CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI HẠT NHÂN VÀ RỦI RO GẶP PHẢI

0
1283

Năng lượng nguyên tử sẽ là một phần quan trọng trong tương lai của một thế giới không sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, đây cũng là một vấn đề vô cùng nan giải đối với các nhà khoa học năng lượng nguyên tử bởi các chất thải phóng xạ vô cùng nguy hiểm nó có thể gây hại cho con người và môi trường tới hàng trăm ngàn năm sauu. Chính vì vậy, một câu hỏi lớn đặt ra, chúng ta sẽ xử lý thế nào với lượng “chất thải” được tạo ra?

Phát triển công nghệ điện hạt nhân đồng nghĩa với nỗi lo xử lý chất thải phóng xa
Phát triển công nghệ điện hạt nhân đồng nghĩa với nỗi lo xử lý chất thải phóng xa
Các quốc gia phát triển và đang phát triển đều theo đuổi những dự án nhà máy điện hạt nhân, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn về năng lượng. Trong khi đó, nguồn năng lượng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt và góp phần gia tăng sự ô nhiễm môi trường do lượng phát thải khí độc hại ra môi trường xung quanh: nước, đất, không khí và sinh vật…
Tuy nhiên, quá trình xử lý trong các lò phản ứng hạt nhân tạo ra những sản phẩm phụ, chất thải hạt nhân có phóng xạ, là yếu tố gây đau đầu các nhà khoa học và quản lý. Hiện tại mới chỉ cách xử lý duy nhất là… chôn cất chất thải trong hầm mỏ, kho chứa.
Lượng tích trữ chất thải hạt nhân ngày càng là gánh nặng với các quốc gia. Ở Pháp, kể từ khi lò phản ứng hạt nhân thực nghiệm đầu tiên được vận hành năm 1949 đến nay, các chất thải đã dồn đống. Trong vòng 40 năm, 58 lò phản ứng của Pháp đã cho ra hơn một triệu m3 chất thải. Đến năm 2020, con số ước tính sẽ lên đến hai triệu. Các chất thải này tồn tại rất lâu, dưới dạng phóng xạ trong ít nhất trong 30 năm, nhưng cũng có thể đến cả … hàng trăm nghìn năm.
Thực tế ở Mỹ còn đáng ngại hơn. Theo Viện Năng lượng Hạt nhân Mỹ (DOE), hiện nay có khoảng 60.000 tấn nhiêu liệu qua sử dụng đang đợi được tiêu hủy, trong khi hàng năm các nhà máy năng lượng quốc gia vẫn thải ra thêm thêm khoảng 2 000 tấn phế liệu nữa.
Thậm chí, nếu công việc xây dựng kho chứa chất thải ở núi Yucca vẫn tiếp tục thì tới đầu những năm 2020, khi công trình hoàn thành, rác thải hạt nhân của quốc gia chắc chắn sẽ vượt quá khả năng tiếp nhận 70.000 tấn của kho chứa.

Các nhà khoa học trên toàn thế giới đã đưa ra những giải pháp khác nhau nhằm đối mặt với vấn đề xử lý chất thải hạt nhân, tuy nhiên mọi cách làm đều chưa hiệu quả. Điều này cũng nhắc nhở việc phát triển công nghệ hạt nhân.

Dưới đây là các giải pháp xử lý chất thải hạt nhân và những rủi ro mắc phải

1. Đưa vào không gian

Vũ trụ là nơi hấp thụ phóng xạ
Vũ trụ là nơi hấp thụ phóng xạ
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.

2. Chôn sâu trong lòng đất

Giải pháp chôn sâu vào 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…

 3. Chôn lấp dưới đáy biển

Đáy đại dương có lớp phù sa có thể hấp thụ chất phóng xạ
Đáy đại dương có lớp phù sa có thể hấp thụ chất phóng xạ
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.

 4. Chôn lấp ở vùng hút chìm

Chôn chất thải hạt nhân dưới vùng hút chìm
Chôn chất thải hạt nhân dưới 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

 5. Chôn dưới sông băng

Chôn dưới băng gặp nhiều khó khăn và trở ngại
Chôn dưới băng gặp nhiều khó khăn và trở ngại
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.

 6. 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.

 7. 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.

 8. 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.
 
 
Đọc Thêm :   Thực trạng rác thải thải tại Việt Nam 2015
CHIA SẺ