Cơ hội lớn từ nguồn sức mạnh nguyên tử

Để chương trình ĐHN quốc gia an toàn

Sau đại dịch Covid-19, mặc dù tình hình thế giới còn khó khăn, nhưng Việt Nam được đánh giá là một trong số ít các nền kinh tế có tăng trưởng khá cao và ổn định. Tuy vậy, dự báo sau khi tạm dừng dự án ĐHN hồi năm 2016 cho thấy, việc thực hiện Quy hoạch điện VIII đến năm 2030 có nguy cơ không đạt mục tiêu, mặc dù đã cố bứt phá tăng rất nhanh nguồn năng lượng tái tạo (NLTT). Trên bình diện quốc tế, tại Hội nghị thượng đỉnh COP28 vào năm 2023, ĐHN đã được công nhận là nguồn phát điện xanh quan trọng. Trong bối cảnh đó, Đảng và Nhà nước ta đã quyết định tái khởi động dự án ĐHN Ninh Thuận để góp phần bảo đảm an ninh năng lượng, thực hiện mục tiêu kép tăng trưởng kinh tế, xã hội lên hàng quốc gia phát triển vào năm 2045 đồng thời tiến tới đích net-zero vào năm 2050 như đã cam kết tại COP26.

Dù kỳ vọng rất lớn, nhiều người vẫn đặt dấu hỏi về khả năng bảo đảm an toàn hạt nhân (ATHN) khi chúng ta chạm đến nguồn sức mạnh nguyên tử. Mục tiêu quan trọng nhất của ATHN là không để xảy ra tai nạn gây phát tán phóng xạ ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người. Điển hình về ô nhiễm diện rộng là hai vụ tai nạn hạt nhân ở Chernobyl (Ukraine) và Fukushima (Nhật Bản). Vụ Chernobyl xảy ra ngày 26/4/1986 trong một cuộc thử nghiệm của nhóm nhân viên vận hành, khi họ giảm công suất lò phản ứng xuống rất thấp, tổ máy đã bị lâm vào tình trạng mất kiểm soát với phản ứng tới hạn dương khiến công suất tăng vọt. Lõi lò bị tan chảy do mất nước làm mát đã nổ tung. Loại lò này không có thiết kế bê-tông-thép kiên cố, nên toàn bộ chất phóng xạ tương đương 1,4x10¹³ Mega Beckeren bị phát tán ra môi trường, gây ô nhiễm rất nghiêm trọng trên diện tích rộng 10 nghìn km². Trong lúc cấp cứu tai nạn, 29 nhân viên và lính cứu hỏa đã hy sinh. Tai nạn bị xếp hạng cấp 7 là cấp cao nhất và vẫn còn để lại những hậu quả môi trường cho đến nay.

Vụ Fukushima xảy ra do thảm họa kép động đất-sóng thần ngày 11/3/2011, gây mất điện máy bơm làm mát, dẫn đến tan chảy lõi lò phản ứng tại các tổ máy đang hoạt động và gây cháy nổ hydro ở tầng vận hành nằm phía trên lô cốt bảo vệ nhà lò. Hậu quả là phát tán ra môi trường khá nghiêm trọng với tổng lượng khí phóng xạ khoảng bằng 1% so với vụ Chernobyl. Dù không có người thiệt mạng, nhưng vụ Fukushima vẫn bị xếp hạng là tai nạn nghiêm trọng cấp độ 7.

