Nhà máy biến chất thải hạt nhân thành thủy tinh đầu tiên tại Trung Quốc sử dụng công nghệ hiện đại cỡ nào?

Trung Quốc vừa khai trương nhà máy đầu tiên có nhiệm vụ biến chất thải phóng xạ thành thủy tinh vào thứ Bảy tuần trước, theo thông tin từ tờ SCMP. Được đặt tại Quảng Nguyên thuộc tỉnh Tứ Xuyên, mỗi năm cơ sở này có thể xử lý khoảng vài trăm mét khối chất thải hạt nhân thể lỏng có mức phóng xạ cao, theo truyền thông nhà nước Trung Quốc.

Việc xây dựng nhà máy ở Quảng Nguyên đã được chính quyền Trung Quốc phê duyệt năm 2009. Mặc dù Trung Quốc hiện có ít nhà máy điện hạt nhân hơn so với Pháp hoặc Mỹ, nước này vẫn đang nhanh chóng mở rộng việc sử dụng công nghệ điện hạt nhân như một phần của nỗ lực cắt giảm lượng khí thải carbon. Trong bối cảnh Trung Quốc liên tục xây mới nhà máy điện hạt nhân với tốc độ 7 hoặc 8 nhà máy mỗi năm, quy trình xử lý chất thải sẽ ngày càng trở thành một vấn đề nan giải.

Mặc dù một số nguyên tố như uranium có thể được tái chế trong một cơ sở tái chế, nhưng phần nhiên liệu đã sử dụng còn lại cần phải được xử lý một cách an toàn.

Nhà máy của Trung Quốc sử dụng công nghệ hiện đại cỡ nào?

So với các phương pháp cũ trước đây, vốn thường nghiền nhỏ chất thải phóng xạ, trộn với nước và đựng tạm thời trong các bể kim loại, công nghệ tạo ra thủy tinh từ chất thải phóng xạ được chứng minh là an toàn hơn về lâu dài. Quá trình biến chất thải thành thủy tinh bằng cách nung nóng ở nhiệt độ cao về lâu dài sẽ an toàn hơn do những nguyên tố có hại sẽ được giữ lại và lưu trữ dưới lòng đất nên có ít rủi ro hơn hơn đối với môi trường.

Song cũng phải nói thêm, công nghệ này đã được lên ý tưởng từ rất lâu, nhưng gặp rất nhiều vấn đề khi ứng dụng vào thực tế. Theo SCMP, trong số 10 nhà máy chế tạo thủy tinh từ chất thải phóng xạ được mở cửa trong 4 thập kỷ qua, khoảng một nửa trong số này đã phải đóng cửa do gặp vấn đề về kỹ thuật hoặc tài chính.

Trong những ngày đầu tiên, các kỹ sư chỉ đơn giản là trộn chất thải lỏng và vật liệu sản xuất thủy tinh như silica trong một nồi nấu chảy. Nhưng chất thải phóng xạ lại cực kỳ ăn mòn ở nhiệt độ cao, làm tăng nguy cơ rò rỉ ra ngoài môi trường. Hiện tại, Ấn Độ là quốc gia duy nhất đã xây dựng nhà máy bằng công nghệ này.

Trong khi đó, hầu hết các nhà máy điện hạt nhân ở Mỹ và châu Âu đều sử dụng phương pháp ‘thủy tinh hóa’ đã được cải tiến nhiều điểm. Họ đun nóng chất lỏng trong lò điện ở nhiệt độ trên 1.100 độ C để tạo thành thủy tinh, với lớp gốm bao phủ lên bề mặt thủy tinh để hạn chế rò rỉ. 

Do thủy tinh xuất hiện đầu tiên trên bề mặt bên ngoài nơi nhiệt độ bắt đầu giảm, các nguyên tố ít độc hại hơn có thể thoát ra dưới dạng khí.. Đây chính là một ưu điểm khác của công nghệ cải tiến này so với phương pháp cũ.f 

Được biết, nhà máy mới đi vào hoạt động tại Quảng Nguyên (Trung Quốc), vốn được xây dựng một phần bằng công nghệ của Đức, cũng sử dụng phương pháp xử lý cải tiến tương tự. 

Theo một bài báo do các nhà nghiên cứu thuộc Viện Năng lượng Nguyên tử Trung Quốc, năm 1999, hệ thống nguyên mẫu đã được chuyển từ Đức đến Nhà máy 821. Đây là một cơ sở quân sự ở Tứ Xuyên, nơi sản xuất vũ khí hạt nhân và có kho chứa chất thải lớn nhất ở vùng tây nam Trung Quốc. Tuy nhiên, Bắc Kinh đã trì hoãn kế hoạch xây dựng do các vấn đề kỹ thuật và chi phí cao.

Đáng nói, công nghệ được ứng dụng tại nhà máy Quảng Nguyên (Trung Quốc) không phải là không có vấn đề. Một số nhà nghiên cứu tham gia dự án cho biết đang tìm cách để làm cho quy trình an toàn và rẻ hơn. Chẳng hạn, một vấn đề từ công nghệ này là lò điện cần được thay thế sau mỗi 5 năm do bị ăn mòn.

Tuy nhiên, các nhà khoa học Trung Quốc hy vọng sẽ tìm ra cách giữ cho lò điện hoạt động lâu hơn bằng cách sử dụng nước để làm mát thành bên trong lò. Điều này sẽ tạo ra một lớp thủy tinh mỏng khi được nung nóng để tách chất thải đã nấu chảy ra khỏi lò. Kỹ thuật trên được phát minh bởi các nhà khoa học Nga nhưng vẫn chưa sẵn sàng được sử dụng trên quy mô công nghiệp vì những thách thức kỹ thuật liên quan.

Tuy nhiên, các nhà quản lý lĩnh vực hạt nhân tại Trung Quốc cho biết một cơ sở thử nghiệm ở ngoại ô Bắc Kinh đã hoạt động liên tục trong hai ngày bằng phương pháp mới vào đầu năm nay, chứng tỏ tiềm năng sử dụng rộng rãi của nó. Các nhà nghiên cứu Trung Quốc kỳ vọng rằng việc xây dựng nhà máy sử dụng công nghệ mới sẽ bắt đầu vào năm 2024.

Tham khảo SCMP

Theo Anh Việt (Pháp Luật & Bạn Đọc)