yêu thích:
Bối cảnh Di chuyển Nhiên liệu Hạt nhân của Mỹ
2011-0418
Bể chứa hạt nhân thải ở Mỹ xếp còn dày đặt hơn cả ở Fukushima, mà chưa hề có kế hoạch loại bỏ chúng đi.
Một trong những sự kiện ít được chú ý của thảm họa hạt nhân Fukushima – nơi mà do mất nước làm mát tại bể nhiên liệu đã qua sử dụng dẫn đến rò rỉ một lượng lớn phóng xạ – là một số nhiên liệu tại nhà máy lưu trữ trong các thùng khô, và những thùng này vẫn nguyên vẹn sau sự cố động đất và sóng thần hôm 11-03-2011.
Thực tế này có thể dẫn đến sự cần thiết phải di chuyển một số nhiên liệu đã sử dụng ra khỏi các hồ nước tại các lò phản ứng ở Hoa Kỳ – nơi chúng được xếp còn dày đặt hơn so với trong các hồ bị ảnh hưởng của Nhật Bản – và vào trong các thùng khô ngoài trời, các chuyên gia nói.
“Điều có thể diễn ra rất nhanh chóng là [Ban Quản lý Hạt nhân] và các công ty dich vụ công ích sẽ đi đến một sự nhất trí rằng việc chuyển nhiên liệu tới chỗ lưu trữ khô cần phải được tăng tốc để lấy càng nhiều nhiên liệu đã dùng ra khỏi bể chứa càng nhanh càng tốt”, phát biểu của ông Ron Ballinger, một kỹ sư hạt nhân của MIT. Tại Nhật Bản, ông nói, “các thùng chứa khô đã vượt qua trận động đất và sóng thần mà không bị một vấn đề gì cả.”
Cho đến nay, các nhà điều tiết của Mỹ vẫn xem là an toàn khi quyết định giữ nhiên liệu trong bể, và thậm chí còn cho phép xếp nhiên liệu dày đặt hơn. Hầu hết các lò phản ứng hạt nhân ở Mỹ làm mát bằng không khí, một số chất thải lò phản ứng được chứa trong thùng khô, nhưng nhìn chung việc này là do các bể chứa không còn chứa nổi. Chất thải cũ hơn đã có cơ hội làm mát được vài năm trong bể chứa có thể được chuyển đến các thùng khô.
Mỹ là nhà chứa cho ít nhất 65.000 tấn chất thải lò phản ứng hạt nhân, nhiều hơn ở bất kỳ quốc gia nào khác, và con số này đang tăng lên khoảng 2.200 tấn mỗi năm.
“Nhìn chung, các lò phản ứng của Mỹ chứa rất nhiều nhiên liệu trong các bể nhiên liệu đã qua sử dụng so với các lò phản ứng tại Fukushima,” phát biểu của ông Richard Lester, người đứng đầu Bộ phận Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân tại MIT. Nếu một sự kiện quy mô cỡ Fukushima ập vào một bể nhiên liệu điển hình của một nhà máy hạt nhân của Mỹ, ông nói, “Tôi nghĩ rằng bạn có khả năng sẽ thấy một tình hình tồi tệ hơn chỉ đơn giản vì thực tế nhiên liệu nhiều hơn – hơn rất nhiều trong các trường hợp bể chứa của các lò phản ứng tại Mỹ.”
Nhiên liệu lò phản ứng uranium đã qua sử dụng tạo ra một lượng lớn nhiệt ngay cả sau khi nó được lấy ra từ trong lõi của một lò phản ứng. Vì lý do đó, các thanh nhiên liệu đã qua sử dụng phải được ngâm trong các bể sâu có nước tuần hoàn trong nhiều năm để làm cho chúng đủ mát. Nhưng sau vài năm, thùng khô trở thành một lựa chọn lưu trữ khả thi. Các thùng, thường dạng hình trống kết cấu thép và bê tông cao khoảng nửa mét (20 feet) đặt ngoài trời, chỉ cần làm mát thụ động bằng không khí.
Ngược lại trong bể chứa, các thanh nhiên liệu gần nhau gây ra sự tích tụ nhiệt nên cần phải có nước làm mát tuần hoàn liên tục. Như Fukushima đã chứng minh, máy bơm và hệ thống dự phòng có thể bị hỏng, và nước trong bể nhiên liệu có thể bị rò rỉ ra ngoài hoặc bị sôi và bay hơi hết.
