tiểu luận nghiên cứu khoa học-năng lượng hạt nhân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ  TIỂU LUẬN MÔN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI : GVHD : TS Lê Văn Hồng SVTH : Hà Cẩm Ân Trần Thị Hồng Giang Võ Thị Ngọc Lý Nguyễn Thị Tường Minh TP HỒ CHÍ MINH Tháng năm 2009 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù LỜI GIỚI THIỆU Sức sống văn minh dựa vào q trình khơng tái tạo, gắn liền với việc sản xuất tiêu thụ với nhịp độ ngày cao điện dạng nhiên liệu khác cho phương tiện vận tải đủ loại Trữ lượng khai thác nhiên liệu dầu mỏ, khí tự nhiên, than, dù có lớn đến đâu đảm bảo cho tồn văn minh khơng q 20 - 50 năm nữa, điều kiện khơng có chấn động trị kinh tế Đó chưa nói tới thay đổi khơn lường hoạt động sinh nói chung, thảm họa sinh thái cục thay đổi khí hậu Khơng có cải cách trị kinh tế giải vấn đề đến gần tay ngành lượng hữu hiệu - trái tim kinh tế Cần nghiên cứu triển khai áp dụng nguyên lý phương pháp khai thác lượng mà không can thiệp quy mô lớn vào chu trình sinh Trước tình hình đó, khơng nhà khoa học tìm đến nguồn lượng hạt nhân khẳng định hạt nhân giải pháp hữu hiệu cho vấn đề khủng hoảng lượng Trái Đất, hạt nhân giải pháp bảo vệ mơi trường, cách giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính Ngành lượng hạt nhân phát triển cho phép dành riêng nguồn hữu cho việc thỏa mãn nhu cầu nhân loại lượng hóa học, quần áo, thực phẩm, vật liệu xây dựng, v.v Thêm vào nhiên liệu hạt nhân khơng cháy, biến thành sản phẩm phân hạch, số có nuclêit giá trị cho văn minh kỹ thuật gien - từ kim loại kiềm đến kim loại quý chất khí Sử dụng lượng hạt nhân mở trình tiến hóa, bao gồm cách mạng kỹ thuật dẫn tới sở công nghệ lượng cho kinh tế Hiện nay, lượng hạt nhân ngày xem công nghệ lượng cận tái tạo Trong hệ thống lượng chấp nhận cho việc sử dụng lâu dài quy mô lớn, lượng hạt nhân thực vai trị khơng nguồn lượng hiệu cao, mà cịn có chức kiểm sốt mức phát thải CO2 vào khí mức phóng xạ cần thiết Trang Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù Ngược lại, có ý kiến chống đối lại lên án lò phản ứng nguyên tử nguy tiềm tàng dẫn đến chỗ phá hủy môi trường sống vụ nổ nhà máy điện nguyên tử Chernobyl năm 1986 giọt nước làm tràn ly Mặc dù lượng hạt nhân mang lại hiệu kinh tế cao Chính phủ biết hiểm hoạ có cố xảy Vì vậy, người ủng hộ phản đối sử dụng lượng hạt nhân tiếp tục có tranh luận vấn đề dường khó đạt đồng thuận Những người ủng hộ cho công nghệ lượng hạt nhân không phát tán chất gây nhiễm khơng khí chất thải nhiều so với nhà máy chạy nhiên liệu than, khí, dầu mà hiệu kinh tế lại nhiều Ngược lại, người tham gia chiến dịch chống hạt nhân lợi ích chi phí khơng so với mối lo ngại an toàn liên quan đến chất thải hạt nhân trước mắt lâu dài, ảnh hưởng đến tính mạng người Tóm lại “Năng lượng hạt nhân- Bạn hay thù?” câu hỏi bỏ lững Là vấn đề cực nóng bỏng nay,đã khơng nhà khoa học sinh viên quan tâm Biết điều nhóm chúng tơi định chọn đề tài này: Năng lượng hạt nhân-Bạn hay thù Hy vọng đáp ứng phần nhu cầu bạn sinh viên Trong đề tài nhóm chúng tơi bạn sâu tìm hiểu nguồn lượng với vấn đề lớn:  Những kiến thức lượng hạt nhân  Vì lượng hạt nhân đánh giá nguồn lượng tương lai  Vì mối nguy hiểm với người Hy vọng sau nghiên cứu vấn đề bạn có câu trả lời cho riêng vấn đề cực hot Tên thành viên nhóm: Hà Cẩm Ân Trần Thị Hồng Giang Võ Thị Ngọc Lý Nguyễn Thị Tường Minh Trang Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù MỤC LỤC TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH .1 KHOA VẬT LÝ .1  .1 TIỂU LUẬN MÔN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI : GVHD : TS Lê Văn Hoàng SVTH : Hà Cẩm Ân .1 Trần Thị Hồng Giang Võ Thị Ngọc Lý Nguyễn Thị Tường Minh TP HỒ CHÍ MINH Tháng năm 2009 LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC A ĐẠI CƯƠNG VỀ NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN .6 I Lịch sử lượng hạt nhân: II Kiến thức bản: 1./ Cấu tạo hạt nhân: 2./ Quan hệ lượng khối lượng .8 Phản ứng hạt nhân: a./ Phản ứng nhiệt hạch .10 b./ Phân hạch phản ứng dây chuyền .12 B NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN 13 I Năng lượng hạt nhân: Nguồn lượng tương lai .13 Năng lượng hạt nhân-giải vấn đề mơi trường, kinh tế, tình trạng “khát” lượng 13 1./ Nhà máy điện nguyên tử 15 Trang Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù a./ Khái niệm: .15 b./ Lịch sử phát triển điện hạt nhân(ĐHN) giới trải qua giai đoạn sau: 16 c./ Tình hình phát điện lượng hạt nhân 17 d./ Xu điện hạt nhân giới 18 II Năng lượng hạt nhân-giá phải trả đắt: 23 1./ Vụ nổ lò phản ứng hạt nhân Chernobyl năm 1986: 23 a./ Hậu quả: 23 b./ Hướng khắc phục: 26 Chiến tranh hạt nhân: 27 c./ Vũ khí hạt nhân .27 d./ Hậu quả: 32 C TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN: 35 I Châu Á: 35 II Việt Nam: 37 Cùng với xu hướng phát triển nhà máy điện hạt nhân giới nói chung châu Á nói riêng, việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân Việt Nam trọng để giảm bớt gánh nặng lượng ô nhiễm 37 III QUẢN LÝ CHẤT THẢI: 41 KẾT LUẬN 43 .43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 Trang Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù A ĐẠI CƯƠNG VỀ NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN I Lịch sử lượng hạt nhân: 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 hạt nhân 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 proton Năm 1932, nhà vật lý James Chadwick (1891 1974) người Anh phát nơtron 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 toả 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 Cơ quan nghiên cứu giúp nước Pháp làm chủ Trang Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù nguyên tử lĩnh vực nghiên cứu, y tế, lượng, công nghiệp, an ninh quốc phòng II Kiến thức bản: 1./ Cấu tạo hạt nhân: - Theo giả thiết Ivanenko-Haidenbec đưa năm 1932 hạt nhân nguyên tử cấu tạo hai loại hạt sau:  Proton (ký hiệu p) hạt mang điện dương, trị số tuyệt đối điện tích nguyên tố e electron (1,6.10-19C ), có khối lượng nghỉ mp=1,67252.10-27 kg  Nơ tron (ký hiệu n) hạt không mang điện, có khối lượng nghỉ mn=1,67482.10-27 kg - Hai loại hạt proton notron có tên gọi chung nuclon Số proton hạt nhân số thứ tự Z ngun tử bảng tuần hồn Mendeleep Điện tích hạt nhân +Ze Tổng số nuclon hạt nhân gọi số khối lượng (ký hiệu A ) Như số notron hạt nhân N=A-Z.Người ta thường ký hiệu hạt nhân nguyên tử ZA X Trong nguyên tử, toàn khối lượng tập trung hạt nhân khối lượng electron bé so với khối lượng hạt nhân Có thể coi hạt nhân nguyên tử cầu bán kính R Người ta thấy rằng, R phụ thuộc vào số khối theo công thức: R=1,2.10-15A1/3 (m) - Trong hạt nhân, nuclon tương tác lực hút, gọi lực hạt nhân Lực hạt nhân khơng phài lực tĩnh điện, khơng phụ thuộc vào điện tích nuclon So với lực điện từ lực hấp dẫn, lực hạt nhân có cường độ lớn (còn gọi lực tương tác mạnh) có tác dụng hai nuclon cách khoảng ngắn, nhỏ kích thước hạt nhân Điều có nghĩa là, bán kính tác dụng lực hạt nhân khoảng 10-15 m Muốn tách nuclon khỏi hạt nhân, cần phải tốn lượng để thắng lực hạt nhân Trang Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù 2./ Quan hệ lượng khối lượng - Bằng kỹ thuật xác, người ta đo khối lượng hạt nhân, proton nơtron riêng lẻ Người ta chứng minh khối lượng m hạt nhân nhỏ khối lượng tổng nuclon lượng ∆m =Zmp +(A-Z)mn, ∆ m gọi độ hụt khối cùa hạt nhân - Theo định luật bảo tồn khối lượng, vấn đề khơng thể chấp nhận Vậy khối lượng thiếu hụt đâu? - Thực khối lượng khơng đi, mà tồn dạng lượng Công thức tiếng Albert Einstein (1879 - 1955) E = mc2 cho phép xác định lượng Trong công thức