan Nuclear Power Plant" (http://en.wikipedia.org/wiki/Bataan_Nuclear_Power_Plant)ĐHN sử dụng năng lượng sinh ra từ phản ứng phân hạch các hạt nhân Uran-235 (ký hiệu là 235U) và Plutonium-239 (239Pu) trong lò phản ứng hạt nhân (LPUHN) để sinh tạo áp lực hơi nước chạy các turbine phát điện. Năng suất của các nhà máy ĐHN trên thế giới hiện đang chiếm hơn 16% toàn bộ lượng điện được sản xuất toàn cầu, giúp nhân loại tránh được từ 2,6 đến 3,5 tỷ tấn khí thải CO2 hằng năm. Hiện tại có hơn 400 nhà máy ĐHN dựa trên các LPUHN thiết kế khác nhau đang được vận hành trên thế giới, trong đó khoảng 90 là ở châu Á (tập trung ở Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ...). Trong số gần 200 nhà máy ĐHN đang vận hành ở châu Âu, một số không nhỏ LPUHN đã cũ và đang được chuẩn bị nâng cấp hoặc thay mới. Nhân dịp này dư luận xã hội ở các quốc gia như (Bỉ, CHLB Đức, Hà Lan, Thụy Điển...) đã từng có những phong trào đòi đóng cửa hoàn toàn những cơ sở ĐHN này để tránh những nguy cơ rủi ro nguy hiểm của LPUHN. Tuy nhiên từ 2 năm trở lại đây, những phong trào phản đối trên có khuynh hướng dịu dần do giá dầu thô đã có lúc leo thang kỷ lục cũng như là việc thay thế những nhà máy ĐHN bằng nhà máy nhiệt điện chạy năng lượng hóa thạch là việc không thể chấp nhận được vì nó chắc chắn sẽ đưa đến vi phạm mục tiêu của EU về giảm lượng khí thải CO2 theo tinh thần của Nghị định thư Kyoto. Trong một tình thế giằng co giữa quan điểm nên hay không nên tiếp tục triển khai ĐHN ở châu Âu, Hội Vật lý châu Âu EPS (đại diện cho hơn 100 nghìn nhà vật lý đang nghiên cứu, triển khai ứng dụng và giảng dạy vật lý ở hơn 40 quốc gia châu Âu) đã xuất bản trong năm 2008 một bài báo khuyến cáo quan điểm của EPS về ĐHN như một lựa chọn năng lượng của tương lai [2]. Tài liệu này được coi như một nguồn tham khảo quan trọng trong EU và hiện nay người ta đã bắt đầu thấy những thay đổi sang chiều hướng ủng hộ ĐHN (thí dụ như Italia đã từ bỏ luật cấm sử dụng ĐHN để ký với Pháp hiệp định hợp tác xây dựng một số nhà máy ĐHN với LPUHN thế hệ mới). Tại châu Á, quá trình phát triển ĐHN cũng đã bước sang một giai đoạn mới với việc chuẩn bị đưa vào sử dụng nhiều LPUHN thế hệ mới trong tương lai gần. Thí dụ như Trung Quốc đã có kế hoạch tới 2020 tăng công suất ĐHN của mình lên 4 lần, với 8 nhà máy mới đang được xây dựng theo công nghệ ĐHN hiện đại nhất của Pháp. Hoa Kỳ, quốc gia có nhiều nhà máy ĐHN nhất thế giới cũng đang tích cực tiếp tục phát triển công nghệ ĐHN như một nguồn năng lượng sạch, với hỗ trợ tài chính đáng kể từ gói kích cầu kinh tế do Tổng thống Obama vừa mới ban hành trong tháng 2/2009. Với sự phát triển ĐHN hiện nay, một trong những câu hỏi băn khoăn là liệu ĐHN còn triển vọng lâu dài không khi mà trữ lượng quặng Uran trên thế giới chỉ còn đủ cho vài chục năm nữa cho công suất hiện nay của ĐHN toàn cầu [1]. Trong thực tế, thống kê chính thức về trữ lượng của các mỏ quặng Uran đang được khai thác là 4,7 triệu tấn, trữ lượng ngầm đánh giá từ những điều tra các vùng lãnh thổ có tiềm năng khai thác trong tương lai là hơn 10 triệu tấn. Tổng trữ lượng khoảng 14,8 triệu tấn quặng Uran sẽ đủ đảm bảo nhu cầu toàn cầu về Uran (67 nghìn tấn trong năm 2005) ít nhất hơn 200 năm nữa. Ngoài ra, thiết kế của một số LPUHN thế hệ mới đã được chuyển sang chu trình nhiên liệu khép kín với các thanh nhiên liệu đã qua sử dụng được đưa vào qui trình tái chế thành nhiên liệu tiếp tục dùng vận hành LPUHN [3], khi đó trữ lượng quặng Uran trên được đánh giá là sẽ đủ cho nhiều nghìn năm [2].