An toàn nhà máy điện hạt nhân: Phương pháp phân tích an toàn nào chuẩn xác?
Để phòng ngừa khả năng xảy ra sự cố trong quá trình vận hành nhà máy điện hạt nhân, các chuyên gia phải đánh giá được chính xác độ an toàn của lò phản ứng và những phương pháp phân tích an toàn dựa trên các bộ hồ sơ dữ liệu về công nghệ lò phản ứng... Tuy nhiên, họ vẫn còn tranh cãi về phương pháp phân tích an toàn.
GS Benjamin K. Sovacool và cộng sự muốn đưa ra quan điểm mới về phân tích an toàn nhà máy điện hạt nhân
Những tranh cãi này dấy lên sau thời điểm diễn ra tai nạn nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi (tháng 3/2011). Nhiều chuyên gia hạt nhân đã tự hỏi: Tại sao lại xảy ra tai nạn này? Trước đó 25 năm, một thảm họa tương tự đã từng xuất hiện, vụ nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, Ukraine. Trên lý thuyết, các tai họa hạt nhân Fukushima Daiichi và Chernobyl khó có thể xảy ra với mật độ dày như vậy. Vậy nguyên nhân nào dẫn đến hai tai nạn này? Để trả lời câu hỏi này, chúng ta phải hỏi các chuyên gia phân tích về an toàn nhà máy điện hạt nhân.
Các chuyên gia về hạt nhân trên thế giới áp dụng phương pháp mang tên Phân tích an toàn xác suất (Probabilistic risk assessment – PSA) để đưa ra các phỏng đoán về xác xuất xảy ra sự cố hạt nhân ở nhà máy điện hạt nhân. Ở đây họ bắt đầu bằng những vấn đề tưởng chừng như rất nhỏ: xác xuất xảy ra sự cố ngừng hoạt động của van A trong một nhà máy điện hạt nhân như thế nào? Xác suất xảy ra hiện tượng vỡ ống phía trước van đến đâu? Hoặc liệu dòng nước tải nhiệt có vì vậy mà chảy từ van A qua van B hay không? Nếu cả van này cũng gặp sự cố thì điều gì sẽ tiếp diễn?
Những giả định thiếu thực tế
Bằng cách đó, các chuyên gia phân tích an toàn có thể hình thành cả một hệ thống đầy ắp sự kiện phản ánh mọi sự cố hỏng hóc có thể xẩy ra trong quá trình vận hành nhà máy điện hạt nhân, qua đó tổng kết lại bằng những số liệu: trong x năm sẽ xảy ra sự cố hỏng hóc ở lõi lò phản ứng nhà máy điện hạt nhân. Nếu áp dụng phương pháp tính toán này thì có thể rút ra kết luận: đối với khoảng 500 lò phản ứng đang vận hành, khả năng xuất hiện sự cố hạt nhân chỉ có thể là một lần trong quãng vài trăm năm chứ không thể là 25 năm như giữa hai tai nạn Chernobyl và Fukushima Daiichi.
Nhiều chuyên gia phân tích an toàn không ngạc nhiên về kết quả này. Theo đánh giá của của họ, kết quả đó cũng hết sức logic vì phương pháp PSA có xu hướng đánh giá thấp xác xuất xẩy ra sự cố – vì trên thực tế thì người ta không thể tính đến tất cả những khả năng có thể xảy ra. “Không có gì ngạc nhiên, lịch sử quá trình sử dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích dân sự từng ghi nhận một loạt sự cố mà phương pháp PSA cũng không tiên lượng được. Thực tế cho thấy, người ta thường dựa trên những giả định phi thực tế để đánh giá độ an toàn của nhà máy điện hạt nhân”, các chuyên gia Spencer Wheatley, Benjamin Sovacool và Didier Sornette viết trên tạp chí chuyên đề Phân tích an toàn (Risk Analysis).
Việc nghiên cứu kỹ lưỡng công nghệ là phản ứng cũng giúp đem lại những thông số chuẩn xác về tính an toàn nhà máy điện hạt nhân.
