Năng lượng hạt nhân

Năng lượng hạt nhân hay năng lượng nguyên tử[1] là một loại công nghệ hạt nhân được thiết kế để tách năng lượng hữu ích từ hạt nhân nguyên tử thông qua các lò phản ứng hạt nhân có kiểm soát. Phương pháp duy nhất được sử dụng hiện nay là phân hạch hạt nhân, mặc dù các phương pháp khác có thể bao gồm tổng hợp hạt nhânphân rã phóng xạ. Tất cả các lò phản ứng với nhiều kích thước và mục đích sử dụng khác nhau[2] đều dùng nước được nung nóng để tạo ra hơi nước và sau đó được chuyển thành cơ năng để phát điện hoặc tạo lực đẩy. Năm 2007, 14% lượng điện trên thế giới được sản xuất từ năng lượng hạt nhân. Có hơn 150 tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân và một vài tên lửa đồng vị phóng xạ đã được sản xuất.

Ikata Nuclear Powerplant
Nhà máy điện hạt nhân Ikata, lò phản ứng nước áp lực làm lạnh bằng chất lỏng trao đổi nhiệt thứ cấp với đại dương.
USS Enterprise (CVAN-65), USS Long Beach (CGN-9) and USS Bainbridge (DLGN-25) underway in the Mediterranean Sea during Operation Sea Orbit, in 1964
Ba loại tàu năng lượng hạt nhân, từ trên xuống là: tuần dương hạm USS Bainbridge và USS Long Beach với USS Enterprisehàng không mẫu hạm vận hành bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên năm 1964. Các thủy thủ vẽ công thức E=mc² của Einstein lên sàn tàu.

Sử dụng

EIA2007 f4
Lịch sử và dự án sử dụng năng lượng trên thế giới phân theo nguồn năng lượng giai đoạn 1980-2030, Nguồn: International Energy Outlook 2007, Cục Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA).
Nuclear Power Capacity and Generation.svg&lang=vi
Công suất lắp đặt và phát điện từ năng lượng hạt nhân, 1980 - 2011 (EIA).
Nuclear power station
Hiện trạng sử dụng năng lượng hạt nhân toàn cầu. Nhấn vào hình để xem chú dẫn.

Đến năm 2005, năng lượng hạt nhân cung cấp 2,1% nhu cầu năng lượng của thế giới và chiếm khoảng 15% sản lượng điện thế giới, trong khi đó chỉ tính riêng Hoa Kỳ, Pháp, và Nhật Bản sản lượng điện từ hạt nhân chiếm 56,5% tổng nhu cầu điện của ba nước này[3]. Đến năm 2007, theo báo cáo của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) có 439 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động trên thế giới[4], thuộc 31 quốc gia[5].

Năm 2007, sản lượng điện hạt nhân trên thế giới giảm xuống còn 14%. Theo IAEA, nguyên nhân chính của sự sụt giảm này là do một trận động đất xảy ra vào ngày 16 tháng 7 năm 2007 ở phía tây Nhật Bản, làm cho nước này ngưng tất cả bảy lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân Kashiwazaki-Kariwa. Một vài nguyên nhân khác như "ngưng hoạt động bất thường" do thiếu nhiên liệu đã xảy ra ở Hàn Quốc và Đức. Thêm vào đó là sự gia tăng hệ số tải của các lò phản ứng để đáp ứng nhu cầu sử dụng chỉ diễn ra trong một thời gian ngắn (cao điểm)[6].

Hoa Kỳ sản xuất nhiều năng lượng hạt nhân nhất cung cấp 19%[7] lượng điện tiêu thụ, trong khi đó tỷ lệ điện hạt nhân của Pháp là cao nhất trong sản lượng điện của nước này đạt 78% vào năm 2006[8]. Trong toàn Liên minh châu Âu, năng lượng hạt nhân cung cấp 30% nhu cầu điện[9]. Chính sách năng lượng hạt nhân có sự khác biệt giữa các quốc gia thuộc Liên minh châu Âu, và một vài quốc gia khác như Úc, Estonia, và Ireland, không có các trạm năng lượng hạt nhân hoạt động. Khi so sánh với các quốc gia khác thì Pháp có nhiều nhà máy điện hạt nhân, tổng cộng là 16 tổ hợp đang sử dụng.

Ở Hoa Kỳ, doanh thu của ngành điện hạt nhân là 33 tỷ đô la Mỹ, tăng trưởng trung bình giai đoạn 2007-2012 là 2,7%/năm.[10].

Bên cạnh đó, một số tàu quân sự và dân dụng (như tàu phá băng) sử dụng động cơ đẩy hạt nhân biển, một dạng của động cơ đẩy hạt nhân[11]. Một vài động cơ đẩy không gian được phóng lên sử dụng các lò phản ứng hạt nhân có đầy đủ chức năng: loạt tên lửa của Liên Xô RORSAT và SNAP-10A của Hoa Kỳ.

Trên phạm vi toàn cầu, việc hợp tác nghiên cứu quốc tế đang tiếp tục triển khai để nâng cao độ an toàn của việc sản xuất và sử dụng năng lượng hạt nhân như các nhà máy an toàn bị động[12], sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân, và sử dụng nhiệt của quá trình như trong sản xuất hydro để lọc nước biển, và trong hệ thống sưởi khu vực.

Lịch sử

Nguồn gốc

Phản ứng phân hạch hạt nhân được Enrico Fermi thực hiện hành công vào năm 1934 khi nhóm của ông dùng nơtron bắn phá hạt nhân uranium[13]. Năm 1938, các nhà hóa học người Đức là Otto Hahn[14]Fritz Strassmann, cùng với các nhà vật lý người Úc Lise Meitner[15]Otto Robert Frisch cháu của Meitner [16], đã thực hiện các thí nghiệm tạo ra các sản phẩm của urani sau khi bị nơtron bắn phá. Họ xác định rằng các nơtron tương đối nhỏ có thể cắt các hạt nhân của các nguyên tử urani lớn thành hai phần khá bằng nhau, và đây là một kết quả đáng ngạc nhiên. Rất nhiều nhà khoa học, trong đó có Leo Szilard là một trong những người đầu tiên nhận thấy rằng nếu các phản ứng phân hạch sinh ra thêm nơtron, thì một phản ứng hạt nhân dây chuyền kéo dài là có thể tạo ra được. Các nhà khoa học tâm đắc điều này ở một số quốc gia (như Hoa Kỳ, Vương quốc Anh, Pháp, Đức và Liên Xô) đã đề nghị với chính phủ của họ ủng hộ việc nghiên cứu phản ứng phân hạch hạt nhân.

Tại Hoa Kỳ, nơi mà Fermi và Szilard di cư đến đây, những kiến nghị trên đã dẫn đến sự ra đời của lò phản ứng đầu tiên mang tên Chicago Pile-1, đạt được khối lượng tới hạn vào ngày 2 tháng 12 năm 1942. Công trình này trở thành một phần của dự án Manhattan, là một dự án xây dựng các lò phản ứng lớn ở Hanford Site (thành phố trước đây của Hanford, Washington) để làm giàu plutoni sử dụng trong các vũ khí hạt nhân đầu tiên được thả xuống các thành phố HiroshimaNagasaki ở Nhật Bản. Việc cố gắng làm giàu urani song song cũng được tiến hành trong thời gian đó.

Sau thế chiến thứ 2, mối đe dọa về việc nghiên cứu lò phản ứng hạt nhân có thể là nguyên nhân thúc đẩy việc phổ biến công nghệ và vũ khí hạt nhân nhanh chóng, kết hợp với những đều mà các nhà khoa học nghĩ, có thể là một đoạn đường phát triển dài để tạo ra bối cảnh mà theo đó việc nghiên cứu lò phản ứng phải được đặt dưới sự kiểm soát và phân loại chặt chẽ của chính phủ. Thêm vào đó, hầu hết việc nghiên cứu lò phản ứng tập trung chủ yếu vào các mục đích quân sự. Trên thực tế, không có gì là bí mật đối với công nghệ, và sau đó sinh ra một số nhánh nghiên cứu khi quân đội Hoa Kỳ từ chối tuân theo đề nghị của cộng đồng khoa học tại đất nước này trong việc mở rộng hợp tác quốc tế nhằm chia sẻ thông tin và kiểm soát các vật liệu hạt nhân. Năm 2006, các vấn đề này đã trở nên khép kín với Hội Năng lượng Hạt nhân Toàn cầu.

Điện được sản xuất đầu tiên từ lò phản ứng hạt nhân thực nghiệm EBR-I vào ngày 20 tháng 12 năm 1951 tại Arco, Idaho, với công suất ban đầu đạt khoảng 100 kW (lò phản ứng Arco cũng là lò đầu tiên thí nghiệm về làm lạnh từng phần năm 1955). Năm 1952, một bản báo cáo của Hội đồng Paley (Hội đồng Chính sách Nguyên liệu của Tổng thống) cho Tổng thống Harry Truman đưa ra một đánh giá "tương đối bi quan" về năng lượng hạt nhân, và kêu gọi chuyển hướng nghiên cứu sang lĩnh vực năng lượng Mặt Trời"[17]. Bài phát biểu tháng 12 năm 1953 của Tổng thống Dwight Eisenhower, nói về "nguyên tử vì hòa bình," nhấn mạnh việc khai thác nguyên tử để sản xuất điện và tạo một tiền lệ hỗ trợ mạnh mẽ từ chính phủ Hoa Kỳ cho việc sử dụng năng lượng hạt nhân trên toàn cầu.

Những năm trước đây

Shippingport Reactor
Trạm năng lượng nguyên tử Shippingport trên Shippingport, Pennsylvania là lò phản ứng thương mại đầu tiên ở Hoa Kỳ và được vận hành năm 1957.

Ngày 27 tháng 6 năm 1954, nhà máy điện hạt nhân Obninsk của Liên Xô trở thành nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới sản xuất điện hòa vào mạng lưới với công suất không tải khoảng 5 MW điện.[18][19]

Sau đó vào năm 1954, Lewis Strauss chủ tịch Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Hoa Kỳ (U.S. AEC là tên gọi trước đây của Ủy ban Pháp quy Hạt nhân Hoa Kỳ (Nuclear Regulatory Commission) và Bộ Năng lượng Hoa Kỳ) nói về điện trong tương lai sẽ "too cheap to meter"[20] (quá rẻ để sử dụng). U.S. AEC đã đưa ra một vài bằng chứng dè dặt đề cập đấn vấn đề phân hạch hạt nhân lên Quốc hội Hoa Kỳ chỉ trong vòng vài tháng trước đó, quy hoạch rằng "các chi phí có thể bị cắt giảm... [xuống]... khoảng bằng với chi phí phát điện từ các nguồn truyền thống...". Strauss lúc đó có thể đang mập mờ đề cập đến sự hợp hạch hydro vốn là một bí mật vào thời điểm đó hơn là sự phân hạch urani, nhưng dù gì chăng nữa ý định của Strauss đã được làm sáng tỏ bởi cộng đồng với lời hứa giá năng lượng rất rẻ từ phân hạch hạt nhân. Sự thất vọng đã gia tăng sau đó khi các nhà máy điện hạt nhân không cung cấp năng lượng đủ để đạt được mục tiêu "too cheap to meter." [21]

Năm 1955 "Hội nghị Geneva đầu tiên" của Liên Hiệp Quốc tập hợp phần lớn các nhà khoa học và kỹ sư bàn về khám phá công nghệ. Năm 1957 EURATOM thành lập Cộng đồng Kinh tế châu Âu (bây giờ là Liên minh châu Âu). Cũng cùng năm này cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế cũng được thành lập.

Nhà máy năng lượng nguyên tử thương mại đầu tiên trên thế giới, Calder Hall tại Sellafield, Anh được khai trương vào năm 1956 với công suất ban đầu là 50 MW (sau này nâng lên 200 MW).[22][23] Còn nhà máy phát điện thương mại đầu tiên vận hành ở Hoa Kỳ là lò phản ứng Shippingport (Pennsylvania, tháng 12 năm 1957).

Một trong những tổ chức đầu tiên phát triển năng lượng hạt nhân là Hải quân Hoa Kỳ, họ sử dụng năng lượng này trong các bộ phận đẩy của tàu ngầmhàng không mẫu hạm. Nó được ghi nhận là an toàn hạt nhân, có lẽ vì các yêu cầu nghiêm ngặt của đô đốc Hyman G. Rickover. Hải quân Hoa Kỳ vận hành nhiều lò phản ứng hạt nhân hơn các đội quân khác bao gồm cả quân đội Liên Xô, mà không có các tình tiết chính được công khai. Tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên USS Nautilus (SSN-571) được hạ thủy tháng 12 năm 1954[24]. Hai tàu ngầm của Hoa Kỳ khác là USS ScorpionUSS Thresher đã bị mất trên biển. Hai tàu này bị mất do hỏng các chức năng hệ thống liên quan đến các lò phản ứng. Những vị trí này được giám sát và không ai biết sự rò rỉ xảy ra từ các lò phản ứng trên boong.

Quân đội Hoa Kỳ cũng có chương trình năng lượng hạt nhân bắt đầu từ năm 1954. Nhà máy điện hạt nhân SM-1, ở Ft. Belvoir, Va., là lò phản ứng đầu tiên ở Hoa Kỳ sản xuất điện hòa vào mạng lưới thương mại (VEPCO) tháng 4 năm 1957, trước Shippingport.

Enrico Fermi và Leó Szilárd vào năm 1955 cùng nhận Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 2.708.656 về lò phản ứng hạt nhân, được cấp rất muộn cho công trình của họ đã thực hiện trong suốt dự án Manhattan.

Sự phát triển

Nuclear power history.svg&lang=vi
Lịch sử sử dụng năng lượng hạt nhân (trên) và số lượng các nhà máy điện hạt nhân hoạt động.

Công suất lắp đặt hạt nhân tăng tương đối nhanh chóng từ dưới 1 gigawatt (GW) năm 1960 đến 100 GW vào cuối thập niên 1970, và 300 GW vào cuối thập niên 1980. Kể từ cuối thập niên 1980 công suất toàn cầu tăng một cách chậm chạp và đạt 366 GW năm 2005. Giữa khoảng thời gian 1970 và 1990, có hơn 50 GW công suất đang trong quá trình xây dựng (đạt đỉnh trên 150 GW vào cuối thập niên 1970 đầu 1980) — năm 2005 có khoảng 25 GW công suất được quy hoạch. Hơn 2/3 các nhà máy hạt nhân được đặt hàng sau tháng 1 năm 1970 cuối cùng đã bị hủy bỏ.[24]

Satsop Development Park 07780
Hệ thống cung cấp năng lượng công cộng Washington Các nhà máy điện hạt nhân số 3 và 5 không bao giờ được hoàn thành.