Hai vụ trên xảy ra do nguyên nhân khác nhau, nhưng yếu tố con người vẫn quan trọng nhất. Trong vụ Chernobyl, nhân viên đã vận hành chủ quan vi phạm quy định an toàn; mặt khác trong thiết kế xây dựng lại có yếu tố sơ hở vì không có nhà lò kiên cố bảo vệ bên ngoài lò. Trong vụ Fukushima, tuy không vận hành sai và thiết kế xây dựng chịu đựng được động đất và sóng thần, nhưng khi xảy ra mất nguồn điện máy bơm chính, thiết kế cũ đã chưa tính toán việc bảo vệ bơm diezen dự phòng khiến nó bị hỏng vì đặt thấp hơn mực nước lụt. Những nhược điểm như vậy đã tồn tại trong các lò hạt nhân thế hệ 2 của các nhà máy ĐHN bị nạn nói trên, vốn được xây dựng hoặc thiết kế từ thập niên 1960-1970. Sau vụ Chernobyl, người ta đã rút kinh nghiệm để sáng chế công nghệ thế hệ 3 với các yếu tố an toàn tốt hơn. Trước và sau vụ Fukushima, một số mẫu lò thế hệ 3 lại được cải tiến an toàn đồng bộ và được gọi là lò thế hệ 3+. Việc nâng cấp công nghệ an toàn đương nhiên đội vốn đầu tư ban đầu, tuy thế hiệu quả kinh tế vẫn được bảo đảm lâu dài nhờ có nhiều ưu điểm mới bổ sung như tăng công suất danh định, kéo dài tuổi thọ nhà máy.

Có thể nói, công nghệ hạt nhân hiện đại cùng với hệ thống pháp quy hạt nhân nghiêm ngặt là đôi chân để một chương trình ĐHN quốc gia trụ vững an toàn. Đương nhiên, cũng như đối với bất kể nguồn phát năng lượng lớn nào, yếu tố con người vẫn được đặt lên trên hết: tính kỷ luật, kiến thức nghề nghiệp tinh thông và tinh thần trách nhiệm sẽ là điều kiện tiên quyết bảo đảm an toàn và hiệu quả.

Một câu hỏi quan trọng khác về ATHN là vấn đề quản lý các chất thải phóng xạ khi nhiên liệu đã qua sử dụng vì chúng có độ phóng xạ rất cao tồn dư hàng mấy nghìn năm. Thông thường chúng được chuyển đến các hầm sâu trong núi đá để chôn cất vĩnh viễn, nhưng cách làm này dù sao vẫn không đủ sức thuyết phục, bởi vì sau mấy nghìn năm các địa điểm chôn cất rất dễ bị lãng quên và nếu ngẫu nhiên khai quật sẽ gây ô nhiễm chết người. Thật ra nhiên liệu sau khi đốt không phải là hoàn toàn phế thải, ngược lại chúng chứa một lượng lớn các nguyên tố rất giá trị vốn được sinh ra trong quá trình phản ứng hạt nhân như Plutonium, cũng là một nhiên liệu hạt nhân rất quý. Một số nước trình độ cao như Pháp và Liên bang Nga có thể chiết tách chúng để tái sử dụng. Sau tái chế chỉ còn dưới 10% nhiên liệu đã đốt thật sự là chất thải phóng xạ cao. Người ta đang nghiên cứu sử dụng các máy gia tốc mạnh để bắn vào chúng nhằm rút ngắn thời gian phóng xạ xuống chỉ còn xấp xỉ tuổi thọ của nhà máy ĐHN. Một khi công nghệ thành công thì vấn đề quản lý chất thải cũng được hóa giải triệt để.

Bên trong lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt.

Làm chủ công nghệ để phát triển bền vững

Trong lịch sử phát triển ĐHN trên thế giới 70 năm qua, lò phản ứng thế hệ đầu tiên với công suất thấp tiến dần qua 3 thế hệ lò tiếp theo có công suất lớn hơn và an toàn hơn. Thế hệ 2 từ những năm đầu thập niên 1960 là các lò đã đạt một số quy chuẩn chung, công suất trung bình trên dưới 500 MWe. Thế hệ 3 là lò công suất lớn đến 1.000 MWe, được phát triển từ sau vụ tai nạn Chernobyl với các quy chuẩn ATHN nâng cao. Thế hệ 3+ được phát triển những năm 2000, căn bản dựa trên nền tảng thiết kế của thế hệ 3, nhưng bổ sung tăng cường nhiều yếu tố an toàn tiên tiến đáng tin cậy và công suất nâng lên trên 1.000 đến 1.600 MWe, với tuổi thọ kéo dài đến 60 năm.

