Năng lượng hạt nhân – Wikipedia tiếng Việt

Năng lượng hạt nhân hay năng lượng nguyên tử[1] là một loại công nghệ hạt nhân được thiết kế để tách năng lượng hữu ích từ hạt nhân nguyên tử thông qua các lò phản ứng hạt nhân có kiểm soát. Phương pháp duy nhất được sử dụng hiện nay là phân hạch hạt nhân, mặc dù các phương pháp khác có thể bao gồm tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ. Tất cả các lò phản ứng với nhiều kích thước và mục đích sử dụng khác nhau[2] đều dùng nước được nung nóng để tạo ra hơi nước và sau đó được chuyển thành cơ năng để phát điện hoặc tạo lực đẩy. Năm 2007, 14% lượng điện trên thế giới được sản xuất từ năng lượng hạt nhân. Có hơn 150 tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân và một vài tên lửa đồng vị phóng xạ đã được sản xuất.

Lịch sử và dự án Bất Động Sản sử dụng năng lượng trên quốc tế phân theo nguồn năng lượng quy trình tiến độ 1980 – 2030, Nguồn : International Energy Outlook 2007, Cục tin tức Năng lượng Hoa Kỳ ( EIA ) .

Công suất lắp đặt và phát điện từ năng lượng hạt nhân, 1980 – 2011 (EIA).

Hiện trạng sử dụng năng lượng hạt nhân toàn thế giới. Nhấn vào hình để xem chú dẫn .Đến năm 2005, năng lượng hạt nhân cung ứng 2,1 % nhu yếu năng lượng của quốc tế và chiếm khoảng chừng 15 % sản lượng điện thế giới, trong khi đó chỉ tính riêng Hoa Kỳ, Pháp, và Nhật Bản sản lượng điện từ hạt nhân chiếm 56,5 % tổng nhu yếu điện của ba nước này [ 3 ]. Đến năm 2007, theo báo cáo giải trình của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế ( IAEA ) có 439 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động giải trí trên quốc tế [ 4 ], thuộc 31 vương quốc [ 5 ] .Năm 2007, sản lượng điện hạt nhân trên quốc tế giảm xuống còn 14 %. Theo IAEA, nguyên do chính của sự sụt giảm này là do một trận động đất xảy ra vào ngày 16 tháng 7 năm 2007 ở phía tây Nhật Bản, làm cho nước này ngưng toàn bộ bảy lò phản ứng của xí nghiệp sản xuất điện hạt nhân Kashiwazaki-Kariwa. Một vài nguyên do khác như ” ngưng hoạt động giải trí không bình thường ” do thiếu nguyên vật liệu đã xảy ra ở Nước Hàn và Đức. Thêm vào đó là sự ngày càng tăng thông số tải của những lò phản ứng để phân phối nhu yếu sử dụng chỉ diễn ra trong một thời hạn ngắn ( cao điểm ) [ 6 ] .Hoa Kỳ sản xuất nhiều năng lượng hạt nhân nhất cung ứng 19 % [ 7 ] lượng điện tiêu thụ, trong khi đó tỷ suất điện hạt nhân của Pháp là cao nhất trong sản lượng điện của nước này đạt 78 % vào năm 2006 [ 8 ]. Trong toàn Liên minh châu Âu, năng lượng hạt nhân phân phối 30 % nhu yếu điện [ 9 ]. Chính sách năng lượng hạt nhân có sự độc lạ giữa những quốc gia thuộc Liên minh châu Âu, và một vài vương quốc khác như Úc, Estonia, và Ireland, không có những trạm năng lượng hạt nhân hoạt động giải trí. Khi so sánh với những vương quốc khác thì Pháp có nhiều xí nghiệp sản xuất điện hạt nhân, tổng số là 16 tổng hợp đang sử dụng .Ở Hoa Kỳ, lệch giá của ngành điện hạt nhân là 33 tỷ đô la Mỹ, tăng trưởng trung bình quá trình 2007 – 2012 là 2,7 % / năm. [ 10 ] .Bên cạnh đó, một số ít tàu quân sự chiến lược và gia dụng ( như tàu phá băng ) sử dụng động cơ đẩy hạt nhân biển, một dạng của động cơ đẩy hạt nhân [ 11 ]. Một vài động cơ đẩy khoảng trống được phóng lên sử dụng những lò phản ứng hạt nhân có vừa đủ công dụng : loạt tên lửa của Liên Xô RORSAT và SNAP-10A của Hoa Kỳ .Trên khoanh vùng phạm vi toàn thế giới, việc hợp tác nghiên cứu và điều tra quốc tế đang liên tục tiến hành để nâng cao độ bảo đảm an toàn của việc sản xuất và sử dụng năng lượng hạt nhân như những xí nghiệp sản xuất bảo đảm an toàn bị động [ 12 ], sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân, và sử dụng nhiệt của quy trình như trong sản xuất hydro để lọc nước biển, và trong mạng lưới hệ thống sưởi khu vực .
Phản ứng phân hạch hạt nhân được Enrico Fermi thực hiện hành công vào năm 1934 khi nhóm của ông dùng neutron bắn phá hạt nhân uranium [ 13 ]. Năm 1938, những nhà hóa học người Đức là Otto Hahn [ 14 ] và Fritz Strassmann, cùng với những nhà vật lý người Úc Lise Meitner [ 15 ] và Otto Robert Frisch cháu của Meitner [ 16 ], đã thực thi những thí nghiệm tạo ra những mẫu sản phẩm của urani sau khi bị neutron bắn phá. Họ xác lập rằng những neutron tương đối nhỏ hoàn toàn có thể cắt những hạt nhân của những nguyên tử urani lớn thành hai phần khá bằng nhau, và đây là một tác dụng đáng kinh ngạc. Rất nhiều nhà khoa học, trong đó có Leo Szilard là một trong những người tiên phong nhận thấy rằng nếu những phản ứng phân hạch sinh ra thêm neutron, thì một phản ứng hạt nhân dây chuyền sản xuất lê dài là hoàn toàn có thể tạo ra được. Các nhà khoa học tâm đắc điều này ở một số ít vương quốc ( như Hoa Kỳ, Vương quốc Anh, Pháp, Đức và Liên Xô ) đã ý kiến đề nghị với cơ quan chính phủ của họ ủng hộ việc điều tra và nghiên cứu phản ứng phân hạch hạt nhân .Tại Hoa Kỳ, nơi mà Fermi và Szilard di cư đến đây, những yêu cầu trên đã dẫn đến sự sinh ra của lò phản ứng tiên phong mang tên Chicago Pile-1, đạt được khối lượng tới hạn vào ngày 2 tháng 12 năm 1942. Công trình này trở thành một phần của dự án Bất Động Sản Manhattan, là một dự án Bất Động Sản kiến thiết xây dựng những lò phản ứng lớn ở Hanford Site ( thành phố trước kia của Hanford, Washington ) để làm giàu plutoni sử dụng trong những vũ khí hạt nhân tiên phong được thả xuống những thành phố Hiroshima và Nagasaki ở Nhật Bản. Việc cố gắng nỗ lực làm giàu urani song song cũng được thực thi trong thời hạn đó .

Sau thế chiến thứ 2, mối đe dọa về việc nghiên cứu lò phản ứng hạt nhân có thể là nguyên nhân thúc đẩy việc phổ biến công nghệ và vũ khí hạt nhân nhanh chóng[cần dẫn nguồn], kết hợp với những đều mà các nhà khoa học nghĩ, có thể là một đoạn đường phát triển dài để tạo ra bối cảnh mà theo đó việc nghiên cứu lò phản ứng phải được đặt dưới sự kiểm soát và phân loại chặt chẽ của chính phủ. Thêm vào đó, hầu hết việc nghiên cứu lò phản ứng tập trung chủ yếu vào các mục đích quân sự. Trên thực tế, không có gì là bí mật đối với công nghệ, và sau đó sinh ra một số nhánh nghiên cứu khi quân đội Hoa Kỳ từ chối tuân theo đề nghị của cộng đồng khoa học tại đất nước này trong việc mở rộng hợp tác quốc tế nhằm chia sẻ thông tin và kiểm soát các vật liệu hạt nhân. Năm 2006, các vấn đề này đã trở nên khép kín với Hội Năng lượng Hạt nhân Toàn cầu.

Điện được sản xuất đầu tiên từ lò phản ứng hạt nhân thực nghiệm EBR-I vào ngày 20 tháng 12 năm 1951 tại Arco, Idaho, với công suất ban đầu đạt khoảng 100 kW (lò phản ứng Arco cũng là lò đầu tiên thí nghiệm về làm lạnh từng phần năm 1955). Năm 1952, một bản báo cáo của Hội đồng Paley (Hội đồng Chính sách Nguyên liệu của Tổng thống) cho Tổng thống Harry Truman đưa ra một đánh giá “tương đối bi quan” về năng lượng hạt nhân, và kêu gọi chuyển hướng nghiên cứu sang lĩnh vực năng lượng Mặt Trời”[17]. Bài phát biểu tháng 12 năm 1953 của Tổng thống Dwight Eisenhower, nói về “nguyên tử vì hòa bình,” nhấn mạnh việc khai thác nguyên tử để sản xuất điện và tạo một tiền lệ hỗ trợ mạnh mẽ từ chính phủ Hoa Kỳ cho việc sử dụng năng lượng hạt nhân trên toàn cầu.

