Năng lượng hạt nhân là công nghệ cho phép kiểm soát phản ứng phân hạch hạt nhân và sử dụng để phát điện. Nhìn chung, năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng sạch và hiệu quả, nhưng một khi xảy ra tai nạn, nó thường gây ra hậu quả thảm khốc.
Theo mức độ nghiêm trọng, tai nạn rò rỉ hạt nhân có thể được chia thành bảy cấp độ. Trong lịch sử loài người, đã có hai vụ tai nạn rò rỉ hạt nhân cấp độ 7, một là vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân Chernobyl nổi tiếng và vụ còn lại là vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân Fukushima ở Nhật Bản. Trên bề mặt, nguyên nhân trước là do yếu tố con người, nguyên nhân sau là do yếu tố tự nhiên, nhưng xét cho cùng, nguyên nhân gốc rễ của cả hai tai nạn vẫn là do con người. Nếu không phải do sai sót trong việc lựa chọn địa điểm, tại sao nhà máy điện hạt nhân Fukushima lại bị rò rỉ do động đất và tại sao lại gây ra hậu quả nghiêm trọng như vậy sau thảm họa?
Hậu quả của vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân là rất lớn. Cho đến nay, 35 năm đã trôi qua kể từ thảm họa nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, nhưng nơi đây vẫn có thể được coi là vùng đất cấm suốt đời. Hơn nữa, cách đây không lâu, các nhà khoa học Ukraine đã phát hiện qua các cuộc thử nghiệm rằng các chất phóng xạ dưới lòng đất ở Chernobyl đã bùng phát trở lại.
Vật liệu phóng xạ bên dưới nhà máy điện hạt nhân Chernobyl đến từ đâu? Các nhà máy điện hạt nhân sử dụng công nghệ phân hạch hạt nhân có kiểm soát và nói một cách đơn giản, phân hạch hạt nhân là quá trình bắn phá urani 235 bằng neutron. Sau khi hấp thụ một neutron, urani 235 sẽ phân hạch để tạo ra vật chất mới và giải phóng ba neutron. Các nơtron được giải phóng sẽ kết hợp với urani 235 khác để kích hoạt phản ứng phân hạch. Đây là một phản ứng dây chuyền. Vậy làm thế nào chúng ta có thể kiểm soát được phản ứng phân hạch hạt nhân? Từ nguyên lý phân hạch hạt nhân, ta có thể biết rằng cường độ phân hạch hạt nhân phụ thuộc vào số nơtron, vậy để kiểm soát phân hạch hạt nhân, trước tiên ta phải kiểm soát số nơtron.
Nhà máy điện hạt nhân sẽ đưa thanh điều khiển vào chất phản ứng. Thanh điều khiển này có thể được sử dụng để hấp thụ neutron. Bằng cách cắm và kéo thanh điều khiển, số lượng nơtron có thể được kiểm soát, do đó đạt được khả năng kiểm soát phản ứng phân hạch hạt nhân.
Vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân Chernobyl là do lỗi vận hành. Các thanh điều khiển không được lắp vào kịp thời, dẫn đến quá nhiệt và làm tan chảy các thanh nhiên liệu, gây ra vụ nổ. Sau vụ nổ, một lượng lớn nhiên liệu lõi đã ăn mòn mặt đất và đường ống như axit mạnh, và cuối cùng tích tụ và ngưng tụ ở các đường ống bên dưới, tạo thành thứ mà chúng ta gọi là đống vật liệu phóng xạ rắn. Đống vật liệu này có mức độ phóng xạ như thế nào? Lên đến 8000 roentgen. Roentgen là đơn vị đo lượng bức xạ do một chất phóng xạ tạo ra.
Nhìn chung, giới hạn trên của bức xạ không tự nhiên mà một người có thể chịu được trong một năm là 1 roentgen, và lượng bức xạ mà chúng ta nhận được từ chụp CT trong bệnh viện là khoảng 6,9 roentgen.
Để so sánh, chúng ta biết 8000 roentgens khủng khiếp như thế nào. Trong môi trường có mức độ bức xạ cao như vậy, ngay cả khi bạn chỉ ở đó vài giây, nó cũng sẽ gây ra tổn thương không thể phục hồi cho cơ thể. Tổn thương này có thể không được phát hiện ngay lập tức nhưng sẽ có tác động lâu dài đến sức khỏe của bạn. Nếu bạn ở trong môi trường có 8000 roentgen trong 4 phút, bạn sẽ chết ngay tại chỗ. Ban đầu, đống vật liệu phóng xạ nằm dưới lòng đất ở Chernobyl đã dần nguội đi sau nhiều năm, nhưng hiện nay, nó lại bùng phát trở lại và phản ứng phân hạch một lần nữa lại xảy ra bên trong đống vật liệu. Do tác động của phản ứng, ngay cả nhiệt độ của không gian nơi đặt đống vật liệu cũng cao hơn đáng kể so với những nơi khác.
Tại sao một chất đã nguội lại có thể bốc cháy trở lại? Trên thực tế, lý do không hề phức tạp như vậy. Thủ phạm chính là mưa.
Nước là thành phần không thể thiếu của phản ứng phân hạch hạt nhân và vai trò của nó là đóng vai trò là chất điều tiết. Chất làm chậm được sử dụng để làm chậm tốc độ của các neutron phản ứng, do đó làm tăng khả năng các neutron va chạm với các nguyên tử. Vì vậy, khi mưa đến, điều này tương đương với việc thêm chất làm chậm vào các chất phản ứng đã nguội, do đó khả năng neutron va vào nguyên tử tăng lên và các chất phản ứng lại nóng lên. Mưa đến từ đâu? Sau thảm họa nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, Liên Xô đã xây dựng một quan tài phía trên lò phản ứng số 4 nơi xảy ra thảm họa để niêm phong vật liệu phóng xạ. Tuy nhiên, theo thời gian, chiếc quan tài đã cũ đi và nước mưa đã thấm vào bên trong.
Vật liệu ngầm ở Chernobyl đã bùng phát trở lại. Có khả năng xảy ra vụ nổ khác không?
Hiện tại vẫn khó có thể nói trước được điều gì và các nhà khoa học Ukraine đang tiến hành thêm các thử nghiệm để xác định xem có nguy cơ nổ hay không. Cách tốt nhất để loại bỏ nguy hiểm là để vật liệu cháy lại nguội trở lại. Để đạt được mục đích này, hai biện pháp đã được thực hiện. Một là chuẩn bị hấp thụ độ ẩm bằng cách phun dung dịch gadolinium nitrate để giữ cho chất phản ứng khô ráo, và hai là xây dựng một chiếc quan tài thép mới để thay thế cho chiếc quan tài đá đã xuống cấp để ngăn nước mưa tiếp tục thấm vào. Chiếc quan tài thép này đã hoàn thành vào năm 2016 và dự kiến sẽ được lắp đặt vào năm 2023 để thay thế cho chiếc quan tài đá ban đầu. Cho dù là Chernobyl hay Fukushima, những bài học mà chúng mang lại cho nhân loại đều rất đau đớn. Nhưng chúng ta không cần phải sợ năng lượng hạt nhân, vì cả hai tai nạn này về cơ bản đều do yếu tố con người gây ra. Miễn là con người có thể học hỏi và liên tục cải thiện việc xây dựng và quản lý các nhà máy điện hạt nhân thì năng lượng hạt nhân vẫn sẽ là nguồn năng lượng sạch và hiệu quả.
Để biết thêm thông tin, vui lòng theo dõi tài khoản chính thức: sunmonarch
