Nhà máy điện hạt nhân thế hệ mới

Nhà máy điện hạt nhân nổi trên biển

Ngày 15 - 4 - 2007, Nga đã bắt đầu xây dựng nhà máy điện hạt nhân nổi trên biển đầu tiên. Ngoài ra, quốc gia này còn dự tính sẽ xây thêm ít nhất 6 nhà máy nữa, bất chấp những lo ngại về những tác động xấu của chúng đối với môi trường. Các chuyên gia Nga cho biết, nhà máy điện hạt nhân nổi sẽ được đặt trên một xà lan, gồm 2 lò phản ứng hạt nhân và chỉ có khoảng 30 người điều khiển. Theo dự tính, dự án " đặc biệt" này có trị giá 300 triệu USD và sẽ hoàn thành vào năm 2010.

Mục đích của chương trình xây dựng nhà máy hạt nhân nổi trên biển là để cung cấp điện cho các vùng xa xôi của Nga, đồng thời có thể bán điện sang một số nước khác. Các chuyên gia cho biết, nhà máy điện hạt nhân nổi sẽ an toàn hơn rất nhiều các nhà máy năng lượng hạt nhân trên mặt đất khác.

NamPhi: Chinh phục nhà máy điện hạt nhân thế hệ mới

Nhà máy điện hạt nhân PBMR của Nam Phi hiện đang được sử dụng có một ưu điểm là mỗi mô - đun của lò phản ứng sản sinh ra gần 170 MW, thấp hơn nhiều so với mức 1000 MW mà lò phản ứng nước nhẹ tiêu chuẩn sản xuất ra. Do vậy, nhà máy điện hạt nhân PBMR có thể nâng quy mô theo nhu cầu. Một số mô - đun có thể kết nối với nhau để cấp điện cho một thành phố, còn một mô - đun thì cấp điện cho một thị trấn nhỏ. Như vậy, lò điện hạt nhân thế hệ mới có thể cấp điện cho các làng xã nhỏ ở Nam Phi cách xa mạng điện của thành phố.

Hiện nay, Nam Phi đang dẫn đầu trong việc phát triển nhà máy điện hạt nhân PBMR thương mại. Quốc gia này hy vọng tới năm 2010 sẽ hoàn thành việc xây dựng một nhà máy ở gần thành phố Cáp - pê với dân số khoảng 3 triệu người.

Khái niệm PBMR lần đầu tiên xuất hiện vào thập kỷ 50 của thế kỷ trước, do Nhà vật lý người Đức, ông Ru-đôn-phơ Schan-tơ (Rudolf Schulter) đề xuất. Với hy vọng tạo ra loại lò phản ứng hạt nhân an toàn hơn, ông đã có ý tưởng mới là nhồi những hạt U-ra-ni cực nhỏ vào hàng nghìn các quả cầu gra-phít, mỗi quả có kích thước bằng quả bóng ten-nít. Những quả bóng mang chất phóng xạ này được gọi là những hòn cuội, có thể làm lạnh bằng khí Hê-li; chúng cung cấp năng lượng cho tuốc - bin khi chảy ra khỏi lò phản ứng. Bản thân U-ra-ni được tách ra thành mật độ thấp ở trong phạm vi các hòn cuội và được bao bọc bởi lớp vỏ gra-phít của chúng. Điều này đảm bảo cho U-ra-ni không bao giờ bị nóng chảy, do vậy tránh được thảm họa sự cố của lò hạt nhân.

Mỹ: Nhà máy điện hạt nhân có thể "chạy" khắp nơi

Hyperion Power Generation (HPG) - một công ty cung cấp điện có trụ sở tại bang Niu Mê-xi-cô của Mỹ đang lên phương án xây dựng các lò phản ứng hạt nhân tí hon mang tên Hyperion có khả năng di chuyển đủ khả năng cung cấp điện và sưởi ấm cho khoảng 10 nghìn hộ dân trong thời gian dài. Chúng hoạt động rất linh hoạt, tuyệt đối an toàn và ít cần bảo trì lò. Lò phản ứng Hyperion chỉ có đường kính vài mét nên người ta có thể vận chuyển nó đến những nơi hẻo lánh nhất. Lò có công suất điện 25 MW, công suất sưởi ấm 70 MW - đủ khả năng cung cấp năng lượng cho 10.000 hộ dân. Lò phản ứng có giá 25 triệu USD. Mục tiêu của HPG là muốn sản xuất điện ở khắp nơi trên thế giới với giá 10 xu cho 1 kWh.

Hiện tại, HPG đã có hơn 100 đơn đặt hàng, trong đó phần lớn từ ngành năng lượng và dầu mỏ. HPG khẳng định, lò phản ứng hạt nhân mi-ni có độ an toàn rất cao. Nhà máy điện hạt nhân này dùng Uranium hydride làm chất đốt và làm nguội bằng ka-li. Ngoài ra, Hyperion còn có khả năng tự điều chỉnh. Nguy cơ nóng chảy hạt nhân không thể xảy ra vì lò nhỏ nên nhiệt thừa sẽ bị môi trường xung quanh hấp thụ hoàn toàn.

Lò phản ứng thế hệ IV

Các nhà khoa học đang nghiên cứu chế tạo ra lò phản ứng thế hệ IV có khả năng sản xuất hyđro, nhiệt công nghệ cũng như điện năng, và hạn chế tối đa lượng chất thải tạo ra. Lò phản ứng hế hệ IV bao gồm việc tái chế hoàn toàn các actinit và các công trình chu kỳ nhiên liệu tại chỗ dựa trên các phương án xử lý tiên tiến dùng nước, nhiệt luyện kim hoặc phương pháp khô khác. Ngoài ra, lò phản ứng thế hệ IV có thể sản xuất hydro ở dạng sản phẩm phụ. Nếu Mỹ khai thác được tiềm năng này sẽ khiến cho việc sử dụng pin nhiêu liệu trong giao thông và phát điện trở nên kinh tế hơn và thân thiện hơn với môi trường, đồng thời giảm bớt sự phụ thuộc vào nguồn dầu lửa hiện đang phải nhập khẩu. Trong thời gian thấp điểm, có thể sản xuất ra lượng Hydro đủ để sử dụng trong thương mại, nhờ đó nâng cao tính kinh tế trong vận hành các nhà máy điện hạt nhân chạy ở chế độ phụ tải nền. Mục tiêu dài hạn sẽ là các nhà máy điện hạt nhân thế hệ IV vận hành ở nhiệt độ cao hơn, chuyên sản xuất hydro với năng suất ổn định để tích trữ và sau đó sử dụng trong các bộ pin nhiên liệu cực lớn (công suất trên 1.000 MW), đáp ứng nhu cầu phụ tải đỉnh trong ngày.