Khám phá 'khu hầm mộ' hạt nhân đầu tiên trên thế giới, nơi 6.500 tấn chất thải phóng xạ sẽ yên nghỉ dưới lòng đất trong 100.000 năm

“Onkalo” trong tiếng Phần Lan có nghĩa là “hang” hoặc “hố đào”, dùng để chỉ những nơi sâu hút, rộng lớn và không biết điểm kết thúc. Từ này được dùng để đặt tên cho hầm chứa chất thải hạt nhân đầu tiên trên thế giới.

Căn hầm này được xây dựng ở độ sâu khoảng 450m, chạy dọc theo những cánh rừng của vùng Olkiluoto, phía Tây Nam Phần Lan. Nếu mọi việc diễn ra theo đúng kế hoạch, những thùng chứa bằng đồng chống ăn mòn sẽ lưu trữ các thanh nhiên liệu uranium đã qua sử dụng an toàn trong ít nhất 100.000 năm tới.

Căn hầm này sẽ là nơi chôn lấp rác thải hạt nhân vĩnh viễn

Quốc gia đi trước thời đại

Đảo Olkiluoto là nơi tọa lạc của 3 lò phản ứng hạt nhân. Mới nhất là Olkiluoto 3 (OL3) vừa được đưa vào hoạt động vào năm ngoái. Đây là nhà máy điện hạt nhân mới đầu tiên của Phần Lan trong hơn 4 thập kỷ, đồng thời là nhà máy mới đầu tiên của châu Âu sau gần 15 năm. 3 lò phản ứng chịu trách nhiệm cung cấp 33% nguồn điện cho người dân nước này.

Hầm chứa chất thải hạt nhân Onkalo đã tiêu tốn 1,07 tỷ USD (hơn 26 nghìn tỷ đồng) cho quy trình xây dựng và dự kiến chính thức hoạt động trong vòng 2 năm tới. Sự xuất hiện của căn hầm được các chuyên gia trong ngành đánh giá sẽ thay đổi hoàn toàn lĩnh vực này.

Hầm chứa chất thải hạt nhân Onkalo đã tiêu tốn 1,07 tỷ USD (hơn 26 nghìn tỷ đồng) cho quy trình xây dựng và dự kiến chính thức hoạt động trong vòng 2 năm tới

“Mọi người đều biết cần có một kho lưu trữ địa chất cho chất thải hạt nhân, nhưng chỉ có Phần Lan làm được điều đó”, Giám đốc Rafael Mariano Grossi của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) nói.

“Phần Lan đã đi trước thế giới ít nhất một thập kỷ”, giáo sư ngành hóa học Gareth Law tại Đại học Helsinki nhận định.

Vấn đề nan giải với rác thải từ năng lượng hạt nhân

Trên thực tế, năng lượng hạt nhân cung cấp 10% nhu cầu sử dụng điện trên toàn thế giới. Là nguồn năng lượng carbon thấp, điện hạt nhân được xem là một trong những nhiên liệu giúp chống lại biến đổi khí hậu.

Tuy nhiên, năng lượng hạt nhân vẫn gây không ít tranh cãi do chi phí cao, mất nhiều thời gian xây dựng nhà máy, rủi ro an toàn của lò phản ứng và chưa có cách xử lý rác thải phóng xạ. Những rác thải này sẽ để lại tác hại cho môi trường và sức khỏe của con người đến cả hàng trăm nghìn năm sau.

Càng chuyển đổi sang năng lượng sạch, chúng ta càng cần sử dụng nhiều năng lượng hạt nhân. Và càng sử dụng nhiều năng lượng hạt nhân, chất thải phóng xạ sẽ ngày càng chất đống. Nếu không có biện pháp xử lý lâu dài, chúng chính là những quả bom nổ chậm đối với chúng ta.

Do đó, rác thải từ nguồn năng lượng này cần tránh khỏi môi trường sống của con người. Điều này đã tạo ra một bài toán khó, biến khâu quản lý năng lượng hạt nhân trở thành một trong những vấn đề nan giải nhất.

Năm 2016, IAEA ước tính khoảng 260.000 nghìn tấn, tương đương 70% nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng toàn cầu được lưu trữ tạm thời trong các hồ chứa.

Có hơn 400 nhà máy điện hạt nhân được đặt trên khắp thế giới. Mặc dù con số cao như vậy, nhưng hiện tại thế giới vẫn chưa có một bãi xử lý hạt nhân vĩnh viễn. Thay vào đó, chất thải hạt nhân đã được lưu trữ trong nhiều loại bể chứa khác nhau hoặc biến thành thủy tinh bằng phương pháp thủy tinh hóa. Các chuyên gia cho rằng cách làm này không thể kéo dài lâu.

“Chúng ta đều được lợi từ năng lượng phóng xạ trong suốt 60 năm qua. Giờ đây, các nhà khoa học, kỹ sư có trách nhiệm phải giải quyết bài toán khó là tiêu hủy đống rác thải này, thay vì đùn đẩy cho thế hệ sau”, giảng viên ngành vật liệu hạt nhân Lewis Blackburn của Đại học Sheffield nói.

Theo ông, đảo Onkalo - nơi tọa lạc của 3 lò phản ứng hạt nhân - đã nhận được sự đồng thuận từ công chúng và được xây dựng dựa trên nền tảng của sự dân chủ. “Đây là một bước tiến rất lớn. Phần Lan đã làm gương cho thế giới về việc biết cách hợp tác và đối thoại với công chúng”, Blackburn nhận định.