Những năm trước đây[sửa|sửa mã nguồn]

Ngày 27 tháng 6 năm 1954, xí nghiệp sản xuất điện hạt nhân Obninsk của Liên Xô trở thành xí nghiệp sản xuất điện hạt nhân tiên phong trên quốc tế sản xuất điện hòa vào mạng lưới với hiệu suất không tải khoảng chừng 5 MW điện. [ 18 ] [ 19 ]

Sau đó vào năm 1954, Lewis Strauss chủ tịch Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Hoa Kỳ (U.S. AEC là tên gọi trước đây của Ủy ban Pháp quy Hạt nhân Hoa Kỳ (Nuclear Regulatory Commission) và Bộ Năng lượng Hoa Kỳ) nói về điện trong tương lai sẽ “too cheap to meter”[20] (quá rẻ để sử dụng). U.S. AEC đã đưa ra một vài bằng chứng dè dặt đề cập đấn vấn đề phân hạch hạt nhân lên Quốc hội Hoa Kỳ chỉ trong vòng vài tháng trước đó, quy hoạch rằng “các chi phí có thể bị cắt giảm… [xuống]… khoảng bằng với chi phí phát điện từ các nguồn truyền thống…”. Strauss lúc đó có thể đang mập mờ đề cập đến sự hợp hạch hydro vốn là một bí mật vào thời điểm đó hơn là sự phân hạch urani, nhưng dù gì chăng nữa ý định của Strauss đã được làm sáng tỏ bởi cộng đồng với lời hứa giá năng lượng rất rẻ từ phân hạch hạt nhân. Sự thất vọng đã gia tăng sau đó khi các nhà máy điện hạt nhân không cung cấp năng lượng đủ để đạt được mục tiêu “too cheap to meter.” [21]

Năm 1955 ” Hội nghị Geneva tiên phong ” của Liên Hiệp Quốc tập hợp phần lớn những nhà khoa học và kỹ sư bàn về mày mò công nghệ tiên tiến. Năm 1957 EURATOM xây dựng Cộng đồng Kinh tế châu Âu ( giờ đây là Liên minh châu Âu ). Cũng cùng năm này cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế cũng được xây dựng .Nhà máy năng lượng nguyên tử thương mại tiên phong trên quốc tế, Calder Hall tại Sellafield, Anh được khai trương mở bán vào năm 1956 với hiệu suất bắt đầu là 50 MW ( sau này nâng lên 200 MW ). [ 22 ] [ 23 ] Còn nhà máy sản xuất phát điện thương mại tiên phong quản lý và vận hành ở Hoa Kỳ là lò phản ứng Shippingport ( Pennsylvania, tháng 12 năm 1957 ) .

Một trong những tổ chức đầu tiên phát triển năng lượng hạt nhân là Hải quân Hoa Kỳ, họ sử dụng năng lượng này trong các bộ phận đẩy của tàu ngầm và hàng không mẫu hạm. Nó được ghi nhận là an toàn hạt nhân, có lẽ vì các yêu cầu nghiêm ngặt của đô đốc Hyman G. Rickover. Hải quân Hoa Kỳ vận hành nhiều lò phản ứng hạt nhân hơn các đội quân khác bao gồm cả quân đội Liên Xô,[cần dẫn nguồn] mà không có các tình tiết chính được công khai. Tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên USS Nautilus (SSN-571) được hạ thủy tháng 12 năm 1954[24]. Hai tàu ngầm của Hoa Kỳ khác là USS Scorpion và USS Thresher đã bị mất trên biển. Hai tàu này bị mất do hỏng các chức năng hệ thống liên quan đến các lò phản ứng. Những vị trí này được giám sát và không ai biết sự rò rỉ xảy ra từ các lò phản ứng trên boong.

Quân đội Hoa Kỳ cũng có chương trình năng lượng hạt nhân bắt đầu từ năm 1954. Nhà máy điện hạt nhân SM-1, ở Ft. Belvoir, Va., là lò phản ứng đầu tiên ở Hoa Kỳ sản xuất điện hòa vào mạng lưới thương mại (VEPCO) tháng 4 năm 1957, trước Shippingport.

Enrico Fermi và Leó Szilárd vào năm 1955 cùng nhận Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 2.708.656 về lò phản ứng hạt nhân, được cấp rất muộn cho khu công trình của họ đã thực thi trong suốt dự án Bất Động Sản Manhattan .

Sự tăng trưởng[sửa|sửa mã nguồn]

Lịch sử sử dụng năng lượng hạt nhân ( trên ) và số lượng những xí nghiệp sản xuất điện hạt nhân hoạt động giải trí .Công suất lắp ráp hạt nhân tăng tương đối nhanh gọn từ dưới 1 gigawatt ( GW ) năm 1960 đến 100 GW vào cuối thập niên 1970, và 300 GW vào cuối thập niên 1980. Kể từ cuối thập niên 1980 hiệu suất toàn thế giới tăng một cách chậm trễ và đạt 366 GW năm 2005. Giữa khoảng chừng thời hạn 1970 và 1990, có hơn 50 GW hiệu suất đang trong quy trình kiến thiết xây dựng ( đạt đỉnh trên 150 GW vào cuối thập niên 1970 đầu 1980 ) — năm 2005 có khoảng chừng 25 GW hiệu suất được quy hoạch. Hơn 2/3 những nhà máy sản xuất hạt nhân được đặt hàng sau tháng 1 năm 1970 sau cuối đã bị hủy bỏ. [ 24 ]
Trong suốt thập niên 1970 và 1980 việc tăng ngân sách ( tương quan đến những quá trình kiến thiết xây dựng lan rộng ra do những đổi khác về mặc chính sách và sự kiện tụng của những nhóm phản đối ) [ 25 ] và giảm giá nguyên vật liệu hóa thạch làm cho những xí nghiệp sản xuất năng lượng hạt nhân trong tiến trình thiết kế xây dựng không còn sức mê hoặc. Vào thập niên 1980 ( Hoa Kỳ ) và 1990 ( châu Âu ), sự tăng trưởng tải lượng điện đạt ngưỡng và tự do hóa điện năng cũng bổ trợ thêm một lượng lớn hiệu suất tối thiểu mới vốn đã trở nên không còn mê hoặc nữa .Cuộc khủng hoảng cục bộ dầu hỏa năm 1973 ảnh hưởng tác động đến nhiều vương quốc nặng nhất là Pháp và Nhật Bản vốn là những nước phụ thuộc vào phần đông vào lượng dầu hỏa để phát điện ( tương ứng 39 % ở Pháp và 73 % ở Nhật ) và đây cũng là động lực để những nước này góp vốn đầu tư vào năng lượng hạt nhân [ 26 ] [ 27 ]. Ngày nay, lượng điện từ năng lượng hạt nhân ở Pháp chiếm 80 % và ở Nhật Bản là 30 % trong sản lượng điện của những nước này .Sự chuyển dời của việc ngày càng tăng sử dụng năng lượng hạt nhân trong cuối thế kỷ 20 xuất phát từ những lúng túng về những tai nạn thương tâm hạt nhân tiềm ẩn như mức độ nghiêm trọng của những vụ tai nạn đáng tiếc, bức xạ như mức độ ảnh hưởng tác động của bức xạ ra hội đồng, tăng trưởng hạt nhân, và ngược lại, so với chất thải hạt nhân vẫn còn thiếu những dự án Bất Động Sản chứa chất thải sau cuối. Những rủi ro đáng tiếc trước mắt so với sức khỏe thể chất và bảo đảm an toàn của dân chúng như tai nạn đáng tiếc năm 1979 tại Three Mile Island và thảm họa Chernobyl năm 1986 là yếu tố quan trọng thôi thúc việc ngừng thiết kế xây dựng những xí nghiệp sản xuất điện hạt nhân mới ở một số ít vương quốc [ 28 ], mặc dầu những tổ chức triển khai chủ trương công cộng Brookings Institution đề xuất rằng những lò phản ứng hạt nhân mới không được đặt hàng ở Hoa Kỳ do tại việc nghiên cứu và điều tra của Viện này gồm có phần ngân sách chiếm 15 – 30 % tuổi thọ của nó so với những xí nghiệp sản xuất điện chạy bằng than và khí thiên nhiên [ 29 ] .Không giống như tai nạn thương tâm Three Mile Island, thảm hoạ Chernobyl nghiêm trọng hơn nhiều đã không làm tăng thêm những điều lệ tác động ảnh hưởng đến những lò phản ứng phương Tây kể từ khi những lò phản ứng Chernobyl, là lò phản ứng theo phong cách thiết kế RBMK, vẫn còn bàn cãi chỉ sử dụng ở Liên Xô, ví dụ như thiếu những tòa nhà chống phóng xạ ” vững vàng “. [ 30 ] Một số lò phản ứng kiểu này vẫn được sử dụng cho đến thời nay. Tuy nhiên, những biến hóa cũng đã được triển khai ở những khâu phản ứng ( sử dụng urani được làm giàu thấp ) và mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển ( ngăn ngừa sự vô hiệu mạng lưới hệ thống bảo đảm an toàn ) để giảm năng lực Open những tai nạn đáng tiếc tựa như .Sau đó, tổ chức triển khai quốc tế về nâng cao độ nhận thức bảo đảm an toàn và sự tăng trưởng chuyên nghiệp trong quản lý và vận hành những công dụng tương quan đến hạt nhân được xây dựng với tên gọi WANO ; World Association of Nuclear Operators .trái lại, những nước như Ireland, New Zealand và Ba Lan đã cấm những chương trình hạt nhân trong khi Úc ( 1978 ), Thụy Điển ( 1980 ) và Ý ( 1987 ) ( bị ảnh hưởng tác động bởi Chernobyl ) đã thực thi trưng cầu dân ý bỏ phiếu chống lại năng lượng hạt nhân .

