Hé lộ 'siêu' lò hạt nhân tối tân nhất thế giới: Nước 'sát vách' Việt Nam dẫn đầu nhân loại, đã được kích hoạt
Đây là lò phản ứng thế hệ thứ 4 đầu tiên trên thế giới, được hoàn thiện từ năm 2021 và bắt đầu hoạt động thương mại từ 2023.
Lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ tư (Gen IV) được xem là bước tiến mang tính cách mạng của ngành năng lượng hạt nhân, với mục tiêu vượt trội hơn hẳn thế hệ Gen III về độ an toàn, hiệu suất, tính bền vững và chi phí vận hành. Tuy nhiên, theo Viện Institut Polytechnique de Paris, đến năm 2025, công nghệ Gen IV vẫn đang trong giai đoạn phát triển sơ khai. Trên thế giới hiện nay, phần lớn trong số hơn 400 lò phản ứng đang hoạt động vẫn thuộc các thế hệ II và III.
Tuy nhiên, Trung Quốc hiện là quốc gia duy nhất đã sở hữu và vận hành thương mại lò Gen IV - cụ thể là Nhà máy điện hạt nhân Shidaowan tại tỉnh Sơn Đông. Được hoàn thiện từ cuối tháng 12/2021 và đưa vào khai thác năm 2023, lò HTR-PM tại đây sử dụng khí heli để làm mát thay vì nước, mở ra tiềm năng xây dựng các nhà máy điện hạt nhân sâu trong nội địa mà không cần phụ thuộc vào nguồn nước. Ngoài sản xuất điện, công nghệ này còn có thể tạo ra nhiệt và hydro, hỗ trợ mạnh mẽ cho mục tiêu phát thải ròng bằng 0.
Một điểm nhấn ấn tượng của lò Gen IV là thiết kế nhiên liệu hình cầu, giống quả bóng tennis, với mỗi lò chứa đến 430.000 khối nhiên liệu, mỗi khối chứa khoảng 12.000 hạt siêu nhỏ. Mỗi viên cầu này sản sinh năng lượng tương đương 1,5 tấn than đá, minh chứng cho tiềm năng thay thế nhiên liệu hóa thạch. Theo ông Tong Liyun, Giám đốc điều hành Nhà máy Shidaowan, các viên nhiên liệu này được bao bọc bởi bốn lớp ceramic chịu nhiệt cực cao, giúp đảm bảo an toàn tuyệt đối trong mọi điều kiện vận hành.
Trong khi Trung Quốc đi đầu, các cường quốc như Nga, Mỹ, Pháp và Ấn Độ vẫn đang thử nghiệm công nghệ Gen IV ở quy mô giới hạn. Canada, Nhật Bản, Hàn Quốc, Anh và nhiều quốc gia khác cũng tích cực theo đuổi hướng đi này với kỳ vọng mở ra một kỷ nguyên mới cho năng lượng sạch.
Trong ngành hạt nhân, khái niệm “thế hệ” (generation) không đồng nghĩa với “công nghệ lò phản ứng” (reactor technology) - mỗi thế hệ có thể bao gồm nhiều công nghệ khác nhau. Lò Gen IV đại diện cho đỉnh cao đổi mới với thiết kế tiên tiến, hiệu suất vượt trội và khả năng vận hành an toàn hơn bao giờ hết.
Diễn đàn quốc tế Thế hệ IV (Generation IV International Forum), ra đời năm 2001, đã định nghĩa bốn thế hệ phát triển của lò phản ứng hạt nhân, mỗi thế hệ gắn liền với mục tiêu cụ thể về kỹ thuật và an toàn. Gen IV không chỉ là một nhà máy điện, mà là hệ sinh thái tích hợp gồm sản xuất, tái chế nhiên liệu và xử lý chất thải, nhằm giải quyết các hạn chế mà thế hệ trước để lại.
Để được phân loại vào Gen IV, một hệ thống phải đáp ứng bốn tiêu chí then chốt: sử dụng nhiên liệu hiệu quả hơn nhiều so với hiện tại; bảo đảm không xảy ra tai nạn nghiêm trọng dù trong bất kỳ hoàn cảnh nào; giữ urani và plutoni ở dạng hỗn hợp không thể tách rời nhằm ngăn chặn chế tạo vũ khí hạt nhân; và cuối cùng, tạo ra nhiều nhiên liệu hơn lượng tiêu thụ đồng thời tiêu hủy các chất phóng xạ tồn dư có vòng đời dài. Những yêu cầu này chính là nền tảng cho một tương lai năng lượng hạt nhân an toàn, bền vững và thân thiện hơn với môi trường.
Tổng hợp: Institut Polytechnique de Paris, SCMP, Reuters
