Trà Xanh
Writer
Trung Quốc đang có kế hoạch xây dựng nhà máy điện đầu tiên trên thế giới sử dụng lò phản ứng muối nóng chảy thorium tại sa mạc Gobi vào năm tới. Dự án này được kỳ vọng sẽ mở ra một kỷ nguyên năng lượng sạch, an toàn và bền vững.
Khác với các lò phản ứng hạt nhân truyền thống sử dụng uranium và cần nước để làm mát, lò phản ứng muối nóng chảy thorium sử dụng muối lỏng và carbon dioxide để truyền nhiệt và tạo ra điện. Công nghệ này loại bỏ nguy cơ nổ do mất nước làm mát, một trong những rủi ro lớn nhất của các lò phản ứng hiện nay.
Một nhà máy điện hạt nhân ở Trung Quốc. (Ảnh: Baidu)
Hơn nữa, thorium là nguồn nhiên liệu dồi dào hơn uranium rất nhiều. Các nhà khoa học ước tính trữ lượng thorium của Trung Quốc đủ đáp ứng nhu cầu năng lượng trong 20.000 năm.
Dự án do Viện Vật lý Ứng dụng Thượng Hải, thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, chủ trì xây dựng và vận hành. Nhà máy dự kiến hoàn thành và đi vào hoạt động vào năm 2029, với công suất nhiệt 60 MW. Trong đó, 10 MW sẽ được sử dụng để phát điện, phần còn lại dùng để sản xuất hydro bằng cách phân tách nước ở nhiệt độ cao.
Theo Viện Nghiên cứu và Thiết kế Kỹ thuật Hạt nhân Thượng Hải, dự án này không chỉ thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành công nghệ cao mà còn giúp Trung Quốc tiến gần hơn đến mục tiêu "độc lập về năng lượng".
Nguyên lý hoạt động
Trung Quốc có nguồn dự trữ thorium dồi dào. (Ảnh: SCMP)
Lò phản ứng thorium hoạt động dựa trên nguyên lý "vòng đời khép kín", đảm bảo an toàn cho môi trường. Muối nóng chảy mang thorium sẽ đi vào lõi lò phản ứng, tạo ra phản ứng dây chuyền và sinh nhiệt. Sau đó, dòng muối này sẽ truyền nhiệt cho một dòng muối khác không chứa thorium trong một vòng tuần hoàn riêng biệt.
Muối nóng không phóng xạ này sau đó được dẫn đến nhà máy điện để chạy tua-bin khí sử dụng carbon dioxide, từ đó tạo ra điện năng.
Hơn 80% vật liệu và nhiên liệu đã qua sử dụng sẽ được tái chế. Phần chất thải phóng xạ còn lại sẽ được đông đặc và vận chuyển đến bãi chứa chất thải hạt nhân quốc gia nằm sâu dưới lòng đất ở sa mạc Gobi.
Tham vọng năng lượng xanh
Dự án nhà máy điện thorium chỉ là một phần trong kế hoạch phát triển năng lượng xanh đầy tham vọng của Trung Quốc. Nước này cũng dự định xây dựng các cơ sở năng lượng tái tạo khác như điện gió, điện mặt trời, điện lưu trữ năng lượng từ muối nóng chảy, điện nhiệt... Tất cả sẽ được kết nối với nhau bằng lưới điện thông minh, hướng đến mục tiêu cung cấp nguồn năng lượng sạch, ổn định và giá rẻ.
Dự kiến, sau năm 2030, Trung Quốc sẽ bắt đầu xây dựng các lò phản ứng thorium thương mại với công suất lớn hơn, từ 100 MW trở lên.
Gần đây, các nhà đóng tàu Trung Quốc cũng công bố thiết kế tàu container khổng lồ chạy bằng lò phản ứng muối nóng chảy thorium, mở ra tiềm năng to lớn cho ngành vận tải biển.
Thực tế, lò phản ứng muối nóng chảy thorium không phải là công nghệ mới. Lò phản ứng đầu tiên trên thế giới sử dụng thorium đã được xây dựng và vận hành tại Mỹ vào những năm 1960. Tuy nhiên, do hạn chế về kỹ thuật, dự án dành một nửa thời gian hoạt động cho việc bảo trì và đã bị đóng cửa vĩnh viễn vào tháng 12/1969.