Đảo Three Mile và Chernobyl[sửa|sửa mã nguồn]

Thành phố bị bỏ hoang Pripyat với cây Chernobyl ở đằng xa .Y tế và bảo đảm an toàn mối chăm sóc, năm 1979 Sự cố Three Mile Island, và thảm họa Chernobyl 1986 đóng một vai trò trong việc ngăn ngừa kiến thiết xây dựng nhà máy sản xuất mới ở nhiều vương quốc, [ 31 ] mặc dầu tổ chức triển khai chủ trương công, Brookings Institution nói rằng những đơn vị chức năng hạt nhân mới, tại thời gian xuất bản năm 2006, đã không được thiết kế xây dựng ở Mỹ vì nhu yếu điện năng mềm và ngân sách overrun s những nhà máy sản xuất hạt nhân do những yếu tố pháp lý và chậm trễ kiến thiết xây dựng. [ 29 ] Vào cuối những năm 1970, rõ ràng là năng lượng hạt nhân sẽ không tăng trưởng nhanh như đã từng tin. Cuối cùng, hơn 120 đơn đặt hàng lò phản ứng ở Mỹ sau cuối đã bị hủy [ 32 ] và việc kiến thiết xây dựng những lò phản ứng mới sẽ dừng lại. Một câu truyện gồm có trong tạp chí ‘ Forbes ngày 11 tháng 2 năm 1985 đã nhận xét về sự thất bại chung của chương trình điện hạt nhân của Mỹ, nói rằng ” xếp hạng là thảm họa quản trị lớn nhất trong lịch sử kinh doanh “. [ 33 ]Không giống như tai nạn thương tâm Three Mile Island, tai nạn đáng tiếc Chernobyl nghiêm trọng hơn không làm tăng lao lý tác động ảnh hưởng đến lò phản ứng phương Tây vì lò phản ứng Chernobyl là phong cách thiết kế RBMK có yếu tố chỉ được sử dụng ở Liên Xô, ví dụ thiếu ” can đảm và mạnh mẽ ” [ những tòa nhà. [ 30 ] Nhiều lò phản ứng RBMK vẫn đang được sử dụng ngày này. Tuy nhiên, những đổi khác được triển khai trong cả hai lò phản ứng ( sử dụng uranium làm giàu bảo đảm an toàn hơn ) và trong mạng lưới hệ thống điều khiển và tinh chỉnh ( phòng ngừa vô hiệu những mạng lưới hệ thống bảo đảm an toàn ), trong số những thứ khác, để giảm năng lực xảy ra tai nạn đáng tiếc trùng lặp. [ 34 ] Một tổ chức triển khai quốc tế để thôi thúc nhận thức về bảo đảm an toàn và tăng trưởng trình độ về những nhà khai thác trong những cơ sở hạt nhân đã được tạo ra : WANO ; Thương Hội những nhà khai thác hạt nhân quốc tế .Phe trái chiều ở Ireland và Ba Lan ngăn ngừa những chương trình hạt nhân ở đó, trong khi Áo ( 1978 ), Thụy Điển ( 1980 ) và Ý ( 1987 ) ( chịu ảnh hưởng tác động của Chernobyl ) bỏ phiếu trong trưng cầu dân ý để phản đối hoặc vô hiệu điện hạt nhân. Vào tháng 7 năm 2009, Quốc hội Ý đã trải qua một luật đạo đã hủy bỏ hiệu quả của cuộc trưng cầu dân ý trước đó và được cho phép mở màn ngay lập tức chương trình hạt nhân của Ý. [ 35 ] Sau thảm hoạ hạt nhân Fukushima Daiichi một lệnh cấm một năm đã được đặt vào tăng trưởng điện hạt nhân, [ 36 ] tiếp theo là trưng cầu dân ý, trong đó hơn 94 % cử tri ( cử tri đi bầu 57 % ) bác bỏ những kế hoạch về năng lượng hạt nhân mới. [ 37 ]

Tám trong số mười bảy lò phản ứng hoạt động ở Đức đã bị đóng cửa vĩnh viễn như một phần của Đức Energiewende

Tai nạn hạt nhân Fukushima Daiichi đã gây ra tranh cãi về tầm quan trọng của vụ tai nạn thương tâm và ảnh hưởng tác động của nó so với tương lai của hạt nhân. IAEA Tổng giám đốc Yukiya Amano cho biết vụ tai nạn thương tâm hạt nhân của Nhật Bản ” gây ra sự lo ngại công khai minh bạch sâu rộng trên toàn quốc tế và làm hỏng niềm tin vào năng lượng hạt nhân “, [ 38 ] và Cơ quan Năng lượng Quốc tế đã giảm 50% ước tính về hiệu suất phát điện hạt nhân bổ trợ sẽ được thiết kế xây dựng vào năm 2035. [ 39 ] [ 40 ]

Mặc dù Platts báo cáo năm 2011 rằng “cuộc khủng hoảng tại các nhà máy hạt nhân Fukushima của Nhật Bản đã thúc đẩy các nước tiêu thụ năng lượng để xem xét sự an toàn của các lò phản ứng hiện tại của họ và nghi ngờ về tốc độ và quy mô của các mở rộng quy hoạch trên toàn thế giới”,
[41] Chủ tịch / Giám đốc điều hành năng lượng tiến độ Bill Johnson đã quan sát rằng “Hôm nay có một trường hợp thậm chí còn hấp dẫn hơn khi sử dụng năng lượng hạt nhân lớn hơn là một phần quan trọng trong chiến lược năng lượng cân bằng”.
[42]
Trong năm 2011, The Economist cho rằng năng lượng hạt nhân “trông nguy hiểm, không được ưa chuộng, đắt tiền và mạo hiểm”, và “nó có thể thay thế một cách dễ dàng và có thể được tha thứ mà không có sự thay đổi cấu trúc lớn trong cách thức hoạt động của thế giới”.
[43]
Giám đốc Viện Trái Đất Jeffrey Sachs không đồng ý, tuyên bố chống lại biến đổi khí hậu sẽ yêu cầu mở rộng năng lượng hạt nhân. “Chúng tôi sẽ không đáp ứng các mục tiêu carbon nếu hạt nhân được lấy ra khỏi bàn,” ông nói. “Chúng ta cần phải hiểu quy mô của thử thách.”
[44]

