Nhân tiện mọi người xôn xao về cái lò phát điện ở tận bên Nhật, mình mới đi tìm hiểu kỹ hơn xem thật sự là chuyện gì xảy ra. Nói về tên gọi chính xác, sự cố xảy ra ở nhà máy điện Fukushima 1. Gần đó có nhà máy điện Fukushima 2, hiện vẫn an toàn. Nhà máy Fukushima 1 này sử dụng cả thảy 6 lò phản ứng, đánh số từ 1 đến 6, và có kế hoạch lắp thêm lò số 7 và số 8. Khi sóng thần xảy ra, có 3 lò đang hoạt động là số 1, số 2 và số 3. Các lò số 4, 5 và 6 đang nghỉ. Vụ nổ nóc lò đầu tiên xảy ra ở lò số 1, vụ nổ tiếp theo xảy ra ở lò số 3 (tính đến tối ngày 14/3). Lò số 2 không thấy có tin tức gì.
Cần phải nói thêm một chút về phản ứng hạt nhân. Phản ứng này bắt đầu khi các hạt nhân nguyên tử (Uranium hay Plutonium) bị vỡ, sinh ra năng lượng và các neutron. Các neutron này, đến lượt mình lại va vào các hạt nhân nguyên tử khác và làm chúng vỡ ra. Như vậy, dần dần theo thời gian, sẽ có một số lượng lớn các hạt nhân nguyên tử liên tục bị vỡ ra và tỏa nhiệt. Đây chính là nguồn nhiệt của lò phản ứng hạt nhân.
Để sử dụng được nguồn nhiệt này, lò phản ứng cần có thêm ít nhất hai hệ thống nữa, đó là (a) hệ thống kiểm soát phản ứng và (b) hệ thống tải nhiệt/làm mát. Hệ thống kiểm soát phản ứng nhằm duy trì mức độ "cháy" của lò phản ứng, để nó hoạt động ở nhiệt độ thiết kế. Nguyên tắc chủ yếu là dùng các nguyên tố hấp thụ neutron, để duy trì số lượng neutron ở mức cần thiết. Khi có tình huống khẩn cấp xảy ra, toàn bộ vật liệu kiểm soát sẽ được đưa vào giữa các thanh nguyên liệu Uranium, nhằm dập tắt hoàn toàn phản ứng dây chuyền.
Cả 6 lò phản ứng ở Fukushima đều sử dụng công nghệ nước sôi (BWR). Trong công nghệ này, nước tinh khiết trộn với chất làm mát được đưa vào lò, đun sôi, biến thành hơi quay turbin phát điện, qua hệ thống tản nhiệt và quay về lò. Trong khi vận hành, mực nước trong lò phải đủ ngập hoàn toàn các thanh nhiên liệu Uranium. Nhiệt độ vận hành của lò khoảng 285 độ C. Để duy trì hệ thống này, cần phải có máy bơm liên tục bơm nước tuần hoàn. Đây chính là vấn đề lúc này, toàn bộ hệ thống bơm ở Fukushima 1 đã ngừng hoạt động.
Khi phản ứng bị dập tắt bởi hệ thống kiểm soát, lẽ ra lò phải nguội đi ngay mới phải. Tuy nhiên do các phụ phẩm sinh ra trong quá trình phản ứng hạt nhân (các mảnh vỡ của Uranium), đến lượt chúng lại tham gia vào phản ứng. Và như thế, nhiệt vẫn tiếp tục sinh ra, thực tế là rất ít so với hoạt động bình thường của lò. Nhưng khi hệ thống làm mát ngừng hoạt động, nhiệt này tích tụ lại bên trong lớp vỏ thép (còn gọi là vỏ 1) của lò và làm nhiệt độ tăng lên.
Khi lên đến khoảng trên dưới 1000 độ C, lớp vỏ bọc thanh nhiên liệu Uranium sẽ bắt đầu tan chảy. Uranium sẽ thoát ra ngoài và rơi xuống đáy lò, đồng thời làm thoát khí hydro. Lúc này, do không còn các vật liệu kiểm soát, phản ứng dây chuyền có thể tái khởi động và làm nhiệt độ tăng nhanh hơn. Đến khoảng 2000 độ C thì đáy lò sẽ trở thành một bể chứa Uranium nóng chảy, lẫn với nước. Lúc này toàn bộ vỏ 1 sẽ trở thành 1 quả bom nổ tung, rất nhiều khả năng phá vỡ cả vỏ 2 (vỏ bê-tông) bên ngoài và tung toàn bộ chất phóng xạ vào môi trường. Đây sẽ là thảm họa môi trường cỡ Chernobyle!