Trong suốt thập niên 1970 và 1980 việc tăng chi phí (liên quan đến các giai đoạn xây dựng mở rộng do các thay đổi về mặc cơ chế và sự kiện tụng của các nhóm phản đối)[25] và giảm giá nhiên liệu hóa thạch làm cho các nhà máy năng lượng hạt nhân trong giai đoạn xây dựng không còn sức hấp dẫn. Vào thập niên 1980 (Hoa Kỳ) và 1990 (châu Âu), sự tăng trưởng tải lượng điện đạt ngưỡng và tự do hóa điện năng cũng bổ sung thêm một lượng lớn công suất tối thiểu mới vốn đã trở nên không còn hấp dẫn nữa.

Cuộc khủng hoảng dầu hỏa năm 1973 tác động đến nhiều quốc gia nặng nhất là Pháp và Nhật Bản vốn là những nước phụ thuộc phần lớn vào lượng dầu hỏa để phát điện (tương ứng 39% ở Pháp và 73% ở Nhật) và đây cũng là động lực để các nước này đầu tư vào năng lượng hạt nhân[26][27]. Ngày nay, lượng điện từ năng lượng hạt nhân ở Pháp chiếm 80% và ở Nhật Bản là 30% trong sản lượng điện của các nước này.

Sự chuyển dịch của việc gia tăng sử dụng năng lượng hạt nhân trong cuối thế kỷ 20 xuất phát từ những lo sợ về các tai nạn hạt nhân tiềm ẩn như mức độ nghiêm trọng của các vụ tai nạn, bức xạ như mức độ ảnh hưởng của bức xạ ra cộng đồng, phát triển hạt nhân, và ngược lại, đối với chất thải hạt nhân vẫn còn thiếu các dự án chứa chất thải sau cùng. Những rủi ro trước mắt đối với sức khỏe và an toàn của dân chúng như tai nạn năm 1979 tại Three Mile Island và thảm họa Chernobyl năm 1986 là vấn đề quan trọng thúc đẩy việc ngừng xây dựng các nhà máy điện hạt nhân mới ở một số quốc gia[28], mặc dù các tổ chức chính sách công cộng Brookings Institution đề nghị rằng các lò phản ứng hạt nhân mới không được đặt hàng ở Hoa Kỳ bởi vì việc nghiên cứu của Viện này bao gồm phần chi phí chiếm 15–30% tuổi thọ của nó so với các nhà máy điện chạy bằng than và khí thiên nhiên[29].

Không giống như tai nạn Three Mile Island, thảm hoạ Chernobyl nghiêm trọng hơn nhiều đã không làm tăng thêm các điều lệ ảnh hưởng đến các lò phản ứng phương Tây kể từ khi các lò phản ứng Chernobyl, là lò phản ứng theo thiết kế RBMK, vẫn còn bàn cãi chỉ sử dụng ở Liên Xô, ví dụ như thiếu các tòa nhà chống phóng xạ "vững vàng".[30] Một số lò phản ứng kiểu này vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Tuy nhiên, các thay đổi cũng đã được thực hiện ở các khâu phản ứng (sử dụng urani được làm giàu thấp) và hệ thống điều khiển (ngăn chặn sự vô hiệu hóa hệ thống an toàn) để giảm khả năng xuất hiện các tai nạn tương tự.

Sau đó, tổ chức quốc tế về nâng cao độ nhận thức an toàn và sự phát triển chuyên nghiệp trong vận hành các chức năng liên quan đến hạt nhân được thành lập với tên gọi WANO; World Association of Nuclear Operators.

Ngược lại, các nước như Ireland, New Zealand và Ba Lan đã cấm các chương trình hạt nhân trong khi Úc (1978), Thụy Điển (1980) và Ý (1987) (bị ảnh hưởng bởi Chernobyl) đã thực hiện trưng cầu dân ý bỏ phiếu chống lại năng lượng hạt nhân.

Đảo Three Mile và Chernobyl

Tập tin:Chế độ xem của Chernobyl lấy từ Pripyat.JPG
Thành phố bị bỏ hoang Pripyat với cây Chernobyl ở đằng xa.

Y tế và an toàn mối quan tâm, năm 1979 Sự cố Three Mile Island, và thảm họa Chernobyl 1986 đóng một vai trò trong việc ngăn chặn xây dựng nhà máy mới ở nhiều quốc gia, [31] mặc dù tổ chức chính sách công, Brookings Institution nói rằng các đơn vị hạt nhân mới, tại thời điểm xuất bản năm 2006, đã không được xây dựng ở Mỹ vì nhu cầu điện năng mềm và chi phí overrun s các nhà máy hạt nhân do các vấn đề pháp lý và chậm trễ xây dựng. [29] Vào cuối những năm 1970, rõ ràng là năng lượng hạt nhân sẽ không tăng trưởng nhanh như đã từng tin. Cuối cùng, hơn 120 đơn đặt hàng lò phản ứng ở Mỹ cuối cùng đã bị hủy [32] và việc xây dựng các lò phản ứng mới sẽ dừng lại. Một câu chuyện bao gồm trong tạp chí 'Forbes ngày 11 tháng 2 năm 1985 đã nhận xét về sự thất bại chung của chương trình điện hạt nhân của Mỹ, nói rằng "xếp hạng là thảm họa quản lý lớn nhất trong lịch sử kinh doanh". [33]

Không giống như tai nạn Three Mile Island, tai nạn Chernobyl nghiêm trọng hơn không làm tăng quy định ảnh hưởng đến lò phản ứng phương Tây vì lò phản ứng Chernobyl là thiết kế RBMK có vấn đề chỉ được sử dụng ở Liên Xô, ví dụ thiếu "mạnh mẽ" [ các tòa nhà. [30] Nhiều lò phản ứng RBMK vẫn đang được sử dụng ngày nay. Tuy nhiên, những thay đổi được thực hiện trong cả hai lò phản ứng (sử dụng uranium làm giàu an toàn hơn) và trong hệ thống điều khiển (phòng ngừa vô hiệu hóa các hệ thống an toàn), trong số những thứ khác, để giảm khả năng xảy ra tai nạn trùng lặp. [34] Một tổ chức quốc tế để thúc đẩy nhận thức về an toàn và phát triển chuyên môn về các nhà khai thác trong các cơ sở hạt nhân đã được tạo ra: WANO; Hiệp hội các nhà khai thác hạt nhân thế giới.

Phe đối lập ở Ireland và Ba Lan ngăn chặn các chương trình hạt nhân ở đó, trong khi Áo (1978), Thụy Điển (1980) và Ý (1987) (chịu ảnh hưởng của Chernobyl) bỏ phiếu trong trưng cầu dân ý để phản đối hoặc loại bỏ điện hạt nhân. Vào tháng 7 năm 2009, Quốc hội Ý đã thông qua một đạo luật đã hủy bỏ kết quả của cuộc trưng cầu dân ý trước đó và cho phép bắt đầu ngay lập tức chương trình hạt nhân của Ý.[35] Sau thảm hoạ hạt nhân Fukushima Daiichi một lệnh cấm một năm đã được đặt vào phát triển điện hạt nhân ,[36] tiếp theo là trưng cầu dân ý, trong đó hơn 94% cử tri (cử tri đi bầu 57%) bác bỏ các kế hoạch về năng lượng hạt nhân mới. [37]

Post-Fukushima

Atom-Moratorium
Tám trong số mười bảy lò phản ứng hoạt động ở Đức đã bị đóng cửa vĩnh viễn như một phần của Đức Energiewende .

Tai nạn hạt nhân Fukushima Daiichi đã gây ra tranh cãi về tầm quan trọng của vụ tai nạn và ảnh hưởng của nó đối với tương lai của hạt nhân. IAEA Tổng giám đốc Yukiya Amano cho biết vụ tai nạn hạt nhân của Nhật Bản "gây ra sự lo lắng công khai sâu rộng trên toàn thế giới và làm hỏng niềm tin vào năng lượng hạt nhân",[38] và Cơ quan Năng lượng Quốc tế đã giảm một nửa ước tính về công suất phát điện hạt nhân bổ sung sẽ được xây dựng vào năm 2035. [39][40]

Mặc dù Platts báo cáo năm 2011 rằng "cuộc khủng hoảng tại các nhà máy hạt nhân Fukushima của Nhật Bản đã thúc đẩy các nước tiêu thụ năng lượng để xem xét sự an toàn của các lò phản ứng hiện tại của họ và nghi ngờ về tốc độ và quy mô của các mở rộng quy hoạch trên toàn thế giới", [41] Chủ tịch / Giám đốc điều hành năng lượng tiến độ Bill Johnson đã quan sát rằng "Hôm nay có một trường hợp thậm chí còn hấp dẫn hơn khi sử dụng năng lượng hạt nhân lớn hơn là một phần quan trọng trong chiến lược năng lượng cân bằng". [42] Trong năm 2011, The Economist cho rằng năng lượng hạt nhân "trông nguy hiểm, không được ưa chuộng, đắt tiền và mạo hiểm", và "nó có thể thay thế một cách dễ dàng và có thể được tha thứ mà không có sự thay đổi cấu trúc lớn trong cách thức hoạt động của thế giới". [43] Giám đốc Viện Trái đất Jeffrey Sachs không đồng ý, tuyên bố chống lại biến đổi khí hậu sẽ yêu cầu mở rộng năng lượng hạt nhân. "Chúng tôi sẽ không đáp ứng các mục tiêu carbon nếu hạt nhân được lấy ra khỏi bàn," ông nói. "Chúng ta cần phải hiểu quy mô của thử thách." [44]

Các ngân hàng đầu tư rất quan trọng về hạt nhân ngay sau tai nạn. [45] Deutsche Bank cho rằng "tác động toàn cầu của vụ tai nạn Fukushima là một sự thay đổi cơ bản trong nhận thức của công chúng về cách một quốc gia ưu tiên và coi trọng sức khỏe, an toàn, an ninh và môi trường tự nhiên của nó khi xác định năng lượng hiện tại và tương lai của nó con đường... năng lượng tái tạo sẽ là một người chiến thắng rõ ràng lâu dài trong hầu hết các hệ thống năng lượng, một kết luận được hỗ trợ bởi nhiều cuộc điều tra cử tri được thực hiện trong vài tuần qua. [46]

Vào tháng 9/2011, công ty kỹ thuật Đức Siemens tuyên bố sẽ rút hoàn toàn khỏi ngành công nghiệp hạt nhân, như một phản ứng với vụ tai nạn hạt nhân Fukushima ở Nhật Bản và nói rằng sẽ không còn xây dựng nhà máy điện hạt nhân ở bất cứ nơi nào trên thế giới. Chủ tịch công ty, Peter Löscher, nói rằng "Siemens đã kết thúc kế hoạch hợp tác với Rosatom, công ty điện hạt nhân do Nga kiểm soát, trong việc xây dựng hàng chục nhà máy hạt nhân trên khắp nước Nga trong hai thập kỷ tới".[47][48] Vào tháng 2 năm 2012, Ủy ban điều tiết hạt nhân Hoa Kỳ đã phê duyệt việc xây dựng thêm hai lò phản ứng tại Nhà máy sản xuất điện Vogtle, các lò phản ứng đầu tiên được phê duyệt trong hơn 30 năm kể từ tai nạn Three Mile Island, [49] nhưng Chủ tịch NRC Gregory Jaczko đã bỏ phiếu bất đồng về lý do an toàn xuất phát từ thảm họa hạt nhân Fukushima 2011 của Nhật Bản và nói "Tôi không thể hỗ trợ cấp giấy phép này như Fukushima chưa từng xảy ra". [50] Jaczko đã từ chức vào tháng 4 năm 2012. Một tuần sau khi miền Nam nhận được giấy phép để bắt đầu xây dựng chính trên hai lò phản ứng mới, hàng chục môi trường và chống hạt nhân đã kiện dừng dự án mở rộng nhà máy Vogtle, nói "an toàn công cộng và vấn đề môi trường từ hạt nhân Fukushima Daiichi Nhật Bản" vụ tai nạn lò phản ứng chưa được tính đến ".[51] Vào tháng 7 năm 2012, vụ kiện đã bị bác bỏ bởi Tòa án phúc thẩm của Washington, DC. [52] Vào năm 2013, bốn lò phản ứng lão hóa không cạnh tranh ở Hoa Kỳ đã bị đóng cửa. [53][54] Tại Hoa Kỳ, bốn [lò phản ứng [Thế hệ III] mới đang được xây dựng tại Vogtle và Trạm mùa hè, trong khi một phần năm sắp hoàn thành tại [[Watts] Trạm phát điện hạt nhân Bar | Trạm Watts Bar]], cả năm dự kiến sẽ đi vào hoạt động trước năm 2020. [50]

Năm 2012, Hiệp hội hạt nhân thế giới báo cáo rằng việc sản xuất điện hạt nhân ở mức thấp nhất kể từ năm 1999.[55] Theo Hiệp hội hạt nhân thế giới, xu hướng toàn cầu dành cho các nhà máy điện hạt nhân mới đang trực tuyến được cân bằng bởi số lượng các nhà máy cũ đã được nghỉ hưu.[56] Các nước như Úc, Áo, Đan Mạch, Hy Lạp, Ireland, Ý, Latvia, Liechtenstein, Luxembourg, Malta, Bồ Đào Nha, Israel, Malaysia, New Zealand, và Na Uy không có lò phản ứng điện hạt nhân và vẫn phản đối năng lượng hạt nhân.[43][57] Đến năm 2015, triển vọng của IAEA về năng lượng hạt nhân đã trở nên hứa hẹn hơn. "Cơ quan điện hạt nhân là một yếu tố quan trọng trong việc hạn chế phát thải khí nhà kính," cơ quan này lưu ý, và "triển vọng về năng lượng hạt nhân vẫn tích cực trong trung và dài hạn bất chấp một tác động tiêu cực ở một số nước sau hậu quả của [Fukushima-Daiichi] tai nạn... nó vẫn là nguồn lớn thứ hai trên toàn thế giới về điện carbon thấp. Và 72 lò phản ứng đang được xây dựng vào đầu năm ngoái là lớn nhất trong vòng 25 năm. "[58]

Tính đến năm 2015, 441 lò phản ứng có công suất điện lưới toàn cầu là 382,9 GW, với 67 lò phản ứng hạt nhân mới đang được xây dựng. [59] Hơn một nửa trong tổng số 67 được xây dựng là ở châu Á, với 28 ở [Trung Quốc], nơi có nhu cầu cấp thiết để kiểm soát ô nhiễm từ các nhà máy than. [60] Tám kết nối lưới mới đã được Trung Quốc hoàn thành vào năm 2015 [61][62] và lò phản ứng được hoàn thành gần đây nhất được kết nối với lưới điện, tính đến tháng 1 năm 2016, là Nhà máy điện hạt nhân Kori tại Hàn Quốc. [63][64] Vào tháng 10 năm 2016, Watts Bar 2 trở thành lò phản ứng mới đầu tiên của Hoa Kỳ để đi vào hoạt động thương mại từ năm 1996. [65]

Kinh tế

Xem thêm Tranh cãi về năng lượng hạt nhân.

