BÀI TẬP LỚN QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN ĐỀ TÀI NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG HỌC PHẦN: Đề tài: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN GVHD: Ths Nguyễn Thị Xuân Hạnh SVTH: Nhóm 5 Phạm Ngọc Thư Nguyễn Thị Thanh Nguyễn Thị Cẩm Tiên Nguyễn Thị Thủy Tiên Lê Thanh Tùng 1220510136 1220510147 1220510157 1220501059 1220510161 Thủ Dầu Một, ngày 15 tháng 03 năm 2015 MỤC LỤC  Năng lượng hạt nhân CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Ngày lượng hóa thạch ngày cạn kiệt dần cần phải có nguồn lượng để thay Dạng lượng thay cho nhiên liệu hoá thạch lượng mặt trời lượng từ sức gió Các dạng lượng cần phải phát triển, khai thác để sử dụng Tuy nhiên giá thành cao cần diện tích lớn nên dạng lượng cung cấp 10% tổng số lượng cần thiết.Chính vậy, lượng mà nhân loại sử dụng lâu dài thời gian tới phải dựa vào lượng nguyên tử Mặc khác lượng nguyên tử có số ưu điểm so với nguồn lượng khác là: Nhóm – D12MT02 Page Năng lượng hạt nhân Đặc trưng thứ lượng nguyên tử nguồn lượng sạch, không phát thải CO2, SOx, NOx gây nhiễm khơng khí Hơn nữa, Uranium phát điện với lượng nhỏ so với dầu nên có ưu điểm dễ vận chuyển bảo quản Ví dụ, để vận hành nhà máy điện công suất 1000 MW vịng năm phải cần tới triệu dầu, nhiên liệu Uranium cần vài chục Trong nhà máy điện nguyên tử, nạp nhiên liệu vào lò phản ứng liên tục phát điện vịng năm mà khơng cần phải thay nhiên liệu Lượng chất thải phóng xạ phát sinh nhà máy điện nguyên tử so với lượng chất thải cơng nghiệp thơng thường, quản lý cách chặt chẽ, cất giữ bảo quản an toàn Nhà máy điện nguyên tử lựa chọn phương án thiết kế an tồn tối ưu Nó thiết kế để cho dù có phát sinh tai nạn không gây thiệt hại, tổn thất cho tất cư dân sống xung quanh Có thể nói nửa nhà máy điện ngun tử thiết bị an tồn Do đó, chi phí cao cho thiết bị đương nhiên Hơn nữa, trình xây dựng, người ta tiến hành kiểm tra gắt gao công đoạn để đảm bảo an toàn nên thời gian xây dựng dài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN 2.1 Lịch sử hình thành nguồn gốc phát sinh lượng hạt nhân 2.1.1 Lịch sử hình thành(http://doc.edu.vn/tai-lieu/tieu-luan-nang-luong-hat-nhanban-hay-thu-8386/) Lịch sử lượng hạt nhân khởi đầu với việc xây dựng mơ hình ngun tử năm 1912, nhà vật lý Ernest Rutherford (1871 – 1937) người Anh, sau phát nguyên tử với nhà vật lý Niels Bohr (1885 – 1962) người Đan Mạch đề xuất mơ hình ngun tử Ngun tử gồm hạt nhân tích điện dương bao quanh electron Năm 1913, Rutherford phát Nhóm – D12MT02 Page Năng lượng hạt nhân proton Năm 1932, nhà vật lý James Chadwick (1891 – 1974) người Anh phát nơ tron Năm 1939, nhà vật lý Frederic Joliot-Curie (1900 – 1958) người Pháp với trợ lý Lew Kowaski Hans Von Halban chứng minh tượng phân rã hạt nhân ( phân hạch) urani kéo theo tỏa nhiệt lớn việc phát phản ứng dây chuyền sau cho phép khai thác lượng hạt nhân Trong thời gian đại chiến giới lần thứ II (1939 – 1945), nghiên cứu tượng phân hạch tiếp tục tiến hành Mỹ, với tham gia nhà khoa học từ Châu Âu di cư sang Kế hoạch Mahattan phát động với mục đích chế tạo vũ khí hạt nhân mà hệ vụ nổ hạt nhân ( bom nguyên tử) hai thành phố Hiroshima Nagasaki ( Nhật Bản) vào tháng năm 1945 Ngay sau chiến tranh, nghiên cứu lượng phân hạch tiếp tục tiến hành để sử dụng vào mục đích dân Ở Pháp, Ủy hội lượng nguyên tử pháp ( Commissariat l’Énergie Atomique CEA) thành lập vào năm 1945 Nhiệm vụ quan nghiên cứu giúp nước Pháp làm chủ nguyên tử lĩnh vực nghiên cứu, y tế, lượng, cơng nghiệp, an ninh quốc phịng 2.1.2 Nguồn gốc phát sinh(http://tailieu.vn/doc/nguon-goc-cua-nang-luong-hatnhan-1244242.html ) - Về lượng hạt nhân lấy từ việc chia tách hạt nhân nguyên tử lị phản ứng hạt nhân Có phương pháp để lấy loại lượng này: phân hạch hạt nhân, tổng