Lò phản ứng muối nấu chảy: Tương lai mới cho điện hạt nhân?

Kỹ sư Leslie Dewan và chuyên gia hạt nhân Mark Massie là đồng tác giả của loại lò phản ứng (LPU) hạt nhân muối nấu chảy triệt tiêu chất thải (Waste-Annihilating Molten Salt Reactor), thiết kế của họ là phương án hiện đại hóa một lò phản ứng thử nghiệm từng được triển khai vào nửa thế kỷ trước tại phòng thí nghiệm quốc gia.

Các tác giả cho biết nếu toàn bộ 270.000 tấn chất thải hạt nhân cấp cao hiện có được đưa vào các lò phản ứng này, thì họ có thể sản xuất đủ điện để cung cấp cho thế giới dùng trong 72 năm, ngay cả khi giả thiết nhu cầu năng lượng toàn cầu sẽ tăng lên đi nữa.

LPU nhiên liệu muối nấu chảy là loại lò dựa trên mô hình lò MSR (Molten Salt reactor - LPU muối nấu chảy). MSR sử dụng một loại dung dịch muối nấu chảy (UF trong muối) vừa làm nhiên liệu vừa làm chất làm nguội. Loại lò do hai tác giả trên thiết kế có bổ sung nhiều cải tiến công nghệ quan trọng, giúp tái sử dụng chất thải phóng xạ một cách có hiệu quả.

Bên trong phiên bản thử nghiệm của lò phản ứng hạt nhân muối nấu chảy mới

Các lò phản ứng loại thông thường được cấp nhiên liệu bằng những viên bột oxit uranium thể rắn, loại nhiên liệu này chỉ sử dụng hết 3% hoặc 4% năng lượng của uranium, vì thế chất thải của nó vẫn còn là chất phóng xạ tồn tại trong hàng trăm hàng ngàn năm nữa. Nhưng vì MSR của Dewan sử dụng muối uranium được sử dụng làm nhiên liệu, khi nhiệt độ lên trên 500 độ C, muối nhiên liệu trở thành chất lỏng, cho nên có thể tận dụng được tới 96% năng lượng của uranium.

Bên cạnh đó, nếu nhiên liệu là chất lỏng thì khi mất điện, một cơ chế (freeze valve - van đông lạnh, khi bị nóng thì van mở) cho phép nhiên liệu chảy xuống một bể mà tại đó, nhiên liệu bị làm lạnh và đông đặc lại, vì thế sẽ không thể xảy ra tình trạng lò bị nóng chảy.

Ưu điểm thiết kế này là nhằm vào chất thải phóng xạ. Với lượng chất thải phóng xạ gần 80.000 tấn ở Mỹ (cộng với 2.000 tấn phát sinh từ mỗi năm), MSR (LM) sẽ biến những lượng phóng xạ thành điện năng hữu ích. Tuy nhiên con đường của Leslie Dewan và Mark Massie từ công bố nghiên cứu đến ứng dụng vào thực tế vẫn còn dài.

Đinh Ly (T/h)

Nhận lại gần 1.500 cổ vật sau 12 năm bị tịch thu

Tăng năng suất gấp 7 lần với máy thu hoạch cà phê của nông dân Việt

Cái chết ‘lãng xẹt’ của những người nổi tiếng thế giới

Uy lực dũng mãnh của ba tàu chiến Nga hạ gục tàu địch chớp nhoáng

Nên đọc