Mỹ Thiết kế nhà máy điện hạt nhân cân đối giữa độ an toàn và chi phí

Sau 3 thập kỷ không xây mới lò phản ứng hạt nhân nào, Tập đoàn Ga. Southern và các đối tác đã khởi công xây dựng những lò phản ứng đầu tiên thế hệ mới, mẫu AP1000 tại nhà máy điện Vogtle. Đây là 2 công trình đầu tiên trong 14 lò AP1000 và tổng số 20 lò phản ứng mới có thể sẽ được xây dựng ở Hoa Kỳ trong 15 năm tới đây.

Ông Jim Miller, tổng giám đốc Công ty Điều hành hạt nhân miền Nam, chi nhánh của tập đoàn chuyên trách quản trị nhà máy điện hạt nhân phát biểu vào tháng 2: “Sự hồi sinh năng lượng hạt nhân đang diễn ra tại Goergia. Điều này sẽ đem lại nguồn điện an toàn, sạch, rẻ và đáng tin cậy cho khách hàng của chúng tôi trong tương lai.”

Tất nhiên, đó là trước khi xảy ra vụ nổ nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi tại Nhật Bản sau trận động đất 9,0 độ richter và sóng thần. Nhà máy này từng tự hào sở hữu 6 lò phản ứng hơi nước xây dựng vào thập niên 70 bởi General Electric, Toshiba và Hitachi, với khả năng cung ứng 4 GW điện. Tuy nhiên, nó cũng vừa bộc lộ thất bại trong việc chống lại trận động đất, sóng thần vừa qua khi mạng điện bị đứt, các thiết bị điện cùng máy phát bị lũ cuốn trôi.

Ông Scott Burnell, phát ngôn viên Ủy ban điều hành hạt nhân Hoa Kỳ giải thích: “Trước tiên, phải dựa vào nguồn điện lưới. Nếu lưới điện không còn hoạt động, chúng ta sẽ sử dụng máy phát điện chạy diesel. Khi những máy phát này gặp sự cố, chúng ta có thể sử dụng pin dự phòng. Và lượng pin dự phòng thường kéo dài đủ trước khi máy phát hoạt động.”

Tuy nhiên, đó không phải là trường hợp của Fukushima Daiichi mà dành cho các thiết kế lò phản ứng mới vừa được NRC thông qua độ an toàn vào ngày 9/3, 2 ngày trước vụ động đất. Những thiết kế này có chức năng làm mát ngay cả khi không có điện.

Chẳng hạn, mẫu AP1000 được xây dựng tại Georgia với tính năng an toàn “thụ động”- công nghệ an toàn không cần đến tác động của con người hay điện. Trường hợp mẫu Westinghouse AP1000, nước mát nằm trên lõi lò phản ứng và khi hiện tượng tan chảy xảy ra như tại Fukushima Daiichi hay Three Mile Island, Pennsylvania, các van nhiệt sẽ mở ra giúp nước tràn xuống làm mát lò phản ứng. Phát ngôn viên của Westinghouse, Vaughn Gilbert trả lời tờ Scientific American vào năm 2009: “ Chưa từng có chuyện người ta bỏ nhiều tiền đến vậy để chứng minh nước chảy xuôi.”

Thêm vào đó, lớp thép dày bao quanh lò phản ứng hạt nhân được bọc thêm một lớp vỏ bê tông dày 1,2 m, lớp vỏ đó còn được bao bọc bởi một tòa tháp mở. Khi những lớp vỏ bê tông bắt đầu nóng lên, không khí lạnh sẽ tự động tràn vào nhờ hiện tượng đối lưu.

Tuy nhiên tòa tháp mở này bị NRC phản đối do kết cấu kém chịu lực. Các nhà điều hành lập luận rằng cấu trúc ấy sẽ không chịu được những cơn trấn động lớn do động đất hay máy bay bởi thiết kế xây dựng bằng bê tông và thép đúc sẵn để tiết kiệm chi phí.

Thiết kế sửa đổi đang được NRC xem xét sử dụng nhiều thép hơn cũng như cải thiện thông gió( đã được chứng minh tính thiết yếu tại Fukushima Daiichi). Nhưng một số nhà phê bình, chẳng hạn như kỹ sư Arnie Gundersen của Hiệp hội Fairewinds có mối quan tâm khác. Chẳng hạn, nếu lõi của lò phản ứng bị rò rỉ như trường hợp đã có thể xảy ra ở Fukushima Daiichi- chất phóng xạ có thể thoát ra khỏi lò AP1000 do hiện tượng đối lưu.

Tóm lại, tất cả các thiết kế đều phải cần bằng giữa độ an toàn tuyệt đối và chi phí. Kỹ sư hạt nhân Michael Golay, Viện kỹ thuật Massachusetts nói:“Với động đất, những gì chúng ta có thể làm là hạn chế. Vấn đề là chúng ta sẵn sàng chịu đựng độ rủi ro đến đâu?”.

Hoàng Lan (theo scientificamerican.com)