Trong bối cảnh nhiều quốc gia và các công ty công nghệ thúc đẩy xây dựng các nhà máy điện hạt nhân mới để đáp ứng nhu cầu năng lượng tăng nhanh trên toàn cầu, các lò phản ứng mô-đun cỡ nhỏ (SMR) ngày càng được chú ý, bởi chúng hứa hẹn mang lại nguồn năng lượng dồi dào, giá rẻ, sạch, thân thiện với khí hậu và “ngốn” ít nước.

Công nhân lắp đặt mô-đun lõi của SMR Linglong-1 tại một nhà máy điện hạt nhân ở tỉnh Hải Nam, Trung Quốc. Ảnh: China Daily

Ưu thế vượt trội

So với các nhà máy điện hạt nhân truyền thống, SMR có thể được xây dựng và đưa vào vận hành nhanh hơn. Do được phát triển để cung cấp năng lượng cho tàu ngầm và tàu sân bay, SMR hoạt động theo nguyên lý tương tự như các lò phản ứng lớn hơn. Chúng gồm một lò phản ứng hạt nhân vận hành bằng nhiên liệu uranium, giải phóng lượng nhiệt khổng lồ trong quá trình phân hạch hạt nhân, qua đó chuyển nước thành hơi nước làm quay tua-bin để tạo ra điện.

SMR chỉ cần diện tích xây dựng tối đa 2 héc-ta, tương đương diện tích của 2 sân bóng đá, trong khi các nhà máy điện hạt nhân truyền thống cần diện tích xây dựng tương đương tới 280 sân bóng đá. Ngoài ra, SMR chứa ít vật liệu phóng xạ hơn so với các lò phản ứng lớn và được phân bố tại nhiều địa điểm khác nhau. Chính vì vậy, một tai nạn hoặc một cuộc tấn công quân sự khiến lõi lò bị nóng chảy sẽ không gây ra hậu quả thảm khốc như kịch bản tồi tệ nhất xảy ra tại một lò phản ứng lớn.

Điểm đặc biệt hấp dẫn của SMR chính là cấu trúc dạng mô-đun. Các bộ phận riêng lẻ của SMR có thể được sản xuất hàng loạt dưới dạng các mô-đun đúc sẵn, được lắp ráp sơ bộ tại nơi khác rồi được ghép lại với nhau khi thi công. Thời gian xây dựng các SMR chỉ mất từ 1,5-6 năm, trong khi việc xây dựng các lò phản ứng lớn có thể mất từ ​​7-10 năm.

Những người ủng hộ cho rằng SMR có thể cung cấp nguồn điện năng phát thải thấp cho vùng sâu vùng xa, nơi cơ sở hạ tầng lưới điện thường chưa phát triển đủ để tiếp nhận sản lượng năng lượng khổng lồ từ một nhà máy điện hạt nhân truyền thống.

Vẫn còn nhiều trở ngại

Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế, SMR về mặt lý thuyết có thể tạo ra năng lượng từ uranium nhiều gấp 60-70 lần so với công nghệ truyền thống. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn trong giai đoạn phát triển ban đầu và chưa được kiểm chứng.

Chưa kể, công suất đầu ra của SMR thấp hơn đáng kể so với nhà máy điện hạt nhân thông thường. Tùy thuộc vào thiết kế, SMR có thể cung cấp từ 10-200 megawatt điện, trong khi một nhà máy điện hạt nhân truyền thống tạo ra từ 1.000-1.600 megawatt. Do đó, để tạo ra cùng một lượng năng lượng như khoảng 400 lò phản ứng công suất lớn đang hoạt động trên toàn thế giới thì cần phải xây dựng hàng chục ngàn SMR, làm tăng xác suất xảy ra sự cố. Theo Cơ quan Liên bang về Bảo vệ Bức xạ (Đức), dù mức độ phóng xạ ở mỗi SMR thấp hơn nhưng rủi ro tổng thể do các lò phản ứng cỡ nhỏ này gây ra có thể cao hơn gấp nhiều lần.

Ngoài ra, vấn đề rác thải phóng xạ đối với cả lò phản ứng truyền thống lẫn SMR đến nay vẫn chưa được giải quyết, bởi hiện chưa có nơi nào trên thế giới vận hành kho lưu trữ vĩnh viễn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng hoặc rác thải có độ phóng xạ cao từ các lò phản ứng. Sau hơn 20 năm xây dựng, hầm chất thải hạt nhân đầu tiên trên thế giới tại Phần Lan dự kiến ​​đi vào hoạt động vào cuối năm nay. Nằm ở độ sâu 430m, hầm Onkalo được thiết kế để lưu trữ tới 6.500 tấn nhiên liệu hạt nhân từ 5 lò phản ứng đang hoạt động của Phần Lan trong ít nhất 100.000 năm. Được biết, Helsinki bắt đầu xây Onkalo từ năm 2004 với tổng chi phí ước tính khoảng 1,16 tỉ USD.

TRÍ VĂN (Tổng hợp)