Lò phản ứng hạt nhân siêu nhỏ không cần nạp nhiên liệu: Có thể hoạt động tới 8 năm, sản xuất 5 MW điện và giảm 55.000 tấn CO2 mỗi năm

Lò phản ứng siêu nhỏ mới mang tên eVinci do công ty Westinghouse phát triển có thể hoạt động mà không cần nước, mở đường cho tiềm năng sử dụng năng lượng hạt nhân ở những địa điểm hẻo lánh khan hiếm nước.

Interesting Engineering đưa tin hôm 26/12/2023, mẫu lò đầu tiên sẽ ra mắt ở Saskatchewan, Canada, vào cuối thập kỷ này.

Khác với nhà máy điện hạt nhân mất nhiều năm để xây dựng và đi vào hoạt động, lò phản ứng siêu nhỏ cung cấp cách nhanh chóng để vận chuyển và lắp đặt cơ sở sản xuất điện hạt nhân. Đúng như tên gọi, nó nhỏ đến mức có thể đặt vừa trên xe tải chở hàng hoặc máy bay và di chuyển nhanh tới nơi đang cần điện, giúp đối phó thiên tai hoặc dùng cho quân sự.

Tuy nhiên, phần lớn thiết kế đòi hỏi nước để chuyển nhiệt từ lõi tới turbine hơi nước hoặc để loại bỏ nhiệt dư thừa. Điểm độc đáo của eVinci là cỗ máy không sử dụng nước trong mọi hoạt động.

Westinghouse đạt được điều này nhờ sử dụng công nghệ "Ống nhiệt", làm giảm số lượng bộ phận cần thiết trong các hệ thống chủ động. Gần đây, nhóm kỹ sư của công ty sản xuất ống nhiệt dài 3,6m, loại trừ rủi ro từ áp suất cao hoặc tai nạn rò rỉ chất làm mát có thể gặp ở thiết kế khác. Công ty cũng sử dụng Hệ thống thải nhiệt bị động (PHRS), dựa vào bức xạ và trao đổi nhiệt đối lưu để khử hết nhiệt từ lõi lò phản ứng mà không cần nhà vận hành can thiệp.

Ngoài vận chuyển linh hoạt, eVinci cũng dễ lắp đặt và ít gây xáo trộn cơ sở hạ tầng có sẵn. Lò phản ứng có thể kết hợp với các nguồn năng lượng tái tạo như điện gió và điện mặt trời, nối với lưới điện. Nhiệt lượng loại bỏ từ lò phản ứng có thể dùng cho nhu cầu sưởi ấm hoặc ứng dụng công nghiệp, tùy theo môi trường vận hành.

Westinghouse sử dụng nhiên liệu TRISO ở eVinci, có khả năng chịu các sự cố do ăn mòn, oxy hóa và nhiệt độ cao hơn nhiên liệu hạt nhân truyền thống. Lò phản ứng siêu nhỏ không cần nạp nhiên liệu, có thể hoạt động hơn 8 năm, sản xuất 5MW năng lượng đồng thời giảm 55.000 tấn CO2 mỗi năm.

Sau khi lò phản ứng hết nhiên liệu, nhà vận hành có thể chuyển nó đến nơi vứt bỏ, thay lò khác để tiếp tục hoạt động tại chỗ, tương tự một bộ pin. Lò phản ứng siêu nhỏ trang bị cơ cấu tắt để sử dụng trong lúc vận chuyển nhằm tăng độ an toàn. Đầu tháng 11 năm nay, Hội đồng nghiên cứu Saskatchewan (SRC) thông qua dự án 59 triệu USD nhằm chế tạo lò phản ứng siêu nhỏ đầu tiên tại Canada. Theo dự kiến, cơ sở sẽ đi vào hoạt động năm 2029.

*Theo Interesting Engineering

>> Khám phá lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất thế giới: Cao tương đương tòa nhà 4 tầng, duy trì plasma nóng tới 200 triệu độ C trong khoảng 100 giây