Kế hoạch 100 năm Xử lý chất Thải Hạt nhân

Một nghiên cứu của MIT cho rằng sẽ có lợi hơn nếu lưu trữ tạm thời trong nhiều thập kỷ chứ không nên chôn vùi vĩnh viễn.



Hoa Kỳ nên có kế hoạch lưu trữ nhiên liệu hạt nhân đã dùng trong các bể làm mát và thùng bê tông cốt thép 100 năm khi phân tích những gì nên cần làm với nó trong dài hạn, theo một nghiên cứu mới của MIT. Nghiên cứu cho rằng lưu trữ nhiên liệu đã dùng một cách tạm thời trong một số trường hợp tốt hơn là ngay lập tức chuyển nó vào lưu trữ vĩnh viễn dưới lòng đất tại các cơ sở như một trong những đề xuất ở Yucca Mountain.

Báo cáo này được đưa ra sau hậu quả của thảm họa nhà máy điện hạt nhân Fukushima ở Nhật Bản, nơi nhiên liệu lưu giữ là nguồn chất phóng xạ chính thoát ra khu vực xung quanh. Báo cáo cũng được đưa ra vào thời điểm nhiều người đang lo lắng về một lượng lớn chất thải hạt nhân chồng chất ngày càng nhiều tại các nhà máy điện trên toàn quốc.

Vào thời điểm xây dựng các nhà máy hạt nhân tại Hoa Kỳ, kế hoạch là tái xử lý nhiên liệu, thu hồi vật liệu có thể dùng được để tạo ra điện nhiều hơn nữa. Kết quả là, các nhà thiết kế nhà máy chỉ tính đủ không gian lưu trữ để đối phó với một lượng khoảng 10 năm nhiên liệu. Lúc nào đó, vì những lý do khác nhau, ý tưởng về tái chế đã bị bỏ đi, chính phủ liên bang đã tự nhận trách nhiệm xử lý nhiên liệu đó, nhưng cho đến nay vẫn chưa làm được. Câu hỏi đặt ra là làm gì với nhiên liệu đã dùng trước khi gửi chúng đi lưu trữ vĩnh viễn "thực ra là việc đã rồi," phát biểu của ông Ernest Moniz, Giám đốc Sáng kiến ​​Năng lượng của MIT và là một tác giả của báo cáo. Sau nhiều thập kỷ hoạt động, nhiều nhà máy điện đã hết chỗ chứa và phải dùng đến giải pháp tình thế để đối phó với các nhiên liệu đã qua sử dụng.

Báo cáo cho rằng một chương trình có hệ thống di chuyển nhiên liệu đã dùng đầu tiên vào hồ lưu trữ và sau đó vào các thùng chứa lớn bê tông cốt thép gọi là thùng khô tại một nơi lưu trữ trung tâm sẽ thuận lợi hơn nhiều so với các phương pháp vô tổ chức hiện tại, và cũng hơn cả việc nhanh chóng di chuyển chúng đến một nơi xử lý lâu dài. Nhiên liệu đã qua sử dụng có chứa một lượng lớn vật liệu có thể được trích xuất thông qua các công nghệ tái chế và sau đó được dùng để tạo ra điện nhiều hơn nữa. Ở điểm này, khi uranium còn rẻ, các tác giả cho rằng, làm như vậy không có ý nghĩa kinh tế ở Hoa Kỳ. Nhưng khi công nghệ tiến bộ, việc tái chế có thể trở nên rẻ hơn. Nhiên liệu lưu trữ tại trung tâm trong các thùng khô có thể dễ dàng được lấy lại và tái chế. Trong hoàn cảnh này, nhiên liệu đã dùng sẽ từ rác thải bỏ thành một nguồn tài nguyên năng lượng lớn tương đương với dự trữ dầu mỏ chiến lược, phát biểu của Andrew Kadak, một hội viên nghiên cứu tại MIT cùng làm ra các báo cáo của MIT. Lưu trữ nhiên liệu trong các thùng khô trong nhiều thập kỷ cũng sẽ cho phép nó nguội xuống đến mức có thể lưu trữ được an toàn trong một cơ sở xử lý vĩnh viễn nhỏ hơn và rẻ hơn so với những cái hiện tại đang hình dung.
Việc thiếu một kế hoạch rõ ràng cho việc lưu trữ nhiên liệu tạm thời cho đến nay đã tạo ra một tình huống trong đó một lượng lớn chất phóng xạ đang được lưu trữ trong các bể làm mát tại các lò phản ứng hạt nhân, và các thiết bị lưu trữ như vậy có khả năng dễ bị tổn hại trước thiên tai và các cuộc tấn công khủng bố. Tại Fukushima, ít nhất là một hồ làm mát bị mất nước, làm cho các nhiên liệu đã qua sử dụng trở nên quá nóng và giải phóng các vật liệu phóng xạ. Điều này dẫn đến một số chuyên gia kêu gọi cho nhiên liệu di chuyển nhanh hơn từ các bể làm mát tại Hoa Kỳ và vào thùng khô không cần nước giữ mát, chỉ cần không khí tuần hoàn tự nhiên.

Những người khác, bao gồm cả Kadak, phản biện rằng sẽ luôn cần đến bể làm mát, vì nước làm mát là quan trọng để loại bỏ nhiệt từ nhiên liệu đã qua sử dụng mà trước đó mới lấy ra khỏi lò phản ứng. Mất khoảng năm năm để làm mát nhiên liệu đã dùng đến mức đủ để lưu trữ được trong các thùng khô. (Di chuyển sớm hơn sẽ cực kỳ tốn kém.) Chuyển nhiên liệu cũ ra sẽ đóng góp rất ít trong việc làm cho khu vực lưu trữ nước làm mát an toàn hơn, ông nói, vì nhiên liệu này đã mát đủ đến mức không cần nước nữa. Ông nói những gì cần thiết là thay vì hối thúc việc cho vào thùng nhiên liệu khô ta nên tập trung vào hệ thống dự phòng có thể cung cấp nước làm mát đáng tin cậy ngay cả khi các hồ bị rò rỉ và không có điện để bơm nước.


Bản báo cáo đề xuất 1 tỷ USD tài trợ nghiên cứu, một số tiền gấp đôi tài trợ hiện tại cho năng lượng hạt nhân, một phần để đảm bảo rằng chất thải hạt nhân có thể được lưu trữ an toàn cho 100 năm trong các thùng khô.