Đặc điểm kinh tế của các nhà máy hạt nhân mới thường bị ảnh hưởng bởi chi phí đầu tư ban đầu. Tuy vậy, sẽ mang lại nhiều lợi nhuận hơn khi vận hành chúng càng lâu dài càng có thể cho đến khi chúng có khuynh hướng giảm công suất [66]. Việc so sánh giá trị kinh tế của nhà máy hạt nhân so với các nguồn khác được đề cập ở bài chi tết về tranh cãi về năng lượng hạt nhân.

Triển vọng

Diablo canyon nuclear power plant
Nhà máy điện hạt nhân Diablo Canyon ở San Luis Obispo County, California, Hoa Kỳ

Năm 2007, Watts Bar 1, đã hòa vào mạng lưới ngày 7 tháng 2 năm 1996, là lò phản ứng hạt nhân thương mại cuối cùng của Hoa Kỳ hòa vào lưới điện. Đây là một "dấu hiệu" của một chiến dịch thành công trên toàn cầu nhằm từng bước loại bỏ năng lượng hạt nhân. Tuy nhiên, thậm chí ở Hoa Kỳ và ở châu Âu, việc đầu tư nghiên cứu và chu trình nguyên liệu hạt nhân vẫn tiếp tục, và theo dự đoán của một số chuyên gia về công nghiệp hạt nhân [67] cho rằng khủng hoảng điện năng sẽ làm giá nhiên liệu hóa thạch sẽ tăng, sự ấm lên toàn cầu và phát thải kim loại nặng từ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, các công nghệ mới như các nhà máy an toàn thụ động, và an ninh năng lượng quốc gia sẽ làm sống lại nhu cầu sử dụng các nhà máy điện hạt nhân.

Theo Tổ chức Hạt nhân Thế giới, nhìn trên góc độ toàn cầu trong suốt thập niên 1980 cứ trung bình 17  ngày là có một lò phản ứng hạt nhân mới đưa vào hoạt động, và tỷ lệ đó có thể sẽ tăng lên 5 ngày vào năm 2015.[68]

Một số quốc gia vẫn duy trì hoạt động phát triển năng lượng hạt nhân như Pakistan, Nhật Bản, Trung Quốc, và Ấn Độ, tất cả đều đang phát triển công nghệ nhiệt và nơtron nhanh, Hàn Quốc (Nam Hàn) và Hoa Kỳ chỉ phát triển công nghệ nhiệt, Nam Phi và Trung Quốc đang phát triển các phiên bản Lò phản ứng modun đáy cuội (PBMR). Một số thành viên của Liên minh châu Âu thuyết phục thúc đẩy các chương trình hạt nhân, trong khi các thành viên khác vẫn tiếp tục cấm sử dụng năng lượng hạt nhân. Nhật Bản có một chương trình xây dựng nhạt nhân còn hoạt động với một lò phản ứng mới được hòa vào mạng lưới năm 2005. Ở Hoa Kỳ, 3 côngxoocxiom hưởng ứng vào năm 2004 về những thúc giục của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ trong chương trình năng lượng hạt nhân 2010 và được trao chi phí cho hoạt động này — Hành động chính sách năng lượng 2005 được ủy quyền bảo lãnh các khoản vay để xây dựng khoảng 6 lò phản ứng mới và cho phép Bộ Năng lượng xây dựng một lò phản ứng theo công nghệ Thế hệ IV lò phản ứng nhiệt độ rất cao để sản xuất cả điện năng và thủy điện. Vào đầu thế kỷ 21, năng lượng hạt nhân có một sức hấp dẫn đặc biệt đối với Trung Quốc và Ấn Độ theo công nghệ lò phản ứng breeder nhanh vì nguồn năng lượng này giúp họ phát triển kinh tế một cách nhanh chóng (xem thêm phát triển năng lượng). Trong chính sách năng lượng của Liên liệp Vương quốc Anh cũng nêu rằng có sự sụt giảm cung cấp năng lượng trong tương lai, để bù đắp vào sự thiếu hụt đó hoặc là xây dựng các nhà máy năng lượng hạt nhân mới hoặc là kéo dài tuổi thọ của các nhà máy hiện tại.

Một trở ngại trong việc sản xuất các nhà máy điện hạt nhân là chỉ có 4 công ty toàn cầu (Japan Steel Works, China First Industries, OMX Izhora và Doosan Heavy Industries) có khả năng sản xuất các bộ vỏ bọc [69], bộ phân này có chức năng làm giảm rủi ro rò rỉ hạt nhân. Japan Steel Works chỉ có thể sản xuất 4 vỏ bọc lò phản ứng 1 năm, tuy nhiên sản lượng có thể tăng lên gấp đôi trong 2 năm tới. Các nhà sản xuất khác đang xem xét những lựa chọn khác nhau bao gồm cả việc tự làm các bộ phận của lò phản ứng cho riêng họ hoặc tìm kiếm cách khác để làm những bộ phận tương tự bằng cách sử dụng các phương pháp thay thế.[70] Các giải pháp khác bao gồm việc sử dụng các mẫu thiết kế không đòi hỏi các lớp vỏ bọc chịu áp suất riêng biệt như ở lò phản ứng CANDU cải tiến, Canada hoặc lò phản ứng nhanh làm lạnh bằng natri.

Các công ty khác có thể làm những xưởng luyện kim lớn đòi hỏi các vỏ bọc chịu áp suất như OMZ của Nga, là loại đang được nâng cấp có thể sản xuất từ 3 đến 4 vỏ bọc một năm;[71] Doosan Heavy Industries Hàn Quốc;[72][73] và Mitsubishi Heavy Industries đang tăng công suất sản xuất các vỏ bọc chịu áp lực và các bộ phận lò hạt nhân lớn khác lên gấp đôi.[74] Sheffield Forgemasters của Anh đang đánh giá lợi nhuận của việc chế tạo các công cụ này đối với xưởng đúc vật liệu hạt nhân.

Theo báo cáo năm 2007 của tổ chức, European Greens, chống hạt nhân tuyên bố rằng "thậm chí nếu Phần Lan và Pháp xây dựng một lò phản ứng nước áp lực kiểu châu Âu (EPR), thì Trung Quốc đã khởi động xây dựng thêm 20 nhà máy và Nhật Bản, Hàn Quốc hoặc đông Âu sẽ thêm 1 hoặc hơn. Xu hướng chung trên toàn cầu về công suất năng lượng hạt nhân sẽ giảm trong vòng 2 đến 3 thập kỷ tới vì với khoảng thời gian dài từ hàng chục năm để xây dựng xong một nhà máy hạt nhân, nên về mặt thực tế thì khó có thể tăng sản lượng thậm chí duy trì vận hành các nhà máy hiện tại cho tới 20 năm tới, trừ khi tuổi thọ của các nhà máy có thể được tăng lên trên mức trung bình là 40 năm."[75] Thực tế, Trung Quốc lên kế hoạch xây dựng hơn 100 nhà máy,[76] trong khi ở Hoa Kỳ giấy phép của gần phân nửa các lò phản ứng đã được gia hạn đến 60 năm,[77] và các dự án xây mới 30 lò phản ứng đang được xem xét.[78] Hơn thế, U.S. NRC và Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã bước đầu đặt vấn đề cho phép gia hạn giấy phép lò phản ứng hạt nhân lên 60 năm, cấp lại cứ sau mỗi 20 năm nhưng phải chứng minh được độ an toàn, giảm tải phát thải chất không phải CO2 từ các lò phản ứng hết tuổi thọ. Các lò này có thể góp phần vào cung cầu điện đang mất cân bằng nhằm phục vụ cho yêu cầu an toàn năng lượng Hoa Kỳ, nhưng có khả năng gia tăng phát thải khí nhà kính.[79] Năm 2008, IAEA dự đoán rằng công suất điện hạt nhân có thể tăng gấp đôi vào năm 2030, mặc dù nó không đủ để tăng tỷ lệ điện hạt nhân trong ngành điện.[80]

Công nghệ lò phản ứng hạt nhân

Nuclear Power Plant Cattenom a
Nhà máy năng lượng hạt nhân Cattenom.

Cũng giống như một số trạm năng lượng nhiệt phát điện bằng nhiệt năng từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, các nhà máy năng lượng hạt nhân biến đổi năng lượng giải phóng từ hạt nhân nguyên tử thông qua phản ứng phân hạch.

Khi một hạt nhân nguyên tử dùng để phân hạch tương đối lớn (thường là urani 235 hoặc plutoni-239) hấp thụ nơtron sẽ tạo ra sự phân hạch nguyên tử. Quá trình phân hạch tách nguyên tử thành 2 hay nhiều hạt nhân nhỏ hơn kèm theo động năng (hay còn gọi là sản phẩm phân hạch) và cũng giải phóng tia phóng xạ gamma và nơtron tự do.[81] Một phần nơtron tự do này sau đó được hấp thụ bởi các nguyên tử phân hạch khác và tiếp tục tạo ra nhiều nơtron hơn.[82] Đây là phản ứng tạo ra nơtron theo cấp số nhân.

Phản ứng dây chuyền hạt nhân này có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng chất hấp thụ nơtron và bộ đều hòa nơtron để thay đổi tỷ lệ nơtron tham gia vào các phản ứng phân hạch tiếp theo.[82] Các lò phản ứng hạt nhân hầu hết có các hệ thống vận hành bằng tay và tự động để tắt phản ứng phân hạch khi phát hiện các điều kiện không an toàn.[83]

Hệ thống làm lạnh giải phóng nhiệt từ lõi lò phân ứng và vận chuyển nhiệt đến bộ phận phát điện từ nhiệt năng này hoặc sử dụng vào những mục đích khác. Đặc biệt chất làm lạnh nóng là nguồn nhiệt sẽ được dùng cho các lò nung, và hơi nước nén từ lò nung sẽ làm quay các tuốc bin hơi nước vận hành các máy phát điện.[84]

Có nhiều kiểu lò phản ứng khác nhau sử dụng các nguyên liệu, chất làm lạnh và các cơ chế vận hành khác nhau. Một vài trong các mẫu này được thiết đạt yêu cầu kỹ thuật. Lò phản ứng dùng trong các tàu ngầm hạt nhân và các tàu hải quân lớn, ví dụ, thường sử dụng nhiên liệu urani được làm giàu rất cao. Việc sử dụng nguyên liệu urani làm giàu rất cao sẽ làm tăng mật độ năng lượng của lò phản ứng và gia tăng hệ số sử dụng của tải lượng nhiên liệu hạt nhân, nhưng giá của nó đắt và có nhiều rủi ro hơn so với các nguyên liệu hạt nhân khác.[85]

Một số kiểu lò phản ứng mới dùng cho các nhà máy máy điện hạt nhân, như các lò phản ứng hạt nhân thế hệ IV, là đối tượng nghiên cứu và có thể được sử dụng để thí nghiệm phát điện trong tương lai. Một vài trong số các kiểu mới này đang được thiết kế để đạt được các phản ứng phân hạch sạch hơn, an toàn hơn và ít rủi ro hơn đối với sự gia tăng nhanh chóng các vũ khí hạt nhân. Các nhà máy an toàn thụ động (như lò phản ứng ESBWR) đang được xây dựng [86] và các kiểu khác đang được thuyết phục.[87] Các lò phản ứng hợp hạch có thể có triển vọng trong tương lai nhằm giảm bớt hoặc loại bỏ những rủi ro liên quan đến phân hạch hạnh nhân.[88]

Tuổi thọ

Nuclear Fuel Cycle
Chu trình nguyên liệu hạt nhâ bắt đầu khi urani được khai thác, làm giàu, và chế tạo thành nguyên liệu hạt nhân, (1) đưa đến nhà máy năng lượng hạt nhân. Sau khi sử dụng ở nhà máy, nguyên liệu đã qua sử dụng được đưa tới nhà máy tái xử lý (2) hoặc kho chứa cuối cùng (3). Trong quá trình tái xử lý 95% nguyên liệu đã sử dụng có thể được thu hồi để đưa trở lại nhà máy năng lượng (4).

Lò phản ứng hạt nhân là một phần trong chu trình năng lượng hạt nhân. Quá trình bắt đầu từ khai thác mỏ (xem khai thác mỏ urani). Các mỏ urani nằm dưới lòng đất, được khai thác theo phương thức lộ thiên, hoặc các mỏ đãi tại chỗ. Trong bất kỳ trường hợp nào, khi quặng urani được chiết tách, nó thường được chuyển thành dạng ổn định và nén chặt như bánh vàng (yellowcake), và sau đó vận chuyển đến nhà máy xử lý. Ở đây, bánh vàng được chuyển thành urani hexaflorua, loại này sau đó lại được đem đi làm giàu để sử dụng cho các ngành công nghệ khác nhau. Urani sau khi được làm giàu chứa hơn 0,7% U-235 tự nhiên, được sử dụng để làm cần nguyên liệu trong lò phản ứng đặc biệt. Các cần nguyên liệu sẽ trải qua khoảng 3 chu trình vận hành (tổng cộng khoảng 6 năm) trong lò phản ứng, về mặt tổng quát chỉ có khoảng 3% lượng urani của nó tham gia vào phản ứng phân hạch, sau đó chúng sẽ được chuyển tới một hố nguyên liệu đã sử dụng, ở đây các đồng vị có tuổi thọ thấp được tạo ra từ phản ứng phân hạch sẽ phân rã. Sau khoảng 5 năm trong hố làm lạnh, nguyên liệu tiêu thụ nguội đi và giảm tính phóng xạ đến mức có thể xách được, và nó được chuyển đến các thùng chứa khô hoặc đem tái xử lý.

