Thorium có thể thay thế uranium?

Phùng Liên Đoàn

Sự cố động đất và sóng thần ở Nhật Bản làm rung chuyển Nhà máy điện hạt nhân Fukushima, đặt nước Nhật trong một tình trạng báo động về nguy cơ rò rỉ phóng xạ cực kỳ nguy hiểm từ nhiều ngày nay, khiến cho vấn đề tương lai của ngành điện hạt nhân lại được đặt ra gay gắt trên phạm vi toàn thế giới. Và trong nhiều cuộc tìm kiếm và bàn thảo, giới chuyên môn về năng lượng nguyên tử đã nói đến một nguyên tố có tên Thorium có khả năng thay thế uranium, lại ít gây ra những tác hại về mặt phóng xạ ghê gớm như uranium. Đây là chủ đề mà một vài học giả như Vũ Quang Việt, Nguyễn quang A đưa ra thăm dò ý kiến TS Phùng Liên Đoàn. Người viết mấy dòng này có tham dự vào cuộc trao đổi giữa các vị, đã đề nghị được sử dụng một e-mail của TS Đoàn đăng lên trang BVN để cống hiến cho bạn đọc, trong khi chờ đợi những bài viết công phu hơn của ông về vấn đề an toàn trong kỹ thuật điện hạt nhân, giữa tình hình các biến cố thời tiết và khí hậu trái đất đang báo hiệu một biến động bất thường như hiện nay.

Ông Đoàn vui lòng sửa sang lại lá thư để thành một bài viết ngắn.

Xin trân trọng giới thiệu cùng bạn đọc xa gần.

Nguyễn Huệ Chi

Thorium (Th) có nhiều trên trái đất gấp 3 – 4 lần uranium (U), nhưng không tự nó phản ứng để tạo năng lượng được. Nó cần U-235 hoặc Pu-239 làm “ngòi” để biến Th-232 thành U-233. Sau một vài tuần, sẽ có đủ U-233 để chạy nhà máy.

Tuy nhiên, một trong những sản phẩm phụ của nhà máy thorium là U-232 có phóng xạ gamma rất cao, nên cần phải điều hành ở xa và qua nhiều lớp chì (Pb) bảo vệ.

Các nhà máy chạy thorium thử nghiệm trong 40 năm qua đều đã thất bại vì quá tốn kém và nảy sinh nhiều vấn đề về điều hành và xử lý chất thải. Các lò AVR, THTR ở Đức là tiến bộ nhất, nhưng cũng đã đóng cửa từ 1989. Anh có lò Dragon, Mỹ có lò Peach Bottom 1 và Fort St Vrain đã sản xuất điện, nhưng cũng đều đã đóng cửa. Hiện Ấn Độ vẫn còn theo đuổi khảo cứu, nhưng chưa có dấu hiệu gì là thành công để làm được một lò Th có sức kinh tế cạnh tranh.

Tại Oak Ridge National Laboratory (Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge), tôi có biết về Molten Salt Reactor Experiment (Chương trình thí nghiệm Lò phản ứng muối nóng chảy) do một người bạn đứng đầu từ 1964 đến 1969. Cái lò thí nghiệm này, 7,5 Mwt, đã đóng cửa từ 40 năm này, nhưng việc xử lý phá dỡ và làm sạch thì rất tốn kém.

Người ta đứng núi này thì thấy núi kia cao hơn, đẹp hơn. Nhưng đến gần mới thấy cũng có nhiều cỏ dại, và đường đi cũng khó khăn. Các lò chạy bằng uranium đã tiến bộ đến đời thứ ba, tuy rằng có nhiều vấn đề như Three Mile Island, Chernobyl và Fukushima, nhưng cũng đã sản xuất 80% điện ở Pháp, 70% ở Lithuania, 51% ở Thụy Điển, 38% ở Hàn Quốc, 30% ở Nhật và 20% ở Mỹ. Tổng thể năm 2010, điện hạt nhân từ 441 lò trên thế giới tại 33 nước đã sản xuất khoảng 2.600 tỷ KWh điện mỗi năm (bằng điện của toàn thế giới năm 1960 và gấp khoảng 30 lần toàn bộ lượng điện sản xuất ở Việt Nam ngày nay), đáng giá 260 tỷ USD. Nếu người ta đóng cửa các nhà máy điện hạt nhân thì sẽ phải đốt thêm 1,3 tỷ tấn than (hoặc khí đốt, hoặc dầu hỏa…) và như vậy sẽ hoàn toàn làm thất bại công ước Kyoto về việc giảm thiểu sự phát tán CO2 và làm chậm lại cơ nguy hâm nóng khí quyển. Và cho đến nay, số người chết vì đào các mỏ than, khai thác dầu, khí đốt… cũng nhiều hơn số người chết vì uranium nhiều lần. Nạn ung thư gây ra bởi than cũng nhiều gấp chục lần các nạn ung thư có thể xảy ra bởi các nhà máy điện hạt nhân.

