Trung Quốc đạt bước tiến lớn hướng tới nguồn năng lượng sạch gần như vô hạn

0:00 / 0:00
0:00
(Ngày Nay) - Lò phản ứng hạt nhân điều khiển bằng máy gia tốc đầu tiên trên thế giới” sắp ra mắt khi Trung Quốc hướng tới nguồn năng lượng 1.000 năm.
Ảnh minh hoạ.
Ảnh minh hoạ.

Theo trang tin Interesting Engineering, các nhà nghiên cứu tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) đã bắt đầu lắp đặt giai đoạn cuối các máy gia tốc hạt siêu dẫn tại một cơ sở hạt nhân mang tính đột phá ở Quảng Đông.

Đây được xem là một bước tiến lớn hướng tới nguồn năng lượng sạch gần như vô hạn.

Hệ thống này, được gọi là Hệ thống hạt nhân dưới tới hạn điều khiển bằng máy gia tốc (Accelerator-Driven Subcritical System - ADS), đang trong lộ trình trở thành lò phản ứng “đốt” chất thải hạt nhân cấp megawatt đầu tiên trên thế giới khi đi vào hoạt động vào năm 2027.

Giải pháp năng lượng cho 1.000 năm

Dự án hứa hẹn giải quyết hai thách thức lớn nhất của năng lượng hạt nhân: an toàn và xử lý chất thải lâu dài.

Theo báo Bưu điện Hoa Nam buổi sáng (SCMP) có trụ sở ở Hongkong (Trung Quốc), ông He Yuan – Phó Giám đốc Viện Vật lý Hiện đại thuộc CAS – cho biết hệ thống này được thiết kế để đốt uranium hiệu quả gấp 100 lần so với các lò phản ứng truyền thống.

Bằng cách chuyển hóa chất thải phóng xạ có chu kỳ tồn tại dài thành các đồng vị tồn tại ngắn hơn và ít nguy hiểm hơn, công nghệ này có thể giảm thời gian tồn tại của chất thải hạt nhân xuống dưới một phần nghìn so với hiện nay.

Các chuyên gia dự đoán rằng điều này có thể cung cấp nguồn năng lượng ổn định và “xanh” đủ đáp ứng nhu cầu của nhân loại trong 1.000 năm tới.

Hệ thống “biến rác thành tài nguyên”

ADS là hệ thống lai kết hợp giữa lò phản ứng hạt nhân và máy gia tốc hạt năng lượng cao.

Không giống các lò phản ứng truyền thống vốn dựa vào phản ứng dây chuyền tự duy trì, hệ thống “dưới tới hạn” (subcritical) này cần nguồn neutron từ bên ngoài để tiếp tục hoạt động.

Các máy gia tốc tuyến tính siêu dẫn sẽ bắn các chùm proton cường độ cao với tốc độ bằng khoảng 80% tốc độ ánh sáng để khởi động quá trình.

Các chùm proton này sau đó bắn vào hợp kim chì–bismuth lỏng, tạo ra dòng neutron cực lớn.

Các neutron này sẽ chuyển đổi uranium-238 thường được xem là chất thải hạt nhân thành plutonium-239, nghĩa là biến “rác” thành nhiên liệu có thể sử dụng.

Ngoài ra, vì lò phản ứng không thể duy trì phản ứng nếu không có máy gia tốc, cho nên, nguy cơ sự cố nóng chảy ngoài kiểm soát (meltdown) về mặt vật lý gần như bị loại bỏ, mang lại lợi thế lớn về an toàn.

Hơn một thập kỷ phát triển

Mặc dù ý tưởng về hệ thống ADS đã tồn tại từ những năm 1980, nhưng chưa có phiên bản thương mại nào hoạt động trên thế giới.

Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu chuyên sâu vào năm 2011.

Một nguyên mẫu năm 2021 là hệ thống đầu tiên đạt cường độ hoạt động cần thiết cho ứng dụng công nghiệp.

Hiện nay, với dự án quy mô megawatt tại Huizhou sắp hoàn thành, Trung Quốc có vị thế dẫn đầu trong quá trình chuyển đổi sang chu trình nhiên liệu hạt nhân “khép kín”.

Theo trích dẫn của SCMP, ông He Yuan nói với Nhật báo Khoa học và Công nghệ của Trung Quốc rằng: “Đây là phương pháp lý tưởng được quốc tế công nhận cho việc sản sinh nhiên liệu hạt nhân và xử lý chất thải. Nó biến năng lượng hạt nhân thành nguồn năng lượng xanh, an toàn và ổn định.