hợp hạt nhân phân rã phóng xạ Tuy nhiên, , có phương pháp phân hạch hạt nhân sử dụng cách rộng rãi toàn giới Phân hạch hạt nhân gọi phản ứng phân rã nguyên tử Trong phân rã nguyên tử, hạt nhân nguyên tử bị chia làm hai nhiều hạt nhỏ số phần thừa (neutron, photon ) Quá trình tỏa lượng lượng đáng kể - nguồn lượng hạt nhân Hiện phản ứng hạt nhân sử dụng rộng rãi chuyển hóa từ đồng vị Uranium 235 lên Uranium 236 phân tách thành Kr 92 Ba 141 Quá trình tạo lượng lượng vơ lớn lượng hạt nhân 2.2 Tình hình khai thác Nhóm – D12MT02 Page Năng lượng hạt nhân 2.2.1 Trên giới (http://www.ipsi.org.vn/TinTucChiTiet.aspx?nId=756&nCate=2) Tại Nga: Công nghệ hạt nhân ngành cơng nghiệp hàng đầu Nga, có ứng dụng quan trọng lĩnh vực đời sống, kinh tế, công nghiệp lượng, khám phá vũ trụ, hàng không, y tế, nông nghiệp, sản xuất vật liệu… Liên bang Nga có kế hoạch cung cấp 45-50% điện hạt nhân cho nhu cầu sử dụng đất nước vào năm 2050 tăng lên 70-80% vào cuối kỷ Theo đó, Chính phủ nước Nga chủ trương tăng thêm chi phí đẩy mạnh chương trình phát triển cơng nghệ hạt nhân Tập đồn lượng hạt nhân quốc gia ROSATOM đầu tư hàng năm khoảng 23 tỷ RUB (trên 737 triệu USD) cho nghiên cứu phát triển, tổng số 60 tỷ RUB (hay 1,9 tỷ USD) ngân sách quốc gia hàng năm cho chương trình nghiên cứu phát triển hạt nhân Số tiền dự kiến cho nghiên cứu phát triển hàng năm tăng gấp đôi vào năm 2020 đạt tới 42 tỷ RUB (hay 1.3 tỷ USD), gấp khoảng 10 lần số tiền đầu tư vào năm 2007, thời điểm mà nước Nga bắt đầu củng cố hoạt động hạt nhân tập đồn ROSATOM Ngồi ra, chương trình mang tính chiến lược quốc gia Nga đưa vào thập kỷ tới, năm 2020 vai trị cơng nghệ lị phản ứng nhanh sở hạ tầng chu trình nhiên liệu liên quan, đưa vào sử dụng vào năm 2030 ROSATOM xác nhận kế hoạch lắp đặt lò phản ứng nhanh thử nghiệm BREST300 làm mát chì Tổ hợp Hố học Xibêri SCC (Siberian Chemical Combine) Seversk, thuộc vùng Tomsk Việc xây dựng lò phản ứng 300 MWe bắt đầu vào năm 2016, phát điện vào năm 2020 Đây nguyên mẫu loạt phiên lò phản ứng cơng suất 1200 MWe tồn quốc Tổ hợp SCC sở hữu nhà máy làm giàu uranium với cơng suất cao, có khả xử lý uranium thu hồi từ trình tái chế nhà máy sử dụng nhiên liệu MOX Đồng thời, nhà máy chuyển đổi uranium xây dựng lên kế hoạch vận hành sau năm 2016 nhằm đáp ứng nhu cầu Nga Chiến lược dài hạn ROSATOM đến năm 2050 liên quan đến việc chuyển hướng sang hệ nhà máy điện hạt nhân an tồn cao với sử dụng lị phản ứng nhanh, chu trình nhiên liệu khép kín nhiên liệu MOX Nhóm – D12MT02 Page Năng lượng hạt nhân Chương trình mục tiêu liên bang quốc gia dự kiến cung cấp 45-50% lượng hạt nhân cho nhu cầu sử dụng đất nước vào năm 2050 tăng lên 70-80% vào cuối kỷ Tại Ấn Độ Nhà máy điện hạt nhân Kudankulam Ấn Độ xây dựng, với công nghệ Nga Hiện thời, giai đoạn hoàn thiện tiếp tục lò phản ứng hạt nhân chuẩn bị vào hoạt động, khơng lâu sau đến lị phản ứng thứ hai Dự kiến hai lò phản ứng Kudankulam sản xuất tổng cộng 2.000 megawatt (MW) điện đáp ứng nhu cầu lượng tăng để phát triển kinh tế Nhà máy Kudankulam bước khởi đầu chương trình phát triển điện hạt nhân Ấn Độ, dự kiến từ đến năm 2032, Delhi tăng cường công suất điện hạt nhân từ 4.400MW đến xấp xỉ 63.000 MW Ngoài ra, vào năm 2050, Ấn Độ có tham vọng thỏa mãn 1/4 nhu cầu lượng nước với điện hạt nhân Hiện nay, khoảng 20 lò phản ứng đáp ứng chừng 4% điện Ấn Độ, Delhi cịn có kế hoạch tăng gấp đôi công suất vào năm tới 2.2.2 Ở Việt Nam Hiện Việt Nam giai đoạn chuẩn bị xây dựng hai dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận Ninh Thuận Chúng ta gặp khó khăn việc thiếu nguồn nhân lực tất cấp độ (nhà quản lý, nhà khoa học, kỹ sư) không lĩnh vực vật lý hạt nhân học lò phản ứng mà lĩnh vực cơng trình xây dựng Vì vậy, song song với chương trình đào tạo nhân lực Chính phủ, việc