Những yếu tố quan trọng đảm bảo an toàn điện hạt nhân

Đảm bảo an toàn điện hạt nhân

Điện hạt nhân có nhiều ưu điểm so với các loại năng lượng khác song bản thân nó cũng ẩn chứa nhiều mối nguy hiểm nếu để xảy ra sự cố như trường hợp với nhà máy Three Mile Island (Mỹ, năm 1979), Chernobyl (Ukraina, 1986) và gần đây là Fukushima (Nhật Bản, 2011). Nhìn lại ba tai nạn này có thể thấy, lò phản ứng tại các nhà máy đều là những lò thế hệ cũ, áp dụng công nghệ lạc hậu: Three Mile Island, Chernobyl đều sử dụng lò thế hệ đầu hoặc giai đoạn đầu của thế hệ thứ hai; còn Fukushima là lò nước sôi (BWR) thế hệ ban đầu được thiết kế từ những năm 1960 và xây dựng vào những năm 1970. Có hai vấn đề với những lò phản ứng này: 1. Hệ thống an toàn chủ yếu là an toàn chủ động (active safety), chỉ hoạt động khi được tiếp năng lượng hoặc có sự tác động của con người; 2. Thiết thế lò phản ứng tương ứng với những quy chuẩn an toàn giai đoạn đó, thấp hơn nhiều so với những tiêu chuẩn hiện nay.

Để giảm thiểu những mối nguy hiểm có thể xảy ra, công nghệ thiết kế và vận hành lò phản ứng hạt nhân ngày càng được hoàn thiện nhằm đảm bảo các phản ứng phân hạch hạt nhân diễn ra an toàn hơn, giảm thiểu khả năng nóng chảy vùng hoạt và giảm phát thải phóng xạ với những quy chuẩn an toàn không ngừng được nâng cao, ví dụ theo yêu cầu hiện nay, mức độ dư thừa trong hệ thống an toàn được đòi hỏi ở mức cao theo khái niệm nguyên lý hỏng đơn, khi một hệ thống bị hỏng thì các hệ thống còn lại phải đảm bảo giữ vững chức năng an toàn của mình.

Trong dòng chảy đó, là quốc gia mới bắt đầu phát triển chương trình điện hạt nhân, Việt Nam sẽ nhập công nghệ thiết kế lò phản ứng từ những quốc gia có nền công nghệ điện hạt nhân tiên tiến trên thế giới để đảm bảo an toàn cho hai nhà máy Ninh Thuận 1 và 2. Hiện nay không ít ý kiến quan ngại về những sự cố có thể đến với điện hạt nhân Việt Nam nhưng xét một cách thấu đáo, với ba yếu tố nêu trên thì yếu tố công nghệ lại khiến các nhà chuyên môn an tâm hơn cả. Sau khi đã cân nhắc và được tham vấn bởi các chuyên gia trong nước và quốc tế, Việt Nam đã quyết định lựa chọn công nghệ lò phản ứng thế hệ ba cộng (lò phản ứng nước áp lực PWR) cho dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 và 2.

Một trong những đặc điểm nổi bật ở lò phản ứng thế hệ ba cộng là yếu tố an toàn thụ động (passive safety) được chú trọng, khi việc đảm bảo an toàn không phụ thuộc vào năng lượng hay con người mà dựa vào quy luật tự nhiên như hệ thống đối lưu tự nhiên, hệ thống thiết bị do lực trọng trường tác động… Ví dụ với công nghệ lò AP 1000 (dựa trên thiết kế AP600 của công ty Westinghouse, Mỹ), hầu hết hệ thống làm mát [vùng hoạt] khẩn cấp, làm mát lâu dài, xử lý sự cố nặng đều áp dụng theo nguyên lý thụ động, qua đó có thể tự duy trì trạng thái an toàn mà không cần đến các bộ phận điều khiển chủ động, còn công nghệ lò AES 2006 của Nga áp dụng song song hệ thống an toàn chủ động và an toàn thụ động nhằm đảm bảo hệ thống làm mát có khả năng hoạt động trong thời gian dài, phòng sự cố mất điện, rủi ro xảy ra mà con người chưa thể kịp thời can thiệp.

Yếu tố cải tiến mới của lò phản ứng thế hệ ba cộng là trong những thiết kế mới nhất đã được bổ sung tới bốn hệ thống an toàn để phòng trường hợp một hệ thống gặp sự cố tác động đến hệ thống khác thì vẫn còn hệ thống cuối thực hiện chức năng an toàn. Bên cạnh đó, ngoài việc áp dụng theo nguyên lý hỏng đơn, một số nguyên lý khác cũng được bổ sung và hoàn thiện như nguyên lý tách rời, nguyên lý đa dạng… nhằm đảm bảo cho các hệ thống an toàn hoạt động thông suốt, không bị đứt đoạn trong thời gian vận hành, có thể phòng trường hợp mất một trong số các nguồn điện phục vụ hệ thống an toàn.

Hội tụ những ưu điểm trên, công nghệ lò phản ứng AES 2006, công suất 1.200 MW của Nga đã được xác định dành cho nhà máy Ninh Thuận 1, còn với nhà máy Ninh Thuận 2 có thể là sự lựa chọn giữa công nghệ lò phản ứng AP 1000 hoặc ATMEA1 (Nhật Bản và Pháp) có công suất 1.100MW.

TS. Lê Văn Hồng
(Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam)