Vật lý - Nhược điểm của điện hạt nhân:

Nhược điểm của điện hạt nhân: - Chất thải phóng xạ vẫn còn là một vấn đề chưa được giải quyết. Chất thải từ năng lượng hạt nhân cực kỳ nguy hiểm và phải được bảo quản cẩn thận trong hàng ngàn năm (10.000 năm theo các tiêu chuẩn của Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ). - Rủi ro cao: Mặc dù có một tiêu chuẩn an toàn cao nói chung, nhưng các tai nạn vẫn có thể xảy ra. Việc xây dựng một nhà máy với độ an toàn 100% là không thể. Luôn luôn có một xác suất nhỏ sẽ xảy ra sự cố. Hậu quả của một tai nạn là có sức tàn phá tuyệt đối tới cả con người lẫn tự nhiên. Các nhà máy điện hạt nhân (và các hầm lưu trữ chất thải hạt nhân) càng được xây dựng nhiều, thì xác suất xảy ra các sự cố thảm khốc đâu đó trên thế giới càng cao. - Nguồn nguyên liệu cho năng lượng hạt nhân là Uranium. Uranium là một nguồn tài nguyên khan hiếm, dự trữ Uranium ước tính chỉ đủ cho từ 30 đến 60 năm tới tùy thuộc vào nhu cầu thực tế. - Khung thời gian cần thiết cho các thủ tục, lên kế hoạch và xây dựng một nhà máy điện hạt nhân thế hệ mới là trong khoảng từ 20 – 30 năm tại các nền dân chủ phương Tây. Nói cách khác : Việc xây dựng một nhà máy điện hạt nhân mới trong một thời gian ngắn là một ảo tưởng. - Các nhà máy điện hạt nhân cũng như chất thải hạt nhân có thể là mục tiêu hàng đầu của các cuộc tấn công khủng bố. Không có nhà máy điện nguyên tử nào trên thế giới có thể trụ lại được với một cuộc tấn công tương tự như hôm 9/11 ở New York. Một hành động khủng bố như vậy có thể đem lại những tác động thảm khốc cho toàn thế giới. - Trong quá trình vận hành các nhà máy điện hạt nhân, chúng thải ra một lượng chất thải phóng xạ, rồi lần lượt có thể được sử dụng cho sản xuất vũ khí hạt nhân. Ngoài ra, bí quyết tương tự thường được dùng để thiết kế các nhà máy điện hạt nhân có thể dùng để chế tạo vũ khí hạt nhân ở một mức độ nhất định nào đó (phổ biến vũ khí hạt nhân). Một cánh đồng hoa hướng dương gần nhà máy điện hạt nhân Areva Tricastin ở Bollene, phía nam nước Pháp. Ảnh: Fred Dufour/AFP/Getty images Vũ trụ là nơi có hoạt động phóng xạ mạnh, nhưng cũng hấp thụ phóng xạ • giải pháp xử lý chất thải hạt nhân • Đưa vào không gian • Nỗi lo về chất thải hạt nhân sẽ tan biến và không thể gây hại cho con người nếu chúng ta có thể đưa chúng vào hệ mặt trời, hay “thả” vào mặt trời. Nhưng nếu các vụ phóng tàu để đưa ra các chất thải hạt nhân vào không gian thất bại, hậu quả sẽ khôn lường như thế nào? Khi tàu phóng rơi xuống các đại dương, phát nổ trên vùng thượng quyển hậu quả với con người, sinh vật trên Trái Đất là khôn lường. Do đó, việc đưa chất thải ra ngoài vũ trụ cần được cân nhắc. Thậm chí, giả sử việc phóng ra ngoài không gian thành công theo đúng lộ trình và an toàn, rất có thể một ngày nào đó, những chất thải đó có thể quay trở lại. Giải pháp chôn sâu dưới lòng đất được nhiều quốc gia lựa chọn • Chôn sâu trong lòng đất • Việc chôn chất thải hạt nhân xuống sâu dưới lòng đất là một lựa chọn ưa thích của nhiều quốc gia. Tuy nhiên, nó sẽ được chôn như thế nào là câu hỏi gây ra sự tranh cãi. Giải pháp chôn sâu vẫn là một dự tính trên giấy, mô tả việc đưa chất thải vào trong những chiếc hộp thép rồi chôn sâu hàng km dưới bề mặt Trái Đất. Một lợi thế của việc chôn chất thải là có thể khoan chúng gần các lò phản ứng hạt nhân, giúp giảm khoảng cách để vận chuyển những chất thải “nguy hiểm cao độ” xuống nơi chôn lấp. Tuy nhiên, các nước đều vấp phải vấn đề liên quan đến lựa chọn địa điểm chôn lấp chất thải, những nguyên tắc tiêu chuẩn để đảm bảo an toàn cho môi sinh khu vực đó Đáy biển với lớp phù sa dày có thể hấp thụ phóng xạ, nhưng việc khoan các hố chôn có thể gặp phải rủi ro về khoan nhầm giếng dầu gây thảm họa. • Chôn lấp dưới đáy biển • Phần lớn đáy của các đại dương đều cấu tạo từ lớp đất sét dày và nặng, một nguyên liệu hoàn hảo để hấp thụ phóng xạ của các chất thải hạt nhân phát ra. Biện pháp này được nhà hải dương học Charles Hollister, thuộc Viện Hải dương Woods Hole khởi xướng vào năm 1973. Việc lưu giữ chất thải hạt nhân dưới đáy biển được Quốc hội Mỹ thông qua năm 1986. Tuy nhiên, vấn đề nổi cộm với việc lưu trữ, đó là phải thực hiện khoan các giếng ngầm sâu dưới đáy biển. Thảm họa tràn dầu Deepwwater Horizon là lời cảnh báo đối với các hoạt động khoan, khai thác dưới đáy biển. Bên cạnh đó, còn nhiều tranh cãi trong các diễn đàn đa phương của các quốc gia phát triển hạt nhân nói riêng và toàn cầu về vấn đề xử lý chất thải hạt nhân ra biển. Vì vậy, giải pháp chôn lấp dưới đáy biển cần sự xem xét bằng các thỏa ước quốc tế nhằm đem lại lợi ích chung. Giải pháp gợi ý việc đưa các thùng chứa chất thải hạt nhân xuống dọc theo vùng hút chìm giữa các mảng kiến tạo. • Chôn lấp ở vùng hút chìm • Khái niệm vùng hút chìm còn lạ lẫm với nhiều người. Đây là thuật ngữ trong địa chất học, là nơi diễn ra quá trình hội tụ biên giới giữa các mảng kiến tạo: một mảng kiến tạo di chuyển xuống dưới mảng kiến tạo khác, sau đó bị chìm xuống dưới lớp vỏ trái đất. Tỉ lệ sự hút chìm khoảng vài cm mỗi năm (trung bình từ 2-8 cm). Về mặt lý thuyết, việc chôn lấp chất thải hạt nhân ở vùng hút chìm sẽ đưa những thùng chứa nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng dọc theo đai băng chuyền giữa các mảng kiến tạo và đi vào trong lớp vỏ Trái Đất. Tuy nhiên, giải pháp này gặp phải nhiều vấn đề liên quan đến chủ quyền lãnh thổ quốc gia cũng như sự tham gia của nhiều bên liên quan, giống như dự án chôn lấp dưới đáy biển. Chôn dưới sông băng gặp phải nhiều trở ngại khách quan như hiện tượng nóng lên toàn cầu làm các sông băng, núi băng tan chảy nhiều. • Chôn dưới sông băng • Việc đặt các quả cầu chất thải hạt nhân xuống các phiến băng ổn định, để nó chảy xuống bên dưới, sau đó sẽ được các lớp băng khác cô đặc lại. Chất thải có thể được bảo quản vĩnh viễn bên dưới các lớp băng dày hàng chục m. Tuy nhiên, ý kiến này sớm bị loại bỏ. Lý giải cho việc bác bỏ, là lo ngại việc dịch chuyển các mảng băng cũng như hiện