mở hội trao đổi hợp tác quan Việt Nam với đội ngũ trí thức người Việt làm việc quan, Cty lớn giới lĩnh vực lượng hạt nhân đóng góp thiết thực cho việc phát triển lượng hạt nhân Việt Nam Từng bước xây dựng phát triển ngành công nghiệp điện hạt nhân Việt Nam bảo đảm quản lý an toàn khai thác hiệu nhà máy điện hạt nhân, bước tăng dần tỷ lệ tham gia ngành công nghiệp nước vào việc thực dự án xây dựng nhà máy điện hạt nhân, tiến đến tự chủ thiết kế, chế tạo, xây dựng, lắp đặt, vận hành bảo dưỡng nhà máy điện hạt nhân Việc chuẩn bị cho phát triển ĐHN Việt Nam dự kiến từ năm thập kỷ 90, nhiên điều kiện kinh tế trị chưa thuận lợi nên tạm dừng nghiên cứu tổng quan Nhóm – D12MT02 Page Năng lượng hạt nhân Cuối tháng 4/2008, Viện Năng lượng Bộ Cơng thương Tập đồn điện lực Việt Nam giao nhiệm vụ lập báo cáo đầu tư xây dựng nhà máy ĐHN Phước Dinh Vĩnh Hải - tỉnh Ninh Thuận Hai địa điểm nêu qua giai đoạn nghiên cứu tiền khả thi với kết điều kiện địa chất, địa chấn kiến tạo tốt, mật độ dân cư thấp, khu đất rộng Ngày 25/11/2009, chủ trương đầu tư Dự án Điện hạt nhân Ninh Thuận Quốc hội khóa XII thơng qua kỳ họp thứ Theo dự kiến, nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận khởi công tháng 12/2014, vận hành thương mại tổ máy số vào năm 2020, tổ máy số vào năm 2021 Dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận khởi công vào tháng 5/2015, vận hành tổ máy số 1/2021 tổ máy số 2/2022 2.3 Khả ứng dụng tiềm phát triển (http://vietq.vn/nhung-ungdung-dien-hinh-cua-nang-luong-hat-nhan-d32662.html) - Ứng Dụng Trong Y Tế Các nguồn xạ Co-60 hoạt độ cao dùng xạ trị sử dụng số bệnh viện nước từ năm 1960 Năm 1971, Khoa Y học hạt nhân hình thành với số thiết bị đo chuẩn đốn bệnh đơn giản Từ tháng 3/1984, Lị phản ứng hạt nhân Đà Lạt đưa vào hoạt động, cho phép sản xuất chất đồng vị dược chất phóng xạ số lượng Khoa Y học hạt nhân tăng nhanh đến nay, nước 30 khoa hình thành, nhiều thiết bị đại trang bị máy hình Gamma Camera, máy chụp cắt lát CT Trung bình hàng tháng khoảng 100 bệnh nhân khoa có quy mơ nhỏ gần 1.000 bệnh nhân với khoa có quy mơ lớn chẩn đốn điều trị bệnh Các loại đồng vị sản xuất Lị phản ứng hạt nhân áp P-32 để điều trị bệnh da; dung dịch I-131 dạng tiêm uống để chẩn đoán điều trị bệnh tuyến giáp; Tc-99m dược chất dạng kit in-vivo đánh dấu với Tc-99m để hình tìm khối u bất thường não, chẩn đoán chức bệnh lý quan nội tạng thể thận, gan, phổi, hệ tiêu hóa Các kit in-vitro miễn dịch học phóng xạ T3, T4 sản xuất sử Nhóm – D12MT02 Page Năng lượng hạt nhân dụng số bệnh viện Hàng năm, khoảng 150Ci chất phóng xạ loại sản xuất Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, cung cấp cho ngành Y tế - Ứng Dụng Trong Công Nghiệp Sử dụng nguồn phóng xạ thiết bị hạt nhân để xây dựng hệ đo tự động hóa dây chuyền sản xuất nhà máy đo mức bể đựng phối liệu nhà máy xi măng nhà máy giấy; xác định mức hộp bia nước giải khát; xác định độ ẩm mật độ giấy nhà máy giấy; hệ đo phóng xạ giếng khoan cơng nghiệp dầu khí Ưu điểm phương pháp hạt nhân không làm ảnh hưởng đến trình làm việc hệ công nghệ, cho phép đo điều kiện nhiệt độ, áp suất cao với dung dịch hóa chất độc hại Kỹ thuật đồng vị xạ đánh dấu sử dụng phổ biến, chẳng hạn, việc tối ưu hóa quy trình thời gian pha trộn phế liệu dây chuyền nhà máy Trong lĩnh vực khai thác dầu khí, kỹ thuật đánh dấu phóng xạ sử dụng để xác định mặt cắt nước bơm ép giếng bơm ép, tượng ngập lụt giếng khai thác mỏ dầu Bạch Hổ Kỹ thuật kiểm tra không phá hủy mẫu hướng đặc thù, chẳng hạn sử dụng phương pháp xạ truyền qua để chụp kiểm tra chất lượng mối hàn đường ống kim loại, kiểm tra đánh giá tình trạng bên tháp cơng nghiệp với đường kính đến 4m chiều cao đến 30m, kiểm tra chất lượng cọc nhồi cơng trình xây dựng; sử dụng phương pháp xạ tán xạ ngược để xác