Vì lý do đó ba nhà nghiên cứu về an toàn nhà máy điện hạt nhân của Đại học Sussex (Anh) và ETH Zürich (Thụy Sỹ) là Spencer Wheatley, Benjamin K. Sovacool, và Didier Sornette đã áp dụng một phương pháp khác để có thể tiên liệu thời điểm có khả năng xảy ra sự cố: họ rà soát lại trong quá khứ vận hành các nhà máy điện hạt nhân trên thế giới, sự cố thường xẩy ra ở mức độ nào, độ nghiêm trọng của sự cố và với thời gian chúng tiến triển ra sao. Tuy nhiên, khó khăn đầu tiên mà họ phải đối mặt là khó thu thập được số liệu về các sự cố trong quá khứ. Không chỉ các tổ chức quốc tế mà cả Tổ chức Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) đều không có được những bộ hồ sơ gồm đầy đủ những số liệu đáng tin cậy về các sự cố nhà máy điện hạt nhân đã từng xảy ra trước đây.
Rào cản bí mật thông tin
“Chắc chắn, bộ phần điều hành các nhà máy điện hạt nhân đều có một loạt dữ liệu liên quan đến các vụ trục trặc trong quá khứ của các nhà máy, tuy nhiên họ lại coi đó là bí mật và không muốn công khai với cả các nhà nghiên cứu”, Sovacool nói. Thậm chí đối với các cơ quan như IAEA, ông cũng thấy ở đây có sự xung đột về lợi ích: “Một trong những nhiệm vụ của IAEA là khuyến khích hỗ trợ sự phát triển của lĩnh vực năng lượng nguyên tử và những ứng dụng của nó trong đời sống xã hội. Vì vậy điều này có thể làm lu mờ vai trò giám sát của tổ chức này”.
Về phần mình IAEA cam kết, nhà điều hành và cơ quan giám sát đương nhiên sẽ trao đổi với nhau về các sự cố thông qua Hệ thống báo cáo quốc tế về kinh nghiệm vận hành (The International Reporting System for Operating Experience – IRS). Đây là nơi lưu giữ “Báo cáo về những hiện tượng bất thường nhưng có tầm quan trọng với vấn đề an toàn của nhà máy điện hạt nhân”, bà Susanna Lööf, phát ngôn viên của IAEA nói. Các báo cáo sẽ được phân tích và trên cơ sở đó, đưa ra những nhận thức mới về vấn đề an toàn để chuyển tới đại diện các quốc gia thành viên hay tới các viện nghiên cứu trong lĩnh vực có liên quan.
Đương nhiên, ngân hàng dữ liệu này sẽ không công khai: “Các dữ liệu IRS có thể chứa đựng cả những bí mật trong vận hành nhà máy điện hạt nhân. Do đó, chúng có thể sẽ bị bên thứ ba lạm dụng số liệu để lên kế hoạch gây nhiễu”, Anja Lutz, thành viên Cục An toàn bức xạ Đức (BfS) giải thích về lý do vì sao người ta phải giữ bí mật về các dữ liệu an toàn.
Tuy vậy các nhà nghiên cứu an toàn điện hạt nhân hoàn toàn không quan tâm đến các bí mật của doanh nghiệp, họ chỉ cần một danh sách đầy đủ về các sự cố nhà máy điện hạt nhân kèm theo các số liệu đáng tin cậy về mức độ thiệt hại mà sự cố gây ra.
INES chưa hẳn đã chuẩn xác
Tai nạn nhà máy điện hạt nhân đã được ghi rõ trong Kịch bản tai nạn hạt nhân và phóng xạ quốc tế (International Nuclear and Radiological Event Scale INES) do IAEA xây dựng năm 2000. Các kịch bản được tính điểm từ 0 đến 7 để phản ánh mức độ nghiêm trọng của các sự cố nhà máy điện hạt nhân. Cơ quan IAEA đã đưa vào áp dụng INES để có thể nắm bắt được mức độ nghiêm trọng của tai nạn nhà máy điện hạt nhân trong trường hợp không may xảy ra.
Thảm họa nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi vào năm 2011 khiến IAEA phải bổ sung thêm những yếu tố mới về an toàn.