tượng biến đổi khí hậu và nóng lên toàn cầu. Hiện nay, đỉnh Quelccaya ở Nam Peru, đỉnh núi băng nhiệt đới lớn nhất thế giới, có tốc độ tan chảy khoảng 60 mét mỗi năm, tăng gấp 10 lần so với tốc độ tan băng của những năm 1960. Các loại đá nhân tạo có khả năng lưu trữ chất thải hạt nhân lâu dài. • Cất giữ trong đá nhân tạo • Lựa chọn tốt nhất và hiện thực nhất hiện nay là việc cô lập các chất thải phóng xạ trong các loại đá tổng hợp nhân tạo sau đó chôn xuống dưới lòng đất. Cách này sẽ ngăn chất thải phóng xạ và làm nhiễm độc đất, đá và nước xung quanh. Các nhà khoa học đã phát triển loại đá nhân tạo (synroc) từ những năm 1970 nhằm lưu giữ những chất thải hạt nhân có mức phóng xạ lớn. Các loại đá được thiết kế khác nhau phụ thuộc vào loại chất thải riêng biệt, dựa trên công thức cho phản ứng nước- ánh sáng cũng như hàm lượng chất plutonium. Một giải pháp tương tự là sử dụng vật liệu gốm nano trong bảo quản và lưu giữ chất thải phóng xạ. các nhà khoa học Australia dùng sơn với sợi gốm nano được làm từ oxit của titan để sơn lên bề mặt các bể hay thùng lớn bằng thép, được dùng để chứa chất thải phát sinh trong quá trình khai thác các chất phóng xạ và nước thải trong quá trình làm mát lò phản ứng. Vật liệu gốm nano có ưu điểm là rất bền và có thời gian tồn tại lâu hơn các ion chất phóng xạ, có khả năng bẫy các ion dương của chất phóng xạ và giữ chặt chúng mãi trong đó. Chỉ cần quét một lớp sơn mỏng cỡ nano mét (một phần tỷ mét) sẽ tăng độ an toàn lên rất nhiều. • Rút ngắn chu kỳ bán rã Hiện, một số nhà khoa học đang tính tới việc giảm chu kỳ bán rã của các chất thải phóng xạ, qua đó, xử lý nhanh chóng các chất này, thay vì tìm cách chôn chúng ở đâu đó và chờ chúng phân rã hết. Máy Laser Vulcan là một thiết bị ra đời từ ý tưởng đó. Máy có thể tạo ra các xung điện mạnh và ngắn, một triệu tỷ Watts, bắn vào một cục vàng nhỏ, tạo ra đủ bức xạ gama để đánh bật các neutron đơn lẻ khỏi chất thải phóng xạ như Iodine 129. Iodine129 là một trong nhiều đồng vị phóng xạ được tạo ra khi Uranium bị đốt trong lò phản ứng hạt nhân. Tuy nhiên, các nhà khoa học đánh giá, máy Laser sẽ không giải quyết triệt để vấn đề chất thải xong nó giảm độ mức độ phóng xạ. Phương pháp này mới chỉ thực hiện trong phòng thí nghiệm và chỉ có khả năng áp dụng ở giai đoạn xử lý ban đầu của chất thải hạt nhân. • Tái chế chất thải hạt nhân Uranium được sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân chỉ lấy được 5% năng lượng trong khi các nhà máy điện nguyên tử vẫn chưa thể tái sử dụng nhiên liệu này. Nguyên nhân là do dạng phổ biến nhất của Uranium, ion uranyl rất khó phân tách từ các thanh nhiên liệu đã qua sử dụng. Các nhà khoa học ở ĐH Edinburth (Scotland) đã nghiên cứu sáng chế ra phân tử mạch vòng, có khả năng “ăn” phần lớn các ion khi tiếp xúc với chất uranyl. Nhờ vậy, cấu trúc của uranyl sẽ bị suy yếu giúp thanh nhiên liệu đã cháy dễ dàng phản ứng với các chất có khả năng để tách lọc hơn ra khỏi chất thải, không gây ô nhiễm môi trường.