định chất lượng cơng trình đường giao thơng - Ứng Dụng Kỹ Thuật Hạt Nhân Trong Nông Nghiệp Nghiên cứu sử dụng xạ Gamma kết hợp với tác nhân khác để cải tạo giống trồng, sử dụng đồng vị đánh dấu để nghiên cứu trình sinh học vấn đề dinh dưỡng cây, ngành Hạt nhân kết hợp với ngành khác thực từ nhiều năm qua Các nghiên cứu chiếu xạ số giống (ngô, khoai, lúa, số lồi hoa, dâu tằm, ) liều kích thích đột biến để tạo giống có suất cao thích hợp với điều kiện mơi trường khắc nghiệt, Nhóm – D12MT02 Page Năng lượng hạt nhân nghiên cứu quy trình nhân giống vơ tính in-vitro, ni cấy tế bào số lồi hoa, đặc sản rừng quý tiến hành Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân công nghệ nuôi trồng nấm thành có ý nghĩa thực tế Từ kết nghiên cứu, cho phép tuyển chọn, nuôi trồng chuyển giao công nghệ trồng loại nấm quý linh chi, bào ngư, cho nông dân nhằm tận thu nguồn phụ phế liệu xơ - sợi nơng nghiệp Ngồi ra, sử dụng kỹ thuật hạt nhân để xử lý rác thải nông nghiệp rơm rạ, bã mía để làm thức ăn cho động vật chất cho phân bón vi sinh áp dụng vào thực tế - Tiềm Năng Phát Triển Ở Châu Á Theo báo cáo tổ chức Năng Lượng Nguyên Tử Thế Giới( IAEA) đưa ra, với 18 32 lò phản ứng hạt nhân xây dựng nhiều lò dự kiến xây dựng nước Châu Á, khu vực Châu Á đầu việc quan tâm sử dụng điện hạt nhân Báo cáo rằng: “ lượng, điện lượng hạt nhân cho giai đoạn từ đến năm 3030” quốc gia Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc Ấn Độ coi trọng nước trở thành tâm điểm việc mở rộng lượng hạt nhân tồn giới Tình hình phát triển lượng hạt nhân số nước: - Trung Quốc Ấn Độ nước bùng nổ kinh tế, bùng nổ dân số tăng nhanh nhu cầu lượng Họ hiển nhiên cần phát triển toàn nguồn lượng mức Tới nay, sản lượng điện hạt nhân chiếm phần nhỏ, 2% Trung Quốc, 3% Ấn Độ Song Trung Quốc có kế hoạch tăng lần tỉ trọng vào năm 2020 Ấn Độ lần đến năm 2022 - Pakistan có kế hoạch xây dựng lò phản ứng hạt nhân bổ sung vào số lượng nhà máy có Indonesia có kế hoạch xây dựng lị phản ứng hạt nhân với công suất 1.000 MW trung tâm Java quan lượng Thái Lan tuyên bố xây dựng hai nhà máy điện nguyên tử vào Nhóm – D12MT02 Page Năng lượng hạt nhân năm 2015 Tại Malaysia, nghiên cứu sách lượng toàn diện bao gồm việc sử dụng luong85 nguyên tử sẻ hoàn thành vào năm 2010 In-đônê-xi-a đưa kế hoạch xây dựng nhà máy điện hạt nhân trị giá 1,6 tỷ USD vào năm 2010 khu vực núi Mu-ri-a thủ tướng Singapore đưa quan điểm tích cực lượng hạt nhân không cấm xây dựng nhà máy hạt nhân số địa điểm nước Những dự đoán IAEA ước tính, tăng trưởng điện hạt nhân tới năm 2030 toàn cầu mức 25% đến 93% Với lượng cao nhất, tốc độ tăng trưởng trung bình vào khoảng 2,5%/năm - Ở Việt nam Việc chuẩn bị cho phát triển điện hạt nhân Việt Nam dự kiến từ năm thập kỷ 90 kỷ trước Tuy nhiên, điều kiện kinh tế trị chưa thuận lợi nên tạm dừng nghiên cứu tổng quan Công việc chuẩn bị triển khai mạnh mẽ kể từ sau 2002, Thủ tướng Chính phủ có ý kiến đạo lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi xây dựng NMĐHN Việt Nam Viện Năng lượng (Tập đoàn Điện lực Việt Nam) chủ trì phối hợp số quan liên quan khác hồn thành trình Thủ tướng vào tháng 8/2005 Cuối tháng 4/2008, Viện Năng lượng Bộ Cơng Thương Tập đồn Điện lực Việt Nam tiếp tục giao nhiệm vụ lập Báo cáo đầu tư xây dựng NMĐHN địa điểm Phước Dinh Vĩnh Hải (Ninh Thuận), địa điểm dự kiến xây dựng tổ máy, tổ máy có công suất 1.000MW với tiến độ dự kiến: tổ máy vào vận hành năm 2020 Viện Năng lượng đồng thời tiến hành lập báo cáo quy hoạch địa điểm chi tiết Phước Dinh Vĩnh Hải để sớm trình Bộ Công Thương phê duyệt địa điểm, nhằm chuẩn bị điều kiện thuận lợi cần thiết để xây dựng nhà máy Ngồi ra, để đáp ứng việc phát triển nhiều tổ máy điện hạt nhân tương lai, việc tiến hành tìm kiếm thêm địa điểm khác cần thiết, công việc qui