Cơ quan An toàn Phóng xạ và Hạt nhân Phần Lan cho rằng đặc điểm địa lý, cụ thể là phần đá nền 2 tỷ năm tuổi vững chãi, ít gặp động đất của Onkalo rất thích hợp để chứa rác thải phóng xạ. Bên cạnh đó, Onkalo đã có sẵn 3 nhà máy hạt nhân từ trước nên người dân không mấy phản cảm khi xuất hiện thêm hầm chứa chất thải mới.

Nơi chôn cất nằm dưới mặt đất với độ sâu 450m

Chôn vùi vĩnh cửu 6.500 tấn chất thải hạt nhân

Theo BBC, Phần Lan đã dự tính xây hầm chứa từ 20 năm trước khi đề xuất chôn cất rác thải phóng xạ ở một địa điểm duy nhất được thông qua.

Năm 2004, Công ty Posiva bắt đầu triển khai dự án, xây dựng trên quy trình KBS-3 với 3 lớp ngăn cách năng lượng hạt nhân bao gồm hộp đựng, bao bọc bằng lớp đất sét bentonite có khả năng hút nước và chôn trong đường hầm nằm sâu dưới các tảng đá.

Cụ thể, rác thải sẽ được chứa trong hộp đựng hai lớp, bên trong là kẽm, bên ngoài làm bằng đồng, dày khoảng 5cm. Hộp đựng được đậy nắp và chuyển sang kho chứa ở bộ phận xử lý rác thải.

Sau đó, chất thải được đẩy vào một đường hầm sâu 450m dưới mặt đất. Tại đây, thang máy sẽ tiếp tục đưa hộp chứa đến khu vực tiếp nhận cách mặt đất 437m. Các robot tự động sẽ di chuyển phương tiện để đưa hộp chứa chất thải vào lỗ xử lý.

Tổng cộng 5 đường ống dẫn đến điểm đến cuối cùng dài tất cả là 350m. Mỗi ống có 40 lỗ tròn sâu 8m và rộng 2m trên bề mặt. Theo đó, khu vực xử lý rác thải dưới lòng đất có khoảng 3.000 lỗ tròn, tương đương với khả năng chứa 3.000 hộp chất phóng xạ.

Ống chứa hộp đựng chất thải

“Căn hầm dự kiến chứa khoảng 6.500 tấn chất thải. Onkalo sẽ là nơi tiếp nhận toàn bộ chất thải hạt nhân được sản xuất bởi 5 nhà máy trên toàn lãnh thổ”, Antti Joutsen - chuyên gia địa chất tại Posiva - cho biết.

Cuối cùng, bê tông sẽ được đổ xuống để bịt kín tất cả lại. Đường hầm sẽ được niêm phong trong ít nhất 100.000 năm, và mọi thứ sẽ được giữ yên như vậy, không bị xáo trộn ngay cả khi khí hậu có ấm lên hay kỷ băng hà tiếp theo có diễn ra trên bề mặt hành tinh.

Những kịch bản, tính toán và con số đang đứng về phía Posiva và đội ngũ dự án của họ tại Onkalo. Vào tháng 12 năm ngoái, họ đã xin được giấy phép từ chính phủ Phần Lan để chính thức khai trương khu hầm chôn chất thải phóng xạ của mình vào năm 2024.

Vào tháng 12 năm ngoái, dự án đã nhận được giấy phép từ chính phủ Phần Lan để chính thức đi vào hoạt động năm 2024

Quá trình xây dựng thêm các boong-ke mới sẽ được tiến hành song song với quá trình tập kết và chuyển chất thải hạt nhân đến đây. Dự kiến toàn bộ các kho của Onkalo sẽ được lấp đầy vào năm 2120.

Giảng viên khoa hóa Siitaru Kauppi của Đại học Helsinki nói rằng ông rất tự tin rằng Phần Lan sẽ làm tốt việc xử lý rác thải phóng xạ ở đảo Onkalo, dù vậy thế giới vẫn cần những giải pháp mới. “Vẫn có những người nảy ra các ý tưởng xử lý rác hạt nhân tốt hơn chúng tôi. Chúng tôi chỉ đang làm tốt nhất có thể với những kiến thức và nghiên cứu đã thực hiện”, ông cho biết.

Được biết, Phần Lan không phải là quốc gia đầu tiên thử tạo các bãi xử lý hạt nhân vĩnh viễn. Tuy nhiên, đây nhiều khả năng sẽ là nơi đầu tiên thành công. Mỹ và Pháp đều đã cố gắng tạo ra các địa điểm tương tự như ở Olkiluoto. Tuy nhiên, những dự án này thường gặp vấn đề do thiếu sự chấp nhận của cộng đồng.

"Người dân Phần Lan có sự tin tưởng rất cao vào khoa học và các cơ quan chức năng. Nếu cơ quan quốc gia cho biết kho lưu trữ an toàn, họ sẽ không phải lo lắng về điều đó", nhà nghiên cứu khoa học chính trị Matti Kojo cho biết. "Nếu người ta cố gắng thực hiện điều tương tự ở một quốc gia mà mức độ tin cậy của người dân thấp hơn, việc làm có thể sẽ thất bại".

>> Siêu dự án khiến Mỹ phải tung 'công nghệ độc tôn' chưa từng xuất hiện trên thế giới, dự kiến 'vượt mặt' kỷ lục mà Liên Xô mất 20 năm để hoàn thành