Bài thuyết trình Xử lý chât thải hạt nhân sau khi nhà máy tháo dỡ

Bài thuyết trình xử lý chất thải hạt nhân sau khi nhà máy tháo dỡ do nhóm sinh viên khoa vật lý của trường đại học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh thực hiện. Nội dung của bài thuyết trình tập trung trình bày vấn đề chất thải hạt nhân và xử lý chất thải hạt nhân sau khi tháo dỡ nhà máy. Một trong những thách thức lớn nhất đối với ngành công nghệ hạt nhân hiện nay là vấn đề xử lý và cất giữ chất thải. Trong chất thải hạt nhân có các đồng vị phóng xạ có thể tồn tại sau hàng triệu năm vì thế mà việc xử chất thải hạt nhân là việc làm hết sức quan trọng. Ngoài ra bài thuyêt trình còn đưa ra quy trình, những biện pháp xử lý chất thải hạt nhân nhằm giúp người đọc có đầy đủ thông tin về vấn đề này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài thuyết trình Xử lý chât thải hạt nhân sau khi nhà máy tháo dỡ Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh Khoa Vật lý Bộ môn: Vật lý hạt nhân và nguyên tử Đề tài Seminar: XỬ LÝ CHẤT THẢI HẠT NHÂN SAU KHI NHÀ MÁY THÁO DỞ GVHD: TS. Nguyễn Văn Hoa Nhóm Sinh viên thực hiện: 1. Nguyễn Lê Anh 2. Nguyễn Tố Ái 3. Nguyễn Quốc Khánh Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2012 I. Lý do chọn đề tài Nhà máy điện nguyên tử hay nhà máy điện hạt nhân là một nhà máy tạo ra điện năng ở quy mô công nghiệp, sử dụng năng lượng thu được từ phản ứng hạt nhân. Các loại máy điện nguyên tử phổ biến hiện nay thực tế là nhà máy nhiệt điện, chuyển tải nhiệt năng thu được từ phản ứng phân hủy hạt nhân thành điện năng. Đa số thực hiện phản ứng dây chuyền có điều khiển trong lò phản ứng nguyên tử phân hủy hạt nhân với nguyên liệu ban đầu là đồng vị Uran 235 và sản phẩm thu được sau phản ứng thường là Pluton, các neutron và năng lượng nhiệt rất lớn. Nhiệt lượng này, theo hệ thống làm mát khép kín (để tránh tia phóng xạ rò rỉ ra ngoài) qua các máy trao đổi nhiệt, đun sôi nước, tạo ra hơi nước ở áp suất cao làm quay các turbine hơi nước, và do đó quay máy phát điện, sinh ra điện năng. Khi quá trình sản xuất vả xử lý chất thải được bảo đảm an toàn cao, nhà máy điện nguyên tử sẽ có thể sản xuất năng lượng điện tương đối rẻ và sạch so với các nhà máy sản xuất điện khác, đặc biệt nó có thể ít gây ô nhiễm môi trường hơn các nhà máy nhiệt điện đốt than hay khí thiên nhiên. Việc lưu giữ và thải chất thải hạt nhân an toàn vẫn còn là một thách thức và chưa có một giải pháp thích hợp. Vấn đề quan trọng nhất là dòng chất thải từ các nhà máy năng lượng hạt nhân là nguyên liệu đã qua sử dụng. Một lò phản ứng công suất lớn tạo ra 3 mét khối (25–30 tấn) nguyên liệu đã qua sử dụng mỗi năm. Nó bao gồm urani không chuyển hóa được cũng như một lượng khá lớn các nguyên tử thuộc nhóm Actini (hầu hết là plutoni và curi). Thêm vào đó, có khoảng 3% là các sản phẩm phân hạch. Nhóm actini (urani, plutoni, và curi) có tính phóng xạ lâu dài, trong khi đó các sản phẩm phân hạch có tính phóng xạ ngắn hơn. Vì vậy, cần phải có những phương pháp xử lý chất thải hạt nhân phóng xạ rất nguy hiểm cho con người và môi trường. Đó là lý do để nhóm chúng tôi thực hiện đề tài này. Trong quá trình sư tầm tài liệu, dich