hoạch địa điểm tiềm Viện Năng lượng nghiên cứu sớm có kế hoạch triển khai 2.4 Ưu nhược điểm (http://www.3ce.vn/vi/ho-tro/dien-dien-tu/3541-uu-diemva-nhuoc-diem-cua-nang-luong-hat-nhan.html) Nhóm – D12MT02 Page 10 Năng lượng hạt nhân Ưu điểm lượng hạt nhân - Tạo số lượng lớn lượng Phản ứng hạt nhân giải phóng nhiều triệu lần lượng so với thủy điện lượng gió Vì vậy, lượng điện lớn tạo Hiện nay, có khoảng 10-15% sản lượng điện giới tạo lượng hạt nhân Với kg uranium-235 sản xuất lượng lượng điện tương đương 1.500 than - Nguồn lượng xanh Ưu điểm lớn nguồn lượng khơng tạo khí thải nhà kính (như carbon dioxide, methane, ozone, chlorofluorocarbon) phản ứng hạt nhân Khí thải nhà kính mối đe dọa lớn cho mơi trường sống, chúng gây nóng lên tồn cầu biến đổi khí hậu Phản ứng hạt nhân khơng tạo khí thải, nên có ảnh hưởng đến môi trường - Không làm ô nhiễm khơng khí Việc đốt nhiên liệu than đá tạo carbon dioxide khói Đó mối đe dọa môi trường đời sống người Sản xuất lượng hạt nhân không thải khói Vì thế, khơng gây nhiễm khơng khí trực tiếp Tuy nhiên, xử lý chất thải phóng xạ vấn đề lớn - Nhiên liệu độc lập Lò phản ứng hạt nhân sử dụng uranium làm nhiên liệu Phản ứng phân hạch lượng nhỏ uranium tạo lượng lớn Hiện nay, nguồn dự trữ uranium tìm thấy Trái đất dự kiến đáp ứng nhu cầu 100 năm Sử dụng lượng làm cho nhiều quốc gia độc lập lượng không phụ thuộc vào việc khai thác nhiên liệu than đá Nếu khơng có lỗi người hay tai nạn thiên tai, lò phản ứng hạt nhân hoạt động hiệu thời gian dài Thêm vào đó, sau xây dựng, việc vận hành nhà máy địi hỏi lao động Nhược điểm lượng hạt nhân - Bức xạ Nhóm – D12MT02 Page 11 Năng lượng hạt nhân Sự giải phóng ngẫu nhiên xạ có hại hạn chế lớn lượng hạt nhân Quá trình phân hạch giải phóng xạ, chúng kiểm sốt lị phản ứng hạt nhân Nếu biện pháp an tồn khơng đảm bảo, xạ tiếp xúc với mơi trường dẫn đến ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái người - Không thể tái tạo Mặc dù chúng tạo lượng lớn lượng, lò phản ứng hạt nhân phụ thuộc vào uranium Đây nhiên liệu bị cạn kiệt Sự cạn kiệt lại gây vấn đề nghiêm trọng Các lò phản ứng phải ngừng hoạt động, chúng chiếm diện tích lớn đất đai làm nhiễm mơi trường - Phát triển vũ khí hạt nhân Năng lượng sử dụng cho sản xuất phổ biến vũ khí hạt nhân Vũ khí hạt nhân sử dụng phản ứng phân hạch, nhiệt hạch, kết hợp hai phản ứng cho mục đích phá hủy Đó mối đe dọa lớn giới chúng gây tàn phá quy mơ lớn Tác động chúng ảnh hưởng tới nhiều hệ (ví dụ, vụ đánh bom nguyên tử Hiroshima Nagasaki, Nhật Bản) - Chi phí xây dựng khổng lồ Tuy lượng lớn lượng sản xuất từ nhà máy điện hạt nhân, địi hỏi chi phí đầu tư lớn Cần đến khoảng 10-15 năm để xây dựng xong nhà máy điện hạt nhên Việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân khơng khả thi - Chất thải hạt nhân Các chất thải tạo sau phản ứng phân hạch chứa ngun tố khơng ổn định phóng xạ cao Nó nguy hiểm môi trường sức khỏe người tồn khoảng thời gian dài Nó cần xử lý cẩn thận phải cách biệt với mơi trường sống Độ phóng xạ nguyên tố giảm thời gian, sau phân hủy Do đó, người ta phải tích trữ xử lý cách cẩn thận Việc tích trữ ngun tố phóng xạ thời gian dài khó khăn - Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Nhóm – D12MT02 Page 12 Năng lượng hạt nhân Cho đến này, có hai vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân thảm khốc xảy ra: thảm họa Chernobyl xảy nhà máy điện hạt nhân Chernobyl (1986) Ukraine, thảm họa hạt nhân Fukushima Daiichi (2011) Nhật Bản Sau cố, lượng lớn xạ bị phát tán vào môi trường, dẫn đến thiệt hại người, thiên nhiên đất đai Người ta phủ nhận khả lặp lại thảm họa tương lai - Vận chuyển nhiên liệu chất thải Việc vận chuyển nhiên liệu uranium chất thải phóng xạ khó khăn Uranium phát số xạ, đó, cần phải xử lý cẩn thận Chất thải q trình