Tôi có tham dự kiến thiết Nhà máy Brunswick ở South Carolina – cùng loại với Nhà máy Fukushima 2, 3, 4; và Nhà máy Browns Ferry 3 – cùng loại với Nhà máy Fukushima 6. Báo cáo WASH-1400 mà tôi có tham dự, xuất bản năm 1975, khảo cứu các tai nạn lớn nhất có thể xảy ra với các nhà máy điện hạt nhân, nhưng đã không khảo cứu đến nạn động đất 9 độ Richter và sóng thần (tsunami) 10 mét xảy ra cho một nhà máy nằm sát bờ biển như Fukushima và Brunswick. Nếu có khảo cứu, người ta cũng cho rằng xác suất có thể xảy ra là 1 phần triệu, trong khi Three Mile Island và Fukushima đều xảy ra với xác suất là khoảng 1/1000 ry. [ry =reactor year = một lò hạt nhân chạy trong một năm. Ví dụ, sáu lò Fukushima 1-6, chạy từ năm 1971-1979 cho tới 2011 là đã có 207 ry kinh nghiệm; 94 lò BWR trên thế giới đã cho ta khoảng 2.350 ry kinh nghiệm (số này do tôi phỏng tính vì chưa có thì giờ cộng kinh nghiệm của từng lò BWR). Như vậy, biến cố tại Fukushima cho 4 lò điện hạt nhân có xác xuất thực tế là 4/2350 =0,0017, một con số quá lớn, không thể chấp nhận được!]

Ta không thể bỏ hết máy bay khi có một tai nạn phi cơ 747 rơi làm chết 400 người. Người ta vẫn đóng các tàu xuyên đại dương khi chiếc tàu Titanic vĩ đại nhất thế giới “không thể đắm được” vẫn bị đắm vào chuyến đi đầu tiên năm 1912 làm chết 1517 người. Vì thế, theo tôi tai nạn Fukushima sẽ làm Nhật tốn kém hơn 10 tỷ USD và các nhà máy điện hạt nhân trên thế giới bị kiểm tra gay gắt hơn, nhưng nhân loại vẫn cần điện hạt nhân trong thế kỷ này.

Năng lượng mặt trời chỉ rẻ khi là thủy điện, nhưng nếu là năng lượng gió hay pin mặt trời thì đắt gấp 2 – 3 lần điện sản xuất từ than hay khí thiên nhiên. Tại Mỹ, khí thiên nhiên sẽ là nguồn chính, bởi vì họ có dự trữ tới nhiều chục năm dưới đất loại phiến sét (shale). Tôi đã hỏi một vị Giáo sư địa chất tại Việt Nam xem ta có thể thăm dò shale tương tự tại Việt Nam, nhưng được trả lời là "không biết".

Riêng tại Việt Nam, ta đã làm một việc rất thô sơ về việc chọn lựa địa điểm (Ninh Thuận đối diện với Phi Luật Tân thuộc vùng núi lửa quanh Thái Bình Dương gồm Đài Loan, Nhật, Alaska, California, Chile, Tân Tây Lan và Nam Dương); về việc đào tạo nhân viên; và về cách phỏng tính số lượng điện cần thiết vào năm 2022. Nếu ta mất hơn 15 năm xây dựng nhà máy Dung Quất, một việc làm rất dễ dàng, mà hiện giờ còn lúc chạy lúc không, thì ta chưa đủ trình độ xây nhà máy điện hạt nhân. Hơn nữa, cái yếu của ta là “không có tiền” như nước United Arab Emirates (Các Tiểu vương quốc Ả rập Thống nhất), và không có kinh nghiệm tránh những tranh chấp tiền bạc với các công ty quốc tế.

Vào năm 2010, tôi có đề nghị Việt Nam nên lợi dụng lúc này để cộng tác với Nga làm nhà máy điện hạt nhân nổi (floating), chỉ nhỏ thôi, khoảng 400 MWe, nhưng không sợ động đất và sóng thần, và lại hợp với nhu cầu từng vùng tại Việt Nam. Đề nghị này có cái hay ở chỗ Việt Nam sẽ trở thành một nước đóng tàu bè cho cả ngàn nhà máy điện hạt nhân nổi rất an toàn cho các quốc gia đang phát triển nằm ven biển. Tuy nhiên, cũng như cả triệu ý kiến khác, ý kiến của tôi rơi vào một “lỗ đen”.

P.L.Đ

Tác giả gửi trực tiếp cho BVN