Các nguồn nguyên liệu truyền thống

Urani là một nguyên tố khá phổ biến trong vỏ Trái Đất cũng giống như kẽm hoặc germani, và phổ biến gấp khoảng 35  lần so với bạc. Urani là thành phần trong hầu hết các đá và bụi. Thực tế rằng urani quá phân tán là một trở ngại bởi vì khai thác mỏ urani chỉ đạt hiệu quả kinh tế khi nó tập trung hàm lượng cao. Cho đến ngày nay, giá urani có thể thu lợi nhuận đạt khoảng 130 USD/kg, và lượn urani đủ để cung cấp cho các nhà máy hoạt động "ít nhất một thế kỷ" với tốc độ tiêu thụ như hiện nay.[89][90] Điều này tương ứng với một mức tài nguyên chắc chắn cao hơn mức bình thường cho hầu hết các khoáng vật. Điểm giống nhau cơ bản với các khoáng vật kim loại khác đó là giá tăng gấp đôi từ mức được kỳ vọng trong hiện tại có thể tạo ra mức tăng gấp 10 lần đối với tài nguyên đã cân nhắc. Tuy nhiên, giá năng lượng hạt nhân chiếm phần lớn trong công trình nhà máy năng lượng. Vì vậy, đóng góp của nguyên liệu vào giá điện toàn cầu chỉ là một phần tương đối nhỏ, thậm chí giá nhiên liệu leo thang có ảnh hưởng tương đối nhỏ đến giá thành phẩm. Ví dụ, giá urani tăng gấp đôi trên thị trường có thể tăng chi phí nguyên liệu đối với các lò phản ứng nước nhẹ lên 26% và giá điện khoảng 7%, trong khi đó việc tăng gấp đôi giá khí thiên nhiên có thể góp phần làm tăng thêm 70% vào giá điện. Ở mức giá nguyên liệu cao, việc khai thác các nguồn khí trong đá granit và dưới biển sẽ mang lại lợi nhuận.[91][92]

Các lò phản ứng nước nhẹ hiện tại ít bị ảnh hưởng lớn từ nguyên liệu hạt nhân, vì quá trình phân hạch chỉ sử dụng rất ít đồng vị hiếm urani-235. Tái xử lý hạt nhân có thể sử dụng lại từ nguồn chất thải của lò này và đạt hiệu quả cao hơn đối với những lò được thiết kế sử dụng những nguồn nguyên liệu phổ biến.[93]

Breeding

Ngược lại với lò phản ứng nước nhẹ hiện nay sử dụng urani-235 (chiếm 0,7% tổng lượng urani tự nhiên), các lò phản ứng fast breeder sử dụng urani-238 (chiếm 99,3% urani tự nhiên). Người ta tính toán rằng lượng urani-238 đủ để sử dụng cho các nhà máy hạt nhân đến 5 tỷ năm.[94]

Công nghệ breeder đã được sử dụng cho một số lò phản ứng, nhưng chi phí xử lý nguyên liệu cao đòi hỏi giá urani vượt hơn 200 USD/kg.[95] Tháng 12 năm 2005, chỉ có một lò phản ứng loại này hoạt động là lò BN-600 ở Beloyarsk, Nga. Công suất điện đầu ra của nó là 600 MW — Nga cũng đã có kế hoạch xây thêm một lò khác tên BN-800, ở Beloyarsk. Tương tự, lò phản ứng Monju của Nhật Bản đã được lên kế hoạch để khởi công nhưng đã bị ngừng từ năm 1995, trong khi đó cả Trung Quốc và Ấn Độ cũng dự định xây các lò phản ứng kiểu này.

Một loại lò thay thế khác có thể sử dụng urani-233 sinh ra từ thori làm nguyên liệu phân hạch trong chu trình nguyên liệu thori. Thori phổ biến hơn urani khoảng 3,5 lần trong vỏ Trái Đất, và có đặc điểm phân bố khác nhau. Nguồn nguyên liệu này sẽ làm tăng lượng nguyên liệu phân hạch lên đến 450%.[96] Không giống quá trình biến đổi U-238 thành plutoni, các lò phản ứng fast breeder không cần quy trình này — nó có thể thể hiện một cách đầy đủ hơn so với các nhà máy truyền thống. Ấn Độ đã thấy công nghệ này, khi mà họ có nguồn thori dồi giàu hơn urani.

Tổng hợp

Những người ủng hộ năng lượng hợp hạch đề nghị nên sử dụng deuterium hoặc triti là các đồng vị của hidro, làm nguyên liệu và trong một vài kiểu lò phản ứng hiện nay cũng dùng lithiboron. Năng lượng đầu ra của chúng bằng với năng lượng đầu ra hiện tại trên toàn cầu và nó sẽ không tăng thêm trong tương lai, và các nguồn tài nguyên lithi đã được phát hiện hiện tại có thể cung cấp cho ít nhất 3000 năm nữa, lithi từ nước biển khoảng 60 triệu năm, và quá trình tổng hợp phức tạp hơn chỉ sử dụng deuteri khai thác từ nước biển có thể cung cấp nguyên liệu cho 150 tỉ năm.[97] Mặc dù quá trình này chưa trở thành thực tế nhưng các chuyên gia tin rằng tổng hợp hạt nhân là một nguồn năng lượng đầy hứa hẹn trong tương lai vì nó tạo ra các chất thải phóng xạ có thời gian sống ngắn, phát thải cacbon ít.

Nước

Cũng giống như tất cả các dạng nhà máy phát điện sử dụng tuốc bin hơi nước, các nhà máy điện hạt nhân sử dụng rất nhiều nước để làm lạnh. Sellafield, nhà máy này không còn sản xuất điện, sử dụng lượng nước tối đa là 18.184,4 m³ một ngày và 6.637,306 m³ nước được xử lý từ nước thải một năm để tạo hơi nước (số liệu từ Environment Agency). Đối với hầu hết các nhà máy điện, 2/3 năng lượng tạo ra từ nhà máy điện hạt nhân trở thành nhiệt không có ích (xem chu trình Carnot), và lượng nhiệt đó được mang ra khỏi nhà máy ở dạng nước nóng (chúng vẫn không bị nhiễm phóng xạ). Nước giải phóng nhiệt bằng cách đưa vào các tháp làm lạnh ở đó hơi nước bốc lên và đọng sương rồi rơi xuống (mây) hoặc thải trực tiếp vào nguồn nước như ao làm lạnh, hồ, sông hay đại dương.[98] Trong trường hợp có hạn hán sẽ là một khó khăn đối với các nhà máy do nguồn cung cấp nước làm lạnh bị cạn kiệt.[99][100]

Nhà máy điện hạt nhân Palo Verde gần Phoenix, Arizona là nhà máy phát điện hạt nhân duy nhất không nằm gần nguồn nước lớn. Thay vào đó, nó sử dụng nước thải đã qua xử lý từ các đô thị lân cận để làm nước làm lạnh, với lượng nước thải khoảng 76.000.000 m³ mỗi năm.

Giống như các nhà máy năng lượng truyền thống, các nhà máy năng lượng hạt nhân tạo ra một lượng lớn nhiệt thừa, nó bị thải ra khỏi bộ phận ngưng tụ sau khi qua tuốc bin hơi nước. Bộ phận phát điện kép của các nhà máy có thể tận dụng nguồn nhiệt này theo như đề xuất của Oak Ridge National Laboratory (ORNL) trong quá trình cộng năng lượng [101] để tăng hệ số sử dụng nhiệt. Ví dụ như sử dụng hơi nước từ các nhà máy năng lượng để sản xuất hidro.[102]

Chất thải phóng xạ

Việc lưu giữ và thải chất thải hạt nhân an toàn vẫn còn là một thách thức và chưa có một giải pháp thích hợp. Vấn đề quan trọng nhất là dòng chất thải từ các nhà máy năng lượng hạt nhân là nguyên liệu đã qua sử dụng. Một lò phản ứng công suất lớn tạo ra 3 mét khối (25–30 tấn) nguyên liệu đã qua sử dụng mỗi năm.[103] Nó bao gồm urani không chuyển hóa được cũng như một lượng khá lớn các nguyên tử thuộc nhóm Actini (hầu hết là plutonicuri). Thêm vào đó, có khoảng 3% là các sản phẩm phân hạch. Nhóm actini (urani, plutoni, và curi) có tính phóng xạ lâu dài, trong khi đó các sản phẩm phân hạch có tính phóng xạ ngắn hơn.[104]

Chất thải phóng xạ cao

Nguyên liệu đã qua sử dụng có tính phóng xạ rất cao và phải rất thận trọng trong khâu vận chuyển hay tiếp xúc với nó. Tuy nhiên, nguyên liệu hạt nhân đã sử dụng sẽ giảm khả năng phóng xạ sau hàng ngàn năm. Có khoảng 5% cần nguyên liệu đã phản ứng không thể sử dụng lại được nữa, vì vậy ngày nay các nhà khoa học đang thí nghiệm để tái sử dụng các cần này để giảm lượng chất thải. Trung bình, cứ sau 40 năm, dòng phóng xạ giảm 99,9% so với thời điểm loại bỏ nguyên liệu đã sử dụng, mặc dù nó vẫn còn phóng xạ nguy hiểm.[93]

Cần nguyên liệu hạt nhân đã sử dụng được chứa trong các bồn nước chống phóng xạ. Nước có chức năng làm lạnh đối với các sản phẩm phân hạch vẫn còn phân rã và che chắn tia phóng xạ ra môi trường. Sau vài chục năm các bồn chứa trở nên lạnh hơn, nguyên liệu ít phóng xạ hơn sẽ được chuyển đến nơi chứa khô, ở đây nguyên liệu được chứa các thùng bằng thép và bê tông cho đến khi độ phóng xạ của nó giảm một cách tự nhiên ("phân rã") đến mức an toàn đủ để tiếp tục thực hiện các quá trình xử lý khác. Việc chứa tạm thời này kéo dài vài năm, vài chục năm thậm chí cả ngàn năm tùy thuộc vào loại nguyên liệu. Hầu hết các chất thải phóng xạ của Hoa Kỳ hiện tại được chứa ở các vị trí tạm thời có giám sát, trong khi các phương pháp thích hợp cho việc thải vĩnh cửu vẫn đang được bàn luận.

Cho đến năm 2007, Hoa Kỳ thải ra tổng cộng hơn 50,000 tấn nguyên liệu đã qua sử dụng từ các lò phản ứng hạt nhân.[105] Phương pháp chứa dưới lòng đất ở núi Yucca ở Hoa Kỳ đã được đề xuất là cách chôn chất thải vĩnh viễn. Sau 10.000 năm phân rã phóng xạ, theo tiêu chuẩn Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, nguyên liệu hạt nhân đã qua sử dụng sẽ không còn là mối đe dọa đối với sức khỏe và an toàn của cộng đồng.

Lượng chất thải có thể được giảm thiểu bằng nhiều cách, đặc biệt là tái xử lý. Lượng chất thải còn lại sẽ có độ phóng xạ ổn định sau ít nhất 300 năm ngay cả khi loại bỏ các nguyên tố trong nhóm actini, và lên đến hàng ngàn năm nếu chưa loại bỏ các nguyên tố trên. Trong trường hợp tách tất cả các nguyên tố trong nhóm actini và sử dụng các lò phản ứng fast breeder để phá hủy bằng sự biến tố một vài nguyên tố không thuộc nhóm actini có tuổi thọ dài hơn, chất thải phải được cách ly với môi trường vài trăm năm, cho nên chất thải này được xếp vào nhóm có tác động lâu dài. Các lò phản ứng hợp hạch có thể làm giảm số lượng chất thải này.[106] Người ta cũng tranh luận rằng giải pháp tốt nhất đối với chất thải hạt nhân là chứa tạm thời trên mặt đất cho đến khi công nghệ phát triển thì các nguồn chất thải này sẽ trở nên có giá trị trong tương lai.