Các ngân hàng đầu tư rất quan trọng về hạt nhân ngay sau tai nạn thương tâm. [ 45 ] Deutsche Bank cho rằng ” tác động ảnh hưởng toàn thế giới của vụ tai nạn đáng tiếc Fukushima là một sự biến hóa cơ bản trong nhận thức của công chúng về cách một vương quốc ưu tiên và coi trọng sức khỏe thể chất, bảo đảm an toàn, bảo mật an ninh và thiên nhiên và môi trường tự nhiên của nó khi xác lập năng lượng hiện tại và tương lai của nó con đường … năng lượng tái tạo sẽ là một người thắng lợi rõ ràng lâu dài hơn trong hầu hết những mạng lưới hệ thống năng lượng, một Kết luận được tương hỗ bởi nhiều cuộc tìm hiểu cử tri được triển khai trong vài tuần qua. [ 46 ]Vào tháng 9/2011, công ty kỹ thuật Đức Siemens công bố sẽ rút trọn vẹn khỏi ngành công nghiệp hạt nhân, như một phản ứng với vụ tai nạn đáng tiếc hạt nhân Fukushima ở Nhật Bản và nói rằng sẽ không còn thiết kế xây dựng xí nghiệp sản xuất điện hạt nhân ở bất kể nơi nào trên quốc tế. quản trị công ty, Peter Löscher, nói rằng ” Siemens đã kết thúc kế hoạch hợp tác với Rosatom, công ty điện hạt nhân do Nga trấn áp, trong việc thiết kế xây dựng hàng chục xí nghiệp sản xuất hạt nhân trên khắp nước Nga trong hai thập kỷ tới “. [ 47 ] [ 48 ] Vào tháng 2 năm 2012, Ủy ban điều tiết hạt nhân Hoa Kỳ đã phê duyệt việc thiết kế xây dựng thêm hai lò phản ứng tại Nhà máy sản xuất điện Vogtle, những lò phản ứng tiên phong được phê duyệt trong hơn 30 năm kể từ tai nạn thương tâm Three Mile Island, [ 49 ] nhưng quản trị NRC Gregory Jaczko đã bỏ phiếu sự không tương đồng về nguyên do bảo đảm an toàn xuất phát từ thảm họa hạt nhân Fukushima 2011 của Nhật Bản và nói ” Tôi không hề hỗ trợ cấp giấy phép này như Fukushima chưa từng xảy ra “. [ 50 ] Jaczko đã từ chức vào tháng 4 năm 2012. Một tuần sau khi miền Nam nhận được giấy phép để khởi đầu kiến thiết xây dựng chính trên hai lò phản ứng mới, hàng chục thiên nhiên và môi trường và chống hạt nhân đã kiện dừng dự án Bất Động Sản lan rộng ra nhà máy sản xuất Vogtle, nói ” bảo đảm an toàn công cộng và yếu tố môi trường tự nhiên từ hạt nhân Fukushima Daiichi Nhật Bản ” vụ tai nạn đáng tiếc lò phản ứng chưa được tính đến “. [ 51 ] Vào tháng 7 năm 2012, vụ kiện đã bị bác bỏ bởi Tòa án phúc thẩm của Washington, DC. [ 52 ] Vào năm 2013, bốn lò phản ứng lão hóa không cạnh tranh đối đầu ở Hoa Kỳ đã bị ngừng hoạt động. [ 53 ] [ 54 ] Tại Hoa Kỳ, bốn [ lò phản ứng [ Thế hệ III ] mới đang được thiết kế xây dựng tại Vogtle và Trạm mùa hè, trong khi một phần năm sắp triển khai xong tại [ [ Watts ] Trạm phát điện hạt nhân Bar | Trạm Watts Bar ] ], cả năm dự kiến sẽ đi vào hoạt động giải trí trước năm 2020. [ 50 ]Năm 2012, Thương Hội hạt nhân thế giới báo cáo giải trình rằng việc sản xuất điện hạt nhân ở mức thấp nhất kể từ năm 1999. [ 55 ] Theo Thương Hội hạt nhân quốc tế, xu thế toàn thế giới dành cho những nhà máy sản xuất điện hạt nhân mới đang trực tuyến được cân đối bởi số lượng những xí nghiệp sản xuất cũ đã được nghỉ hưu. [ 56 ] Các nước như Úc, Áo, Đan Mạch, Hy Lạp, Ireland, Ý, Latvia, Liechtenstein, Luxembourg, Malta, Bồ Đào Nha, Israel, Malaysia, New Zealand, và Na Uy không có lò phản ứng điện hạt nhân và vẫn phản đối năng lượng hạt nhân. [ 43 ] [ 57 ] Đến năm năm ngoái, triển vọng của IAEA về năng lượng hạt nhân đã trở nên hứa hẹn hơn. ” Cơ quan điện hạt nhân là một yếu tố quan trọng trong việc hạn chế phát thải khí nhà kính, ” cơ quan này quan tâm, và ” triển vọng về năng lượng hạt nhân vẫn tích cực trong trung và dài hạn mặc kệ một ảnh hưởng tác động xấu đi ở một số ít nước sau hậu quả của [ Fukushima-Daiichi ] tai nạn thương tâm … nó vẫn là nguồn lớn thứ hai trên toàn quốc tế về điện carbon thấp. Và 72 lò phản ứng đang được thiết kế xây dựng vào đầu năm ngoái là lớn nhất trong vòng 25 năm. ” [ 58 ]Tính đến năm năm ngoái, 441 lò phản ứng có hiệu suất điện lưới toàn thế giới là 382,9 GW, với 67 lò phản ứng hạt nhân mới đang được kiến thiết xây dựng. [ 59 ] Hơn 50% trong tổng số 67 được kiến thiết xây dựng là ở châu Á, với 28 ở [ Trung Quốc ], nơi có nhu yếu cấp thiết để trấn áp ô nhiễm từ những xí nghiệp sản xuất than. [ 60 ] Tám liên kết lưới mới đã được Trung Quốc triển khai xong vào năm năm ngoái [ 61 ] [ 62 ] và lò phản ứng được triển khai xong gần đây nhất được liên kết với lưới điện, tính đến tháng 1 năm năm nay, là Nhà máy điện hạt nhân Kori tại Nước Hàn. [ 63 ] [ 64 ] Vào tháng 10 năm năm nay, Watts Bar 2 trở thành lò phản ứng mới tiên phong của Hoa Kỳ để đi vào hoạt động giải trí thương mại từ năm 1996. [ 65 ]

Xem thêm Tranh cãi về năng lượng hạt nhân.

Đặc điểm kinh tế tài chính của những nhà máy sản xuất hạt nhân mới thường bị tác động ảnh hưởng bởi ngân sách góp vốn đầu tư khởi đầu. Tuy vậy, sẽ mang lại nhiều doanh thu hơn khi quản lý và vận hành chúng càng lâu bền hơn càng hoàn toàn có thể cho đến khi chúng có khuynh hướng giảm hiệu suất [ 66 ]. Việc so sánh giá trị kinh tế tài chính của xí nghiệp sản xuất hạt nhân so với những nguồn khác được đề cập ở bài chi tết về tranh cãi về năng lượng hạt nhân .
Năm 2007, Watts Bar 1, đã hòa vào mạng lưới ngày 7 tháng 2 năm 1996, là lò phản ứng hạt nhân thương mại sau cuối của Hoa Kỳ hòa vào lưới điện. Đây là một ” tín hiệu ” của một chiến dịch thành công xuất sắc trên toàn thế giới nhằm mục đích từng bước vô hiệu năng lượng hạt nhân. Tuy nhiên, thậm chí còn ở Hoa Kỳ và ở châu Âu, việc góp vốn đầu tư nghiên cứu và điều tra và quy trình nguyên vật liệu hạt nhân vẫn liên tục, và theo Dự kiến của một số ít chuyên viên về công nghiệp hạt nhân [ 67 ] cho rằng khủng hoảng cục bộ điện năng sẽ làm giá nguyên vật liệu hóa thạch sẽ tăng, sự ấm lên toàn thế giới và phát thải sắt kẽm kim loại nặng từ việc sử dụng nguyên vật liệu hóa thạch, những công nghệ tiên tiến mới như những xí nghiệp sản xuất bảo đảm an toàn thụ động, và bảo mật an ninh năng lượng vương quốc sẽ làm sống lại nhu yếu sử dụng những xí nghiệp sản xuất điện hạt nhân .Theo Tổ chức Hạt nhân Thế giới, nhìn trên góc nhìn toàn thế giới trong suốt thập niên 1980 cứ trung bình 17 ngày là có một lò phản ứng hạt nhân mới đưa vào hoạt động giải trí, và tỷ suất đó hoàn toàn có thể sẽ tăng lên 5 ngày vào năm năm ngoái. [ 68 ]

Một số quốc gia vẫn duy trì hoạt động phát triển năng lượng hạt nhân như Pakistan, Nhật Bản, Trung Quốc, và Ấn Độ, tất cả đều đang phát triển công nghệ nhiệt và neutron nhanh, Hàn Quốc (Nam Hàn) và Hoa Kỳ chỉ phát triển công nghệ nhiệt, Nam Phi và Trung Quốc đang phát triển các phiên bản Lò phản ứng modun đáy cuội (PBMR). Một số thành viên của Liên minh châu Âu thuyết phục thúc đẩy các chương trình hạt nhân, trong khi các thành viên khác vẫn tiếp tục cấm sử dụng năng lượng hạt nhân. Nhật Bản có một chương trình xây dựng nhạt nhân còn hoạt động với một lò phản ứng mới được hòa vào mạng lưới năm 2005. Ở Hoa Kỳ, 3 côngxoocxiom hưởng ứng vào năm 2004 về những thúc giục của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ trong chương trình năng lượng hạt nhân 2010 và được trao chi phí cho hoạt động này — Hành động chính sách năng lượng 2005 được ủy quyền bảo lãnh các khoản vay để xây dựng khoảng 6 lò phản ứng mới và cho phép Bộ Năng lượng xây dựng một lò phản ứng theo công nghệ Thế hệ IV lò phản ứng nhiệt độ rất cao để sản xuất cả điện năng và thủy điện. Vào đầu thế kỷ 21, năng lượng hạt nhân có một sức hấp dẫn đặc biệt đối với Trung Quốc và Ấn Độ theo công nghệ lò phản ứng breeder nhanh vì nguồn năng lượng này giúp họ phát triển kinh tế một cách nhanh chóng (xem thêm phát triển năng lượng). Trong chính sách năng lượng của Liên liệp Vương quốc Anh cũng nêu rằng có sự sụt giảm cung cấp năng lượng trong tương lai, để bù đắp vào sự thiếu hụt đó hoặc là xây dựng các nhà máy năng lượng hạt nhân mới hoặc là kéo dài tuổi thọ của các nhà máy hiện tại.[cần dẫn nguồn]