sản xuất hạt nhân cịn nguy hiểm cần bảo vệ tốt Tất phương tiện vận chuyển chúng đảm bảo 2.1.2 Nguồn gốc phát sinh 2.2 Tình hình khai thác 2.2.1 Trên giới (http://www.ipsi.org.vn/TinTucChiTiet.aspx?nId=756&nCate=2) 2.2.2 Ở Việt Nam 2.3 Khả ứng dụng tiềm phát triển (http://vietq.vn/nhung-ungdung-dien-hinh-cua-nang-luong-hat-nhan-d32662.html) 2.4 Ưu nhược điểm (http://www.3ce.vn/vi/ho-tro/dien-dien-tu/3541-uu-diemva-nhuoc-diem-cua-nang-luong-hat-nhan.html) CHƯƠNG 3: SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Nhóm – D12MT02 Page 13 Năng lượng hạt nhân 3.1 Nhà máy điện hạt nhân gì? Nhà máy điện nguyên tử hay nhà máy điện hạt nhân nhà máy tạo điện quy mô công nghiệp, sử dụng lượng thu từ phản ứng hạt nhân tức chuyển tải nhiệt thu từ phản ứng phân hủy hạt nhân thành điện Trong lò phản ứng nguyên tử phân hủy hạt nhân với nguyên liệu ban đầu đồng vị uran 235 sản phẩm thu sau phản ứng thường neutron lượng nhiệt lớn Nhiệt lượng này, theo hệ thống làm mát khép kín (để tránh tia phóng xà rị rỉ ngồi) qua máy trao đổi nhiệt, đun sơi nước, tạo nước áp suất cao làm quay turbien nước, quay máy phát điện, sinh điện 3.2 Quy trình xây dựng nhà máy điện hạt nhân http://vietq.vn/xay-nha-may-dien-hat-nhan -nhung-quy-dinh-ngat-ngheod40342.html 3.3 Cấu tạo nhà máy điện hạt nhân Nhóm – D12MT02 Page 14 Năng lượng hạt nhân Hình 3.1: Sơ đồ hoạt động lò nước điều áp (Nguồn: https://www.e-education.psu.edu/engr312/node/121) Nhà máy điện hạt nhân bao gồm phần chính: Trung tâm lò phản ứng hạt nhân (Reactor Vessel), nơi xảy phản ứng phân hạch Máy phát điện chạy nước, nơi nhiệt sinh từ phân hạch hạt nhân dùng để tạo Turbine, dùng nước làm quay để chạy máy phát điện Bộ phận ngưng tụ (Condenser), làm lạnh nước, chuyển trở lại thành pha lỏng Mơ tả Animated Sơ đồ lị nước điều áp Biểu đồ minh họa trình lị phản ứng nước áp lực Mơ tả đưa từ trái sang phải: Cơ cấu Containment: Cấu trúc ngăn chứa tàu Reactor Đường màu đỏ (đại diện cho chất lỏng nóng) lên qua Tàu Reactor, ngang qua điều khiển bên lị phản ứng tàu; đường màu đỏ sau chuyển phía bên phải tàu lị phản ứng thông qua đường ống tạo áp đường màu đỏ tiếp tục qua đường ống mà vào phát điện nước từ bên trái, phía bên trái máy phát điện nước Vẫn bên đường ống này, đường màu đỏ chuyển từ phải sang trái qua bánh xe quay nhập lại lò phản ứng tàu từ phía Máy phát điện nước bên phải tàu lò phản ứng tạo áp nằm cấu trúc ngăn chặn Nước vào phát điện nước từ đường ống phía máy phát điện nước trở thành nước lên qua Steam Generator qua đường ống có chứa đường màu đỏ Bên cấu Containment: qua đường ống khỏi top Steam Generator phía bên phải kết cấu ngăn chặn Hơi nước vào Turbine từ đường ống phía Các tua bin Nhóm – D12MT02 Page 15 Năng lượng hạt nhân quay Một trục từ bên phải tua bin phát điện vào từ bên trái biến Generator Hai đường rời khỏi phía bên phải máy phát điện hiển thị để tạo điện qua dây chuyền quyền hạn tồn thành phố truyền Hơi phía bên phải Turbine thông qua đường ống vào bình ngưng nơi nước qua đường ống (trong nhập bình ngưng từ bên phải chứa nước) nước biến thành nước bình ngưng Các nước rời Condenser thơng qua đường ống bên trái, từ phải sang trái qua bánh xe quay lại vào phát điện nước từ phía chu kỳ tiếp tục 3.4 Nguyên lý hoạt động * Nguyên lý phát điện -Vòng truyền nhiệt sơ cấp: Chất dẫn nhiệt bơm vào vùng phản ứng, nhận lượng sinh từ phản ứng dây truyền Chất tải nhiệt vòng sơ cấp, giữ trạng thái lỏng áp suất cao, mang nhiệt từ lò hạt nhân tới thiết bị sinh hơi, diễn trao đổi nhiệt với vòng thứ cấp -Vòng truyền nhiệt thứ cấp: Chất dẫn nhiệt bơm vào vùng trao đổi nhiệt với vòng truyền nhiệt thứ nhất, nhận nhiệt đem đến phận tạo nước làm quay turbin 3.5 Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1, Việt Nam * Vì lại chọn Ninh Thuận làm