Theo một tin tức trên chương trình năm 2007 phát trên 60 Minutes, năng lượng hạt nhân làm cho nước Pháp có không khí sạch nhất trong các quốc gia công nghiệp, và có giá điện rẽ nhất trong toàn châu Âu.[107] Pháp tái xử lý chất thải hạt nhân của họ để giảm lượng chất thải và tạo ra nhiều năng lượng hơn.[108] Tuy nhiên, các bài báo vẫn tiếp tục chỉ trích như "Ngày nay chúng ta tích trữ các thùng chứa chất thải bởi vì các nhà khoa học hiện tại không biết cách nào để giảm thiểu hoặc loại bỏ chất độc hại, nhưng có lẽ 100 năm nữa có lẽ các nhà khoa học sẽ... Chất thải hạt nhân là một vấn đề của nhà nước rất khó giải quyết và cũng là vấn đề chung không quốc gia nào có thể giải quyết được. Viễn cảnh hiện tại, đang đi theo gót chân Asin của ngành công nghiệp hạt nhân... Nếu Pháp không thể giải quyết được vấn đề này, hãy cầu Mandil, sau đó nói rằng 'Tôi khống thấy chúng ta có thể tiếp tục chương trình hạt nhân của mình như thế nào.'"[108] Xa hơn nữa, việc tái xử lý sẽ lại có những chỉ trích khác như theo Hiệp hội Các vấn đề nhà Khoa học quan tâm (Union of Concerned Scientists).[109]

Chất thải phóng xạ thấp

Ngành công nghiệp hạt nhân cũng tạo ra một lượng lớn các chất thải phóng xạ cấp thấp ở dạng các công cụ bị nhiễm như quần áo, dụng cụ cầm tay, nước làm sạch, máy lọc nước, và các vật liệu xây lò phản ứng. Ở Hoa Kỳ, Ủy ban điều phối hạt nhân (Nuclear Regulatory Commission) đã cố gắng xét lại để cho phép giảm các vật liệu phóng xạ thấp đến mức giống với chất thải thông thường như thải vào bãi thải, tái sử dụng.... Hầu hết chất thải phóng xạ thấp có độ phóng xạ rất thấp và người ta chỉ quan tâm đến chất thải phóng xạ liên quan đến mức độ ảnh hưởng lớn của nó.[110]

Chất thải phóng xạ và chất thải công nghiệp độc hại

Ở các quốc gia có năng lượng hạt nhân, chất thải phóng xạ chiếm ít hơn 1% trong tổng lượng chất thải công nghiệp độc hại, là các chất độc hại trừ khi chúng phân hủy hoặc được xử lý khi đó thì trở nên ít độc hơn hoặc hoàn toàn không độc.[93] Nhìn chung, năng lượng hạt nhân tạo ra ít chất thải hơn so với các nhà máy điện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch. Các nhà máy đốt thanl đặc biệt tạo ra nhiều chất độc hại và một lượng tro phóng xạ mức trung bình do sự tập trung các kim loại xuất hiện trong tự nhiên và các vật liệu phóng xạ có trong than. Ngược lại với những điều mà người ta cho là đúng từ trước đến, năng lượng than thực tế tạo ra nhiều chất thải phóng xạ thải vào môi trường hơn năng lượng hạt nhân. Tính bình quân lượng ảnh hưởng đến dân số từ các nhà máy sử dụng cao gấp 100 lần so với các nhà máy hạt nhân.[111]

Tái xử lý

Việc tái xử lý có khả năng thu hồi đến 95% từ urani và plutoni còn lại trong nguyên liệu hạt nhân đã sử dụng, để trộn vào hỗn hợp nguyên liệu oxit mới. Công đoạn này làm giảm lượng phóng xạ có thời gian phân rã lâu tồn tại trong chất thải, khi tạo ra các sản phẩm phân hạch có thời gian sống ngắn, thể tích của nó giảm đến hơn 90%. Tái xử lý nguyên liệu hạt nhân dân dụng từ các lò phản ứung năng lượng đã được thực hiện trên phạm vi rộng ở Anh, Pháp và (trước đây) Nga, sắp

Không giống các quốc gia khá, Hoa Kỳ đã dừng tái xử lý dân dụng từ năm 1976 đến năm 1981 cũng là một phần trong luật chống phát triển hạt nhân của quốc gia này, kể từ đó vật liệu được tái xử lý như plutoni có thể được dùng trong các vũ khí hạt nhân: tuy nhiên, tái xử lý hiện nay lại được cho phép tiến hành.[112] Thậm chí, hiện tại nguyên liệu hạt nhân đã sử dụng tất cả được xử lý như chất thải.[113]

Tháng 2 năm 2006, một sáng kiến mới ở Hoa Kỳ do Global Nuclear Energy Partnership thông báo. Đó là sự cố gắng của quốc tế để tái xử lý nguyên liệu theo cách làm cho sự phát triển hạt nhân không thể thực hiện được, trong khi sản xuất năng lượng hạt nhân đang có ích đối với các quốc gia đang phát triển.[114]

Tách Urani

Việc làm giàu urani tạo ra hàng tấn urani đã tách ra (DU), bao gồm U-238 đã tách hầu hết đồng vị U-235 dễ phân hạch. U-238 là kim loại thô có giá trị kinh tế — ví dụ như sản xuất máy bay, khiên chống phóng xạ, và vỏ bọc vì nó có tỷ trọng lớn hơn chì. Urani đã tách cũng được sử dụng trong đạn dược như đầu đạn DU, vì khuynh hướng của urani là vỡ dọc theo các dải băng cắt đoạn nhiệt.[115][116]

Một vài ý kiến cho rằng U-238 có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe trong nhóm người tiếp xúc một cách quá mức với vật liệu này, như các đội xe chuyên chở và người dân sống trong các khu vực xung quanh nơi có lượng lớn đạn dược bằng DU được sử dụng như khiên, bom, đạn, đầu đạn hạt nhân. Vào tháng 1 năm 2003 Tổ chức Y tế Thế giới công bố một báo cáo rằng sự ô nhiễm từ đạn dược DU ở mức độ địa phương đến vài chục mét từ các vị trí gây ảnh hưởng và ph tới là Trung Quốc và có thể là Ấn Độ, và Nhật Bản đang thực hiện việc mở rộng quy mô trên toàn nước Nhật. Việc xử lý hoàn toàn là không thể thực hiện được bởi vì nó đòi hỏi các lò phản ứng breeder, là loại lò chưa có giá trị thương mại. Pháp được xem là quốc gia khá thành công trong việc tái xử lý chất thải này, nhưng hiện tại chỉ thu hồi được khoảng 28% (về khối lượng) từ nguyên liệu sử dụng hàng năm, 7% trên toàn nước Pháp và 21% ở Nga.[117] óng xạ nhiễm vào thực vật và nguồn nước địa phương là cực kỳ thấp. Báo cáo cũng nêu rằng lượng DU sau khi đi vào theo đường tiêu hóa sẽ thải ra ngoài khoảng 70% sau 24 giờ và 90% sau vài ngày.[118]

Tranh luận về sử dụng năng lượng hạt nhân

Các đề xuất sử dụng năng lượng hạt nhân thì cho rằng năng nượng hạt nhân là một nguồn năng lượng bền vững làm giảm phát thải cacbon và gia tăng an ninh năng lượng do giảm sự phụ thuộc vào nguồn dầu mỏ nước ngoài.[119]. Các đề xuất cũng nhấn mạnh rằng các rủi ro về lưu giữ chất thải phóng xạ là rất nhỏ và có thể giảm trong tương lai gần khi sử dụng công nghệ mới nhất trong các lò phản ứng mới hơn, và những ghi nhận về vận hành an toàn ở phương Tây là một ví dụ khi so sánh với các loại nhà máy năng lượng chủ yếu khác.

Các ý kiến chỉ trích thì cho rằng năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng chứa đựng nhiều tiềm năng nguy hiểm và phải giảm tỷ lệ sản xuất năng lượng hạt nhân, đồng thời cũng tranh luận rằng liệu các rủi ro có thể được giảm thiểu bằng công nghệ mới hay không. Những ý kiến ủng hộ đưa ra quan điểm rằng năng lượng hạt nhân không gây ô nhiễm môi trường không khí, ngược lại hoàn toàn với việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và là nguồn năng lượng có triển vọng để thay thế nhiên liệu hóa thạch. Các ý kiến ủng hộ cũng chỉ ra rằng năng lượng hạt nhân là sự theo đuổi của các nước phương Tây để đạt được sự độc lập về năng lượng. Còn các ý kiến chỉ trích thì cho rằng vấn đề là ở chỗ lưu giữ chất thải phóng xạ như ô nhiễm phóng xạ do các tai họa và những bất lợi của việc phát triển hạt nhân và sản xuất điện tập trung.

Các tranh cãi về kinh tế và an toàn được xem là hai mặt của vấn đề được tranh luận.

Sự cố

Ngày 26 tháng 4 1986, lò phản ứng số 4 của nhà máy điện nguyên tử Chernobyl phát nổ, gây ra một loạt vụ nổ ở các lò phản ứng khác, làm tan chảy lõi lò phản ứng hạt nhân. Đây là sự cố hạt nhân trầm trọng nhất trong lịch sử. Do không có tường chắn nên các đám mây bụi phóng xạ bay lên bầu trời và lan rộng ra nhiều khu vực phía tây Liên bang Xô Viết, một số nước Đông ÂuTây Âu, Anh và phía đông Hoa Kỳ. Thảm hoạ này phát ra lượng phóng xạ lớn gấp bốn trăm lần so với quả bom nguyên tử được ném xuống Hiroshima. Sau thảm họa, hàng loạt các vấn đề về ô nhiễm môi trường cũng như về sức khỏe đe dọa người dân.

Gần đây nhất, ngày 11 tháng 3 năm 2011, sau trận thảm họa động đất và sóng thần Sendai 2011, nhà máy điện hạt nhân Fukushima gặp hàng loạt các vấn đề đối với các lò phản ứng và rò rỉ phóng xạ gây ra sự cố nhà máy điện Fukushima I. Tình trạng ô nhiễm phóng xạ ngày càng cao. Tuy không có người tử vong tại chỗ, nhưng nó gây nhiều lo ngại về sức khỏe của con người trong khu vực bị ảnh hưởng sau này. Dự kiến phải mất vài năm để sửa chữa nhà máy và vài tháng để khử sạch phóng xạ.