Một trở ngại trong việc sản xuất những xí nghiệp sản xuất điện hạt nhân là chỉ có 4 công ty toàn thế giới ( Nhật Bản Steel Works, China First Industries, OMX Izhora và Doosan Heavy Industries ) có năng lực sản xuất những bộ vỏ bọc [ 69 ], bộ phận này có tính năng làm giảm rủi ro đáng tiếc rò rỉ hạt nhân. Japan Steel Works chỉ hoàn toàn có thể sản xuất 4 vỏ bọc lò phản ứng 1 năm, tuy nhiên sản lượng hoàn toàn có thể tăng lên gấp đôi trong 2 năm tới. Các nhà phân phối khác đang xem xét những lựa chọn khác nhau gồm có cả việc tự làm những bộ phận của lò phản ứng cho riêng họ hoặc tìm kiếm cách khác để làm những bộ phận tương tự như bằng cách sử dụng những chiêu thức sửa chữa thay thế. [ 70 ] Các giải pháp khác gồm có việc sử dụng những mẫu phong cách thiết kế không yên cầu những lớp vỏ bọc chịu áp suất riêng không liên quan gì đến nhau như ở lò phản ứng CANDU nâng cấp cải tiến, Canada hoặc lò phản ứng nhanh làm lạnh bằng natri .

Các công ty khác có thể làm những xưởng luyện kim lớn đòi hỏi các vỏ bọc chịu áp suất như OMZ của Nga, là loại đang được nâng cấp có thể sản xuất từ 3 đến 4 vỏ bọc một năm;[71] Doosan Heavy Industries Hàn Quốc;[72][73] và Mitsubishi Heavy Industries đang tăng công suất sản xuất các vỏ bọc chịu áp lực và các bộ phận lò hạt nhân lớn khác lên gấp đôi.[74] Sheffield Forgemasters của Anh đang đánh giá lợi nhuận của việc chế tạo các công cụ này đối với xưởng đúc vật liệu hạt nhân.

Theo báo cáo giải trình năm 2007 của tổ chức triển khai, European Greens, chống hạt nhân công bố rằng ” thậm chí còn nếu Phần Lan và Pháp kiến thiết xây dựng một lò phản ứng nước áp lực đè nén kiểu châu Âu ( EPR ), thì Trung Quốc đã khởi động kiến thiết xây dựng thêm 20 xí nghiệp sản xuất và Nhật Bản, Nước Hàn hoặc đông Âu sẽ thêm 1 hoặc hơn. Xu hướng chung trên toàn thế giới về hiệu suất năng lượng hạt nhân sẽ giảm trong vòng 2 đến 3 thập kỷ tới vì với khoảng chừng thời hạn dài từ hàng chục năm để kiến thiết xây dựng xong một nhà máy sản xuất hạt nhân, nên về mặt thực tiễn thì khó hoàn toàn có thể tăng sản lượng thậm chí còn duy trì quản lý và vận hành những xí nghiệp sản xuất hiện tại cho tới 20 năm tới, trừ khi tuổi thọ của những xí nghiệp sản xuất hoàn toàn có thể được tăng lên trên mức trung bình là 40 năm. ” [ 75 ] Thực tế, Trung Quốc lên kế hoạch thiết kế xây dựng hơn 100 xí nghiệp sản xuất, [ 76 ] trong khi ở Hoa Kỳ giấy phép của gần phân nửa những lò phản ứng đã được gia hạn đến 60 năm, [ 77 ] và những dự án Bất Động Sản xây mới 30 lò phản ứng đang được xem xét. [ 78 ] Hơn thế, U.S. NRC và Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã trong bước đầu đặt yếu tố được cho phép gia hạn giấy phép lò phản ứng hạt nhân lên 60 năm, cấp lại cứ sau mỗi 20 năm nhưng phải chứng tỏ được độ bảo đảm an toàn, giảm tải phát thải chất không phải CO2 từ những lò phản ứng hết tuổi thọ. Các lò này hoàn toàn có thể góp thêm phần vào cung và cầu điện đang mất cân đối nhằm mục đích Giao hàng cho nhu yếu bảo đảm an toàn năng lượng Hoa Kỳ, nhưng có năng lực ngày càng tăng phát thải khí nhà kính. [ 79 ] Năm 2008, IAEA Dự kiến rằng hiệu suất điện hạt nhân hoàn toàn có thể tăng gấp đôi vào năm 2030, mặc dầu nó không đủ để tăng tỷ suất điện hạt nhân trong ngành điện. [ 80 ]

Công nghệ lò phản ứng hạt nhân[sửa|sửa mã nguồn]

Cũng giống như 1 số ít trạm năng lượng nhiệt phát điện bằng nhiệt năng từ việc đốt nguyên vật liệu hóa thạch, những xí nghiệp sản xuất năng lượng hạt nhân đổi khác năng lượng giải phóng từ hạt nhân nguyên tử trải qua phản ứng phân hạch .Khi một hạt nhân nguyên tử dùng để phân hạch tương đối lớn ( thường là urani 235 hoặc plutoni-239 ) hấp thụ neutron sẽ tạo ra sự phân hạch nguyên tử. Quá trình phân hạch tách nguyên tử thành 2 hay nhiều hạt nhân nhỏ hơn kèm theo động năng ( hay còn gọi là mẫu sản phẩm phân hạch ) và cũng giải phóng tia phóng xạ gamma và neutron tự do. [ 81 ] Một phần neutron tự do này sau đó được hấp thụ bởi những nguyên tử phân hạch khác và liên tục tạo ra nhiều neutron hơn. [ 82 ] Đây là phản ứng tạo ra neutron theo cấp số nhân .Phản ứng dây chuyền sản xuất hạt nhân này hoàn toàn có thể được trấn áp bằng cách sử dụng chất hấp thụ neutron và bộ đều hòa neutron để biến hóa tỷ suất neutron tham gia vào những phản ứng phân hạch tiếp theo. [ 82 ] Các lò phản ứng hạt nhân hầu hết có những mạng lưới hệ thống quản lý và vận hành bằng tay và tự động hóa để tắt phản ứng phân hạch khi phát hiện những điều kiện kèm theo không bảo đảm an toàn. [ 83 ]Hệ thống làm lạnh giải phóng nhiệt từ lõi lò phân ứng và luân chuyển nhiệt đến bộ phận phát điện từ nhiệt năng này hoặc sử dụng vào những mục tiêu khác. Đặc biệt chất làm lạnh nóng là nguồn nhiệt sẽ được dùng cho những lò nung, và hơi nước nén từ lò nung sẽ làm quay những tuốc bin hơi nước quản lý và vận hành những máy phát điện. [ 84 ]Có nhiều kiểu lò phản ứng khác nhau sử dụng những nguyên vật liệu, chất làm lạnh và những chính sách quản lý và vận hành khác nhau. Một vài trong những mẫu này được thiết đạt nhu yếu kỹ thuật. Lò phản ứng dùng trong những tàu ngầm hạt nhân và những tàu thủy quân lớn, ví dụ, thường sử dụng nguyên vật liệu urani được làm giàu rất cao. Việc sử dụng nguyên vật liệu urani làm giàu rất cao sẽ làm tăng tỷ lệ năng lượng của lò phản ứng và ngày càng tăng thông số sử dụng của tải lượng nguyên vật liệu hạt nhân, nhưng giá của nó đắt và có nhiều rủi ro đáng tiếc hơn so với những nguyên vật liệu hạt nhân khác. [ 85 ]Một số kiểu lò phản ứng mới dùng cho những xí nghiệp sản xuất máy điện hạt nhân, như những lò phản ứng hạt nhân thế hệ IV, là đối tượng người dùng điều tra và nghiên cứu và hoàn toàn có thể được sử dụng để thí nghiệm phát điện trong tương lai. Một vài trong số những kiểu mới này đang được phong cách thiết kế để đạt được những phản ứng phân hạch sạch hơn, bảo đảm an toàn hơn và ít rủi ro đáng tiếc hơn so với sự ngày càng tăng nhanh gọn những vũ khí hạt nhân. Các nhà máy sản xuất bảo đảm an toàn thụ động ( như lò phản ứng ESBWR ) đang được kiến thiết xây dựng [ 86 ] và những kiểu khác đang được thuyết phục. [ 87 ] Các lò phản ứng hợp hạch hoàn toàn có thể có triển vọng trong tương lai nhằm mục đích giảm bớt hoặc vô hiệu những rủi ro đáng tiếc tương quan đến phân hạch hạnh nhân. [ 88 ]
Chu trình nguyên liệu hạt nhâ bắt đầu khi urani được khai thác, làm giàu, và chế tạo thành nguyên liệu hạt nhân, (1) đưa đến khởi đầu khi urani được khai thác, làm giàu, và sản xuất thành nguyên vật liệu hạt nhân, ( 1 ) đưa đến xí nghiệp sản xuất năng lượng hạt nhân. Sau khi sử dụng ở xí nghiệp sản xuất, nguyên vật liệu đã qua sử dụng được đưa tới nhà máy sản xuất tái giải quyết và xử lý ( 2 ) hoặc kho chứa sau cuối ( 3 ). Trong quy trình tái giải quyết và xử lý 95 % nguyên vật liệu đã sử dụng hoàn toàn có thể được tịch thu để đưa trở lại xí nghiệp sản xuất năng lượng ( 4 ) .