Hai vụ nổ xảy ra tại lò số 1 và lò số 3 được cho là nổ do hydro. Như vậy có thể đoán là một phần các thanh nhiên liệu đã bị tan chảy. Số lượng chính xác chắc rằng không ai có thể cung cấp, nhưng ta biết là nhiệt độ của lõi lò đã cỡ khoảng 1000 độ C rồi. Cả 2 vụ nổ này đều xảy ra giữa vỏ 1 và vỏ 2, có nghĩa là lớp bê tông bên ngoài đã bị hư hại nặng nề, và toàn bộ cơ cấu an toàn chỉ còn lại vỏ 1. Nếu lớp vỏ này có mệnh hệ nào thì nước Nhật lâm nguy!
Theo thông tin trên báo chí, hiện nay nhà máy đang cho bơm thẳng nước biển vào lò phản ứng để làm mát. Có thể có 2 hậu quả xảy ra (a) hơi nước bốc lên mang theo 1 phần phóng xạ - điều mà Nga hiện nay đang lo ngại, vì gió có thể mang phóng xạ sang Nga, và (b) hệ thống đường ống bể chứa bị ăn mòn một cách không kiểm soát được. Như vậy đồng nghĩa với việc phải dừng vĩnh viễn 2 lò phản ứng này. Việc tháo dỡ chúng sẽ vô cùng tốn kém và có thể kéo dài hàng chục năm.
Trên báo chí cũng nói, nước biển được bơm kèm với Acid Boric. Đây là một chất hấp thụ neutron, cho phép kiểm soát phần nào lượng neutron và hạn chế việc tái khởi động phản ứng hạt nhân ở đáy lò do Uranium tập trung lại. Thật sự đây có thể là một hành động tuyệt vọng, vì rõ ràng là không còn cách nào khác để hạ nhiệt độ trong lò. Các quốc gia đang mở to mắt dõi theo chính quyền Nhật Bản. Và có lẽ đây cũng là lý do vì sao các hãng tin lại hăng hái đưa tin về sự kiện này đến thế, trong khi các quan chức Nhật Bản vẫn khăng khăng là tình hình đang được kiểm soát tốt đẹp!
Cần phải nói thêm một chút về phản ứng hạt nhân. Phản ứng này bắt đầu khi các hạt nhân nguyên tử (Uranium hay Plutonium) bị vỡ, sinh ra năng lượng và các neutron. Các neutron này, đến lượt mình lại va vào các hạt nhân nguyên tử khác và làm chúng vỡ ra. Như vậy, dần dần theo thời gian, sẽ có một số lượng lớn các hạt nhân nguyên tử liên tục bị vỡ ra và tỏa nhiệt. Đây chính là nguồn nhiệt của lò phản ứng hạt nhân.
Để sử dụng được nguồn nhiệt này, lò phản ứng cần có thêm ít nhất hai hệ thống nữa, đó là (a) hệ thống kiểm soát phản ứng và (b) hệ thống tải nhiệt/làm mát. Hệ thống kiểm soát phản ứng nhằm duy trì mức độ "cháy" của lò phản ứng, để nó hoạt động ở nhiệt độ thiết kế. Nguyên tắc chủ yếu là dùng các nguyên tố hấp thụ neutron, để duy trì số lượng neutron ở mức cần thiết. Khi có tình huống khẩn cấp xảy ra, toàn bộ vật liệu kiểm soát sẽ được đưa vào giữa các thanh nguyên liệu Uranium, nhằm dập tắt hoàn toàn phản ứng dây chuyền.