này, E lượng, m khối lượng, c vận tốc ánh sáng chân không (300.000 km/s) - Trong trường hợp thiếu hụt khối lượng nêu trên, lượng tương ứng độ hụt khối nhân với c2 Năng lượng gọi lượng liên kết, có giá trị lượng cần cung cấp cho hạt nhân để tách thành nucleon riêng rẽ Wlk =Vmc - Năng lượng liên kết nucleon (tương ứng với mức thiếu hụt khối lượng nucleon đó) khơng có giá trị tất hạt nhân Năng lượng nhỏ hạt nhân nhẹ (ví dụ như: natri, nhôm), tăng dần lên hạt nhân trung bình vào khoảng 56 (sắt), sau giảm dần Sự biến đổi lượng liên kết chứng tỏ nguyên tử liên kết chặt chẽ nguyên tử trung bình Mức hụt khối lượng chúng nuclon lớn Do đó, tất biến đổi có xu hướng tạo hạt nhân trung bình cho phép giải phóng lượng hạt nhân Những biến đổi gọi phản ứng hạt nhân Trang Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù Phản ứng hạt nhân: - Phản ứng hạt nhân trình vật lý, xảy tương tác mạnh hạt nhân với hạt nhân khác với nuclon khoảng cách nhỏ khoảng fm, qua trình hạt nhân nguyên tử thay đổi trạng thái ban đầu (thành phần, lượng ) tạo hạt nhân hay hạt giải phóng lượng Chính nhờ phản ứng hạt nhân mà người ngày hiểu biết sâu sắc cấu trúc vi mô giới vật chất mn hình mn vẻ Ví dụ: bắn phá hạt nhân nguyên tử liti 6Li hạt hydro 2H nguyên tử heli 4He giải phóng 22,4 MeV Li + 2H → 4He + 22,4 MeV Lượng lượng giải phóng tính theo định luật bảo toàn lượng - khối lượng, phương trình: E = m.c2: mLi = 6,015 u, mHe = 4,0026 u mH = 2,014 u chênh lệch khối lượng Δm = mLi + mH - 2.mHe = 0,0238 u → lượng giải phóng = lượng chênh lệch ΔE = Δm.c2 = 22,4MeV - Có hai loại phản ứng hạt nhân giải phóng lượng: + Tổng hợp hạt nhân nhẹ thành hạt nhân trung bình.Vì tổng hợp hạt nhân xảy nhiêt độ cao nên phản ứng gọi phản ứng nhiệt hạch Từ 30 năm nay, nhiều phịng thí nghiệm giới tiến hành nghiên cứu việc tổng hợp hai hạt nhân nhẹ, ví dụ hạt nhân đơteri triti hai đồng vị nặng hyđro Tuy nhiên nay, chưa ứng dụng việc tổng hợp hạt nhân vào công nghiệp để sản xuất điện 1 H + H → He + 01n Phản ứng tỏa lượng khoảng 18 MeV Trang Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù +Phân hạch hay phá vỡ hạt nhân nặng thành hai hạt nhân trung bình Trên trái đất, phản ứng phân hạch dễ thực phản ứng nhiệt hạch Phản ứng phá vỡ hạt nhân nặng urani 235 plutoni 239 94 n + 235U → 38 Sr + 140 Xe + 01n 92 54 Phản ứng tỏa lượng khoảng 185 MeV Năng lượng phân hạch giải phóng sử dụng lò phản ứng hạt nhân Hiện nay, lò phản ứng hạt nhân sản xuất 1/6 điện tiêu thụ giới, 1/3 điện tiêu thụ Châu Âu 3/4 điện tiêu thụ Pháp a./ Phản ứng nhiệt hạch Phản ứng nhiệt hạch hay tổng hợp nhiệt hạch việc kết hợp hạt nhân nhẹ để tạo nên hạt nhân trung bình (giữa hêli, nguyên tử lượng sắt, nguyên tử lượng 56) Phản ứng kéo theo giải phóng lượng lớn Phản ứng khó thực lực hạt nhân, có tác dụng kéo lại gần liên kết nucleon tác động khoảng cách ngắn, lực điện tạo nên hàng rào đẩy, ngăn khơng cho hạt nhân ngun tử tích điện dương lại gần Muốn vượt qua hàng rào này, hạt nhân phải trạng thái chuyển động hỗn loạn Đó trường hợp chúng bị đưa lên nhiệt độ cao  Tổng hợp tự nhiên: Trong tự nhiên, tổng hợp hạt nhân tồn mơi trường có nhiệt độ cực cao ngơi sao, ví dụ mặt trời Bên mặt trời, nhiệt độ lên tới hàng chục triệu độ cho phép xảy tổng hợp hạt nhân nhẹ hạt nhân Trang 10 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù -Bom khinh khí, cịn gọi bom hydro, bom H hay bom nhiệt hạch Loại bom lấy lượng nhiều từ q trình nhiệt hạch (cịn gọi tổng hợp hạt nhân) Trong loại vũ khí này, xạ nhiệt từ vụ nổ phân rã hạt nhân dùng để nung nóng nén đầu mang tritium, deuterium, lithium, từ xảy phản ứng nhiệt hạch với lượng giải thoát lớn hàng ngàn lần so với bom nguyên tử -Người ta cịn tạo vũ khí tinh vi cho số mục đích đặc biệt Vụ nổ hạt nhân thực nhờ luồng xạ neutron xung quanh vũ khí