Lò phản ứng sản xuất điện không dùng nhiên liệu
Lò phản ứng làm mát bằng chì thế hệ mới của công ty Newcleo phát triển có thể giảm đáng kể rủi ro nóng chảy khi xảy ra sự cố.
Theo Popular Science, công ty công nghệ Italy Newcleo đang phát triển lò phản ứng thế hệ mới Precursor, sử dụng chì làm mát thay thế nước, giúp giảm nguy cơ từ các vụ tan chảy lò. Các lò phản ứng truyền thống thường phụ thuộc vào nước làm mát, có thể bay hơi khi xảy ra sự cố, khiến lõi lò lộ ra và dễ bị nóng quá mức.
Khi phát triển Precursor, nhóm kỹ sư của Newcleo cho rằng mô phỏng hoạt động của lò phản ứng hạt nhân mà không thực sự sử dụng phản ứng phân hạch có thể mang lại kết quả tương tự nhưng đi kèm nguy cơ xảy ra sự cố. Cả Precursor và mẫu lò phản ứng có sử dụng nhiên liệu sắp tới của công ty đều dùng chì để làm mát. Khác biệt duy nhất là nhờ trang bị máy sưởi điện, Precursor an toàn hơn để thử nghiệm trước khi chuyển sang lò phản ứng có nhiên liệu công suất 30 MW. Theo Stefano Buono, giám đốc điều hành kiêm nhà sáng lập Newcleo, điều khiến Precursor trở nên độc đáo là lò sản xuất điện bằng một turbine do công ty đối tác Fincantieri chế tạo.
Khi lò phản ứng được đặt vào vị trí tại Trung tâm Nghiên cứu ENEA Brasimone gần Bologna, Italy, nó nặng khoảng 20 tấn. Trọng lượng của lò tăng lên 115 tấn khi đổ đầy chì. Hồi tháng 4, Newcleo bắt đầu lắp đặt Precursor với 3 bộ phận chính. Đầu tiên là bể nóng chảy, nơi các thỏi chì được xếp vào và đun lỏng. Bộ phận thứ hai là khoang lưu trữ chì nóng chảy trong quá trình nạp ban đầu hoặc bảo trì lò phản ứng. Cuối cùng là khoang truyền, giúp trao đổi chì nóng chảy giữa khoang lưu trữ và khoang chính của lò phản ứng, theo Interesting Engineering.
Khoang chính của lò phản ứng Precursor được chuyển đến trung tâm nghiên cứu Brasimone tại Italy. Ảnh: Newcleo
Sử dụng chì để làm mát đem lại nhiều lợi thế. Do chì cần làm nóng tới 1.743 độ C để bắt đầu sôi, lò phản ứng không cần áp suất cực cao như sử dụng nước làm mát ở lò phản ứng có nhiên liệu. Chì nóng chảy đặc đến mức nó có thể tự lưu thông mà không cần bơm hỗ trợ nhưng dễ dàng đông đặc nếu bị rò rỉ nhiên liệu.
Vì không dùng nhiên liệu, Precursor không có nguy cơ tiến đến trạng thái siêu tới hạn khi thử nghiệm. Khối lượng tới hạn là lượng nhiên liệu tối thiểu cần thiết để lò duy trì chuỗi phản ứng hạt nhân liên tục, với các neutron sinh ra từ mỗi phản ứng phân hạch gây ra phản ứng tương tự ở một nguyên tử khác. Khi lò đạt ngưỡng siêu tới hạn mà không được kiểm soát, phản ứng gia tăng nhanh chóng khiến nhiên liệu hạt nhân dễ tự bốc cháy và gây ra vụ nổ. Nhưng trong Precursor, khoang chứa nhiên liệu để trống. Thay vào đó, máy sưởi điện làm nóng chì để chì truyền nhiệt đến máy phát hơi nước, cung cấp năng lượng cho turbine.
Lò Precursor có công suất 10 megawatt nhiệt đang trong quá trình xây dựng và sẽ hoàn thành cuối năm 2026, trở thành minh chứng cho khả năng tích hợp mọi quy trình của công ty từ kỹ thuật, chế tạo, vận chuyển đến lắp đặt. Newcleo đang làm việc để xây dựng lò 30 MW tại các thị trấn Savigny-en-Véron và Beaumont-en-Véron của Pháp, dự kiến vận hành vào năm 2031.
Khi thế giới tìm kiếm các giải pháp đáp ứng nhu cầu năng lượng mà không phát thải carbon, năng lượng hạt nhân đang trở nên ngày càng phổ biến. Trong khi một số nước như Trung Quốc xây dựng những nhà máy điện hạt nhân quy mô lớn, các quốc gia phương Tây đang tìm kiếm cách an toàn hơn để chuyển đổi sang năng lượng hạt nhân bằng công nghệ mới. Lò phản ứng module (SMR) và lò phản ứng vi mô cung cấp năng lượng hạt nhân ở quy mô nhỏ hơn, trong khi lò phản ứng làm mát bằng natri hoặc chì giúp cải thiện độ an toàn và hiệu quả của quá trình sản xuất điện.
tổng hợp