Xem thêm

Tham khảo

  1. ^ Ủy ban Quốc gia Soạn thảo Danh từ Chuyên môn. Nội-san Danh-từ Chuyên-môn số 1, 1969. Tr ix
  2. ^ Các nhà máy nhiệt điện đồng vị phóng xạ nhỏ đã được xây dựng, nhưng không có chu trình hơi nước.
  3. ^ . "Key World Energy Statistics 2007" (PDF). Cơ quan Năng lượng Quốc tế. Truy cập ngày ngày 21 tháng 6 năm 2008.
  4. ^ “Nuclear Power Plants Information. Number of Reactors Operation Worldwide”. Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế. Truy cập ngày 21 tháng 6 năm 2008.
  5. ^ “World Nuclear Power Reactors 2007-08 and Uranium Requirements”. World Nuclear Association. Ngày 9 tháng 6 năm 2008. Truy cập ngày 21 tháng 6 năm 2008.
  6. ^ Nuclear´s Great Expectations
  7. ^ “Net Generation by Energy Source by Type of Producer”. Energy Information Administration. Ngày 22 tháng 10 năm 2007. Truy cập ngày 21 tháng 6 năm 2008.
  8. ^ Eleanor Beardsley (2006). “France Presses Ahead with Nuclear Power”. NPR. Truy cập ngày 8 tháng 11 năm 2006.
  9. ^ “Gross electricity generation, by fuel used in power-stations”. Eurostat. 2006. Truy cập ngày 3 tháng 2 năm 2007.
  10. ^ Nuclear Power Generation, US Industry Report" IBISWorld, tháng 1 năm 2013
  11. ^ “Nuclear Icebreaker Lenin”. Bellona. Ngày 20 tháng 6 năm 2003. Truy cập ngày 1 tháng 11 năm 2007.
  12. ^ David Baurac (2002). “Passively safe reactors rely on nature to keep them cool”. Logos (Argonne National Laboratory) 20 (1). Truy cập ngày 1 tháng 11 năm 2007.
  13. ^ “Enrico Fermi, The Nobel Prize for Physics, 1938”. http://www.nobelprize.org. Truy cập ngày 3 tháng 11 năm 2007.
  14. ^ “Otto Hahn, The Nobel Prize in Chemistry, 1944”. http://www.nobelprize.org. Truy cập ngày 1 tháng 11 năm 2007.
  15. ^ “Otto Hahn, Fritz Strassmann, and Lise Meitner”. http://www.chemheritage.org. Truy cập ngày 1 tháng 11 năm 2007.
  16. ^ “Otto Robert Frisch”. http://www.nuclearfiles.org. Truy cập ngày 1 tháng 11 năm 2007.
  17. ^ Makhijani, Arjun và Saleska, Scott (1996). “The Nuclear Power Deception”. Institute for Energy and Environmental Research.
  18. ^ “From Obninsk Beyond: Nuclear Power Conference Looks to Future”. International Atomic Energy Agency. Truy cập ngày 27 tháng 6 năm 2006.
  19. ^ “Nuclear Power in Russia”. World Nuclear Association. Truy cập ngày 27 tháng 6 năm 2006.
  20. ^ “Too Cheap to Meter?”. Canadian Nuclear Society. 2006. Truy cập ngày 9 tháng 11 năm 2006.
  21. ^ David Bodansky. Nuclear Energy: Principles, Practices, and Prospects. tr. 32. Truy cập ngày 31 tháng 1 năm 2008.
  22. ^ Kragh, Helge (1999). Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century. Princeton NJ: Princeton University Press. tr. tr.286. ISBN 0691095523.
  23. ^ “On This Day: October 17”. BBC News. Truy cập ngày 9 tháng 11 năm 2006.
  24. ^ a ă “50 Years of Nuclear Energy” (PDF). International Atomic Energy Agency. Truy cập ngày 9 tháng 11 năm 2006.
  25. ^ Bernard L. Cohen. “THE NUCLEAR ENERGY OPTION”. Plenum Press. Truy cập 2007.
  26. ^ Evolution of Electricity Generation by FuelPDF (39.4 KB)
  27. ^ Sharon Beder, 'The Japanese Situation', English version of conclusion of Sharon Beder, "Power Play: The Fight to Control the World's Electricity", Soshisha, Japan, 2006.
  28. ^ “The Rise and Fall of Nuclear Power”. Public Broadcasting Service. Truy cập ngày 28 tháng 6 năm 2006.
  29. ^ a ă “The Political Economy of Nuclear Energy in the United States” (PDF). Social Policy. The Brookings Institution. 2004. Truy cập ngày 9 tháng 11 năm 2006. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “tbi” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  30. ^ a ă “Backgrounder on Chernobyl Nuclear Power Plant Accident”. Nuclear Regulatory Commission. Truy cập ngày 28 tháng 6 năm 2006. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “NRC” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  31. ^ Rüdig, Wolfgang biên tập (1990). Anti-nuclear Movements: A World Survey of Opposition to Nuclear Energy. Detroit, MI: Longman Current Affairs. tr. 1. ISBN 0-8103-9000-0.
  32. ^ Nuclear Power: Outlook for New U.S. Reactors p. 3.
  33. ^ “Nuclear Follies”. Forbes magazine. 11 tháng 2 năm 1985.
  34. ^ “RBMK Reactors | reactor bolshoy moshchnosty kanalny | Positive void coefficient”. World-nuclear.org. 7 tháng 9 năm 2009. Truy cập ngày 14 tháng 6 năm 2013.
  35. ^ “Italy rejoins the nuclear family”. World Nuclear News. 10 tháng 7 năm 2009. Truy cập ngày 17 tháng 7 năm 2009.
  36. ^ “Italy puts one year moratorium on nuclear”. 13 tháng 3 năm 2011.
  37. ^ “Italy nuclear: Berlusconi accepts referendum blow”. BBC News. 14 tháng 6 năm 2011.
  38. ^ “IAEA sees slow nuclear growth post Japan”. UPI. 23 tháng 9 năm 2011.
  39. ^ Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên economist-20110428
  40. ^ Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên late
  41. ^ “News Analysis: Japan crisis puts global nuclear expansion in doubt”. Platts. 21 tháng 3 năm 2011.
  42. ^ https://www.progress-energy.com/assets/www/docs/company/02172010-platts.pdf
  43. ^ a ă “Nuclear power: When the steam clears”. The Economist. 24 tháng 3 năm 2011.
  44. ^ https://www.theguardian.com/environment/2012/may/03/nuclear-power-solution-climate-change
  45. ^ Paton J (4 tháng 4 năm 2011). “Fukushima crisis worse for atomic power than Chernobyl, USB says”. Bloomberg.com. Truy cập ngày 17 tháng 8 năm 2014.
  46. ^ “The 2011 Inflection Point for Energy Markets: Health, Safety, Security and the Environment” (PDF). DB Climate Change Advisors. Deutsche Bank Group. 2 tháng 5 năm 2011.
  47. ^ “Siemens to quit nuclear industry”. BBC News. 18 tháng 9 năm 2011.
  48. ^ John Broder (10 tháng 10 năm 2011). “The Year of Peril and Promise in Energy Production”. The New York Times.
  49. ^ Hsu, Jeremy (9 tháng 2 năm 2012). “First Next-Gen US Reactor Designed to Avoid Fukushima Repeat”. Live Science (hosted on Yahoo!). Truy cập ngày 9 tháng 2 năm 2012.
  50. ^ a ă Ayesha Rascoe (9 tháng 2 năm 2012). “U.S. approves first new nuclear plant in a generation”. Reuters.
  51. ^ Kristi E. Swartz (16 tháng 2 năm 2012). “Groups sue to stop Vogtle expansion project”. The Atlanta Journal-Constitution.
  52. ^ http://chronicle.augusta.com/news/business/2012-07-12/court-rejects-legal-challenge-plant-vogtle-construction-license?v=1342114200
  53. ^ Mark Cooper (18 tháng 6 năm 2013). “Nuclear aging: Not so graceful”. Bulletin of the Atomic Scientists.
  54. ^ Matthew Wald (14 tháng 6 năm 2013). “Nuclear Plants, Old and Uncompetitive, Are Closing Earlier Than Expected”. The New York Times.
  55. ^ Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên wna13
  56. ^ World Nuclear Association, "Plans for New Reactors Worldwide", October 2015.
  57. ^ Duroyan Fertl (5 tháng 6 năm 2011). “Germany: Nuclear power to be phased out by 2022”. Green Left.
  58. ^ http://www.iea.org/newsroomandevents/news/2015/january/taking-a-fresh-look-at-the-future-of-nuclear-power.html
  59. ^ “Ten New Nuclear Power Reactors Connected to Grid in 2015, Highest Number Since 1990”. Truy cập ngày 22 tháng 5 năm 2016.
  60. ^ “China Nuclear Power | Chinese Nuclear Energy – World Nuclear Association”. www.world-nuclear.org.
  61. ^ “World doubles new build reactor capacity in 2015”. London, UK: World Nuclear News. 4 tháng 1 năm 2016. Truy cập ngày 7 tháng 3 năm 2016.
  62. ^ “Grid Connection for Fuqing-2 in China 7 August 2015”. Worldnuclearreport.org. Truy cập ngày 12 tháng 8 năm 2015.
  63. ^ “World’s First APR-1400 Connected to Grid”. Washington DC, USA: NEI (Nuclear Energy Institute). 21 tháng 1 năm 2016. Truy cập ngày 7 tháng 3 năm 2016.
  64. ^ South Korea’s Shin-Wolsong-2 Enters Commercial Operation
  65. ^ Blau, Max (20 tháng 10 năm 2016). “First new US nuclear reactor in 20 years goes live”. CNN.com (Cable News Network. Turner Broadcasting System, Inc.). Truy cập ngày 20 tháng 10 năm 2016.
  66. ^ "Nuclear power stations can't load follow that much". Truy cập 27 tháng 9 năm 2015.
  67. ^ “Nuclear Energy's Role in Responding to the Energy Challenges of the 21st Century” (PDF). Idaho National Engineering and Environmental Laboratory. Truy cập ngày 21 tháng 6 năm 2008.
  68. ^ Các dự án lò phản ứng hạt nhân mới trên thế giới (tiếng Anh), World Nuclear Association
  69. ^ New nuclear build – sufficient supply capability? Steve Kid, Nuclear Engineering International, 3/3/2009
  70. ^ Bloomberg exclusive: Samurai-Sword Maker's Reactor Monopoly May Cool Nuclear Revival By Yoshifumi Takemoto and Alan Katz, bloomberg.com, 3/13/08.
  71. ^ Russia's nuclear forging supplier ups capacity, World Nuclear News, ngày 30 tháng 10 năm 2007.
  72. ^ Westinghouse enlists Doosan for China, World Nuclear News, ngày 27 tháng 4 năm 2007
  73. ^ South Korea's nuclear power independence, World Nuclear News, ngày 28 tháng 5 năm 2008
  74. ^ MHI tools up for surge inconstruction, World Nuclear News, ngày 9 tháng 6 năm 2008.
  75. ^ The World Nuclear Industry Status Report 2007: Conclusions
  76. ^ Pfister, Bonnie (ngày 28 tháng 6 năm 2008). “China wants 100 Westinghouse reactors”. Pittsburgh Tribune-Review. Truy cập ngày 25 tháng 7 năm 2008.
  77. ^ “Nuclear Power in the USA”. World Nuclear Association. Tháng 6 năm 2008. Truy cập ngày 25 tháng 7 năm 2008.
  78. ^ “Expected New Nuclear Power Plant Applications” (PDF). U.S. Nuclear Regulatory Commission. Ngày 24 tháng 7 năm 2008. Truy cập ngày 25 tháng 7 năm 2008.
  79. ^ "NRC/DOE Life After 60 Workshop Report" (PDF). 2008. Truy cập ngày 1 tháng 4 năm 2009.
  80. ^ “Nuclear's Great Expectations: Projections Continue to Rise for Nuclear Power, but Relative Generation Share Declines”. International Atomic Energy Agency (IAEA). Ngày 11 tháng 9 năm 2008. Truy cập ngày 20 tháng 9 năm 2008.
  81. ^ “Neutrons and gammas from Cf-252”. Health Physics Society. Truy cập ngày 24 tháng 9 năm 2008. Đã bỏ qua tham số không rõ |dateformat= (trợ giúp)
  82. ^ a ă “DOE Fundamentals Handbook: Nuclear Physics and Reactor Theory” (PDF). US Department of Energy. Truy cập ngày 24 tháng 9 năm 2008. Đã bỏ qua tham số không rõ |dateformat= (trợ giúp)
  83. ^ “Reactor Protection & Engineered Safety Feature Systems”. The Nuclear Tourist. Truy cập ngày 25 tháng 9 năm 2008. Đã bỏ qua tham số không rõ |dateformat= (trợ giúp)
  84. ^ “How nuclear power works”. HowStuffWorks.com. Truy cập ngày 25 tháng 9 năm 2008. Đã bỏ qua tham số không rõ |dateformat= (trợ giúp)
  85. ^ “Ending the Production of Highly Enriched Uranium for Naval Reactors” (PDF). James Martin Center for Nonproliferation Studies. Truy cập ngày 25 tháng 9 năm 2008. Đã bỏ qua tham số không rõ |dateformat= (trợ giúp)
  86. ^ “Next-generation Nuclear Technology: The ESBWR” (PDF). American Nuclear Society. Truy cập ngày 25 tháng 9 năm 2008. Đã bỏ qua tham số không rõ |dateformat= (trợ giúp)
  87. ^ “How to Build a Safer Reactor”. TIME.com. Truy cập ngày 25 tháng 9 năm 2008. Đã bỏ qua tham số không rõ |dateformat= (trợ giúp)
  88. ^ “Fusion energy: the agony, the ecstasy and alternatives”. PhysicsWorld.com. Truy cập ngày 25 tháng 9 năm 2008. Đã bỏ qua tham số không rõ |dateformat= (trợ giúp)
  89. ^ "Uranium resources sufficient to meet projected nuclear energy requirements long into the future". Nuclear Energy Agency (NEA). Ngày 3 tháng 6 năm 2008. Truy cập ngày 16 tháng 6 năm 2008.
  90. ^ NEA, IAEA: Uranium 2007 – Resources, Production and Demand. OECD Publishing, ngày 10 tháng 6 năm 2008, ISBN 978-92-64-04766-2.
  91. ^ [1] [2] James Jopf (2004). “World Uranium Reserves”. American Energy Independence. Truy cập ngày 10 tháng 11 năm 2006. [3] [4]
  92. ^ “Uranium in a global context”.
  93. ^ a ă â “Waste Management in the Nuclear Fuel Cycle”. Information and Issue Briefs. World Nuclear Association. 2006. Truy cập ngày 9 tháng 11 năm 2006.
  94. ^ John McCarthy (2006). “Facts From Cohen and Others”. Progress and its Sustainability. Stanford. Truy cập ngày 9 tháng 11 năm 2006. Citing Breeder reactors: A renewable energy source, American Journal of Physics, vol. 51, (1), Jan. 1983.
  95. ^ “Advanced Nuclear Power Reactors”. Information and Issue Briefs. World Nuclear Association. 2006. Truy cập ngày 9 tháng 11 năm 2006.
  96. ^ “Thorium”. Information and Issue Briefs. World Nuclear Association. 2006. Truy cập ngày 9 tháng 11 năm 2006.
  97. ^ J. Ongena. "Energy for Future Centuries: Will fusion be an inexhaustible, safe and clean energy source?" (PDF). Truy cập ngày 31 tháng 1 năm 2008. Đã định rõ hơn một tham số trong author-name-list parameters (trợ giúp)
  98. ^ “Got Water? Nuclear power plant cooling water needs”. Union of Concerned Scientists.
  99. ^ “Drought could shut down nuclear power plants”. MSNBC. Ngày 23 tháng 1 năm 2008.
  100. ^ Julio Godoy (ngày 11 tháng 7 năm 2005). “Dangerous Summer for Nuclear Power Plants”. Common Dreams.
  101. ^ Tách hidro và ôxi từ nước có nhiệt độ cao sẽ cần thêm ít năng lượng hơn.
  102. ^ C. W. Forsberg (tháng 8 năm 2006). "Assessment of Nuclear-Hydrogen Synergies with Renewable Energy Systems and Coal Liquefaction Processes" (PDF). Oak Ridge National Laboratory. Truy cập ngày 31 tháng 1 năm 2008.
  103. ^ “Radioactive Waste Management”. World Nuclear Association. 2009. Truy cập tháng 1 năm 2009.
  104. ^ M. I. Ojovan, W.E. Lee. An Introduction to Nuclear Waste Immobilisation, Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam, 315tr. (2005).
  105. ^ “Safely Managing Used Nuclear Fuel”. Nuclear Energy Institute. Truy cập ngày 25 tháng 4 năm 2008.
  106. ^ “Accelerator-driven Nuclear Energy”. Information and Issue Briefs. World Nuclear Association. 2003. Truy cập ngày 9 tháng 11 năm 2006.
  107. ^ Steve Kroft (ngày 8 tháng 4 năm 2007). "France: Vive Les Nukes". 60 Minutes. Truy cập ngày 31 tháng 1 năm 2008.
  108. ^ a ă Jon Palfreman. “Why the French like nuclear energy”. PBS Frontline.
  109. ^ Nuclear Reprocessing: Dangerous, Dirty, and Expensive: Why Extracting Plutonium from Spent Nuclear Reactor Fuel Is a Bad Idea PDF (174 KB)
  110. ^ “Low-Level Waste”. U.S. Nuclear Regulatory Commission. Ngày 13 tháng 2 năm 2007. Truy cập ngày 6 tháng 4 năm 2009.
  111. ^ Alex Gabbard. “Coal Combustion: Nuclear Resource or Danger”. Oak Ridge National Laboratory. Truy cập ngày 31 tháng 1 năm 2008.
  112. ^ Nuclear Fuel Reprocessing: U.S. Policy Development
  113. ^ Processing of Used Nuclear Fuel for Recycle. WNA
  114. ^ Baker, Peter; Linzer, Dafna. “Nuclear Energy Plan Would Use Spent Fuel”. Washington Post (2007-01-26). Truy cập ngày 31 tháng 1 năm 2007.
  115. ^ Hambling, David (ngày 30 tháng 7 năm 2003). 'Safe' alternative to depleted uranium revealed”. New Scientist. Truy cập ngày 16 tháng 7 năm 2008.
  116. ^ Stevens, J. B. “Adiabatic Shear Banding in Axisymmetric Impact and Penetration Problems”. Đại học Bách khoa Virginia. Truy cập ngày 16 tháng 7 năm 2008. Đã định rõ hơn một tham số trong author-name-list parameters (trợ giúp)
  117. ^ IEEE Spectrum: Nuclear Wasteland. Truy cập 2007-04-22
  118. ^ “Depleted uranium”. Tổ chức Y tế Thế giới. Tháng 1 năm 2003. Truy cập ngày 16 tháng 7 năm 2008.
  119. ^ U.S. Energy Legislation May Be `Renaissance' for Nuclear Power

Liên kết ngoài

Trang web thông tin hạt nhân

Phản đối

Ủng hộ

Bản mẫu:Electricity generation

Cơ quan Năng lượng hạt nhân

Cơ quan Năng lượng hạt nhân (tiếng Anh: Nuclear Energy Agency) là cơ quan liên chính phủ đa quốc gia của Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế. Cơ quan được thành lập ngày 01.2.1958 với tên ban đầu là Cơ quan Năng lượng hạt nhân châu Âu (ENEA) (Hoa Kỳ tham gia như một thành viên cộng tác). Tên của cơ quan này được thay đổi như hiện nay kể từ ngày 20.4.1972, sau khi Nhật Bản trở thành một thành viên.