đị điểm tiến hành xây dựng NMĐHN?? Ninh Thuận đánh giá đề xuất : - Có địa hình thuận lợi nhất_ Gần biển xây dựng cảng, vận chuyển nguyên vật liệu, nước cung cấp xây dựng nhà máy nước làm mát lị - Ngồi ra, tỉnh phía Nam có nhu cầu tiêu thụ điện lớn thiếu nhà máy sản xuất điện - Ngồi Bắc, sau hồn thành cơng trình Thuỷ điện Sơn La đảm bảo đáp ứng tốt nhu cầu tiêu thụ điện khu vực phía Bắc Nhóm – D12MT02 Page 16 Năng lượng hạt nhân Do vậy, xây dựng Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận thuận lợi cho việc cung cấp điện phía Nam giảm thiểu tiêu hao điện (Dự kiến nhà máy vào hoạt động, điện hạt nhân chiếm tỷ trọng khoảng 6-10% sản lượng điện nước) Sự khởi đầu quan trọng thành cơng giúp tự tin hơn, với trục trặc gặp cố làm khó khăn nhiều khả phát triển tương lai ngành (http://review.siu.edu.vn/khoa-hoc-cong-nghe/dien-hat-nhan-o-vietnam/246/357) Ngày 25/11/2009, chủ trương đầu tư Dự án Điện hạt nhân Ninh Thuận Quốc hội khóa XII thông qua kỳ họp thứ Theo dự kiến, nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận khởi công tháng 12/2014, vận hành thương mại tổ máy số vào năm 2020, tổ máy số vào năm 2021 Dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận khởi công vào tháng 5/2015, vận hành tổ máy số 1/2021 tổ máy số 2/2022 Hình 3.2: Vị trí xây dựng nhà máy điện hạt nhân Nhóm – D12MT02 Page 17 Năng lượng hạt nhân (Nguồn: http://www.diencongnghiep.com/tin-tuc/48-du-an-dien-hat-nhan-cankhao-sat-bo-sung-ve-dia-chat.html) * Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận - Nằm ven biển xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận - Tổng diện tích kỹ thuật toàn nhà máy: 161 - Khu vực cách ly an tồn: 379 - Diện tích mặt nước biển: 310 - Các tổ máy vận hành thương mại vào năm 2020 2021 - Công suất nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận khoảng 2.000 MW Hình 3.3 Lễ khởi công xây dựng nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận (Nguồn: http://www.nguoiduatin.vn/chinh-thuc-khoi-cong-xay-dung-nha-maydien-hat-nhan-ninh-thuan-1-a166426.html) Nhóm – D12MT02 Page 18 Năng lượng hạt nhân * Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2: - Nằm ven biển xã Vĩnh Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận - Tổng diện tích kỹ thuật toàn nhà máy: 155 - Khu vực cách ly an toàn: 401 - Các tổ máy dự kiến vận hành thương mại vào năm 2021 2022 - Công suất nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận khoảng 2.000 MW CHƯƠNG 4: CHẤT THẢI HẠT NHÂN VÀ NHỮNG TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG 1.Tác động việc khai thác mỏ uran Trong dây chuyền sản xuất nhiên liệu hạt nhân, hai khâu khai thác chế biến quặng urani có tác động xấu người môi trường Quặng urani chủ yếu khai thác cách cổ điển mỏ lộ thiên mỏ ngầm Nếu mỏ lộ thiên, cần bóc lớp đất đá phủ tương đối mỏng để lấy quặng, mỏ ngầm phải đào hầm lị sâu qua lớp đá khơng quặng, có tới hai ba kilơmet lịng đất Hàng triệu lít nước nhiễm bơm từ mỏ vào sơng rạch, khiến lớp trầm tích ngày chứa nhiều chất phóng xạ Tuy việc thơng khí mỏ giảm phần tai hại cho sức khỏe cơng nhân, bụi phóng xạ khí rađon thổi lại làm tăng nguy mắc bệnh ung thư phổi cho người dân sống gần Đá thải hay có độ phóng xạ cao loại đá bình thường mối đe dọa mơi trường khu dân cư lân cận khí rađon Nhóm – D12MT02 Page 19 Năng lượng hạt nhân Trong trình thủy luyện, người ta tách urani khỏi quặng dung dịch thường axit sunfuric có dung dịch bazơ Ngồi urani ra, chất lỏng dung dịch cịn hồ tan nhiều kim loại nặng asen nên phải lọc lấy urani lần Thành phẩm khâu chế biến “bánh vàng" (yellow cake) tức oxit urani U3O8 xen lẫn tạp chất Nguy lớn khâu bụi phóng xạ Bên cạnh đó, hàng chục triệu phế liệu nhiễm chất phóng xạ gây tác động nặng nề Giữa bối cảnh môi trường sinh thái nước ta suy thoái