hạt nhân, có mặt vật liệu phù hợp (như đồng vàng) gia tăng độ nhiễm phóng xạ Người ta thiết kế vũ khí hạt nhân cho phép neutron thoát nhiều nhất; bom gọi bom neutron Về lý thuyết, vũ khí phản vật chất, sử dụng phản ứng vật chất phản vật chất, vũ khí hạt nhân vũ khí với sức cơng phá cao vũ khí hạt nhân (d) Sở hữu, kiểm sốt luật pháp vũ khí hạt nhân Hơn hai ngàn vụ nổ hạt nhân sau việc thử nghiệm hạt nhân, chủ yếu quốc gia sau thực hiện: Hoa Kỳ, Liên Xô, Pháp, Anh, Trung Quốc, Ấn Độ Pakistan Hiện có hiệp ước quốc tế để chống việc phổ biến vũ khí hạt nhân Hiệp ước khơng phổ biến vũ khí hạt nhân, hay biết đến với tên NPT ( viết tắt tên tiếng Anh: Nuclear Non-Proliferation Treaty) Các nước công bố sở hữu vũ khí hạt nhân Hoa Kỳ, Nga, Pháp, Anh, Trung Quốc, Ấn Độ, Pakistan CHDCND Triều Tiên Thêm vào đó, Israel ln cộng đồng quốc tế cho sở hữu bom hạt nhân nước Trang 30 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù chưa thức khẳng định hay phủ định Iran Syria bị Hoa Kỳ cáo buộc có sở hữu vũ khí hạt nhân Có bốn quốc gia sở hữu vũ khí hạt nhân từ bỏ Kazakhstan, Belarus Ukraina sở hữu số lớn đầu đạn hạt nhân cũ từ thời Liên Xô, nhiên ba quốc gia giao nộp lại cho Nga kí vào NPT Nam Phi sản xuất bom hạt nhân vào năm 1980 phá hủy chúng vào đầu thập kỉ 90 kỉ trước tham gia NPT Có năm quốc gia khơng tự sở hữu sản xuất vũ khí hạt nhân chia sẻ Hoa Kỳ, Bỉ, Đức, Italia, Thổ Nhĩ Kỳ Hà Lan Trước đây, Canada Hy Lạp tham gia chương trình Các quốc gia Hoa Kỳ chia vũ khí hạt nhân (quyền sở hữu thuộc Hoa Kỳ) để sử dụng cho huấn luyện tác chiến chiến dịch NATO Cơ quan quốc tế Liên Hiệp Quốc giám sát vấn đề liên quan tới vũ khí hạt nhân Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế  Hiệp ước phi vũ khí hạt nhân Trung Á có hiệu lực Tổng Thư ký Liên hợp quốc Ban Ki-moon hoan nghênh Hiệp ước khu vực phi vũ khí hạt nhân Trung Á thức có hiệu lực từ ngày 21/3 Đây thỏa thuận thuộc dạng có hiệu lực khu vực Bắc bán cầu Trong tuyên bố ngày 20/3, Tổng thư ký Ban Ki-moon lưu ý khu vực phi vũ khí hạt nhân thiết lập Bắc bán cầu bao gồm khu vực trước tồn vũ khí hạt nhân Hiệp ước cấm hoạt động liên quan vũ khí hạt nhân vùng lãnh thổ tương ứng, bao gồm việc tiếp nhận, sở hữu, triển khai, thử nghiệm sử dụng vũ khí hạt nhân Trang 31 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù Được Tổng thống Uzbekistan Islam Karimov đề xuất thức năm 1993, hiệp ước đưa lấy chữ ký từ ngày 8/9/2006 đến quốc gia Trung Á, gồm Kazakhstan, Kyrgyzstan, Tajikistan, Turkmenistan Uzbekistan, phê chuẩn Tổng Thư ký Ban Ki-moon kêu gọi tất nước tham gia hiệp ước giải hết vấn đề tồn đọng nhằm đảm bảo việc thực hiệp ước cách hiệu Các hiệp ước khu vực phi hạt nhân khác gồm hiệp ước thiết lập năm 1967 Mỹ Latinh Caribe, hiệp ước Nam Thái Bình Dương năm 1985, Đông Nam Á năm 1995 châu Phi năm 1996 d./ Hậu quả: Chiến tranh hạt nhân để lại hậu to lớn không cho hệ lúc mà cho hệ sau (a) Ảnh hưởng vụ nổ hạt nhân -Năng lượng từ vụ nổ vũ khí hạt nhân bốn loại sau đây: • Áp lực — 40-60% tổng lượng • Bức xạ nhiệt — 30-50% tổng lượng • Bức xạ ion — 5% tổng lượng • Bức xạ dư Hình B.6 Vụ nổ hạt nhân (bụi phóng xạ) — 5-10% tổng lượng Trang 32 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù - Lượng lượng giải thoát loại phụ thuộc vào thiết kế vũ khí mơi trường mà vụ nổ hạt nhân xảy Bức xạ dư lượng giải thoát sau vụ nổ, loại khác giải - Năng lượng giải thoát vụ nổ bom hạt nhân đo kiloton megaton - tương đương với hàng ngàn hàng triệu thuốc nổ TNT (tri-nitro-toluen) Vũ khí phân hạch có sức cơng phá đo vài ngàn kiloton, vụ nổ bom khinh khí lớn đo 10 megaton Trên thực tế vũ khí hạt nhân tạo sức công phá khác nhau, từ nhỏ kiloton vũ khí hạt nhân cầm tay Davy Crockett Hoa Kỳ 54 megaton Bom Sa hồng (Tsar-Bomba) Liên Xơ ( vào ngày 30/10/1961 ) - Hiệu