Nhiệm vụ của Cơ quan là "hỗ trợ các nước thành viên trong việc duy trì và tiếp tục phát triển, thông qua hợp tác quốc tế, các cơ sở khoa học, công nghệ và pháp lý cần thiết cho việc sử dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích hòa bình cách an toàn, thân thiện với môi trường và tiết kiệm

" [1]

Dự án Manhattan

Dự án Manhattan là một dự án nghiên cứu và phát triển đã chế tạo ra những quả bom nguyên tử đầu tiên trong Thế chiến II, chủ yếu do Hoa Kỳ thực hiện với sự giúp đỡ của Anh và Canada. Từ năm 1942 tới năm 1946, một lực lượng thuộc Công binh Lục quân Hoa Kỳ dưới quyền Thiếu tướng Leslie Groves tham gia vào dự án được tổ chức thành Khu vực Manhattan; tên "Manhattan" dần trở thành mật danh chính thức thay cho Phát triển Vật liệu Thay thế để chỉ toàn bộ dự án. Dự án cũng từng bước thu nhận một dự án nhỏ hơn, sớm hơn của người Anh mang tên Tube Alloys. Dự án Manhattan khởi đầu khá khiêm tốn vào năm 1939, nhưng lớn lên tới mức sử dụng nhân lực hơn 130 nghìn người và tiêu tốn gần 2 tỉ USD (tương đương 22 tỷ USD năm 2018). Trên 90% chi phí là nhằm để xây dựng các nhà máy và sản xuất vật liệu phân hạch, chỉ có gần 10% là dành cho phát triển và chế tạo vũ khí. Việc nghiên cứu và chế tạo diễn ra tại hơn 30 vị trí trên khắp Hoa Kỳ, Anh và Canada.

Hai loại vũ khí nguyên tử được phát triển trong thời chiến. Một loại vũ khí phân hạch kiểu súng tương đối đơn giản được chế tạo sử dụng urani-235, một đồng vị chiếm khoảng 0,7% urani tự nhiên. Vì nó giống hệt về mặt hóa học và có khối lượng xấp xỉ bằng đồng vị phổ biến urani-238, rất khó để có thể phân tách chúng. Người ta đã sử dụng ba phương pháp sử dụng để làm giàu urani: khuếch tán điện từ, khuếch tán khí và khuếch tán nhiệt. Hầu hết công trình này được tiến hành ở Oak Ridge, Tennessee. Song song với nghiên cứu sản xuất urani là một nỗ lực chế tạo plutoni tiến hành tại Oak Ridge và Handford, Washington. Trong các lò phản ứng, urani hấp thu bức xạ và biến đổi thành plutoni. Plutoni sau đó được phân tách hóa học khỏi urani. Thiết kế kiểu súng tỏ ra không thực tiễn để sử dụng với plutoni nên một vũ khí nổ sập được phát triển trong một nỗ lực thiết kế và xây dựng phối hợp chặt chẽ tại phòng thí nghiệm nghiên cứu và thiết kế chính của dự án ở Los Alamos, Mexico.

Dự án cũng liên quan tới việc thu thập tin tình báo về Dự án năng lượng hạt nhân Đức. Thông qua Chiến dịch Alsos, các thành viên của dự án Manhattan hoạt động ở châu Âu, đôi khi trong lãnh thổ kẻ thù, để thu thập các vật liệu và tài liệu hạt nhân và chiêu mộ các nhà khoa học Đức.

Thiết bị hạt nhân đầu tiên được kích hoạt là một quả bom nổ sập trong Vụ thử Trinity, thực hiện ở Bãi thử vũ khí Alamogordo ở New Mexico ngày 16 tháng 7 năm 1945. Little Boy, một vũ khí dạng súng, và Fat Man dạng nổ sập lần lượt được sử dụng trong các vụ ném bom nguyên tử xuống Hiroshima và Nagasaki. Trong những năm đầu hậu chiến, Dự án Manhattan tiến hành các vụ thử vũ khí ở Đảo san hô vòng Bikini như một phần của Chiến dịch Crossroads, phát triển các vũ khí mới, khuyến khích sự hình thành mạng lưới các phòng thí nghiệm quốc gia Hoa Kỳ, hỗ trợ các nghiên cứu y tế trong khoa chiếu xạ và thành lập hải quân hạt nhân. Dự án duy trì sự kiểm soát đối với việc nghiên cứu và chế tạo vũ khí hạt nhân cho tới khi Ủy ban Năng lượng Hạt nhân Hoa Kỳ được thành lập tháng 1 năm 1947.

Dù được tiến hành dưới vỏ bọc an ninh chắc chắn, nhưng các điệp viên nguyên tử Liên Xô vẫn thâm nhập thành công vào chương trình.

Hiệp hội Y sĩ Quốc tế Phòng ngừa Chiến tranh hạt nhân

Hiệp hội Y sĩ Quốc tế Phòng ngừa Chiến tranh hạt nhân (tiếng Anh: International Physicians for the Prevention of Nuclear War, viết tắt là IPPNW) là một hiệp hội gồm 63 tổ chức y sĩ quốc gia trên toàn thế giới. Hiệp hội sử dụng các nghiên cứu, giáo dục và biện hộ để giúp phòng ngừa chiến tranh hạt nhân và khuyến khích việc bãi bỏ vũ khí hạt nhân.

Giữa thập niên 1980 Hiệp hội có khoảng 145.000 hội viên, tới đầu thập niên 1990 số hội viên tăng lên đến khoảng 200.000 người từ hơn 60 nước. Trụ sở chính của Hiệp hội đặt tại Union Square của Somerville, Massachusetts.

Hòa bình xanh

Tổ chức Hòa bình xanh (tên tiếng Anh: Greenpeace) được thành lập ở Vancouver, British Columbia, Canada năm 1971. Tổ chức này nổi tiếng nhất vì những chiến dịch chống lại việc săn bắt cá voi. Trong những năm gần đây, mục tiêu trọng tâm của tổ chức này là chuyển qua các vấn đề môi trường khác, bao gồm lưới cào đáy, sự nóng lên toàn cầu, nạn phá rừng nguyên sinh, năng lượng hạt nhân, và công nghệ gene. Greenpeace có các văn phòng khu vực và quốc gia ở 42 nước trên khắp thế giới, tất cả đều là chi nhánh của Greenpeace International đóng ở Amsterdam. Tổ chức này nhận được sự ủng hộ về mặt tài chính từ khoản gần 3 triệu người, cũng như các khoản đóng góp khác đến từ các quỹ từ thiện, nhưng không chấp nhận quỹ từ các chính phủ hay các doanh nghiệp.

Nhiên liệu

Nhiên liệu là vật chất được sử dụng để giải phóng năng lượng khi cấu trúc vật lý hoặc hóa học bị thay đổi. Nhiên liệu giải phóng năng lượng thông qua quá trình hóa học như cháy hoặc quá trình vật lý, ví dụ phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch. Tính năng quan trọng của nhiên liệu đó là năng lượng có thể được giải phóng khi cần thiết và sự giải phóng năng lượng được kiểm soát để phục vụ mục đích của con người.

Mọi dạng sự sống trên Trái đất – từ những cấu trúc vi sinh vật cho đến động vật và con người, đều phụ thuộc và sử dụng nhiên liệu là nguồn cung cấp năng lượng. Các tế bào trong cơ thể sống tham gia quá trình biến đổi hóa học mà qua đó năng lượng trong thức ăn hoặc ánh sáng Mặt trời được chuyển hóa thành những dạng năng lượng có thể duy trì sự sống.

Con người sử dụng nhiều cách thức nhằm biến đổi năng lượng ở nhiều hình thức thành những dạng phù hợp mới mục đích sử dụng phục vụ cuộc sống và các quá trình xã hội. Ứng dụng giải phóng năng lượng từ nhiên liệu rất đa dạng trong cuộc sống như đốt cháy khí tự nhiên để đun nấu, kích nổ xăng dầu để chạy động cơ, biến năng lượng hạt nhân thành điện năng, v.v..

Các dạng nhiên liệu phổ biến được dùng là dầu hỏa, xăng dầu, than đá, chất phóng xạ, v.v..

Năng lượng hạt nhân tại Nhật Bản

Năm 1954, Nhật Bản chi ngân sách mức 230 triệu yên cho năng lượng hạt nhân, đánh dấu sự khởi đầu của chương trình năng lượng hạt nhân. Luật Năng lượng nguyên tử cơ bản hạn chế hoạt động này trong mục đích hòa bình.

Các lò phản ứng hạt nhân đầu tiên ở Nhật Bản do công ty GEC của Vương quốc Anh xây dựng. Trong thập niên 1970, các lò phản ứng nước nhẹ đầu tiên được xây dựng với sự hợp tác với các công ty Hoa Kỳ. Các nhà máy này đã được mua từ các nhà cung cấp Mỹ như General Electric hoặc Westinghouse với công tác xây lắp thực hiện bởi các công ty Nhật Bản, các công ty Nhật Bản nhận được một giấy phép tự thiết kế xây dựng nhà máy tương tự. Sự phát triển các nhà máy điện hạt nhân kể từ thời gian đó đã có những đóng góp từ các công ty Nhật Bản và các viện nghiên cứu ở cấp độ tương tự như những đơn vị sử dụng lớn điện hạt nhân.

Từ năm 1973, năng lượng hạt nhân là một ưu tiên chiến lược quốc gia tại Nhật Bản, vốn là quốc gia phụ thuộc nhiều vào nguồn nhiên liệu nhập khẩu, với số lượng nhiên liệu nhập khẩu chiếm 61% trong tổng số nhiên liệu sử dụng cho sản xuất năng lượng. Trong năm 2008, Nhật Bản đã đưa vào vận hành 7 lò phản ứng hạt nhân mới (3 nhà máy nằm trên đảo Honshū, và mỗi một nhà máy lần lượt tọa lạc ở Hokkaido, Kyushu, Shikoku, và Tanegashima). Trước khi xảy ra sự cố nhà máy điện hạt nhân tại Nhật Bản năm 2011 vào tháng 3 năm 2011, Nhật Bản là quốc gia có số nhà máy điện hạt nhân lớn thứ 3 trên thế giới với 55 lò phản ứng hạt nhân.

Ngành công nghiệp hạt nhân Nhật Bản không phải lâm vào tình trạng khó khăn do chịu ảnh hưởng của các tai nạn Three Mile Island (TMI) hoặc thảm họa Chernobyl như một số nước khác. Việc xây dựng nhà máy mới tiếp tục được mạnh mẽ trong suốt thập niên 1980 và thập niên 1990, và cho đến ngày nay.

Sau một đợt động đất và sóng thần nghiêm trọng, và sự cố hỏng hóc hệ thống làm mát nhà máy điện hạt nhân Fukushima I vào ngày 11 tháng 3 năm 2011, Nhật Bản đã tuyên bố tình trạng khẩn cấp hạt nhân. Đây là lần đầu tiên tình trạng khẩn cấp hạt nhân đã được tuyên bố tại Nhật Bản, có 140.000 người dân trong phạm vi 20 km của nhà máy đã được sơ tán. Lượng bức xạ phát ra không rõ ràng, và cuộc khủng hoảng vẫn còn đang tiếp diễn.

Năng lượng hạt nhân tại Việt Nam

Việt Nam đang được xem xét phát triển năng lượng nguyên tử cho mục đích hòa bình dựa trên công nghệ hiện đại và được chứng thực từ năm 1995, được đề xuất xây dựng vào năm 2006.

Năng lượng hạt nhân tại Đức

Năng lượng hạt nhân tại Đức sản xuất 23% lượng điện của đất nước này. Năng lượng hạt nhân tại Đức đã bắt đầu với các lò phản ứng nghiên cứu trong thập niên 1950 và thập niên 1960 và nhà máy thương mại đầu tiên vận hành đưa điện lên lưới vào năm 1969. Năng lượng hạt nhân được xem quan trọng trong chương trình nghị sự chính trị trong những thập kỷ gần đây, với việc tiếp tục các cuộc tranh luận về việc liệu công nghệ này nên được loại bỏ. Các chủ đề được quan tâm đổi mới vào đầu năm 2007 do ảnh hưởng chính trị của vụ tranh chấp năng lượng Nga-Belarus và vào năm 2011 sau vụ Sự cố nhà máy điện Fukushima I.

Ngày 30 tháng 5 năm 2011, Đức chính thức công bố kế hoạch từ bỏ năng lượng hạt nhân hoàn toàn trong vòng 11 năm. Bảy nhà máy đã bị tạm thời đóng cửa để kiểm tra vào tháng 3 năm 2011, và nhà máy thứ 8 đóng cửa vì các vấn đề kỹ thuật, sẽ bị đóng cửa vĩnh viễn. Chín nhà máy còn lại sẽ được đóng cửa vào năm 2022. Thông báo này lần đầu tiên được đưa ra bởi Norbert Röttgen, người đứng đầu của Bộ Liên bang về Môi trường, Bảo tồn Thiên nhiên và An toàn hạt nhân, sau cuộc đàm phán ban đêm.

Thủ tướng Angela Merkel đã cho biết tiến độ thực hiện của các nhà máy trước đây dự kiến ​​sẽ đi vào vận hành vào cuối năm 2036 sẽ cung cấp cho Đức một lợi thế cạnh tranh trong kỷ nguyên năng lượng tái tạo, nêu rõ: "Là quốc gia công nghiệp lớn đầu tiên, chúng ta có thể đạt được như một sự chuyển biến theo hướng hiệu quả và tái tạo năng lượng, với tất cả các cơ hội đó sẽ đem lại cho hàng xuất khẩu, phát triển công nghệ mới và việc làm. " Merkel cũng chỉ ra sự "bất lực" của Nhật Bản - mặc dù là một quốc gia công nghiệp công nghệ tiên tiến - phải đối mặt với thảm họa hạt nhân.

Năng lượng ở Thái Lan

Năng lượng ở Thái Lan đề cập đến năng lượng và sản xuất điện, tiêu dùng, nhập khẩu và xuất khẩu ở Thái Lan. Theo Bộ Năng lượng Thái Lan, tiêu thụ năng lượng chính của đất nước là 75,2 triệu Mtoe (tương đương triệu tấn dầu) trong năm 2013, tăng 2,6% so với năm trước. Theo British Petroleum, mức tiêu thụ năng lượng là 115,6 triệu Mtoe vào năm 2013.

Phản ứng hạt nhân

Phản ứng hạt nhân là một quá trình vật lý, trong đấy xảy ra tương tác mạnh của hạt nhân do tương tác với một hạt nhân khác hoặc với một nucleon, photon.. khi hạt nhân bay vào vùng tương tác của hạt nhân kia với năng lượng đủ lớn sẽ làm phân bố lại động lượng, moment động lượng, spin, chẵn lẻ... Nếu năng lượng không đủ lớn sẽ chỉ làm lệch hướng của hai hạt nhân, quá trình đó gọi là tán xạ hạt nhân. Chính nhờ các phản ứng hạt nhân mà con người ngày càng hiểu biết sâu sắc hơn về cấu trúc vi mô của thế giới vật chất muôn hình muôn vẻ.

