Huy động máy đào hầm nặng 860 tấn khoan xuyên lòng núi suốt 31 tháng, siêu dự án hạt nhân của Mỹ vẫn 'đắp chiếu' sau gần 30 năm

Trong suốt 31 tháng, cỗ máy hoạt động liên tục giữa sa mạc Nevada, xuyên qua lớp đá núi lửa với tốc độ tối đa khoảng 5,5 m/giờ, tạo nên đường hầm hình móng ngựa dài gần 8km ở độ sâu khoảng 300m dưới lòng đất. Thế nhưng sau khi hoàn thành nhiệm vụ, dự án bị đình trệ và cỗ máy trị giá hàng chục triệu USD bị bỏ không suốt gần 3 thập kỷ.

Đến nay, nước Mỹ vẫn chưa tìm được giải pháp lâu dài để xử lý lượng nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng từ các lò phản ứng điện hạt nhân. Trong khi đó, công trình được xem là bước đi đầu tiên nhằm giải quyết bài toán này vẫn nằm im giữa sa mạc Nevada.

Ngày 28/7, Bộ Năng lượng Mỹ công bố 5 bang đầu tiên được lựa chọn để phát triển các Trung tâm Đổi mới Chu trình Nhiên liệu Hạt nhân, gồm Utah, Tennessee, Oklahoma, Louisiana và Idaho. Theo Bộ trưởng Năng lượng Chris Wright, các dự án này có thể thu hút tới 50 tỷ USD vốn đầu tư và tạo gần 25.000 việc làm.

Đáng chú ý, Nevada không nằm trong danh sách này, dù theo luật liên bang, đây vẫn là địa điểm duy nhất được phép xây dựng kho chôn lấp chất thải hạt nhân cấp độ cao của Mỹ.

Đường hầm dài 8km được đào sâu gần 300m dưới lòng núi

Cách thành phố Las Vegas khoảng 160km về phía tây bắc là núi Yucca, nơi tồn tại một đường hầm hình móng ngựa dài khoảng 8 km xuyên qua lòng núi. Ngay bên ngoài cửa hầm phía nam vẫn còn một cỗ máy đào khổng lồ nặng 860 tấn, gần như nằm bất động kể từ thời Tổng thống Bill Clinton.

Đường hầm này có tên chính thức là Exploratory Studies Facility. Đây không phải kho chứa chất thải hạt nhân mà là công trình phục vụ nghiên cứu địa chất, giúp các nhà khoa học đánh giá liệu khối đá tại núi Yucca có đủ an toàn để lưu giữ chất thải phóng xạ trong thời gian lên tới 10.000 năm hay không.

Công tác đào hầm bắt đầu vào tháng 9/1994 với cỗ máy đào đường kính khoảng 7,6m. Thiết bị được chế tạo riêng cho Bộ Năng lượng Mỹ bởi Công ty Construction & Tunneling Services tại bang Washington, với sự tham gia thiết kế của TRW Environmental Safety Systems và thi công của Kiewit cùng Parsons Brinckerhoff.

Do kích thước quá lớn, toàn bộ thiết bị phải được tháo rời, vận chuyển bằng 50 xe tải đến Nevada rồi lắp ráp lại dưới chân núi.

Cỗ máy sở hữu 12 động cơ với tổng công suất 3.800 mã lực và 48 bánh cắt đường kính khoảng 43cm. Riêng giá chế tạo đã vào khoảng 13 triệu USD, trong khi tổng chi phí đào hầm lên tới khoảng 130 triệu USD.

Trong suốt 2,5 năm, cỗ máy hoạt động liên tục 3 ca mỗi ngày, 5 ngày mỗi tuần. Vào thời điểm đạt hiệu suất cao nhất, thiết bị có thể đào khoảng 5,5 m đá núi lửa mỗi giờ, một tốc độ đáng kể khi phải xuyên qua lớp đá núi lửa hàn kết có độ cứng rất cao.

Khoan xuyên đứt gãy địa chất để kiểm tra khả năng lưu trữ chất thải hạt nhân

Đường hầm được thiết kế theo hình móng ngựa. Từ cửa hầm phía bắc, tuyến hầm kéo dài khoảng 2km trước khi đổi hướng khoảng 60° để đi vào đoạn hầm chính nằm sâu khoảng 300m dưới bề mặt. Sau đó, đường hầm tiếp tục kéo dài thêm khoảng 3km về phía nam trước khi rẽ 90° và đi thêm khoảng 1,3km để thoát ra cửa hầm phía nam.