Khác với các lò phản ứng hạt nhân truyền thống sử dụng uranium và cần nước để làm mát, lò phản ứng muối nóng chảy thorium sử dụng muối lỏng và carbon dioxide để truyền nhiệt và tạo ra điện. Công nghệ này loại bỏ nguy cơ nổ do mất nước làm mát, một trong những rủi ro lớn nhất của các lò phản ứng hiện nay.
Một nhà máy điện hạt nhân ở Trung Quốc. (Ảnh: Baidu)
Hơn nữa, thorium là nguồn nhiên liệu dồi dào hơn uranium rất nhiều. Các nhà khoa học ước tính trữ lượng thorium của Trung Quốc đủ đáp ứng nhu cầu năng lượng trong 20.000 năm.
Dự án do Viện Vật lý Ứng dụng Thượng Hải, thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, chủ trì xây dựng và vận hành. Nhà máy dự kiến hoàn thành và đi vào hoạt động vào năm 2029, với công suất nhiệt 60 MW. Trong đó, 10 MW sẽ được sử dụng để phát điện, phần còn lại dùng để sản xuất hydro bằng cách phân tách nước ở nhiệt độ cao.
Theo Viện Nghiên cứu và Thiết kế Kỹ thuật Hạt nhân Thượng Hải, dự án này không chỉ thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành công nghệ cao mà còn giúp Trung Quốc tiến gần hơn đến mục tiêu "độc lập về năng lượng".
Nguyên lý hoạt động
Trung Quốc có nguồn dự trữ thorium dồi dào. (Ảnh: SCMP)
Lò phản ứng thorium hoạt động dựa trên nguyên lý "vòng đời khép kín", đảm bảo an toàn cho môi trường. Muối nóng chảy mang thorium sẽ đi vào lõi lò phản ứng, tạo ra phản ứng dây chuyền và sinh nhiệt. Sau đó, dòng muối này sẽ truyền nhiệt cho một dòng muối khác không chứa thorium trong một vòng tuần hoàn riêng biệt.
Muối nóng không phóng xạ này sau đó được dẫn đến nhà máy điện để chạy tua-bin khí sử dụng carbon dioxide, từ đó tạo ra điện năng.
Hơn 80% vật liệu và nhiên liệu đã qua sử dụng sẽ được tái chế. Phần chất thải phóng xạ còn lại sẽ được đông đặc và vận chuyển đến bãi chứa chất thải hạt nhân quốc gia nằm sâu dưới lòng đất ở sa mạc Gobi.
Tham vọng năng lượng xanh
Dự án nhà máy điện thorium chỉ là một phần trong kế hoạch phát triển năng lượng xanh đầy tham vọng của Trung Quốc. Nước này cũng dự định xây dựng các cơ sở năng lượng tái tạo khác như điện gió, điện mặt trời, điện lưu trữ năng lượng từ muối nóng chảy, điện nhiệt... Tất cả sẽ được kết nối với nhau bằng lưới điện thông minh, hướng đến mục tiêu cung cấp nguồn năng lượng sạch, ổn định và giá rẻ.
Dự kiến, sau năm 2030, Trung Quốc sẽ bắt đầu xây dựng các lò phản ứng thorium thương mại với công suất lớn hơn, từ 100 MW trở lên.
Gần đây, các nhà đóng tàu Trung Quốc cũng công bố thiết kế tàu container khổng lồ chạy bằng lò phản ứng muối nóng chảy thorium, mở ra tiềm năng to lớn cho ngành vận tải biển.
Thực tế, lò phản ứng muối nóng chảy thorium không phải là công nghệ mới. Lò phản ứng đầu tiên trên thế giới sử dụng thorium đã được xây dựng và vận hành tại Mỹ vào những năm 1960. Tuy nhiên, do hạn chế về kỹ thuật, dự án dành một nửa thời gian hoạt động cho việc bảo trì và đã bị đóng cửa vĩnh viễn vào tháng 12/1969.