Trong ba thập kỷ qua, sự chậm trễ trong việc mở một kho lưu trữ vĩnh viễn cho nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng ở Hoa Kỳ đã làm cho Ban Quản lý Hạt nhân Hoa Kỳ cho phép các bể chứa nhiên liệu đã qua sử dụng hiện tại được ”sắp xếp lại” nhằm tăng mật độ các thanh nhiên liệu bên trong chúng.
Trong số 84 chỗ đặt lò phản ứng hiện tại hoặc trước đây có chứa nhiên liệu đã qua sử dụng ở Mỹ (có chỗ có nhiều nhà máy điện), 63 chỗ đã có các thùng khô, 10 chỗ đang áp dụng sử dụng chúng, và 11 chỗ vẫn chưa công bố kế hoạch, theo dữ liệu của Ban Quản lý Hạt nhân.
Nhiên liệu đã qua sử dụng: Tại Hoa Kỳ, 63 chỗ đặt lò phản ứng hạt nhân hiện tại và trước đây (bao gồm cả khu nhà máy điện và các cơ sở của chính phủ) đã có cơ sở lưu trữ thùng khô. 10 đang áp dụng xây dựng chúng, và 11 vẫn chưa công bố kế hoạch này. Nhưng những thùng chỉ giữ nhịp độ với chất thải mới được tạo ra. Tại hầu hết các nơi, bể chứa chất lỏng để chứa và làm mát nhiên liệu vẫn chứa đầy chất thải, và trong nhiều trường hợp các bể chứa xếp thêm nhiều hơn trường hợp tại các lò phản ứng Fukushima bị ảnh hưởng. Ảnh: Ban Quản lý Hạt nhân
“Nếu có một tai nạn bị mất nước làm mát, bạn sẽ gặp rắc rối lớn, đặc biệt là với việc xếp chồng mật độ cao và các bể chứa hiện được nạp quá đầy, nếu xảy ra việc cần phải xả hết nhiên liệu trong bể chứa,” phát biểu của ông Allison Macfarlane, một nhà địa chất học, phó giáo sư khoa học môi trường và chính sách tại Đại học George Mason, một trong số đồng tác giả một báo cáo năm 2003 về cảnh báo sự xảy ra nguy hiểm về việc tái xếp chồng dày đặc. ”Rất nhiều các bể chứa nằm trong câu chuyện trên tại các nhà máy điện,” có nghĩa là những lỗ thủng, những vết nứt có thể để nước chảy ra ngoài. “Nếu có sự mất nước, bạn có thể có rò rỉ phóng xạ lớn hơn nhiều so với Chernobyl, bởi vì có rất nhiều nhiên liệu trong bể chứa hơn là trong lõi lò phản ứng.”
Năm ngoái, Tổng thống Obama hủy bỏ kế hoạch mở kho nhiên liệu dưới đất Yucca Mountain cách Las Vegas 90 dặm về phía tây bắc, và bổ nhiệm một ủy ban để đưa ra các lựa chọn thay thế. Ủy ban này, do phải tập trung báo cáo quan trọng vào tháng Sáu, đã không thực hiện bất kỳ báo cáo nào về Fukushima. Macfarlane, một thành viên ủy ban, nói rằng cô không thể thảo luận về các đề xuất có thể có của họ. Tuy nhiên, cơ quan dự kiến sẽ gặp nhau tại một phiên họp công cộng vào ngày 13 tháng 5 tới tại Washington.
Các báo cáo năm 2003 nói rằng trong trường hợp mất nước làm mát trong một bể chứa đã xếp dày đặt, không khí làm mát sẽ không đủ. Nhiệt độ có thể tăng lên đến 600°C trong vòng một giờ, gây ra lớp phủ nhiên liệu zirconi bị gẫy vỡ, nhiệt dộ sẽ tăng lên đến 900°C, và rồi các lớp phủ sẽ bốc cháy, dẫn đến số lượng lớn các chất phóng xạ bị phát tán, báo cáo cho biết.