Quá trình hai hạt tương tác với nhau tạo thành hai hạt nhân con được mô tả dưới dạng phương trình phản ứng hạt nhân như sau:

a + A → B + b

Về nguyên tắc một phản ứng liên quan đến nhiều hơn hai hạt va chạm nhưng vì xác suất xảy ra của sự kiện đó là rất thấp nên thông thường chỉ xét đến sự tương tác của hai hạt nhân với nhau.

Rosatom

Tập đoàn Năng lượng hạt nhân Nhà nước Rosatom (Rosatom) (tiếng Nga: Росатом), là một Tập đoàn Nhà nước ở Nga, một tổ chức độc lập của tổ hợp hạt nhân Nga. Nó có trụ sở ở Moskva.

Thảm họa Chernobyl

Thảm hoạ Chernobyl là một vụ tại nạn hạt nhân xảy ra vào ngày 26 tháng 4 năm 1986 khi nhà máy điện hạt nhân Chernobyl ở Pripyat, Ukraina (khi ấy còn là một phần của Liên bang Xô viết) bị nổ. Đây được coi là vụ tai nạn hạt nhân trầm trọng nhất trong lịch sử năng lượng hạt nhân. Do không có tường chắn, đám mây bụi phóng xạ tung lên từ nhà máy lan rộng ra nhiều vùng phía tây Liên bang Xô viết, Đông và Tây Âu, Scandinavie, Anh quốc, và đông Hoa Kỳ. Nhiều vùng rộng lớn thuộc Ukraina, Belarus và Nga bị ô nhiễm nghiêm trọng, dẫn tới việc phải sơ tán và tái định cư cho hơn 336.000 người. Khoảng 60% đám mây phóng xạ đã rơi xuống Belarus. Theo bản báo cáo năm 2006 của TORCH, một nửa lượng phóng xạ đã rơi xuống bên ngoài lãnh thổ ba nước cộng hoà Xô viết Thảm hoạ này phát ra lượng phóng xạ lớn gấp bốn trăm lần so với quả bom nguyên tử được ném xuống Hiroshima.

Vụ tai nạn làm dấy lên những lo ngại về sự an toàn trong ngành công nghiệp năng lượng hạt nhân Xô viết, làm đình trệ sự phát triển của ngành này trong nhiều năm, đồng thời buộc chính phủ Xô viết phải công bố một số thông tin. Các quốc gia: Nga, Ukraina, Belarus, ngày nay là các quốc gia độc lập, đã phải chịu chi phí cho nhiều chiến dịch khử độc và chăm sóc sức khoẻ cho những người bị ảnh hưởng từ vụ Chernobyl. Rất khó để kiểm kê chính xác số người đã thiệt mạng trong tai nạn này, bởi vì sự che đậy thông tin thời Xô viết gây khó khăn cho việc truy ra những nạn nhân. Danh sách này không đầy đủ, và chính quyền Xô viết sau đó đã cấm các bác sĩ được ghi chữ "phóng xạ" trong giấy chứng tử . Tuy nhiên, đa số những căn bệnh nguy hiểm về lâu dài có thể dự đoán trước như ung thư, trên thực tế vẫn chưa xảy ra, và sẽ rất khó để gắn nó có nguyên nhân trực tiếp với vụ tai nạn. Những ước tính và những con số đưa ra khác nhau rất xa. Một bản báo cáo năm 2005 do Hội nghị Chernobyl, dưới quyền lãnh đạo của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) và Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), đưa ra cho rằng có 56 người chết ngay lập tức; 47 công nhân và 9 trẻ em vì ung thư tuyến giáp, và ước tính rằng có khoảng 9.000 người, trong số gần 6.6 triệu, cuối cùng sẽ chết vì một loại bệnh ung thư nào đó. Riêng tổ chức Hoà bình xanh ước tính tổng số người chết là 93.000, nhưng đã ghi trong bản báo cáo của họ rằng "Những con số được đưa ra gần đây nhất cho thấy rằng chỉ riêng ở Belarus, Nga và Ukraina vụ tai nạn có thể đã dẫn tới cái chết thêm của khoảng 200.000 người trong giai đoạn từ 1990 đến 2004."

Tàu ngầm Proyekta 667BDR Kalmar

Tàu ngầm Proyekta 667BDR Kalmar (tiếng Nga: Проекта 667БДР Кальмар) là loại tàu ngầm hạt nhân mang tên lửa đạn đạo do Liên Xô chế tạo. Với hệ thống phóng tên lửa D-9R có thể mang 16 tên lửa đạn đạo R-29R. NATO gọi loại tàu ngầm này là lớp Delta III.

Tàu ngầm lớp Delta

Các tàu ngầm lớp Delta là cách gọi của NATO cho một nhóm các tàu ngầm hạt nhân mang tên lửa đạn đạo được hình thành như là xương sống của các hạm đội tàu ngầm chiến lược của Liên Xô và Nga kể từ khi được giới thiệu vào năm 1973. Gồm các lớp Delta I, II, III và IV. Các tàu này mang các tên lửa đạn đạo hạt nhân nhóm R-29 Vysota, như R-29 (NATO đặt tên: SS-N-8 'Sawfly'), R-29D (NATO đặt tên: SS-N-8 'Sawfly'), R-29R (NATO đặt: SS-N-18 'Stingray') và R-29RM (NATO đặt tên: SS-N-23 'Skiff'). Lớp Delta I có thể mang 12 tên lửa, Delta II mở rộng có thể mang 16 tên lửa; Delta III và IV mang theo 16 tên lửa với nhiều đầu đạn và các thiết bị điện tử cải tiến và cải thiện tiếng ồn.

USS Thresher (SSN-593)

Tàu ngầm USS Thresher (SSN-593) là một tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân của Hải quân Mỹ. Năm 1963, khi thử nghiệm lặn sâu ở phía đông nam của vùng Cape Cod, Massachusetts, nó bị sự cố kỹ thuật và chìm sâu xuống lòng đáy biển, gây ra cái chết của toàn bộ thủy thủ đoàn gồm 129 người.

Urani

Urani hay uranium là nguyên tố hóa học kim loại màu trắng thuộc nhóm Actini, có số nguyên tử là 92 trong bảng tuần hoàn, được ký hiệu là U. Trong một thời gian dài, urani là nguyên tố cuối cùng của bảng tuần hoàn. Các đồng vị phóng xạ của urani có số neutron từ 144 đến 146 nhưng phổ biến nhất là các đồng vị urani-238, urani-235 và urani-239. Tất cả đồng vị của urani đều không bền và có tính phóng xạ yếu. Urani có khối lượng nguyên tử nặng thứ 2 trong các nguyên tố tự nhiên, xếp sau plutoni-244. Mật độ của urani lớn hơn mật độ của chì khoảng 70%, nhưng không đặc bằng vàng hay wolfram. Urani có mặt trong tự nhiên với nồng độ thấp khoảng vài ppm trong đất, đá và nước, và được sản xuất thương mại từ các khoáng sản chứa urani như uraninit.

Trong tự nhiên, urani được tìm thấy ở dạng urani 238 (99,284%), urani 235 (0,711%), và một lượng rất nhỏ urani 234 (0,0058%). Urani phân rã rất chậm phát ra hạt anpha. Chu kỳ bán rã của urani 238 là khoảng 4,47 tỉ năm và của urani 235 là 704 triệu năm, do đó nó được sử dụng để xác định tuổi của Trái Đất.

Hiện tại, các ứng dụng của urani chỉ dựa trên các tính chất hạt nhân của nó. Urani-235 là đồng vị duy nhất có khả năng phân hạch một cách tự nhiên. Urani 238 có thể phân hạch bằng neutron nhanh, và là vật liệu làm giàu, có nghĩa là nó có thể được chuyển đổi thành plutoni-239, một sản phẩm có thể phân hạch được trong lò phản ứng hạt nhân. Đồng vị có thể phân hạch khác là urani-233 có thể được tạo ra từ thori tự nhiên và cũng là vật liệu quan trọng trong công nghệ hạt nhân. Trong khi urani-238 có khả năng phân hạch tự phát thấp hoặc thậm chí bao gồm cả sự phân hạch bởi neutron nhanh, thì urani 235 và đồng vị urani-233 có tiết diện hiệu dụng phân hạch cao hơn nhiều so với các neutron chậm. Khi nồng độ đủ, các đồng vị này duy trì một chuỗi phản ứng hạt nhân ổn định. Quá trình này tạo ra nhiệt trong các lò phản ứng hạt nhân và tạo ra vật liệu phân hạch dùng làm các vũ khí hạt nhân. Urani nghèo (U-238) được dùng trong các đầu đạn đâm xuyên và vỏ xe bọc thép. Trong lĩnh vực dân dụng, urani chủ yếu được dùng làm nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân. Ngoài ra, urani còn được dùng làm chất nhuộm màu có sắc đỏ-cam đến vàng chanh cho thủy tinh urani. Nó cũng được dùng làm thuốc nhuộm màu và sắc bóng trong phim ảnh.

Martin Heinrich Klaproth được công nhận là người đã phát hiện ra urani trong khoáng vật pitchblend năm 1789. Ông đã đặt tên nguyên tố mới theo tên hành tinh Uranus (Sao Thiên Vương). Trong khi đó, Eugène-Melchior Péligot là người đầu tiên tách kim loại này và các tính chất phóng xạ của nó đã được Antoine Becquerel phát hiện năm 1896. Nghiên cứu của Enrico Fermi và các tác giả khác bắt đầu thực hiện năm 1934 đã đưa urani vào ứng dụng trong công nghiệp năng lượng hạt nhân và trong quả bom nguyên tử mang tên Little Boy, quả bom này là vũ khí hạt nhân đầu tiên được sử dụng trong chiến tranh. Từ cuộc chạy đua vũ trang trong thời chiến tranh lạnh giữa Hoa Kỳ và Liên Xô đã cho ra hàng chục ngàn vũ khí hạt nhân sử dụng urani được làm giàu và plutoni có nguồn gốc từ urani. Việc an toàn của các vũ khí này và các vật liệu phân hạch của chúng sau sự tan rã của Liên Xô năm 1991 là một mối quan tâm đối với sức khỏe và an toàn của cộng đồng.

Vật lý hạt nhân

Vật lý hạt nhân là một nhánh của vật lý đi sâu nghiên cứu về hạt nhân của nguyên tử (gọi tắt là hạt nhân). Các ứng dụng phổ biến nhất được biết đến của vật lý hạt nhân là sự tạo năng lượng hạt nhân và công nghệ vũ khí hạt nhân, nhưng các nghiên cứu đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm trong y học hạt nhân, hình ảnh cộng hưởng điện từ, cấy ion trong kỹ thuật vật liệu, bức xạ cacbon xác định tuổi trong địa chất học và khảo cổ học. Vật lý hạt nhân gồm 3 phần: mô tả các hạt cơ bản (prôtôn và nơtrôn) và các tương tác giữa chúng, phân loại và trình bày các tính chất của hạt nhân, và cung cấp các kỹ thuật

tân tiến mà nó mang lại.

Vật lý học

Vật lý học (tiếng Anh: Physics, từ tiếng Hy Lạp cổ: φύσις có nghĩa là kiến thức về tự nhiên) là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực. Vật lý học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ.Vật lý là một trong những ngành hàn lâm sớm nhất, và có lẽ là sớm nhất khi tính chung với thiên văn học. Trong hai thiên niên kỷ vừa qua, vật lý là một phần của triết học tự nhiên cùng với hóa học, vài nhánh cụ thể của toán học và sinh học, nhưng trong cuộc Cách mạng khoa học bắt đầu từ thế kỷ XVII, các môn khoa học tự nhiên nổi lên như các ngành nghiên cứu riêng độc lập với nhau. Vật lý học giao nhau với nhiều lĩnh vực nghiên cứu liên môn ngành khác nhau, như vật lý sinh học và hóa học lượng tử, giới hạn của vật lý cũng không rõ ràng. Các phát hiện mới trong vật lý thường giải thích những cơ chế cơ bản của các môn khoa học khác đồng thời mở ra những hướng nghiên cứu mới trong các lĩnh vực như toán học hoặc triết học.

Vật lý học cũng có những đóng góp quan trọng qua sự tiến bộ các công nghệ mới đạt được do những phát kiến lý thuyết trong vật lý. Ví dụ, sự tiến bộ trong hiểu biết về điện từ học hoặc vật lý hạt nhân đã trực tiếp dẫn đến sự phát minh và phát triển những sản phẩm mới, thay đổi đáng kể bộ mặt xã hội ngày nay, như ti vi, máy vi tính, laser, internet, các thiết bị gia dụng, hay là vũ khí hạt nhân; những tiến bộ trong nhiệt động lực học dẫn tới sự phát triển cách mạng công nghiệp; và sự phát triển của ngành cơ học thúc đẩy sự phát triển phép tính vi tích phân.

Vật lý nguyên tử

Vật lý nguyên tử (tiếng Anh: atomic physics) là lĩnh vực vật lý học nghiên cứu các nguyên tử như một hệ cô lập của các electron và một hạt nhân nguyên tử. Nó chủ yếu quan tâm đến cấu hình electron xung quan nhân

và các quá trình làm những cấu hình này thay đổi. Điều nay bao gồm các ion

cũng như các nguyên tử trung hòa và, trừ khi có quy định khác, giả định rằng từ nguyên tử bao gồm các ion.

Thuật ngữ vật lý nguyên tử thường được gắn liền với năng lượng hạt nhân và vũ khí hạt nhân,

bởi vì các từ atomic và nuclear là các từ đồng nghĩa trong tiếng Anh chuẩn. Tuy nhiên, các nhà vật lý phân biệt giữa vật lý nguyên tử - trong đó nghiên cứu các nguyên tử như là một hệ thống bao gồm một hạt nhân và electron - và vật lý hạt nhân, vốn chỉ nghiên cứu riêng hạt nhân nguyên tử.

Công nghệ hạt nhân
Khoa học
Nguyên liệu
Năng lượng
Lò phản ứngphân hạch
bằng
kiểm soát
Y học
Vũ khí
Chất thải
Khí quyển Trái Đất
Sự sống
Năng lượng
Đất
Khoáng vật
Nước
Liên quan

Ngôn ngữ khác

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.