Năng lượng hạt nhân

Hiện nay 17 phần trăm điện sản xuất trên Thế giới là năng lượng hạt nhân. Đó là một tỷ lệ trung bình. Những nhà máy điện hạt nhân sản xuất 30 phần trăm điện tiêu thụ ở các nước thuộc khối OCDE, những nước giầu nhất. Năng lượng hạt nhân đóng góp hơn ba phần tư nhu cầu điện và một nửa nhu cầu tất các loại năng lượng của nước Pháp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Năng lượng hạt nhân Năng lượng hạt nhân KS Đặng Đình Cung , Kiều bào PhápHiện nay 17 phần trăm điện sản xuất trên Thế giới là năng lượng hạt nhân.Đó là một tỷ lệ trung bình. Những nhà máy điện hạt nhân sản xuất 30 phầntrăm điện tiêu thụ ở các nước thuộc khối OCDE, những nước giầu nhất.Năng lượng hạt nhân đóng góp hơn ba phần tư nhu cầu điện và một nửanhu cầu tất các loại năng lượng của nước Pháp. Ở Việt nam, nhu cầu điệntăng gấp hai lần tăng trưởng kinh tế và kinh tế Việt nam tăng trưởng 7 đến8 phần trăm mỗi năm. Nhu cầu về năng lượng gia tăng trầm trọng và nănglượng hạt nhân là một thực tại. Chúng ta không thể nói suông sẻ được rằngnước Việt nam nên xây hay không xây nhà máy năng lượng hạt nhân.Để đóng góp vào tham luận về năng lượng hạt nhân ở Việt nam, chúng tôixin trình bày trong bài này :- Những phương pháp sản xuất năng lượng hạt nhân,- Những vấn đề công nghệ của ngành năng lượng hạt nhân.Những phương pháp sản xuất năng lượng hạt nhânNgoài thiên nhiên nguyên tử uranium có tất cả ba đồng vị: 99,3phần trămđồng vị U-238, 0,7phần trăm đồng vị U-235, và một tỷ lệ không đáng kểđồng vị U-234. Đồng vị U-235 là đồng vị khả phân hạch tự nhiên duy nhấtcó khả năng sản xuất năng lượng và sinh ra neutron để duy trì dây chuyềnphản ứng. Đồng vị U-238 là đồng vị phong phú có thể hấp thụ neutron và,do đó, có khả năng làm tắt dây chuyền phản ứng nhưng, một khi hấp thụmột neutron, trở thành đồng vị khả phân hạch Pu-239.Những hạt nhân deuterium và tritium hợp nhất với nhau cũng sinh ra nănglượng. Deuterium là một đồng vị của khí hydro có nhiều ngoài thiên nhiên,chủ yếu trong nước biển. Tritium là một đồng vị nhân tạo được chế tạo từphản ứng phân hạch một hạt lithium với một neutron. Những nguyên tửlithium cũng có rất nhiều trong nước biển.Nếu thực hiện được phản ứng hợp nhất hạt deuterium với hạt tritium mộtcách đại tràng thì nhân loại sẽ có được một nguồn năng lượng gần như làvô tận. Nghiên cứu và phát triển phương pháp sản xuất năng lượng nàyphức tạp và tốn kém. Vì thế mà hầu như tất cả các nước công nghệ tiên tiếnphải liên kết để chia với nhau chi phí nghiên cứu khai triển: sáu cườngquốc, Hàn quốc, Hoa kỳ, Liên hiệp Âu châu, Nga, Nhật bản và Trung quốc,hiệp sức để khai triển máy hợp nhất hạt nhân ITER (InternationalThermonuclear Experimental Reactor, Lò Phản ứng Thí nghiệm Nhiệt hạchQuốc tế). Máy hiệp nhất nay fđặt tại Cadarache, miền Nam nước Pháp.Hiện nay chưa ai biết được khi nào chương trình nghiên cứu những quytrình hợp nhất hạt nhân đó sẽ đạt kết quả. Trong khi chờ đợi thời đại hoàngkim đó, năng lượng hạt nhân được sản xuất nhờ những phản ứng phân hạchhạt nhân.Phương pháp phân hạch một hạt nhân hiển nhiên nhất là bắn một hạt nhỏvào hạt nhân đó. Thí dụ chúng ta có thể tăng tốc những proton trong một hệtăng tốc rồi bắn những proton đó vào một lò phản ứng chứa uranium tựnhiên. Những hạt nhân uranium bị đập vỡ sinh ra năng lượng. Sau phảnứng phân hạch này thì những neutron bị bắn ra một phần bị hạt nhân U-238hấp thụ để biến đồng vị phong phú đó thành một đồng vị khả phân hạch Pu-239 và một phần va chạm với những vật có mặt trong lò phản ứng, giảm tốcđộ và sinh ra năng lượng sau khi đập vỡ những hạt U-235 có mặt tronguranium tự nhiên và những hạt Pu-239 sinh ra trước đây. Dây chuyền phảnứng có thể duy trì một cách tự nhiên. Nhưng nếu có triệu chứng sắp bị tắtthì chỉ cần bắn vào lò phản ứng thêm một tia proton từ hệ tăng tốc là có thểkhích động lại dây chuyền phản ứng.Quy trình hỗn hợp tăng tốc proton và phân hạch hạt nhân này mới đượcsáng chế. Chúng tôi không biết đã có nguyên mẫu nào chưa. Nhưng đã cónhững lò phản ứng điều hành như vậy mà không có bộ tăng tốc proton màchúng ta gọi là những lò phản ứng neutron nhanh.Thực ra một lò phản ứng neutron nhanh dùng cả neutron nhanh để sản xuấtđồng vị Pu-239, một đồng vị khả phân hạch, lẫn neutron đã được giảm tốcđể gây ra những phản ứng phân hạch và sinh ra năng lượng. Neutron bắn ratừ những phản ứng phân hạch có tốc độ 20.000 kilô mét/giây. Muốn có thểgây ra một phản ứng phân hạch với một hạt nhân U-235 khác thì neutron đóphải va chạm với một số hạt nhân có mặt trong lò phản ứng để cho tốc độgiảm xuống 2.000mét/giây. Đây là một đặc tính vật lý không có dẫn chứnglý thuyết nhưng đã được chứng minh qua thử nghiệm.Khi một lò phản ứng sản xuất những hạt Pu-239 với những phản ứng hấpthụ nhiều hơn là đập vỡ chúng với những phản ứng phân hạch thì chúng tagọi là lò bội sinh. Những lò bội sinh tiêu thụ một phần plutonium được sảnxuất như vậy và phần còn lại có thể dùng làm nhiên liệu cho những nhàmáy hạt nhân chỉ chạy bằng những phản ứng phân hạch.Những lò phản ứng neutron nhanh được khai triển từ đầu kỷ nguyên nănglượng hạt nhân. Hiện nay chỉ có những lò thí nghiệm vận hành mà thôi.Nhà máy điện hạt nhân thương mại theo công nghệ neutron nhanh duy nhấtlà nhà máy Superphenix ở Creys Malville bên Pháp. Nhà máy nà ...