nặng nề, tác động đáng kể vào tự nhiên đòi hỏi cân nhắc cẩn thận biện pháp phịng chống nhiễm chặt chẽ Huống chi việc khai thác quặng urani lại thải lượng phế liệu phóng xạ độc hại to lớn Nếu không xử lý kỹ lưỡng, mối đe doạ nhiều mặt kéo dài hàng ngàn hàng vạn năm Nguy ô nhiễm phóng xạ từ bãi thải quặng tuyển urani Nhóm – D12MT02 Page 20 Năng lượng hạt nhân 2.Chất thải hạt nhân vấn đề khiến nhiều người lo lắng Bài toán giải nào? Chất thải phóng xạ vấn đề chưa có hướng giải triệt để Sau ba năm sử dụng, nhiên liệu cháy coi chất thải hoạt độ cao Tại nhiều nước chất bó nhiên liệu lưu giữ nhà máy (thời hạn đến 50 năm) vận chuyển đến địa điểm lưu trữ lâu dài Tuy nhiên, chưa nước có địa điểm ổn định lưu giữ chất phóng xạ cao thời gian dài (1.000 - 100.000 năm), mà mức độ mơ mơ hình (Pháp) Nhưng nghiên cứu xử lý quản lý chất thải hoạt độ cao nhiều nước giới quan tâm đầu tư nghiên cứu Hy vọng, với tiến khoa học kỹ thuật cơng nghệ, sớm có giải pháp tối ưu cho vấn đề thời gian tới “Một sai lầm nhỏ dẫn đến hậu lớn” Khi phát triển nhà máy điện hạt nhân, phải phụ thuộc vào cơng nghệ nuớc ngồi Tính an tồn cơng trình bảo đảm nào? Lựa chọn công nghệ phù hợp với đặc thù Việt Nam thách thức lớn cho người có trách nhiệm đặt móng cho ngành cơng nghiệp ngun tử Tuy nhiên vận hành bảo dưỡng nhà máy an toàn thời gian dài từ 40 – 60 năm nỗi quan tâm lo lắng Một sai lầm nhỏ dẫn đến hậu thiệt hại to lớn Không giống nhà máy điện khác, vấn đề an toàn bao gồm vấn đề bảo vệ nhà máy chống lại mối đe doạ phá hoại từ bên (đe doạ gây thảm hoạ phóng xạ), bảo vệ nguyên liệu hạt nhân Những tai nạn khủng khiếp 3.1 Thảm họa nguyên tử Chernobyl xảy vào ngày 26/4/1986 lò số thuộc nhà máy điện hạt nhân Chernobyl Pripyat, Ukraine phát nổ Nhóm – D12MT02 Page 21 Năng lượng hạt nhân Gây cháy lớn làm bay phóng xạ ngồi, vài giây sau khởi động Nhiều vùng rộng lớn thuộc Ukraine, Belarus Nga bị ô nhiễm nghiêm trọng, dẫn tới việc phải sơ tán tái định cư cho 336.000 người Khoảng 60% đám mây phóng xạ rơi xuống Belarus Lượng xạ từ vụ nổ lớn gấp 400 lần so với bom nguyên tử Mỹ thả xuống Hiroshima Nhật Bản Thế chiến II Tại thời điểm nhà máy số phát nổ, 203 người phải vào viện Trong số 31 người thiệt mạng, đa phần nhiễm phóng xạ cấp tính Chính quyền Liên Xơ phải khẩn cấp sơ tán 49.000 người sống Pripyat Hiện trường vụ nổ lò phản ứng số nhà máy Chernobyl (Ayrshire) 3.2 Một ngày cuối tháng 4-1986, lò số Nhà máy điện hạt nhân Tchernobyl có cơng suất 6.000 Megawatt, nằm gần thành phố Pripyat, Ukraina bị tai nạn khủng khiếp Tai nạn xếp cấp 7, cấp thang cao theo quy định INES (International Nuclear Event Scale); sức nổ mạnh, phát tán phóng xạ nhiều vùng nước Nga, nước Bắc Âu, sang tận miền nam nước Pháp Nhóm – D12MT02 Page 22 Năng lượng hạt nhân Nguyên nhân gây tai nạn thiết kế thiếu bảo đảm lỗi công nhân vận hành Sau khoảng gần 5.000 cát, đất sét, chì máy bay trực thăng đổ xuống để làm giảm chất phóng xạ, người ta dùng thép bê tơng để che lấp nhà máy Lúc đầu, sợ dân chúng hoang mang giới trách móc nên số xác thiệt hại người khơng cơng bố Nhưng đến có vài ngàn trẻ em bị mổ tuyến giáp trạng, mắc bệnh bạch huyết, ung thư dị tật bẩm sinh; hậu tàn khốc tai nạn Nhà máy điện hạt nhân Tchernobyl sau gần 20 năm âm thầm tiếp diễn Nhà máy điện hạt nhân Tchernobyl sau vụ nổ năm 1986 (Ảnh tư liệu) Nguy từ chất thải phóng xạ Nhóm – D12MT02 Page 23 Năng lượng hạt nhân Sự cố hạt nhân không xảy nhà máy điện hạt nhân vận hành, mà tiềm ẩn nguy vận chuyển nhiên liệu hạt nhân; đặc biệt khâu xử lý chất thải hạt nhân (nhiên liệu qua sử dụng), gây nhiễm mơi trường http://yume.vn/seaduckling/article/nang-luong-hat-nhan-va-nhung-yeu-to-tacdong-den-moi-truong-35C4B099.htm CHƯƠNG 5: CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ Nhóm – D12MT02 Page 24