Dự án nhà máy điện hạt nhân muối nóng chảy đầu tiên trên thế giới: Dùng muối để sản xuất điện giá rẻ, sạch và an toàn hơn hẳn uranium

Tham vọng năng lượng xanh của Trung Quốc 

Trung Quốc dự định bắt đầu xây dựng nhà máy điện lò phản ứng muối nóng chảy đầu tiên trên thế giới vào năm tới tại sa mạc Gobi. Lò phản ứng này không cần nước để làm mát vì sẽ sử dụng muối nóng chảy và carbon dioxide để truyền nhiệt và tạo ra điện.

Sử dụng thorium làm nguyên liệu chính, thiết kế này giúp giảm bớt mỗi lo ngại về nguy cơ thiếu hụt uranium - nhiên liệu phổ biến trong các lò phản ứng hạt nhân, vì Trung Quốc có nguồn thorium dồi dào hơn uranium.

Theo ước tính của một số nhà khoa học, quốc gia này sở hữu nguồn trữ lượng thorium đủ lớn để đáp ứng nhu cầu năng lượng trong 20.000 năm.

Trung Quốc sở hữu nguồn dự trữ thorium dồi dào. Ảnh: SCMP

oLò phản ứng dự kiến sẽ hoàn thành và đi vào hoạt động vào năm 2029, tạo ra nhiệt năng với công suất tối đa là 60MW.

Một phần năng lượng nhiệt sẽ được dùng để vận hành đơn vị điện công suất 10MW trong khi phần còn lại sẽ tạo ra hydro bằng cách phân tách các phân tử nước ở nhiệt độ cao.

Theo SCMP, nhà máy này do Viện Vật lý Ứng dụng Thượng Hải cùng Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc xây dựng và vận hành.

Dự án được kỳ vọng sẽ thúc đẩy sự phát triển của nhiều loại công nghệ liên quan đến sản xuất vật liệu và thiết bị cao cấp và giúp Trung Quốc đạt được mục tiêu "độc lập về năng lượng".

Hiện tại, lò phản ứng thorium duy nhất đang hoạt động trên Trái đất nằm ở sa mạc Gobi, cách thành phố Vũ Uy, tỉnh Cam Túc khoảng 120km về phía Tây Bắc.

Lò phản ứng thử nghiệm này chỉ có thể sản xuất 2MW nhiệt điện và chưa thể tạo ra điện. Dù vậy, nó được tích hợp một số công nghệ mang tính cách mạng, bao gồm các  siêu hợp kim có thể chịu nhiệt, bức xạ và ăn mòn hóa học.

Nguyên lý hoạt động của lò phản ứng 

Khu vực xây dựng lò phản ứng mới sẽ nằm ở phía Tây của lò phản ứng nhỏ thử nghiệm, có diện tích nhỏ hơn một sân bóng đá.

Các nhà khoa học nhận xét, lò phản ứng muối nóng chảy sử dụng thorium có ứng dụng tiềm năng nhờ cấu trúc nhỏ gọn và an toàn, chẳng hạn như cung cấp năng lượng cho tàu hải quân, tàu ngầm và thậm chí cả máy bay.

Muối nóng chảy sẽ đưa thorium đi vào lõi lò phản ứng qua các đường ống để thực hiện phản ứng dây chuyền. 

Sau khi nhiệt độ tăng lên, chất này chảy ra phía bên kia và truyền nhiệt cho muối nóng chảy không chứa thorium đang lưu thông trong một vòng lặp riêng biệt. Muối nóng nóng chảy không phóng xạ sau đó chảy sang nhà máy điện bên cạnh lò phản ứng để vận hành tuabin khí chạy bằng carbon dioxide nhằm phát điện.

Trung Quốc chuẩn bị xây nhà máy điện hạt nhân muối nóng chảy đầu tiên trên thế giới. Ảnh: SCMP 

Theo báo cáo, hơn 80% nhiên liệu đã qua sử dụng sẽ được tái chế còn chất thải phóng xạ còn lại sẽ được đông cứng thành thủy tinh và vận chuyển đến khu xử lý chất thải hạt nhân quốc gia nằm sâu dưới lòng đất ở sa mạc Gobi.

Hiện nay, hầu hết các lò phản ứng nhiên liệu uranium sử dụng nước để làm mát đều có nguy cơ phát nổ nếu máy bơm gặp trục trặc.

Nhưng với lò phản ứng thorium, muối nóng chảy có thể đổ vào khoang chứa bên dưới lò phản ứng, không gây nguy hiểm cho môi trường xung quanh.

Báo cáo cũng tiết lộ, lò phản ứng mới sẽ được sử dụng cho mục đích nghiên cứu của các nhà khoa học. Tuy nhiên, trạm năng lượng gió, nhà máy điện mặt trời, cơ sở lưu trữ năng lượng từ muối nóng chảy, nhà máy nhiệt điện và cơ sở sản xuất hóa chất cũng được xây dựng đồng thời với nhà máy điện thorium.

Theo đó, các loại năng lượng khác nhau sẽ được tích hợp vào một lưới điện thông minh để cung cấp điện giá rẻ, ít carbon, ổn định cho sản xuất công nghiệp.

Sau đó, từ năm 2030, Trung Quốc dự kiến bắt đầu xây dựng các lò phản ứng thorium module thương mại với công suất phát điện từ 100MW trở lên.

Các công ty đóng tàu của quốc gia này gần đây cũng công bố thiết kế tàu container khổng lồ chạy bằng lò phản ứng muối nóng chảy đầu tiên trên thế giới.

Hiện tại, Trung Quốc đang phát triển 6 đến 8 lò phản ứng hạt nhân mỗi năm, sử dụng các công nghệ mới tự phát triển. Kế hoạch của Bắc Kinh là đến năm 2035, số lượng lò phản ứng tiên tiến ở Trung Quốc sẽ đạt con số 150 - vượt qua tổng số lò của Mỹ và Pháp cộng lại.

Theo SCMP