Trong 15-20 năm tới, thế hệ 3 và 3+ là những lò phản ứng chiếm tuyệt đại đa số các nhà máy ĐHN được xây dựng mới, trong đó công nghệ 3+ có độ kiểm chứng an toàn tốt nhất, có đầy đủ tính năng để khắc chế hoàn toàn tai nạn phát thải ra môi trường. Chúng đã từng được đề xuất chọn cho dự án Ninh Thuận. Từ thập niên 1990 đến nay, các nước công nghiệp tiếp tục đưa ra ý tưởng chế tạo loại lò thế hệ mới thiết kế mô-đun công suất nhỏ (SMR) có độ an toàn cao, dễ lắp đặt, chủ yếu hướng tới thị trường các nước đang phát triển hoặc để cho nhiều mục đích chuyên dụng, giúp giảm nhẹ vốn đầu tư và thời gian lắp đặt. SMR hứa hẹn sẽ có độ ATHN tốt nhất. Nhưng dù sao đó vẫn là dự báo lý thuyết vì các lò mô-đun nhỏ còn đang trong giai đoạn thử nghiệm và cần nhiều năm kiểm chứng. Tất nhiên chúng ta phải sớm chủ động tổ chức nghiên cứu đón đầu những công nghệ mới như SMR.

ĐHN phát triển trước hết dựa trên nền tảng khoa học hạt nhân, đồng thời có tính liên ngành cao, kết hợp với nhiệt thủy động lực học, cơ khí siêu trường-siêu trọng, kết cấu xây dựng đặc biệt, cơ khí chính xác, kết hợp tin học-điện tử tự động hóa, sinh học phóng xạ gắn với quản lý an toàn bức xạ v.v. Vì thế chương trình ĐHN quốc gia trở thành động lực mạnh mẽ thúc đẩy khoa học công nghệ (KHCN) đỉnh cao và nhiều nhánh công nghiệp phụ trợ.

Đứng trước những cơ hội to lớn như vậy, nhưng Việt Nam lại đang đối mặt với thách thức thiếu hụt chuyên gia có trình độ, vì vậy đào tạo nhân lực vào lúc này như một nhiệm vụ ưu tiên cấp bách. Chúng ta đã có một số nhà khoa học uy tín và kỹ sư ĐHN từ lâu, chủ yếu tập hợp tại Viện Năng lượng nguyên tử và Tập đoàn Điện lực (EVN). Theo dự án ĐHN Ninh Thuận từ năm 2010, đã có 362 sinh viên được cử đi đào tạo ở LB Nga và khoảng 200 giảng viên đi bồi dưỡng nâng cao cho lĩnh vực ĐHN. Riêng EVN chủ động chọn cử 275 sinh viên đào tạo định hướng cho dự án Ninh Thuận 1 và gần 30 cán bộ đi thực tập quản lý vận hành cho dự án Ninh Thuận 2. Khi dự án Ninh Thuận tạm dừng vào năm 2016, nhiều sinh viên tốt nghiệp đã phải chuyển công việc khác, giờ đây ước đoán chỉ có số cán bộ và sinh viên do EVN trực tiếp chọn cử đi đào tạo là có thể tái huy động.

Từ đó đến nay, số chuyên gia KHCN liên quan đến ĐHN cũng suy giảm đáng kể. Vì vậy, để tái khởi động ĐHN, cần có chính sách đặc biệt huy động nhân lực chất lượng tốt gia nhập đội ngũ quản lý, nghiên cứu triển khai KHCN và vận hành nhà máy ĐHN. Sau đợt “khẩn cấp tổng động viên”, việc đào tạo bồi dưỡng nhân lực phải được thực hiện liên tục và bài bản theo tiến độ phát triển lâu dài của chương trình ĐHN từ nay đến 2050. Khi đó nước ta sẽ có đội ngũ các nhà khoa học và kỹ sư đủ tầm sánh bước với các nước tiên tiến, có năng lực từng bước làm chủ và nội địa hóa công nghệ ĐHN.

Với quyết tâm của lãnh đạo cấp cao và khi đã định hướng tiến độ-mục tiêu rõ ràng, chúng ta có thể hy vọng và tin tưởng chương trình ĐHN sẽ đem đến cơ hội lớn hóa giải bài toán an ninh năng lượng quốc gia, đồng thời góp phần đưa KHCN lên tầm cao, làm động lực cho kinh tế-xã hội của đất nước tăng trưởng bền vững.