Việc lắp đặt các máy gia tốc siêu dẫn chủ chốt dự kiến hoàn tất vào cuối năm 2026, mở đường cho hoạt động toàn diện vào năm 2027.

Những đổi mới tương tự trên thế giới

Nỗ lực phát triển năng lượng hạt nhân bền vững này cũng được phản ánh trong các dự án quốc tế, bao gồm những nghiên cứu quan trọng tại Cơ sở gia tốc quốc gia Thomas Jefferson của Bộ Năng lượng Mỹ

Các nhà nghiên cứu Mỹ đang phát triển công nghệ ADS bằng cách bắn proton năng lượng cao vào các mục tiêu như thủy ngân lỏng, kích hoạt quá trình spallation – hiện tượng tạo ra lượng neutron khổng lồ để tương tác với các đồng vị phóng xạ tồn tại lâu.

Sáng kiến này nhằm đạt hai mục tiêu cùng lúc: tạo ra điện năng không phát thải carbon, đồng thời giảm mạnh thời gian tồn tại phóng xạ của nhiên liệu đã qua sử dụng.

Trong khi nhiên liệu hạt nhân chưa xử lý thường nguy hiểm trong khoảng 100.000 năm, phương pháp phân tách và tái chế bằng ADS có thể giảm thời gian nguy hiểm xuống chỉ còn khoảng 300 năm.

Đức yêu cầu người Ukraine rời đi
Đức yêu cầu người Ukraine rời đi
(Ngày Nay) - Đồng lãnh đạo đảng cánh hữu Sự lựa chọn vì nước Đức (AfD), bà Alice Weidel mô tả gánh nặng từ việc nhà nước tiếp tục hỗ trợ người di cư Ukraine là “hoàn toàn không thể duy trì”, tuyên bố rằng người di cư Ukraine phải rời khỏi Đức.
Hà Nội sắp bước vào đợt mưa lớn
Hà Nội sắp bước vào đợt mưa lớn
(Ngày Nay) - Dự báo thời tiết những ngày tới của Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia cho thấy thời tiết Thủ đô chuyển mưa rõ rệt từ ngày 14/9 và tiếp tục có mưa trong những ngày sau đó.
Lãnh đạo thành phố thăm hỏi, động viên công nhân Scavi Huế đang điều trị tại Bệnh viện Trung ương Huế cơ sở 2
Tạm ngưng bếp ăn tập thể khiến 170 công nhân Scavi Huế bị ngộ độc thực phẩm
(Ngày Nay) -  Liên quan vụ nghi ngộ độc thực phẩm tại Công ty Scavi Huế, đến 19h ngày 12/9, hơn 170 công nhân đang được điều trị tại các cơ sở y tế trên địa bàn Thành phố Huế. Bếp ăn tập thể cung cấp suất ăn cho công nhân đã được yêu cầu tạm ngưng hoạt động để phục vụ điều tra, xác định nguyên nhân.
Quảng Trị: Tổng kiểm soát xe vận tải, phát hiện tài xế dương tính với ma túy và 4 viên thuốc nghi ma túy
Quảng Trị: Tổng kiểm soát xe vận tải, phát hiện tài xế dương tính với ma túy và 4 viên thuốc nghi ma túy
(Ngày Nay) - Trong đợt tổng kiểm soát phương tiện kinh doanh vận tải hành khách và hàng hóa trên toàn quốc, Đội cảnh sát giao thông đường bộ số 2, Công an tỉnh Quảng Trị phát hiện một lái xe tải dương tính với ma túy, đồng thời phát hiện 4 viên thuốc màu hồng nghi là ma túy.
Quan hệ Việt - Pháp bước vào giai đoạn “tăng tốc lịch sử”
Quan hệ Việt - Pháp bước vào giai đoạn “tăng tốc lịch sử”
(Ngày Nay) - Theo Giáo sư lịch sử đương đại Pierre Journoud tại Đại học Montpellier Paul-Valéry, quan hệ Việt Nam - Pháp đang chứng kiến một sự “tăng tốc của lịch sử”, với nhịp độ trao đổi cấp cao chưa từng có và sự tin cậy ngày càng rõ nét giữa lãnh đạo hai nước. Chuyến thăm chính thức của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm đến Cộng hòa Pháp có ý nghĩa quan trọng đối với cả hai nước khi quan hệ song phương vừa bước sang một giai đoạn mới với việc thiết lập Đối tác chiến lược toàn diện.