Trung Quốc vận hành lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ 4

Nhà máy điện hạt nhân Shidaowan, lò phản ứng thế hệ thứ 4 đầu tiên trên thế giới, bắt đầu hoạt động thương mại.

Lò phản ứng nhiệt độ cao làm mát bằng khí (HTGR) đi vào hoạt động sau thử nghiệm vận hành kéo dài một tuần (168 giờ liên tục), theo thông báo hôm 6/12 của Tập đoàn hạt nhân quốc gia (CNNC). Lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ 4 được thiết kế để kế nhiệm lò phản ứng làm mát bằng nước hiện hành đang hoạt động trên khắp thế giới. Mẫu lò phản ứng ở nhà máy Shidaowan tại tỉnh Sơn Đông phía đông Trung Quốc nằm trong nỗ lực toàn cầu nhằm thúc đẩy hoạt động sản xuất điện hạt nhân an toàn, bền vững và hiệu quả hơn.

Lò phản ứng HTGR ở nhà máy điện Shidaowan làm mát bằng khí heli. (Ảnh: Weibo).

Thay vì sử dụng nước để làm mát hệ thống, lò phản ứng nhiệt độ cao sẽ được làm mát bằng khí heli, cung cấp giải pháp hứa hẹn nhằm phát triển nhiều nhà máy điện hạt nhân trong đất liền hơn do không cần nằm cạnh nguồn nước. Lò phản ứng nhiệt độ cao có thể sản xuất nhiệt, năng lượng và hydro, giúp Trung Quốc và thế giới đạt mục tiêu không thải carbon, theo Zhang Zuoyi, người đứng đầu Viện công nghệ hạt nhân và năng lượng mới thuộc Đại học Thanh Hoa kiêm nhà thiết kế chính của dự án lò phản ứng Shidaowan. CNNC, Đại học Thanh Hoa và công ty Huaneng Group đồng phát triển và vận hành nhà máy.

Nhà máy bắt đầu thi công vào năm 2012, bao gồm hai lò phản ứng nhiệt công suất 250 megawatt và một máy phát điện hơi nước có công suất lắp đặt 200 megawatt, theo CNNC. 93,4% vật liệu sử dụng ở Shidaowan HTGR đến từ nguồn nội địa. Một đặc điểm của thiết kế lò phản ứng là độ an toàn trong trường hợp gặp trục trặc đột ngột hoặc bị ảnh hưởng từ bên ngoài, phần lõi sẽ không nóng chảy. Lò phản ứng thế hệ thứ 4 hướng tới hạn chế tác động tới môi trường, giảm gánh nặng chất thải hạt nhân, nguy cơ nóng chảy và khả năng phổ biến hạt nhân, theo Diễn đàn quốc tế thế hệ IV (GIV), một tổ chức quốc tế thúc đẩy các công nghệ năng lượng hạt nhân mới.

Lò phản ứng hạt nhân thế hệ 4 được thiết kế để vận hành ở nhiệt độ cao hơn phần lớn lò phản ứng trên khắp thế giới hiện nay, cho phép sản xuất cả điện và hydro. GIF xác định 6 loại công nghệ hạt nhân đại diện cho thế hệ 4 và phần lớn các nước thành viên cam kết sản xuất ít nhất một công nghệ trong số đó. Ngoài lò phản ứng làm mát bằng khí heli như Shidaowan HTGR còn có lò phản ứng nhanh làm mát bằng chì, muối nóng chảy hoặc natri, có thể biến chất thải hạt nhân thành nhiên liệu, và lò siêu tới hạn làm mát bằng nước, trực tiếp sử dụng nước để đẩy turbine thay cho hơi nước nhằm sản xuất điện. Những lò như Shidaowan sẽ sản xuất hydro cùng với điện cho mạng lưới. Hydro tạo ra từ lò phản ứng có thể dùng làm nhiên liệu cũng như phục vụ nhiều ứng dụng công nghiệp khác.

Trong khi Shidaowan là lò HTGR đầu tiên trên thế giới đi vào hoạt động thương mại, các nhà máy thế hệ 4 khác của Trung Quốc cũng sắp hoàn thành. Ở tỉnh Phúc Kiến phía đông nam Trung Quốc, dự án thí điểm lò phản ứng nhanh làm mát bằng natri Xiapu do CNNC quản lý đang được thi công, dự kiến kết nối lưới điện vào năm 2025.

Các dự án lò phản ứng hạt nhân thế hệ 4 khác đang trong quá trình nghiên cứu và thiết kế ở Mỹ, Nhật Bản và Canada nhưng chưa xây dựng, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế. Trung Quốc đang tăng công suất điện hạt nhân ở tốc độ nhanh nhất trên toàn cầu. Tuy nhiên, tính đến năm nay, điện hạt nhân vẫn chỉ chiếm 5% lượng sản xuất điện của Trung Quốc.