Lò phản ứng hạt nhân là một phần trong chu trình năng lượng hạt nhân. Quá trình bắt đầu từ khai thác mỏ (xem khai thác mỏ urani). Các mỏ urani nằm dưới lòng đất, được khai thác theo phương thức lộ thiên, hoặc các mỏ đãi tại chỗ. Trong bất kỳ trường hợp nào, khi quặng urani được chiết tách, nó thường được chuyển thành dạng ổn định và nén chặt như bánh vàng (yellowcake), và sau đó vận chuyển đến nhà máy xử lý. Ở đây, bánh vàng được chuyển thành urani hexaflorua, loại này sau đó lại được đem đi làm giàu để sử dụng cho các ngành công nghệ khác nhau. Urani sau khi được làm giàu chứa hơn 0,7% U-235 tự nhiên, được sử dụng để làm cần nguyên liệu trong lò phản ứng đặc biệt. Các cần nguyên liệu sẽ trải qua khoảng 3 chu trình vận hành (tổng cộng khoảng 6 năm) trong lò phản ứng, về mặt tổng quát chỉ có khoảng 3% lượng urani của nó tham gia vào phản ứng phân hạch, sau đó chúng sẽ được chuyển tới một hố nguyên liệu đã sử dụng, ở đây các đồng vị có tuổi thọ thấp được tạo ra từ phản ứng phân hạch sẽ phân rã. Sau khoảng 5 năm trong hố làm lạnh, nguyên liệu tiêu thụ nguội đi và giảm tính phóng xạ đến mức có thể xách được, và nó được chuyển đến các thùng chứa khô hoặc đem tái xử lý.

Các nguồn nguyên vật liệu truyền thống lịch sử[sửa|sửa mã nguồn]

Urani là một nguyên tố khá thông dụng trong vỏ Trái Đất cũng giống như kẽm hoặc germani, và thông dụng gấp khoảng chừng 35 lần so với bạc. Urani là thành phần trong hầu hết những đá và bụi. Thực tế rằng urani quá phân tán là một trở ngại do tại khai thác mỏ urani chỉ đạt hiệu suất cao kinh tế tài chính khi nó tập trung chuyên sâu hàm lượng cao. Cho đến ngày này, giá urani hoàn toàn có thể thu doanh thu đạt khoảng chừng 130 USD / kg, và lượng urani đủ để phân phối cho những xí nghiệp sản xuất hoạt động giải trí ” tối thiểu một thế kỷ ” với vận tốc tiêu thụ như lúc bấy giờ. [ 89 ] [ 90 ] Điều này tương ứng với một mức tài nguyên chắc như đinh cao hơn mức thông thường cho hầu hết những khoáng vật. Điểm giống nhau cơ bản với những khoáng vật sắt kẽm kim loại khác đó là giá tăng gấp đôi từ mức được kỳ vọng trong hiện tại hoàn toàn có thể tạo ra mức tăng gấp 10 lần so với tài nguyên đã xem xét. Tuy nhiên, giá năng lượng hạt nhân chiếm phần nhiều trong khu công trình nhà máy sản xuất năng lượng. Vì vậy, góp phần của nguyên vật liệu vào giá điện toàn thế giới chỉ là một phần tương đối nhỏ, thậm chí còn giá nguyên vật liệu leo thang có ảnh hưởng tác động tương đối nhỏ đến giá thành phẩm. Ví dụ, giá urani tăng gấp đôi trên thị trường hoàn toàn có thể tăng ngân sách nguyên vật liệu so với những lò phản ứng nước nhẹ lên 26 % và giá điện khoảng chừng 7 %, trong khi đó việc tăng gấp đôi giá khí thiên nhiên hoàn toàn có thể góp thêm phần làm tăng thêm 70 % vào giá điện. Ở mức giá nguyên vật liệu cao, việc khai thác những nguồn khí trong đá granit và dưới biển sẽ mang lại doanh thu. [ 91 ] [ 92 ]Các lò phản ứng nước nhẹ hiện tại ít bị tác động ảnh hưởng lớn từ nguyên vật liệu hạt nhân, vì quy trình phân hạch chỉ sử dụng rất ít đồng vị hiếm urani-235. Tái giải quyết và xử lý hạt nhân hoàn toàn có thể sử dụng lại từ nguồn chất thải của lò này và đạt hiệu suất cao cao hơn so với những lò được phong cách thiết kế sử dụng những nguồn nguyên vật liệu phổ cập. [ 93 ]
trái lại với lò phản ứng nước nhẹ lúc bấy giờ sử dụng urani-235 ( chiếm 0,7 % tổng lượng urani tự nhiên ), những lò phản ứng fast breeder sử dụng urani-238 ( chiếm 99,3 % urani tự nhiên ). Người ta giám sát rằng lượng urani-238 đủ để sử dụng cho những xí nghiệp sản xuất hạt nhân đến 5 tỷ năm. [ 94 ]Công nghệ breeder đã được sử dụng cho 1 số ít lò phản ứng, nhưng ngân sách giải quyết và xử lý nguyên vật liệu cao yên cầu giá urani vượt hơn 200 USD / kg. [ 95 ] Tháng 12 năm 2005, chỉ có một lò phản ứng loại này hoạt động giải trí là lò BN-600 ở Beloyarsk, Nga. Công suất điện đầu ra của nó là 600 MW — Nga cũng đã có kế hoạch xây thêm một lò khác tên BN-800, ở Beloyarsk. Tương tự, lò phản ứng Monju của Nhật Bản đã được lên kế hoạch để khai công nhưng đã bị ngừng từ năm 1995, trong khi đó cả Trung Quốc và Ấn Độ cũng dự tính xây những lò phản ứng kiểu này .Một loại lò sửa chữa thay thế khác hoàn toàn có thể sử dụng urani-233 sinh ra từ thori làm nguyên vật liệu phân hạch trong quy trình nguyên vật liệu thori. Thori thông dụng hơn urani khoảng chừng 3,5 lần trong vỏ Trái Đất, và có đặc thù phân bổ khác nhau. Nguồn nguyên vật liệu này sẽ làm tăng lượng nguyên vật liệu phân hạch lên đến 450 %. [ 96 ] Không giống quy trình đổi khác U-238 thành plutoni, những lò phản ứng fast breeder không cần quá trình này — nó hoàn toàn có thể bộc lộ một cách rất đầy đủ hơn so với những nhà máy sản xuất truyền thống lịch sử. Ấn Độ đã thấy công nghệ tiên tiến này, khi mà họ có nguồn thori dồi giàu hơn urani .
Những người ủng hộ năng lượng hợp hạch đề xuất nên sử dụng deuterium hoặc triti là những đồng vị của hydro, làm nguyên vật liệu và trong một vài kiểu lò phản ứng lúc bấy giờ cũng dùng lithi và boron. Năng lượng đầu ra của chúng bằng với năng lượng đầu ra hiện tại trên toàn thế giới và nó sẽ không tăng thêm trong tương lai, và những nguồn tài nguyên lithi đã được phát hiện hiện tại hoàn toàn có thể phân phối cho tối thiểu 3000 năm nữa, lithi từ nước biển khoảng chừng 60 triệu năm, và quy trình tổng hợp phức tạp hơn chỉ sử dụng deuteri khai thác từ nước biển hoàn toàn có thể cung ứng nguyên vật liệu cho 150 tỉ năm. [ 97 ] Mặc dù quy trình này chưa trở thành thực tiễn nhưng những chuyên viên tin rằng tổng hợp hạt nhân là một nguồn năng lượng đầy hứa hẹn trong tương lai vì nó tạo ra những chất thải phóng xạ có thời hạn sống ngắn, phát thải cacbon ít .