Bản báo cáo đề xuất ngay lập tức quay trở lại cấu hình bể chứa mật độ thấp hơn, cho nhiều hơn nữa nhiên liệu đã làm lạnh vào các thùng khô và chuyển đến những nơi tập trung. Trong bể xếp thưa hơn, luồng không khí có thể đủ để ngăn chặn cháy trong trường hợp mất nước làm mát. Báo cáo nói rằng việc này có thể thực hiện được không tốn quá 7 tỷ USD cho toàn bộ nước Mỹ, mà sẽ làm tăng giá bán buôn điện lên 0,06 cent / kWh tạo ra từ nhiên liệu hạt nhân.
Các bước này đã không được thực hiện. Một báo cáo tiếp theo của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia cũng cho biết kịch bản cháy nên được nghiên cứu thêm nữa, và đề xuất các biện pháp khác giữ cấu hình xếp dày đặc mà vẫn nguyên vẹn khi xảy ra sư cố. ”Bạn có thể thấy tính khả thi để giảm bớt khả năng cháy lớp phủ zirconi bằng cách sắp xếp các khối nhiên liệu đã qua sử dụng trong bể chứa và lắp hệ thống phun nước đủ khả năng làm mát nhiên liệu, ngay cả khi bể chứa hoặc tòa nhà che chắn đã bị hỏng nặng,” bản báo cáo viết. Việc sắp xếp lại nhiên liệu và các bể làm mát dự phòng đang được thực hiện, một phát ngôn viên của Ban Quản lý Hạt nhân nói.
Nếu chính phủ Mỹ làm đúng theo cam kết năm 1982 để mở một kho chứa nhiên liệu đã qua sử dụng – và ký các hợp đồng tiếp theo với các công ty phục vụ công ích để bắt đầu loại bỏ các nhiên liệu vào năm 1998 – áp lực về các bể chứa nhiên liệu đã qua sử dụng ở Hoa Kỳ có thể đã được thuyên giảm, Lester nói. ”Đã có những lịch trình mô tả cách thức Bộ Năng lượng sẽ di dời nhiên liệu đi, và do đó nhiên liệu sẽ được di dời,” ông nói. ”Tôi nghĩ rằng chúng tôi có thể nói, trên cơ sở của tất cả các điều trên, rằng các bể chứa sẽ không được chứa gần như đầy như hiện tại.”
Ông nói rằng rất quan trọng để bắt đầu thiết lập các chỗ chứa trung tâm để lưu trữ các thùng khô như là một phần của kế hoạch toàn diện cho việc lưu trữ chất thải và xử lý, ông cũng nói rằng không nên loại trừ Yucca Mountain. “Một trong những nơi có thể sử dụng như chỗ lưu trữ tạm thời”, Lester nói.
Một trong những sự kiện ít được chú ý của thảm họa hạt nhân Fukushima – nơi mà do mất nước làm mát tại bể nhiên liệu đã qua sử dụng dẫn đến rò rỉ một lượng lớn phóng xạ – là một số nhiên liệu tại nhà máy lưu trữ trong các thùng khô, và những thùng này vẫn nguyên vẹn sau sự cố động đất và sóng thần hôm 11-03-2011.
Thực tế này có thể dẫn đến sự cần thiết phải di chuyển một số nhiên liệu đã sử dụng ra khỏi các hồ nước tại các lò phản ứng ở Hoa Kỳ – nơi chúng được xếp còn dày đặt hơn so với trong các hồ bị ảnh hưởng của Nhật Bản – và vào trong các thùng khô ngoài trời, các chuyên gia nói.
 Lưu trữ khô: các thùng chứa tại nhà máy điện hạt nhân Canyon Diablo ở California. Ảnh: Ban Quản lý Hạt nhân |
Cho đến nay, các nhà điều tiết của Mỹ vẫn xem là an toàn khi quyết định giữ nhiên liệu trong bể, và thậm chí còn cho phép xếp nhiên liệu dày đặt hơn. Hầu hết các lò phản ứng hạt nhân ở Mỹ làm mát bằng không khí, một số chất thải lò phản ứng được chứa trong thùng khô, nhưng nhìn chung việc này là do các bể chứa không còn chứa nổi. Chất thải cũ hơn đã có cơ hội làm mát được vài năm trong bể chứa có thể được chuyển đến các thùng khô.
Mỹ là nhà chứa cho ít nhất 65.000 tấn chất thải lò phản ứng hạt nhân, nhiều hơn ở bất kỳ quốc gia nào khác, và con số này đang tăng lên khoảng 2.200 tấn mỗi năm.