Cả 6 lò phản ứng ở Fukushima đều sử dụng công nghệ nước sôi (BWR). Trong công nghệ này, nước tinh khiết trộn với chất làm mát được đưa vào lò, đun sôi, biến thành hơi quay turbin phát điện, qua hệ thống tản nhiệt và quay về lò. Trong khi vận hành, mực nước trong lò phải đủ ngập hoàn toàn các thanh nhiên liệu Uranium. Nhiệt độ vận hành của lò khoảng 285 độ C. Để duy trì hệ thống này, cần phải có máy bơm liên tục bơm nước tuần hoàn. Đây chính là vấn đề lúc này, toàn bộ hệ thống bơm ở Fukushima 1 đã ngừng hoạt động.
Khi phản ứng bị dập tắt bởi hệ thống kiểm soát, lẽ ra lò phải nguội đi ngay mới phải. Tuy nhiên do các phụ phẩm sinh ra trong quá trình phản ứng hạt nhân (các mảnh vỡ của Uranium), đến lượt chúng lại tham gia vào phản ứng. Và như thế, nhiệt vẫn tiếp tục sinh ra, thực tế là rất ít so với hoạt động bình thường của lò. Nhưng khi hệ thống làm mát ngừng hoạt động, nhiệt này tích tụ lại bên trong lớp vỏ thép (còn gọi là vỏ 1) của lò và làm nhiệt độ tăng lên.
Khi lên đến khoảng trên dưới 1000 độ C, lớp vỏ bọc thanh nhiên liệu Uranium sẽ bắt đầu tan chảy. Uranium sẽ thoát ra ngoài và rơi xuống đáy lò, đồng thời làm thoát khí hydro. Lúc này, do không còn các vật liệu kiểm soát, phản ứng dây chuyền có thể tái khởi động và làm nhiệt độ tăng nhanh hơn. Đến khoảng 2000 độ C thì đáy lò sẽ trở thành một bể chứa Uranium nóng chảy, lẫn với nước. Lúc này toàn bộ vỏ 1 sẽ trở thành 1 quả bom nổ tung, rất nhiều khả năng phá vỡ cả vỏ 2 (vỏ bê-tông) bên ngoài và tung toàn bộ chất phóng xạ vào môi trường. Đây sẽ là thảm họa môi trường cỡ Chernobyle!
Hai vụ nổ xảy ra tại lò số 1 và lò số 3 được cho là nổ do hydro. Như vậy có thể đoán là một phần các thanh nhiên liệu đã bị tan chảy. Số lượng chính xác chắc rằng không ai có thể cung cấp, nhưng ta biết là nhiệt độ của lõi lò đã cỡ khoảng 1000 độ C rồi. Cả 2 vụ nổ này đều xảy ra giữa vỏ 1 và vỏ 2, có nghĩa là lớp bê tông bên ngoài đã bị hư hại nặng nề, và toàn bộ cơ cấu an toàn chỉ còn lại vỏ 1. Nếu lớp vỏ này có mệnh hệ nào thì nước Nhật lâm nguy!
Theo thông tin trên báo chí, hiện nay nhà máy đang cho bơm thẳng nước biển vào lò phản ứng để làm mát. Có thể có 2 hậu quả xảy ra (a) hơi nước bốc lên mang theo 1 phần phóng xạ - điều mà Nga hiện nay đang lo ngại, vì gió có thể mang phóng xạ sang Nga, và (b) hệ thống đường ống bể chứa bị ăn mòn một cách không kiểm soát được. Như vậy đồng nghĩa với việc phải dừng vĩnh viễn 2 lò phản ứng này. Việc tháo dỡ chúng sẽ vô cùng tốn kém và có thể kéo dài hàng chục năm.
Trên báo chí cũng nói, nước biển được bơm kèm với Acid Boric. Đây là một chất hấp thụ neutron, cho phép kiểm soát phần nào lượng neutron và hạn chế việc tái khởi động phản ứng hạt nhân ở đáy lò do Uranium tập trung lại. Thật sự đây có thể là một hành động tuyệt vọng, vì rõ ràng là không còn cách nào khác để hạ nhiệt độ trong lò. Các quốc gia đang mở to mắt dõi theo chính quyền Nhật Bản. Và có lẽ đây cũng là lý do vì sao các hãng tin lại hăng hái đưa tin về sự kiện này đến thế, trong khi các quan chức Nhật Bản vẫn khăng khăng là tình hình đang được kiểm soát tốt đẹp!
No comments:
Post a Comment