Cũng giống như tất cả các dạng nhà máy phát điện sử dụng tuốc bin hơi nước, các nhà máy điện hạt nhân sử dụng rất nhiều nước để làm lạnh. Sellafield, nhà máy này không còn sản xuất điện, sử dụng lượng nước tối đa là 18.184,4 m³ một ngày và 6.637,306 m³ nước được xử lý từ nước thải một năm để tạo hơi nước (số liệu từ Environment Agency).[cần dẫn nguồn] Đối với hầu hết các nhà máy điện, 2/3 năng lượng tạo ra từ nhà máy điện hạt nhân trở thành nhiệt không có ích (xem chu trình Carnot), và lượng nhiệt đó được mang ra khỏi nhà máy ở dạng nước nóng (chúng vẫn không bị nhiễm phóng xạ). Nước giải phóng nhiệt bằng cách đưa vào các tháp làm lạnh ở đó hơi nước bốc lên và đọng sương rồi rơi xuống (mây) hoặc thải trực tiếp vào nguồn nước như ao làm lạnh, hồ, sông hay đại dương.[98] Trong trường hợp có hạn hán sẽ là một khó khăn đối với các nhà máy do nguồn cung cấp nước làm lạnh bị cạn kiệt.[99][100]

Nhà máy điện hạt nhân Palo Verde gần Phoenix, Arizona là nhà máy phát điện hạt nhân duy nhất không nằm gần nguồn nước lớn. Thay vào đó, nó sử dụng nước thải đã qua xử lý từ các đô thị lân cận để làm nước làm lạnh, với lượng nước thải khoảng 76.000.000 m³ mỗi năm.[cần dẫn nguồn]

Giống như những xí nghiệp sản xuất năng lượng truyền thống cuội nguồn, những nhà máy sản xuất năng lượng hạt nhân tạo ra một lượng lớn nhiệt thừa, nó bị thải ra khỏi bộ phận ngưng tụ sau khi qua tuốc bin hơi nước. Bộ phận phát điện kép của những xí nghiệp sản xuất hoàn toàn có thể tận dụng nguồn nhiệt này theo như yêu cầu của Oak Ridge National Laboratory ( ORNL ) trong quy trình cộng năng lượng [ 101 ] để tăng thông số sử dụng nhiệt. Ví dụ như sử dụng hơi nước từ những nhà máy sản xuất năng lượng để sản xuất hydro. [ 102 ]

Chất thải phóng xạ[sửa|sửa mã nguồn]

Việc lưu giữ và thải chất thải hạt nhân bảo đảm an toàn vẫn còn là một thử thách và chưa có một giải pháp thích hợp. Vấn đề quan trọng nhất là dòng chất thải từ những nhà máy sản xuất năng lượng hạt nhân là nguyên vật liệu đã qua sử dụng. Một lò phản ứng hiệu suất lớn tạo ra 3 mét khối ( 25 – 30 tấn ) nguyên vật liệu đã qua sử dụng mỗi năm. [ 103 ] Nó gồm có urani không chuyển hóa được cũng như một lượng khá lớn những nguyên tử thuộc nhóm Actini ( hầu hết là plutoni và curi ). Thêm vào đó, có khoảng chừng 3 % là những loại sản phẩm phân hạch. Nhóm actini ( urani, plutoni, và curi ) có tính phóng xạ vĩnh viễn, trong khi đó những loại sản phẩm phân hạch có tính phóng xạ ngắn hơn. [ 104 ]

Chất thải phóng xạ cao[sửa|sửa mã nguồn]

Nguyên liệu đã qua sử dụng có tính phóng xạ rất cao và phải rất thận trọng trong khâu vận chuyển hay tiếp xúc với nó.[cần dẫn nguồn] Tuy nhiên, nguyên liệu hạt nhân đã sử dụng sẽ giảm khả năng phóng xạ sau hàng ngàn năm. Có khoảng 5% cần nguyên liệu đã phản ứng không thể sử dụng lại được nữa, vì vậy ngày nay các nhà khoa học đang thí nghiệm để tái sử dụng các cần này để giảm lượng chất thải. Trung bình, cứ sau 40 năm, dòng phóng xạ giảm 99,9% so với thời điểm loại bỏ nguyên liệu đã sử dụng, mặc dù nó vẫn còn phóng xạ nguy hiểm.[93]

Cần nguyên vật liệu hạt nhân đã sử dụng được chứa trong những bồn nước chống phóng xạ. Nước có tính năng làm lạnh so với những mẫu sản phẩm phân hạch vẫn còn phân rã và che chắn tia phóng xạ ra môi trường tự nhiên. Sau vài chục năm những bồn chứa trở nên lạnh hơn, nguyên vật liệu ít phóng xạ hơn sẽ được chuyển đến nơi chứa khô, ở đây nguyên vật liệu được chứa những thùng bằng thép và bê tông cho đến khi độ phóng xạ của nó giảm một cách tự nhiên ( ” phân rã ” ) đến mức bảo đảm an toàn đủ để liên tục triển khai những quy trình giải quyết và xử lý khác. Việc chứa trong thời điểm tạm thời này lê dài vài năm, vài chục năm thậm chí còn cả ngàn năm tùy thuộc vào loại nguyên vật liệu. Hầu hết những chất thải phóng xạ của Hoa Kỳ hiện tại được chứa ở những vị trí trong thời điểm tạm thời có giám sát, trong khi những chiêu thức thích hợp cho việc thải vĩnh cửu vẫn đang được bàn luận .

Cho đến năm 2007, Hoa Kỳ thải ra tổng cộng hơn 50,000 tấn nguyên liệu đã qua sử dụng từ các lò phản ứng hạt nhân.[105] Phương pháp chứa dưới lòng đất ở núi Yucca ở Hoa Kỳ đã được đề xuất là cách chôn chất thải vĩnh viễn. Sau 10.000 năm phân rã phóng xạ, theo tiêu chuẩn Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, nguyên liệu hạt nhân đã qua sử dụng sẽ không còn là mối đe dọa đối với sức khỏe và an toàn của cộng đồng.[cần dẫn nguồn]

Lượng chất thải có thể được giảm thiểu bằng nhiều cách, đặc biệt là tái xử lý. Lượng chất thải còn lại sẽ có độ phóng xạ ổn định sau ít nhất 300 năm ngay cả khi loại bỏ các nguyên tố trong nhóm actini, và lên đến hàng ngàn năm nếu chưa loại bỏ các nguyên tố trên.[cần dẫn nguồn] Trong trường hợp tách tất cả các nguyên tố trong nhóm actini và sử dụng các lò phản ứng fast breeder để phá hủy bằng sự biến tố một vài nguyên tố không thuộc nhóm actini có tuổi thọ dài hơn, chất thải phải được cách ly với môi trường vài trăm năm, cho nên chất thải này được xếp vào nhóm có tác động lâu dài. Các lò phản ứng hợp hạch có thể làm giảm số lượng chất thải này.[106] Người ta cũng tranh luận rằng giải pháp tốt nhất đối với chất thải hạt nhân là chứa tạm thời trên mặt đất cho đến khi công nghệ phát triển thì các nguồn chất thải này sẽ trở nên có giá trị trong tương lai.

Theo một tin tức trên chương trình năm 2007 phát trên 60 Minutes, năng lượng hạt nhân làm cho nước Pháp có không khí sạch nhất trong các quốc gia công nghiệp, và có giá điện rẽ nhất trong toàn châu Âu.[107] Pháp tái xử lý chất thải hạt nhân của họ để giảm lượng chất thải và tạo ra nhiều năng lượng hơn.[108] Tuy nhiên, các bài báo vẫn tiếp tục chỉ trích như “Ngày nay chúng ta tích trữ các thùng chứa chất thải bởi vì các nhà khoa học hiện tại không biết cách nào để giảm thiểu hoặc loại bỏ chất độc hại, nhưng có lẽ 100 năm nữa có lẽ các nhà khoa học sẽ… Chất thải hạt nhân là một vấn đề của nhà nước rất khó giải quyết và cũng là vấn đề chung không quốc gia nào có thể giải quyết được. Viễn cảnh hiện tại, đang đi theo gót chân Asin của ngành công nghiệp hạt nhân… Nếu Pháp không thể giải quyết được vấn đề này, hãy cầu Mandil, sau đó nói rằng ‘Tôi khống thấy chúng ta có thể tiếp tục chương trình hạt nhân của mình như thế nào.'”[108] Xa hơn nữa, việc tái xử lý sẽ lại có những chỉ trích khác như theo Hiệp hội Các vấn đề nhà Khoa học quan tâm (Union of Concerned Scientists).[109]

Chất thải phóng xạ thấp[sửa|sửa mã nguồn]

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….[cần dẫn nguồn] 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.[110]

Chất thải phóng xạ và chất thải công nghiệp ô nhiễm[sửa|sửa mã nguồn]