ứng quan trọng vũ khí hạt nhân áp lực xạ nhiệt có chế phá hủy giống vũ khí quy ước Sự khác biệt vũ khí hạt nhân giải lượng lớn lượng thời điểm Tàn phá chủ yếu bom hạt nhân không liên quan trực tiếp đến trình hạt nhân giải lượng mà liên quan đến sức mạnh vụ nổ - Mức độ tàn phá ba loại lượng khác tùy theo kích thước bom Bức xạ nhiệt suy giảm theo khoảng cách chậm nhất, đó, bom lớn hiệu ứng phá hủy nhiệt mạnh Bức xạ ion bị suy giảm nhanh chóng khơng khí, nên nguy hiểm vũ khí hạt nhân hạng nhẹ Áp lực suy giảm nhanh xạ nhiệt chậm xạ ion (b) • Chiến tranh hạt nhân Vụ ném bom nguyên tử Hiroshima Nagasaki kiện hai bom nguyên tử Quân đội Hoa Kỳ, theo lệnh Tổng thống Harry S Truman, sử dụng Chiến tranh giới lần thứ hai vào ngày gần cuối Đệ nhị chiến Nhật Bản Ngày tháng năm 1945, bom nguyên tử thứ mang tên "Little Boy" thả xuống thành phố Hiroshima, Nhật Bản Trang 33 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù Sau hơm, ngày tháng năm 1945, bom thứ hai mang tên "Fat Man" phát nổ bầu trời thành phố Nagasaki • Quả bom nguyên tử "Little Boy" thả bầu trời trung tâm Hiroshima Quả bom nổ cách mặt đất khoảng 600 m với đương lượng nổ 13 kiloton (vũ khí nguyên tử sử dụng U-235 bị coi khơng có hiệu cao, có 1,38% khối lượng Hình B.7 Hơn nửa kỷ qua, hình ảnh ký ức hãi hùng chiến tranh tàn bạo người chúng phân hạch) Quả bom "Fat Man", mang lõi khoảng 6,4 kg Plutonium 239 thả xuống thung lũng công nghiệp thành phố 43 giây sau, nổ 469 mét cách mặt đất, xưởng thép vũ khí Misubishi xưởng thủy lơi Misubishi-Urakami Vụ nổ có đương lượng 21 kiloton, nhiệt độ cao đạt 3.871°C (7.000° Fahrenheit) sức gió khoảng 1.000 km/giờ (624 mph) • Có nhiều ngun nhân khiến số xác người thiệt mạng không thống Các số liệu khác được thống kê vào thời điểm khác Rất nhiều nạn nhân chết sau nhiều tháng, chí nhiều năm hậu phóng xạ Cũng có áp lực làm số bị phóng đại giảm thiểu lý tun truyền trị Theo ước tính, 140.000 người dân Hiroshima chết vụ nổ hậu Số người thiệt mạng Nagasaki 74.000 Ở hai thành phố, phần lớn người chết thường dân Phải chăng, việc Mỹ ném bom nguyên tử xuống Nhật Bản tàn sát lúc hàng trăm nghìn người nhằm mục đích đe dọa nhân dân giới “sức mạnh nguyên tử” Mỹ, mở đầu thời kỳ chạy đua vũ trang, vũ khí nguyên tử Mỹ nước đế quốc, đe dọa sống nhân loại hành tinh? Trang 34 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù C TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN: I 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 Bản báo cáo rằng: "Năng lượng, điện lượng hạt nhân cho giai đoạn từ tới năm 2030" 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 Bình luận nghiên cứu báo cáo trên, nhà phân tích lượng hạt nhân IAEA, Alan McDonald cho rằng, yếu tố nhu cầu lượng tăng cao, an ninh lượng quan ngại mơi trường suy thối mở đường cho phát triển lượng hạt nhân châu Á Alan McDonald cho biết: "Trung Quốc Ấn Độ nước bùng nổ kinh tế, bùng nổ dân số tăng nhanh nhu cầu lượng Họ hiển nhiên cần phát triển tồn 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", "Tại Nhật Bản Hàn Quốc, vấn đề bùng nổ dân số mà thiếu thốn tài nguyên dầu lửa khí đốt vậy, lượng hạt nhân trở nên vô hấp dẫn xét đến lý an ninh lượng Đặc biệt với Nhật Trang 35 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù Bản, yêu cầu giảm lượng phát thải khí gây hiệu ứng lý quan trọng để lựa chọn lượng hạt nhân" Một số nước châu Á khác có kế hoạch mở rộng cơng suất điện hạt nhân xây dựng nhà máy thể thực điều Pakistan có kế hoạch xây dựng lị phản ứng hạt nhân bổ xung vào số lượng nhà máy có Indonesia có kế hoạch xây dựng lị phản ứng hạt nhân với tổng cơng suất 1.000MW trung tâm Java Cơ quan Năng lượng Thái Lan tuyên bố xây dựng hai nhà máy điện nguyên tử vào năm 2015 Tại Malaysia, nghiên cứu sách lượng tồn diện bao gồm việc