“Nhìn chung, các lò phản ứng của Mỹ chứa rất nhiều nhiên liệu trong các bể nhiên liệu đã qua sử dụng so với các lò phản ứng tại Fukushima,” phát biểu của ông Richard Lester, người đứng đầu Bộ phận Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân tại MIT. Nếu một sự kiện quy mô cỡ Fukushima ập vào một bể nhiên liệu điển hình của một nhà máy hạt nhân của Mỹ, ông nói, “Tôi nghĩ rằng bạn có khả năng sẽ thấy một tình hình tồi tệ hơn chỉ đơn giản vì thực tế nhiên liệu nhiều hơn – hơn rất nhiều trong các trường hợp bể chứa của các lò phản ứng tại Mỹ.”
Nhiên liệu lò phản ứng uranium đã qua sử dụng tạo ra một lượng lớn nhiệt ngay cả sau khi nó được lấy ra từ trong lõi của một lò phản ứng. Vì lý do đó, các thanh nhiên liệu đã qua sử dụng phải được ngâm trong các bể sâu có nước tuần hoàn trong nhiều năm để làm cho chúng đủ mát. Nhưng sau vài năm, thùng khô trở thành một lựa chọn lưu trữ khả thi. Các thùng, thường dạng hình trống kết cấu thép và bê tông cao khoảng nửa mét (20 feet) đặt ngoài trời, chỉ cần làm mát thụ động bằng không khí.
Ngược lại trong bể chứa, các thanh nhiên liệu gần nhau gây ra sự tích tụ nhiệt nên cần phải có nước làm mát tuần hoàn liên tục. Như Fukushima đã chứng minh, máy bơm và hệ thống dự phòng có thể bị hỏng, và nước trong bể nhiên liệu có thể bị rò rỉ ra ngoài hoặc bị sôi và bay hơi hết.
Trong ba thập kỷ qua, sự chậm trễ trong việc mở một kho lưu trữ vĩnh viễn cho nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng ở Hoa Kỳ đã làm cho Ban Quản lý Hạt nhân Hoa Kỳ cho phép các bể chứa nhiên liệu đã qua sử dụng hiện tại được ”sắp xếp lại” nhằm tăng mật độ các thanh nhiên liệu bên trong chúng.
Trong số 84 chỗ đặt lò phản ứng hiện tại hoặc trước đây có chứa nhiên liệu đã qua sử dụng ở Mỹ (có chỗ có nhiều nhà máy điện), 63 chỗ đã có các thùng khô, 10 chỗ đang áp dụng sử dụng chúng, và 11 chỗ vẫn chưa công bố kế hoạch, theo dữ liệu của Ban Quản lý Hạt nhân.
Nhiên liệu đã qua sử dụng: Tại Hoa Kỳ, 63 chỗ đặt lò phản ứng hạt nhân hiện tại và trước đây (bao gồm cả khu nhà máy điện và các cơ sở của chính phủ) đã có cơ sở lưu trữ thùng khô. 10 đang áp dụng xây dựng chúng, và 11 vẫn chưa công bố kế hoạch này. Nhưng những thùng chỉ giữ nhịp độ với chất thải mới được tạo ra. Tại hầu hết các nơi, bể chứa chất lỏng để chứa và làm mát nhiên liệu vẫn chứa đầy chất thải, và trong nhiều trường hợp các bể chứa xếp thêm nhiều hơn trường hợp tại các lò phản ứng Fukushima bị ảnh hưởng. Ảnh: Ban Quản lý Hạt nhân
“Nếu có một tai nạn bị mất nước làm mát, bạn sẽ gặp rắc rối lớn, đặc biệt là với việc xếp chồng mật độ cao và các bể chứa hiện được nạp quá đầy, nếu xảy ra việc cần phải xả hết nhiên liệu trong bể chứa,” phát biểu của ông Allison Macfarlane, một nhà địa chất học, phó giáo sư khoa học môi trường và chính sách tại Đại học George Mason, một trong số đồng tác giả một báo cáo năm 2003 về cảnh báo sự xảy ra nguy hiểm về việc tái xếp chồng dày đặc. ”Rất nhiều các bể chứa nằm trong câu chuyện trên tại các nhà máy điện,” có nghĩa là những lỗ thủng, những vết nứt có thể để nước chảy ra ngoài. “Nếu có sự mất nước, bạn có thể có rò rỉ phóng xạ lớn hơn nhiều so với Chernobyl, bởi vì có rất nhiều nhiên liệu trong bể chứa hơn là trong lõi lò phản ứng.”