Ở những vương quốc có năng lượng hạt nhân, chất thải phóng xạ chiếm ít hơn 1 % trong tổng lượng chất thải công nghiệp ô nhiễm, là những chất ô nhiễm trừ khi chúng phân hủy hoặc được giải quyết và xử lý khi đó thì trở nên ít độc hơn hoặc trọn vẹn không độc. [ 93 ] Nhìn chung, năng lượng hạt nhân tạo ra ít chất thải hơn so với những xí nghiệp sản xuất điện chạy bằng nguyên vật liệu hóa thạch. Các nhà máy sản xuất đốt than đặc biệt quan trọng tạo ra nhiều chất ô nhiễm và một lượng tro phóng xạ mức trung bình do sự tập trung chuyên sâu những sắt kẽm kim loại Open trong tự nhiên và những vật tư phóng xạ có trong than. trái lại với những điều mà người ta cho là đúng từ trước đến, năng lượng than trong thực tiễn tạo ra nhiều chất thải phóng xạ thải vào môi trường tự nhiên hơn năng lượng hạt nhân. Tính trung bình lượng ảnh hưởng tác động đến dân số từ những xí nghiệp sản xuất sử dụng cao gấp 100 lần so với những nhà máy sản xuất hạt nhân. [ 111 ]

Tái giải quyết và xử lý[sửa|sửa mã nguồn]

Việc tái giải quyết và xử lý có năng lực tịch thu đến 95 % từ urani và plutoni còn lại trong nguyên vật liệu hạt nhân đã sử dụng, để trộn vào hỗn hợp nguyên vật liệu oxit mới. Công đoạn này làm giảm lượng phóng xạ có thời hạn phân rã lâu sống sót trong chất thải, khi tạo ra những loại sản phẩm phân hạch có thời hạn sống ngắn, thể tích của nó giảm đến hơn 90 %. Tái giải quyết và xử lý nguyên vật liệu hạt nhân dân dụng từ những lò phản ứung năng lượng đã được thực thi trên khoanh vùng phạm vi rộng ở Anh, Pháp và ( trước kia ) Nga, sắpKhông giống những vương quốc khá, Hoa Kỳ đã dừng tái giải quyết và xử lý gia dụng từ năm 1976 đến năm 1981 cũng là một phần trong luật chống tăng trưởng hạt nhân của vương quốc này, kể từ đó vật tư được tái giải quyết và xử lý như plutoni hoàn toàn có thể được dùng trong những vũ khí hạt nhân : tuy nhiên, tái giải quyết và xử lý lúc bấy giờ lại được được cho phép triển khai. [ 112 ] Thậm chí, hiện tại nguyên vật liệu hạt nhân đã sử dụng tổng thể được giải quyết và xử lý như chất thải. [ 113 ]

Tháng 2 năm 2006, một sáng kiến mới ở Hoa Kỳ do Global Nuclear Energy Partnership thông báo. Đó là sự cố gắng của quốc tế để tái xử lý nguyên liệu theo cách làm cho sự phát triển hạt nhân không thể thực hiện được, trong khi sản xuất năng lượng hạt nhân đang có ích đối với các quốc gia đang phát triển.[114]

Việc làm giàu urani tạo ra hàng tấn urani đã tách ra ( DU ), gồm có U-238 đã tách hầu hết đồng vị U-235 dễ phân hạch. U-238 là sắt kẽm kim loại thô có giá trị kinh tế tài chính — ví dụ như sản xuất máy bay, khiên chống phóng xạ, và vỏ bọc vì nó có tỷ trọng lớn hơn chì. Urani đã tách cũng được sử dụng trong đạn dược như đầu đạn DU, vì khuynh hướng của urani là vỡ dọc theo những dải băng cắt đoạn nhiệt. [ 115 ] [ 116 ]

Một vài ý kiến cho rằng U-238 có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe trong nhóm người tiếp xúc một cách quá mức với vật liệu này, như các đội xe chuyên chở và người dân sống trong các khu vực xung quanh nơi có lượng lớn đạn dược bằng DU được sử dụng như khiên, bom, đạn, đầu đạn hạt nhân. Vào tháng 1 năm 2003 Tổ chức Y tế Thế giới công bố một báo cáo rằng sự ô nhiễm từ đạn dược DU ở mức độ địa phương đến vài chục mét từ các vị trí gây ảnh hưởng và ph tới là Trung Quốc và có thể là Ấn Độ, và Nhật Bản đang thực hiện việc mở rộng quy mô trên toàn nước Nhật. Việc xử lý hoàn toàn là không thể thực hiện được bởi vì nó đòi hỏi các lò phản ứng breeder, là loại lò chưa có giá trị thương mại. Pháp được xem là quốc gia khá thành công trong việc tái xử lý chất thải này, nhưng hiện tại chỉ thu hồi được khoảng 28% (về khối lượng) từ nguyên liệu sử dụng hàng năm, 7% trên toàn nước Pháp và 21% ở Nga.[117] óng xạ nhiễm vào thực vật và nguồn nước địa phương là cực kỳ thấp. Báo cáo cũng nêu rằng lượng DU sau khi đi vào theo đường tiêu hóa sẽ thải ra ngoài khoảng 70% sau 24 giờ và 90% sau vài ngày.[118]

Tranh luận về sử dụng năng lượng hạt nhân[sửa|sửa mã nguồn]

Các đề xuất kiến nghị sử dụng năng lượng hạt nhân thì cho rằng năng nượng hạt nhân là một nguồn năng lượng vững chắc làm giảm phát thải cacbon và ngày càng tăng bảo mật an ninh năng lượng do giảm sự phụ thuộc vào vào nguồn dầu mỏ quốc tế. [ 119 ]. Các đề xuất kiến nghị cũng nhấn mạnh vấn đề rằng những rủi ro đáng tiếc về lưu giữ chất thải phóng xạ là rất nhỏ và hoàn toàn có thể giảm trong tương lai gần khi sử dụng công nghệ tiên tiến mới nhất trong những lò phản ứng mới hơn, và những ghi nhận về quản lý và vận hành bảo đảm an toàn ở phương Tây là một ví dụ khi so sánh với những loại xí nghiệp sản xuất năng lượng hầu hết khác .Các quan điểm chỉ trích thì cho rằng năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng tiềm ẩn nhiều tiềm năng nguy hại và phải giảm tỷ suất sản xuất năng lượng hạt nhân, đồng thời cũng tranh luận rằng liệu những rủi ro đáng tiếc hoàn toàn có thể được giảm thiểu bằng công nghệ tiên tiến mới hay không. Những quan điểm ủng hộ đưa ra quan điểm rằng năng lượng hạt nhân không gây ô nhiễm thiên nhiên và môi trường không khí, ngược lại trọn vẹn với việc sử dụng nguyên vật liệu hóa thạch và là nguồn năng lượng có triển vọng để sửa chữa thay thế nguyên vật liệu hóa thạch. Các quan điểm ủng hộ cũng chỉ ra rằng năng lượng hạt nhân là sự theo đuổi của những nước phương Tây để đạt được sự độc lập về năng lượng. Còn những quan điểm chỉ trích thì cho rằng yếu tố là ở chỗ lưu giữ chất thải phóng xạ như ô nhiễm phóng xạ do những tai ương và những bất lợi của việc tăng trưởng hạt nhân và sản xuất điện tập trung chuyên sâu .Các tranh cãi về kinh tế tài chính và bảo đảm an toàn được xem là hai mặt của yếu tố được tranh luận .
Ngày 26 tháng 4 1986, lò phản ứng số 4 của xí nghiệp sản xuất điện nguyên tử Chernobyl phát nổ, gây ra một loạt vụ nổ ở những lò phản ứng khác, làm tan chảy lõi lò phản ứng hạt nhân. Đây là sự cố hạt nhân trầm trọng nhất trong lịch sử dân tộc. Do không có tường chắn nên những đám mây bụi phóng xạ bay lên khung trời và lan rộng ra nhiều khu vực phía tây Liên bang Xô Viết, 1 số ít nước Đông Âu và Tây Âu, Anh và phía đông Hoa Kỳ. Thảm hoạ này phát ra lượng phóng xạ lớn gấp bốn trăm lần so với quả bom nguyên tử được ném xuống Hiroshima. Sau thảm họa, hàng loạt những yếu tố về ô nhiễm môi trường tự nhiên cũng như về sức khỏe thể chất rình rập đe dọa người dân .Gần đây nhất, ngày 11 tháng 3 năm 2011, sau trận thảm họa động đất và sóng thần Sendai 2011, nhà máy sản xuất điện hạt nhân Fukushima gặp hàng loạt những yếu tố so với những lò phản ứng và rò rỉ phóng xạ gây ra sự cố xí nghiệp sản xuất điện Fukushima I. Tình trạng ô nhiễm phóng xạ ngày càng cao. Tuy không có người tử trận tại chỗ, nhưng nó gây nhiều quan ngại về sức khỏe thể chất của con người trong khu vực bị tác động ảnh hưởng sau này. Dự kiến phải mất vài năm để sửa chữa thay thế xí nghiệp sản xuất vài tháng để khử sạch phóng xạ .

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Trang web thông tin hạt nhân[sửa|sửa mã nguồn]

Bản mẫu : Electricity generation

Source: https://vh2.com.vn
Category: Năng Lượng