sử dụng lượng nguyên tử hồn thành vào năm 2010 In-đơ-nê-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, cách thủ đô Gia-các-ta 440 km Thủ tướng Xin-ga-po Lý Hiển Long gần đưa quan điểm tích cực lượng hạt nhân không cấm xây dựng nhà máy điện hạt nhân số địa điểm nước Các số liệu thống kê cho thấy, lượng hạt nhân nguồn lượng hiệu nhất, hẳn nhiên liệu hóa thạch Hơn nữa, lượng hạt nhân phát thải lượng khí nhà kính khơng đáng kể Nhìn chung, châu Á khu vực phải nhập lượng nên lợi có độc lập lượng Các nước vùng lãnh thổ Hàn Quốc, Đài Loan Nhật Bản xây dựng ngành cơng nghiệp lượng hạt nhân có diện Cơng ty Invensys Tại Hội nghị Thượng đỉnh Đông Á diễn năm 2007, nhà lãnh đạo Hiệp hội quốc gia Đơng Nam Á (ASEAN), Ơ-xtrây-li-a, Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc Niu Di-lân cam kết phối hợp nâng cao hiệu suất lượng sử dụng nguồn lượng trí hợp tác an toàn hạt nhân Tuy nhiên, theo số nhà môi trường, lượng hạt nhân lượng khơng tái tạo, Urani tài ngun có hạn Ngồi ra, khơng Trang 36 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù phải tất nước có cơng nghệ sản xuất lượng hạt nhân với chi phí thấp nên khơng khả thi mặt kinh tế Một số nhà khoa học cho rằng, chi phí sản xuất lượng hạt nhân cao so với sản xuất lượng từ khí gas Kinh nghiệm cho thấy, lựa chọn lượng hạt nhân lựa chọn an toàn sử dụng quy trình thích hợp Những dự đốn IAEA ước tính, tăng trưởng điện hạt nhân tới năm 2030 toàn cầu mức từ 25% đến 93% Với tăng trưởng cao nhất, tốc độ tăng trưởng trung bình vào khoảng 2,5%/năm "Chúng tơi khơng có phục hưng việc xây dựng nhà máy song tin quan tâm đến lượng hạt nhân trở lại", McDonald nói Tính đến cuối năm 2006, có 435 lò phản ứng hạt nhân hoạt động đặt 30 Quốc gia cung cấp khoảng 15% tổng điện toàn giới II Việt Nam: Cùng với xu hướng phát triển nhà máy điện hạt nhân giới nói chung châu Á nói riêng, việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân Việt Nam trọng để giảm bớt gánh nặng lượng ô nhiễm Việt Nam đất nước có nguồn tài nguyên lượng phong phú khơng dồi Với tốc độ Hình C.1 Nhà máy điện hạt nhân có quy mơ gồm tổ máy, cơng suất 2X1000 MW, có khả mở rộng lên tổ máy (4X1000MW); địa điểm dự kiến xây dựng Phước Dinh, tỉnh Ninh Thuận phát triển kinh tế cao, nhu cầu điện tăng nhanh, trung bình hoảng 13% (dự báo năm tiếp theo) việc tính tốn cân nguồn lượng sơ cấp cho việc phát điện 10 - 20 năm tới tốn khó giải, khơng có phát với trữ lượng lớn, tính kinh tế cao than, dầu khí đốt nước ta Do đó, Chính phủ xem xét việc Trang 37 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù Xây dựng nhà máy điện nguyên tử Việt Nam Thực chất định mang tính chiến lược, cần xem xét, cân nhắc kỹ phát triển điện nguyên tử đồng nghĩa với việc đưa nước ta từ nước không hạt nhân thành nước hạt nhân chủ trương Đảng Nhà nước Việt Nam sử dụng lượng nguyên tử cho mục đích hịa bình Phát triển điện ngun tử có nhiều mặt lợi cịn nhiều vấn đề khó khăn Điện nguyên tử phát triển góp phần đáp ứng nhu cầu điện đất nước, vấn đề giải không đơn giản ngành điện Việt Nam tương lai Điện nguyên tử góp phần đa dạng nguồn cung cấp điện năng, góp phần đảm bảo an ninh lượng, bảo vệ mơi trường hoạt động bình thường nhà máy khơng tạo khí nhiễm Phát triển điện ngun tử cịn có nghĩa nâng cao tiềm lực khoa học, công nghệ công nghiệp Việt Nam Tuy nhiên khó khăn khơng phần quan trọng: vấn đề tài chính; vấn đề đảm bảo an toàn cho hoạt động nhà máy; vấn đề giao công nghệ; vấn đề nhân lực cho ngành, cho dự án; vấn đề pháp quy hạt nhân v.v Chính việc định phát triển điện nguyên chất thải phóng xạ (nhất nhiên liệu cháy) mà chưa nước dám khẳng định giải tốt; vấn đề khả khoa học, kỹ thuật, cơng nghiệp ta cịn thấp khó khăn tiếp nhận chuyển tử xem xét cân nhắc vô kỹ lưỡng  Một số quan điểm sách phát triển điện