đề tài NĂNG LƯỢNG hạt NHÂN và vấn đề môi TRƯỜNG

NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN VÀ VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG Lê Đại Diễn VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT HẠT NHÂN 179-HOÀNG QUỐC VIỆT, HÀ NỘI TRÌNH BÀY CHO SINH VIÊN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG ĐH PHƯƠNG ĐÔNG - 29-01-2010 1.Năng lượng hạt nhân ? Nhà máy điện và nhà máy điện hạt nhân ? 2.Chu trình nhiên liệu hạt nhân ? 3.Chất thải hạt nhân ? 4.Tác động môi trường của nhà máy điện hạt nhân ? 5.An toàn và xu hướng phát triển điện hạt nhân ? NHÀ MÁY ĐIỆN ? • Nguyên lý chung của đa số các nhà máy phát điện: 1) Cần có nguồn nhiệt 2) Đun sôi nước (tạo hơi) 3) Dùng hơi làm quay tuôc bin 4) Tuôc bin làm quay máy phát (điện) 5) Cung cấp điện (hòa lưới) • Một số công nghệ sản xuất điện năng khác có thể làm việc theo nguyên lý khác ( như thủy điện, điện gió, mặt trời, sóng biển, …) I. KHÁI QUÁT VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN 1. NGUỒN NHIỆT • Nguồn nhiệt có thể tạo ra từ : – Đốt than – Đốt dầu – Các dạng cháy khác (khí …) – Phân hạch hạt nhân – Tổng hợp hạt nhân 1) oil, coal or gas 2) heat 3) steam 4) turbine 5) generator 6) electricity 7) cold water 8) waste heat water 9) condenser 2. ĐUN SÔI NƯỚC (SINH HƠI) 3. TUỐC BIN – MÁY PHÁT PHÂN HẠCH HẠT NHÂN GIẢI PHÓNG NĂNG LƯỢNG Năng lượng từ các sản phẩm phân hạch đốt nóng thanh nhiên liệu + Để tiếp tục phản ứng phân hạch (dây chuyền), cần làm chậm các n nhanh nhờ chất làm chậm (H2O). + Để các thanh nhiên liệu không bị nóng chảy cần lấy nhiệt ra khỏi lò phản ứng nhờ hệ thống chất tải nhiệt (H2O). U-235 n n ĐIỀU KHIỂN PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH TRONG LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Bình sinh hơi (Bộ trao đổi nhiệt) Bơm hơi H2O Thanh nhiên liệu Thanh điều khiển Chất tải nhiệt và làm chậm Thùng lò phản ứng và HT che chắn phóng xạ NMĐHN LÒ NƯỚC ÁP LỰC (PWR) TAI NẠN NMĐHN CHERNOBYL [...]... TRƯỜNG VÀ NGUỒN CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG Các điều kiện đảm bảo tính bền vững: – Đảm bảo cung cấp hợp lý nguồn năng lượng (đa dạng) – Sử dụng đất cho chu trình nhiên liệu và năng lượng một cách thích hợp (môi trường tự nhiên) – Tối thiểu các sản phẩm phụ (tác động môi trường) – Công nghệ khả thi về mặt kinh tế (khả thi) – Đảm bảo tính độc lập (công nghệ hoặc nguồn nhiên liệu chỉ được cung cấp bởi một / một vài... điện hạt nhân sẽ phải tăng gấp ba lần vào năm 2050 để đáp ứng nhu cầu Mike Corradini, Nuclear Engr & Engr Physics Wisconsin Institute of Nuclear Systems DỰ BÁO TĂNG DÂN SỐ VÀ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG (1970 – 2025) Thực tế Dự báo Developing Countries Developed Countries Energy Consumption Sources: EIA, International Energy Outlook 2000 US Bureau of the Census, International Database PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG MÔI TRƯỜNG... THẾ HỆ CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN LÒ PHẢN ỨNG ĐỆM CUỘI (Pebble Bed Reactor) • Không cần thanh điều khiển • Làm nguội bằng He • Áp dụng chu trình nhiên liệu Th CHU TRÌNH NHIÊN LIỆU HẠT NHÂN • Khai thác và xử lý quặng urani • Chuyển đổi thành UF6 • Làm giàu • Chế tạo nhiên liệu • Sử dụng trong lò phản ứng • Xử lý và chôn cất thải phóng xạ CHU TRÌNH NHIÊN LIỆU HẠT NHÂN [1000 MWe-yr – (A) Once Thru... PHÁP LỰA CHỌN NĂNG LƯỢNG CHO TƯƠNG LAI • Giải pháp nào khả thi cho ngắn hạn (~1năm) ? – Cải thiện hiệu suất sử dụng năng lượng (luật / giá) • Giải pháp trung hạn (~ 10năm)? – Tìm kiếm các nguồn thay thế khả dụng không làm cho tình hình xấu đi (hạt nhân, than “sạch”, gió?) • Giải pháp trong dài hạn (10-50 năm)? – Đầu tư nghiên cứu phát triển các công nghệ mới (tổng hợp nhiệt hạch, hạt nhân thế hệ mới,... cooling HLW Composition* II MÔI TRƯỜNG VÀ PHÁT TRIỂN NGUỒN ĐIỆN TRONG TƯƠNG LAI THÔNG TIN CHUNG • Dân số tiếp tục tăng nhanh (US/Europe: 2%/năm) • Nhu cầu sử dụng năng lượng tăng gấp nhiều lần (US/Europe: ~1%/ năm; Asia: >8%/ năm) • Nhu cầu sử dụng điện năng cũng tăng (US/Europe: ~2%/ năm; Asia: >5%/ năm) • Sản xuất điện bằng nhiên liệu hóa thạch với hơn 40% tổng lượng phát thải khí nhà... Minor actinides (MAs): 0.5 kg 237Np 0.6 kg Am 0.02 kg Cm Tái chế nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng (SNF - Spent Nuclear Fuel) có nhiều ưu điểm về mặt kỹ thuật: • Hầu hết U và Pu có thể được tái chế và dùng lại • Hầu hết độc tố phóng xạ đều là các sản phẩm phân hạch thời gian sống dài có thể chuyển hóa (thành các nguyên tố khác) và / hoặc do đó thể tích chất thải cần chôn cất nhỏ đi nhiều lần Long-lived... 0.003 Biomass 5.2 Wind 0.79 Solar Thermal 0.08 Hydro 0.07-0.37 PHÁT THẢI CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN CÔNG SUẤT 1000 MWe-NĂM Coal Gas Nuclear ôxit lưu huỳnh~ 1000 mt ôxit nitơ ~ 5000 mt 400 mt Các chất hạt ~ 1400 mt Các nguyên tố vi lượng ~ 5-50 mt** 7million mt 3.5mill mt ** TRACE: e.g., Mercury, Lead, Cadmium, Arsenic Spent Fuel Fission Products 20-35 mt ~ 1 mt *Source: EIA (2004), mt... tình hình xấu đi (hạt nhân, than “sạch”, gió?) • Giải pháp trong dài hạn (10-50 năm)? – Đầu tư nghiên cứu phát triển các công nghệ mới (tổng hợp nhiệt hạch, hạt nhân thế hệ mới, nhiên liệu sinh học, năng lượng mặt trời …) NMĐHN NinhThuận Vinh Hai site Phuoc Dinh site Phuoc Dinh site Phước Dinh . 29-01-2010 1 .Năng lượng hạt nhân ? Nhà máy điện và nhà máy điện hạt nhân ? 2.Chu trình nhiên liệu hạt nhân ? 3.Chất thải hạt nhân ? 4.Tác động môi trường của nhà máy điện hạt nhân ? 5.An toàn và xu. NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN VÀ VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG Lê Đại Diễn VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT HẠT NHÂN 179-HOÀNG QUỐC VIỆT, HÀ NỘI TRÌNH BÀY CHO SINH VIÊN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG ĐH PHƯƠNG. water 9) condenser 2. ĐUN SÔI NƯỚC (SINH HƠI) 3. TUỐC BIN – MÁY PHÁT PHÂN HẠCH HẠT NHÂN GIẢI PHÓNG NĂNG LƯỢNG Năng lượng từ các sản phẩm phân hạch đốt nóng thanh nhiên liệu + Để tiếp tục phản