Bản thân IAEA cũng còn nhiều băn khoăn về INES và các kịch bản sự cố nhà máy điện hạt nhân: “Do INES được thiết kế để bảo đảm cung cấp thông tin nhanh chóng và chú trọng nhiều đến vấn đề an toàn nên các trị số mà INES đưa ra chỉ phù hợp ở một mức độ nào đó”, bà Lööf, phát ngôn viên của IAEA giải thích. Vì thế chỉ có thể lấy các trị số INES về các sự cố diễn ra trong 12 tháng gần nhất trên trang web của IAEA.
Đối với công việc phân tích thực nghiệm thì những số liệu này là quá ít. Vì thế, Wheatley, Sovacool và Sornette đã cùng xây dựng một ngân hàng dữ liệu về các sự cố nhà máy điện hạt nhân. Tuy nhiên có một hạn chế của ngân hàng này là một phần cơ sở tính toán phụ thuộc vào thông tin đăng tải trên báo chí. Họ cho rằng, việc che đậy, giũ bí mật trong ngành công nghiệp hạt nhân và cơ quan giám sát khiến công chúng quá tin tưởng vào khả năng an toàn của các nhà máy điện hạt nhân. Wheatley đưa ra đánh giá hoàn toàn khác: “Theo phân tích của chúng tôi thì mức độ an toàn của năng lượng hạt nhân trên thực tế thấp hơn với những gì công chúng vẫn tin tưởng”.
Những quan điểm trái chiều
Các chuyên gia hạt nhân lại không đồng tình với đánh giá đó. Họ phê phán cách tiếp cận của ba nhà nghiên cứu về an toàn nhà máy điện hạt nhân khi chỉ chú trọng nghiên cứu về tần suất xảy ra các sự cố trong khi với sự các nhà máy điện hạt nhân đang ngày càng an toàn hơn, họ lập luận; vì thế các sự cố xảy ra trong quá khứ hoàn toàn không thể nói lên điều gì cho tương lai.
Hơn nữa do sự khác biệt về công nghệ, việc vận hành các nhà máy điện hạt nhân cũng rất khác nhau. Vì vậy, Anja Lutz, thành viên của Cục An toàn bức xạ Đức (BfS) cho rằng, cách tiếp cận của Wheatley, Sovacool và Sornette là “rất đáng ngờ”.
Việc ngành công nghiệp hạt nhân khư khư giữ bằng được các dữ liệu PSA cũng đáng ngờ không kém. Xét cho cùng thì các dữ liệu này đâu có phù hợp với hai vụ tai nạn ở Chernobyl và Fukushima, hai vụ đó chỉ cách nhau một thời gian ngắn. Vậy phải chăng đây chỉ là một sự trùng hợp tồi tệ?
Hiệp hội về an toàn công trình và an toàn lò phản ứng của thành phố Köln, Đức (GRS) cũng đặt dấu hỏi về phương pháp phân tích xác suất về an toàn. Sau thảm họa ở Fukushima, các chuyên gia GRS đã xem xét nguyên nhân và những gì xảy ra trong quá trình PSA đối với Fukushima. Kết thúc nghiên cứu tiến hành năm 2015, họ đi đến kết luận: “Trong PSA hiện nay ở các nhà máy điện hạt nhân đang vận hành thiếu sự chú ý đến các sự kiện bất thường và ảnh hưởng của chúng lên quá trình vận hành nhà máy”.
Phương pháp luận của PSA phải chỉnh sửa và điều này không đơn giản: “Các nhà nghiên cứu PSA cho rằng họ phải đối mặt với những vấn đề rất phức tạp”.
Tuy nhiên kết quả mà bộ ba Wheatley, Sovacool và Sornette đã đạt được là theo thời gian, khả năng xảy ra các sự cố tầm trung ngày càng thấp hơn. Những phân tích xác suất về độ an toàn đã giúp nhận dạng được những điểm yếu ở lò phản ứng năng lượng để từ đó tìm ra giải pháp khắc phục phù hợp.
Xuân Hoài dịch