nguyên tử Việt Nam tóm tắt sau: - Điện nguyên tử thành phần sách đa dạng hóa nguồn sách phát triển khoa học công nghệ đảm bảo phát triển lượng bền vững an ninh lượng - Điện nguyên tử phải xem xét lựa chọn bình đẳng với dạng lượng khác phải cạnh tranh với dạng lượng khác giá, môi trường - Phát triển điện nguyên tử phải đảm bảo điều kiện an tồn có phương án tốt xử lý chất thải phóng xạ Trang 38 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù - Phải có chấp nhận công chúng, xã hội - Dự án điện nguyên tử đòi hỏi thời gian chuẩn bị dài từ 13-15 năm kể từ định, nhà nước cần có chủ trương sớm Các quan điểm nêu sách lượng quốc gia, thời điểm chưa có đình xa hơn, cụ thể sách nêu Từ năm 1996 đến 2001, Chính phủ Việt Nam cho thực số đề tài khoa học xung quanh dự án nhà máy điện nguyên tử: nghiên cứu khả đưa điện nguyên tử vào Việt Nam, cần thiết điện nguyên tử, quy hoạch lượng (Tổng Sơ đồ Phát triển điện), nghiên cứu cơng nghệ điện ngun tử, phóng xạ v.v Các đề tài nêu chủ yếu Bộ Khoa học Công nghệ Bộ Công nghiệp thực mà đơn vị chủ trì thực Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam Viện Năng lượng Dự án nghiên cứu tiền khả thi xây dựng nhà máy điện nguyên tử Việt Nam Chính phủ cho phép triển khai thực từ tháng 12/2001 Tháng 11/2003 Viện Năng lượng hoàn thành Báo cáo Việc tiếp thu ý kiến đóng góp cho báo cáo thành viên Tổ Chỉ đạo dự án điện nguyên tử thực đầu năm 2004 Tháng 8/2004, Viện Năng lượng hoàn chỉnh báo cáo trình Bộ Cơng nghiệp Bộ tiến hành thẩm định dự án, hiệu chỉnh trình Chính phủ Việt Nam Chính phủ xem xét trình Quốc hội Việc dự án Quốc hội phê chuẩn sở pháp lý cho hoạt động triển khai thực Giai đoạn nghiên cứu khả thi, thiết kế kỹ thuật, lập hồ sơ mời thầu, lựa chọn đối tác v.v Trong trường hợp thực chương trình hạt nhân, số lượng nhà máy điện nguyên tử xây dựng tùy thuộc vào nhu cầu điện năng, khả tiếp thu chuyển giao công nghệ cân nhắc kinh tế tài tương lai Trong trường hợp dự án điện nguyên tử Chính phủ phê duyệt Quốc hội phê chuẩn sớm, số mốc thời gian quan trọng sau ghi nhận: Trang 39 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù - Năm 2007: trình Quốc hội xem xét phê duyệt Luật Nguyên tử Cơ - Năm 2012 - 2013: Bắt đầu khởi công xây dựng nhà máy điện nguyên tử - Năm 2017 - 2018: Vận hành tổ máy điện nguyên tử Việt Nam Một vài kết báo cáo nghiên cứu tiền khả thi: - Địa điểm xây dựng nhà máy lựa chọn xã Phước Dinh (Ninh Phước) xã Vĩnh Hải (Ninh Hải) tỉnh Ninh Thuận - Nhiều khả Việt Nam tiếp nhận công nghệ lò nước áp lực PWR, mà chiếm 60% số lò vận hành giới Nhà máy có tổ máy cơng suất khoảng x 1000 MW Tổng mức đầu tư khoảng 3652 triệu USD, với giá thành quy dẫn điện 3,72 US cent/kWh Địa điểm xây dựng bãi thải phóng xạ tiếp tục khảo sát khu vực tỉnh Ninh Thuận khu vực xung quanh Thời điểm chưa có định thức chương trình điện ngun tử Chính phủ Bộ Công nghiệp tiếp thu ý kiến nhà khoa học ngành khác nhau, công chúng Việt Nam nói chung địa phương khu vực dự định xây dựng nhà máy nói riêng Chỉ sở có đánh giá đắn cân lượng; khả khoa học công nghệ lực cơng nghiệp nước; tài chính, tính kinh tế; có hợp tác, ủng hộ nước chấp thuận công chúng Chính phủ định dự án xây dựng nhà máy điện nguyên tử Việt Nam Sự lựa chọn đắn góp phần tích cực phát triển kinh tế đất nước nâng cao đời sống nhân dân Theo Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam, từ năm 2001 - 2006, IAEA hợp tác hỗ trợ kỹ thuật giúp Việt Nam thực 24 dự án ứng dụng phát triển lượng quốc gia, với tổng kinh phí 2,55 triệu USD; đồng thời cung cấp trang thiết bị phục vụ dự án trị giá 1,52 triệu USD Trang 40 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù Giai đoạn 2007-2008, IAEA xem xét, chấp thuận giúp Việt Nam triển khai tiếp sáu dự án thuộc lĩnh vực: ứng dụng công nghiệp, kỹ thuật phân