Năm ngoái, Tổng thống Obama hủy bỏ kế hoạch mở kho nhiên liệu dưới đất Yucca Mountain cách Las Vegas 90 dặm về phía tây bắc, và bổ nhiệm một ủy ban để đưa ra các lựa chọn thay thế. Ủy ban này, do phải tập trung báo cáo quan trọng vào tháng Sáu, đã không thực hiện bất kỳ báo cáo nào về Fukushima. Macfarlane, một thành viên ủy ban, nói rằng cô không thể thảo luận về các đề xuất có thể có của họ. Tuy nhiên, cơ quan dự kiến sẽ gặp nhau tại một phiên họp công cộng vào ngày 13 tháng 5 tới tại Washington.
Các báo cáo năm 2003 nói rằng trong trường hợp mất nước làm mát trong một bể chứa đã xếp dày đặt, không khí làm mát sẽ không đủ. Nhiệt độ có thể tăng lên đến 600°C trong vòng một giờ, gây ra lớp phủ nhiên liệu zirconi bị gẫy vỡ, nhiệt dộ sẽ tăng lên đến 900°C, và rồi các lớp phủ sẽ bốc cháy, dẫn đến số lượng lớn các chất phóng xạ bị phát tán, báo cáo cho biết.
Bản báo cáo đề xuất ngay lập tức quay trở lại cấu hình bể chứa mật độ thấp hơn, cho nhiều hơn nữa nhiên liệu đã làm lạnh vào các thùng khô và chuyển đến những nơi tập trung. Trong bể xếp thưa hơn, luồng không khí có thể đủ để ngăn chặn cháy trong trường hợp mất nước làm mát. Báo cáo nói rằng việc này có thể thực hiện được không tốn quá 7 tỷ USD cho toàn bộ nước Mỹ, mà sẽ làm tăng giá bán buôn điện lên 0,06 cent / kWh tạo ra từ nhiên liệu hạt nhân.
Các bước này đã không được thực hiện. Một báo cáo tiếp theo của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia cũng cho biết kịch bản cháy nên được nghiên cứu thêm nữa, và đề xuất các biện pháp khác giữ cấu hình xếp dày đặc mà vẫn nguyên vẹn khi xảy ra sư cố. ”Bạn có thể thấy tính khả thi để giảm bớt khả năng cháy lớp phủ zirconi bằng cách sắp xếp các khối nhiên liệu đã qua sử dụng trong bể chứa và lắp hệ thống phun nước đủ khả năng làm mát nhiên liệu, ngay cả khi bể chứa hoặc tòa nhà che chắn đã bị hỏng nặng,” bản báo cáo viết. Việc sắp xếp lại nhiên liệu và các bể làm mát dự phòng đang được thực hiện, một phát ngôn viên của Ban Quản lý Hạt nhân nói.
Nếu chính phủ Mỹ làm đúng theo cam kết năm 1982 để mở một kho chứa nhiên liệu đã qua sử dụng – và ký các hợp đồng tiếp theo với các công ty phục vụ công ích để bắt đầu loại bỏ các nhiên liệu vào năm 1998 – áp lực về các bể chứa nhiên liệu đã qua sử dụng ở Hoa Kỳ có thể đã được thuyên giảm, Lester nói. ”Đã có những lịch trình mô tả cách thức Bộ Năng lượng sẽ di dời nhiên liệu đi, và do đó nhiên liệu sẽ được di dời,” ông nói. ”Tôi nghĩ rằng chúng tôi có thể nói, trên cơ sở của tất cả các điều trên, rằng các bể chứa sẽ không được chứa gần như đầy như hiện tại.”
Ông nói rằng rất quan trọng để bắt đầu thiết lập các chỗ chứa trung tâm để lưu trữ các thùng khô như là một phần của kế hoạch toàn diện cho việc lưu trữ chất thải và xử lý, ông cũng nói rằng không nên loại trừ Yucca Mountain. “Một trong những nơi có thể sử dụng như chỗ lưu trữ tạm thời”, Lester nói.
Các tin khác ::.
Bentley Turbo R sắp hồi sinh (04/15)