và thiết kế seminar không thể nào tránh khỏi sai sót đáng tiếc, mong độc giả đóng góp ý kiến phản hồi cho chúng tôi. Thay mặt nhóm tôi xin chân thành cảm ơn! Trang 1/16 II. Đặc điểm của chất thải hạt nhân Một trong những thách thức lớn nhất đối với ngành công nghệ hạt nhân hiện nay là vấn đề xử lý và cất giữ chất thải. Lý do đơn giản là trong chất thải hạt nhân có những đồng vị phóng xạ có thể tồn tại sau hàng triệu năm. Thông thường một nhà máy điện hạt nhân có thể hoạt động trong vòng vài chục năm. Sau khi đóng cửa, người ta phải tiến hành hàng loạt các biện pháp cần thiết sau đây: - Quản lý an toàn các vật liệu hạt nhân; - Quản lý an toàn các chất thải hạt nhân và phi hạt nhân; - Khử độc đối với các chất phóng xạ và phi phóng xạ; - Tháo dỡ nhà máy; - Phá huỷ các công trình để phục hồi cảnh quan cho môi trường. Đối tượng tháo dỡ không chỉ là các nhà máy điện hạt nhân, mà là tất cả các cơ sở có liên quan tới chu trình nhiên liệu quy mô thương mại như các cơ sở khai thác urani, các nhà máy tái chế biến và làm giàu nhiên liệu, các nhà máy chế tạo nhiên liệu, các lò phản ứng hạt nhân, các cơ sở cất giữ và xử lý chất thải… Tính đến tháng 9 năm 2001, trên toàn thế giới có trên 90 lò phản ứng năng lượng thương mại, 50 nhà máy chế biến nhiên liệu, khoảng 100 cơ sở khai thác urani và hơn 150 cơ sở nghiên cứu khác, đã đến lúc phải ngừng hoạt động. Nhiều cơ sở trong số này đã và đang được tháo dỡ một cách khá suôn sẻ. Tuy nhiên vấn đề quản lý an toàn các chất thải phóng xạ vẫn còn là vấn đề gây nhiều tranh cãi. Thông thường các chất thải hạt nhân được chia làm hai loại: các chất thải phóng xạ “mức thấp” (Low Level Radioactive Waste) và các chất thải phóng xạ “mức cao” (High Level Radioactive Waste). Đối với các chất thải phóng xạ “mức thấp”, cả hoạt độ lẫn chu kỳ bán rã đều tương đối nhỏ. Trong vòng 10 – 15 năm, hầu hết các chất thải nhóm này đều phân rã hết; nơi chôn cất có thể coi như một bãi phế thải thông thường. Tiêu biểu của các chất thải phóng xạ thuộc nhóm này là Ba-140 (13 ngày), Sr-89 (54 ngày), Ru-106 (1 năm), Ce-144 (1,3 năm)… Ngành công nghiệp hạt nhân cũng tạo ra một lượng lớn các chất thải phóng xạ cấp thấp ở dạng các công cụ bị nhiễm như quần áo, dụng cụ cầm tay, nước làm sạch, máy lọc nước, và các vật liệu xây lò phản ứng. Ở Hoa Kỳ, Ủy ban điều phối hạt nhân (Nuclear Regulatory Commission) đã cố gắng xét lại để cho phép giảm các vật liệu phóng xạ thấp đến mức giống với chất thải thông thường như thải vào bãi thải, tái sử dụng... Hầu hết chất thải phóng xạ thấp có độ phóng xạ rất thấp và người ta chỉ quan tâm đến chất thải phóng xạ liên quan đến mức độ ảnh hưởng lớn của nó. Các chất thải phóng xạ “mức cao” nói chung là những chất có nguồn gốc từ lõi lò phản ứng hạt nhân hoặc các chất nổ hạt nhân như urani, plutoni, các mảnh phân hạch và các chất phóng xạ nhân tạo đứng sau urani. Các chất này lại có thể chia làm hai nhóm nhỏ: Nhóm các mảnh phân hạch và nhóm các đồng vị siêu urani. Nhóm các mảnh phân hạch thường trải qua các chuỗi phân rã α, β và γ để rồi cuối cùng trở thành các đồng vị bền. Nói chung, sau 1000 Trang 2/16 năm chúng có mức phóng xạ rất thấp. Để đạt tới mức phóng ...