tích hạt nhân; quản lý chất thải phóng xạ; tăng cường tiềm lực quan pháp quy hạt nhân, ứng dụng y tế phát triển nguồn nhân lực hạt nhân Tổng kinh phí thực sáu dự án dự kiến khoảng 1,445 triệu USD III QUẢN LÝ CHẤT THẢI: Thế giới co xu hướng sử dụng ngày nhiều lượng hạt nhân.Do đó,việc quản lý, xử lý chất thải phóng xạ nhiên liệu sử dụng lò phản ứng hạt nhân ''vấn đề cấp bách'' IAEA đưa thời hạn sử dụng công nghệ hạt nhân vấn đề kéo dài thời hạn hoạt động nhà máy điện hạt nhân Tại hội nghị Hình C.2 Thùng chứa chất thải IAEA Viên vào tháng 6/2003, lần hạt nhân làm từ gốm zi-ri-con phủ nước cho cần phải kéo dài nhốt phóng xạ sau 1.400 thời gian lưu giữ nhiên năm liệu sử dụng nhà máy điện hạt nhân 100 năm IAEA cho biết việc kéo dài thời gian lưu giữ là, do: ''trở ngại chương trình xử lý, thiếu biện pháp lưu giữ, điều chưa dám liệu xử lý nhiên liệu sử dụng nhà máy điện hạt nhân có giống xử lý chất thải tài nguyên thông thường hay không, thiếu ủng hộ công chúng thiếu tâm trị việc lựa chọn vị trí xây dựng nơi lưu giữ'' Các điểm lưu giữ chất thải hạt nhân núi Yucca, Hoa Kỳ, Olkiluoto, Phần Lan Thụy Điển nơi lưu giữ nhiên liệu hạt nhân sử dụng chất thải phóng xạ mức cao Năm 2003, ủy ban châu Âu thông qua nhiều đề nghị mang tính pháp lý gồm hướng dẫn quy định quản lý chất thải phóng xạ an tồn hạt nhân toàn châu Âu Tuy nhiên, tháng 11/2003, Hội đồng Bộ trưởng EU thức hỗn việc nghiên cứu thêm vấn đề năm 2004 Trang 41 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù Ở Liên Bang Nga, luật quản lý chất thải phóng xạ an tồn hạt nhân thơng qua, tạo điều kiện thuận lợi cho hợp tác Nga với nước khác lưu giữ nhiên liệu sử dụng Luật Nga cho phép họ nhập nhiên liệu hạt nhân sử dụng từ nước khác để lưu giữ Đáng ý năm 2003, sở lưu giữ chất thải hạt nhân HABOG Hà Lan, có tuổi thọ vận hành 100 năm, khánh thành Sự tham gia người dân địa phương, việc xây dựng sở có vai trị quan trọng Việc đưa vào vận hành thiết bị xử lý bề mặt French Morvilliers để xử lý chất thải phóng xạ có hoạt tính thấp phát triển đáng ý Vấn đề ''quan tâm'' hội nghị đánh giá đầu tiên, gồm Bên ký kết Cơng ước chung An tồn quản lý nhiên liệu hạt nhân sử dụng An tồn quản lý chất thải phóng xạ tổ chức Viên tháng 11/2003 có số nước xây dựng chiến lược lâu dài quản lý nhiên liệu hạt nhân sử dụng chất thải phóng xạ Hiện số quốc gia tham gia Cơng ước An tồn quản lý nhiên liệu hạt nhân sử dụng An toàn quản lý chất thải phóng xạ cịn ít, vào cuối năm 2003 có 33% nước tham gia Trang 42 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù KẾT LUẬN Đứng trước tình hình khủng hoảng lượng nay, lượng hạt nhân thật thể ưu điểm Cung cấp nguồn lượng thay nguồn lượng dần khan hiếm, đáp ứng nhu cầu tăng lượng, thân thiện với môi trường…Chúng ta thấy lượng hạt nhân thật nguồn lượng tương lai Nhưng lượng hạt nhân - “một người bạn” mang lại nguy hiểm ta để vượt khỏi tầm kiểm sốt, dùng mục đích phi hịa bình Từ việc Mỹ thả hai bom nguyên tử xuống hai thành phố Hiroshima Nagasaki - Nhật năm 1945 làm thiệt mạng hàng trăm ngàn người, di chứng để lại thật khủng khiếp đến vụ nổ lò phản ứng hạt nhân Chernobyl năm 1986 cướp hàng trăm ngàn tính mạng, gây nhiễm môi trường trầm trọng vùng xunh quanh mà lan rộng xa Hiện vũ khí hạt nhân vấn đề vơ nóng bỏng giới, đe dọa hịa bình nhiều nước… Nhìn thấy điều đó, hiểu rằng, lượng hạt nhân “bạn” hay “thù” tùy vào mục đích sử dụng, khả kiểm sốt nguồn lượng Hãy để lượng hạt nhân trở thành “người bạn”, sử dụng để phục vụ cho lợi ích đáng Đừng để nguồn lượng diệu kỳ đe dọa đến sức khỏe, tính mạng người Trang 43 Đề tài nghiên cứu khoa học: Năng lượng hạt nhân - Bạn hay thù TÀI LIỆU THAM KHẢO David Halliday-Robert Resnick-Jearl Walker..Tập sáu:Quang học vật lý lượng tử Nhà xuất giáo dục năm 2007 Ts Thái Khắc Định-Tạ Hưng Qúy