Trong quá trình thi công, các kỹ sư xây dựng thêm 7 hốc nghiên cứu và 4 hốc thử nghiệm dọc theo tuyến hầm. Cỗ máy cũng khoan xuyên qua đứt gãy địa chất Bow Ridge nhằm phục vụ đánh giá điều kiện địa chất.

Theo tạp chí Nuclear Engineering International, hơn 20.000 bu lông thép giãn nở đã được lắp đặt để gia cố khoảng 70% chiều dài đường hầm, phần còn lại được chống đỡ bằng hệ khung thép. Khu vực dự kiến xây dựng kho chứa được lựa chọn vì nằm cao hơn mực nước ngầm trên 100 m, giúp giảm nguy cơ nước ngầm tiếp xúc với chất thải phóng xạ.

Đến tháng 4/1997, cỗ máy chính thức khoan thông ra cửa hầm phía nam, đánh dấu cột mốc mà nhóm thi công gọi là "Daylighting". Cuối năm đó, một máy đào nhỏ hơn tiếp tục thi công thêm một đường hầm cắt ngang tuyến chính để phục vụ nghiên cứu.

Cỗ máy 860 tấn bị bỏ không vì không ai muốn mua

Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, Bộ Năng lượng Mỹ sơn lại toàn bộ cỗ máy rồi tìm cách bán cho các đơn vị khác.

Phần lớn các thiết bị phụ trợ như rơ moóc, giàn nâng và kết cấu đi kèm đã được bán dưới dạng sắt vụn. Riêng cỗ máy đào hầm được chào bán cho nhiều cơ quan liên bang rồi mở rộng ra thị trường thương mại.

Tuy nhiên, mức giá cao khiến không có người mua. Một bên từng đề nghị trả vài trăm nghìn USD nhưng bị từ chối.

Năm 2006, khi cỗ máy đã bị bỏ không gần 9 năm, người phát ngôn Bộ Năng lượng Mỹ Allen Benson cho biết giá trị sắt vụn của thiết bị có lẽ còn cao hơn mức đề nghị mua.

Kể từ đó, "nhiệm vụ" duy nhất của cỗ máy là trở thành điểm thu hút khách tham quan đến khu nghiên cứu núi Yucca.

Hơn 30 năm vẫn chưa có lời giải cho bài toán rác thải hạt nhân

Theo Đạo luật Chính sách Chất thải Hạt nhân năm 1982, Bộ Năng lượng Mỹ có trách nhiệm xây dựng nơi lưu trữ lâu dài cho chất thải hạt nhân cấp độ cao.

Đến năm 1987, Quốc hội Mỹ sửa đổi luật và chỉ định duy nhất núi Yucca là địa điểm nghiên cứu. Quyết định này vấp phải sự phản đối mạnh mẽ từ bang Nevada và thường bị người dân địa phương gọi là "Screw Nevada Bill".

Năm 2002, Quốc hội cùng Tổng thống George W. Bush đã bác bỏ quyền phủ quyết của bang Nevada để tiếp tục thúc đẩy dự án.

Đến tháng 6/2008, Bộ Năng lượng Mỹ nộp hồ sơ xin cấp phép xây dựng với hơn 8.600 trang tài liệu. Tuy nhiên, chưa đầy 2 năm sau, cơ quan này bất ngờ đề nghị rút hồ sơ, khiến quá trình xem xét bị đình chỉ từ năm 2011.

Năm 2013, một tòa phúc thẩm liên bang yêu cầu Ủy ban Quản lý Hạt nhân Mỹ hoàn tất phần đánh giá kỹ thuật còn dang dở. Báo cáo an toàn gồm 5 tập được công bố vào tháng 1/2015, nhưng đến nay, chính phủ Mỹ vẫn chưa đưa ra quyết định cuối cùng về việc có xây dựng kho lưu trữ chất thải hạt nhân tại núi Yucca hay không.

Sau hơn 30 năm, đường hầm dài gần 8km cùng cỗ máy đào nặng 860 tấn vẫn nằm giữa sa mạc Nevada như minh chứng cho một trong những dự án hạ tầng hạt nhân tham vọng nhất nhưng cũng gây tranh cãi nhất trong lịch sử nước Mỹ.