TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG HỌC PHẦN: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN Đề tài: NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN GVHD: Ths. Nguyễn Thị Xuân Hạnh SVTH: Nhóm 5 Phạm Ngọc Thư 1220510136 Nguyễn Thị Thanh 1220510147 Nguyễn Thị Cẩm Tiên 1220510157 Nguyễn Thị Thủy Tiên 1220501059 Lê Thanh Tùng 1220510161 Thủ Dầu Một, ngày 15 tháng 03 năm 2015 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Ngày nay năng lượng hóa thạch càng ngày càng cạn kiệt dần do đó cần phải có một nguồn năng lượng mới để thay thế nó. Dạng năng lượng thay thế cho nhiên liệu hoá thạch là năng lượng mặt trời và năng lượng từ sức gió. Các dạng năng lượng mới này cần phải phát triển, khai thác để sử dụng. Tuy nhiên do giá thành cao và cần một diện tích lớn nên các dạng năng lượng này chỉ cung cấp được 10% trong tổng số năng lượng cần thiết.Chính vì vậy, năng lượng mà nhân loại có thể sử dụng lâu dài trong thời gian tới phải dựa vào năng lượng nguyên tử. Mặc khác năng lượng nguyên tử có một số ưu điểm so với các nguồn năng lượng khác là: Đặc trưng thứ nhất của năng lượng nguyên tử là nguồn năng lượng sạch, không phát thải CO2, SOx, NOx gây ô nhiễm không khí . Hơn nữa, vì Uranium có thể phát điện chỉ với một lượng rất nhỏ so với dầu nên có ưu điểm là dễ vận chuyển và bảo quản. Ví dụ, để vận hành nhà máy điện công suất 1000 MW trong vòng một năm thì phải cần tới hơn một triệu tấn dầu, trong khi đó đối với nhiên liệu Uranium thì chỉ cần vài chục tấn. Trong các nhà máy điện nguyên tử, khi nạp nhiên liệu vào lò phản ứng là có thể liên tục phát điện trong vòng 1 năm mà không cần phải thay thế nhiên liệu. Lượng chất thải phóng xạ phát sinh trong nhà máy điện nguyên tử rất ít so với lượng chất thải công nghiệp thông thường, do vậy có thể quản lý được một cách chặt chẽ, cất giữ và bảo quản an toàn. Nhà máy điện nguyên tử được lựa chọn phương án thiết kế an toàn tối ưu. Nó được thiết kế để sao cho dù có phát sinh tai nạn thế nào chăng nữa cũng không gây thiệt hại, tổn thất cho tất cả cư dân sống xung quanh. Có thể nói rằng một nửa nhà máy điện nguyên tử là các thiết bị an toàn. Do đó, chi phí cao cho các thiết bị đó là đương nhiên. Hơn nữa, trong quá trình xây dựng, người ta tiến hành kiểm tra gắt gao ở từng công đoạn để đảm bảo an toàn nên thời gian xây dựng cũng khá dài.  CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN 2.1 Lịch sử hình thành và nguồn gốc phát sinh năng lượng hạt nhân 2.1.1 Lịch sử hình thành(http://doc.edu.vn/tai-lieu/tieu-luan-nang-luong-hat-nhan-ban-hay-thu-8386/). Lịch sử của năng lượng hạt nhân khởi đầu với việc xây dựng mô hình nguyên tử. năm 1912, nhà vật lý Ernest Rutherford (1871 – 1937) người Anh, sau khi phát hiện ra nguyên tử đã cùng với nhà vật lý Niels Bohr (1885 – 1962) người Đan Mạch đề xuất một mô hình nguyên tử. Nguyên tử gồm một hạt nhân tích điện dương được bao quanh bởi các electron. Năm 1913, Rutherford phát hiện ra proton. Năm 1932, nhà vật lý James Chadwick (1891 – 1974) người Anh phát hiện ra nơ tron. Năm 1939, nhà vật lý Frederic Joliot-Curie (1900 – 1958) người Pháp cùng với các trợ lý là Lew Kowaski và Hans Von Halban đã chứng minh rằng hiện tượng phân rã hạt nhân ( phân hạch) urani kéo theo sự tỏa nhiệt rất lớn. việc phát hiện ra phản ứng dây chuyền sau này cho phép khai thác năng lượng hạt nhân. Trong thời gian đại chiến thế giới lần thứ II (1939 – 1945), các nghiên cứu về hiện tượng phân hạch được tiếp tục tiến hành ở Mỹ, với sự tham gia của các nhà khoa học từ Châu Âu di cư sang đó. Kế hoạch Mahattan được phát động với mục đích chế tạo vũ khí hạt nhân mà hệ quả là các vụ nổ hạt nhân ( bom nguyên tử) ở hai thành phố Hiroshima và Nagasaki ( Nhật Bản) vào tháng 8 năm 1945. Ngay sau chiến tranh, những nghiên cứu về năng lượng phân hạch được tiếp tục tiến hành để sử dụng vào mục đích dân sự. Ở Pháp, Ủy hội năng lượng nguyên tử pháp ( Commissariat à l’Énergie Atomique CEA) được thành lập vào năm 1945. Nhiệm vụ của cơ quan nghiên cứu này là giúp nước Pháp làm chủ được nguyên tử trong các lĩnh vực nghiên cứu, y tế, năng lượng, công nghiệp, an ninh và quốc phòng. 2.1.2 Nguồn gốc phát sinh(http://tailieu.vn/doc/nguon-goc-cua-nang-luong-hat-nhan-1244242.html ) - Về căn bản năng lượng hạt nhân được lấy từ việc chia tách hạt nhân nguyên tử trong lò phản ứng hạt nhân. Có 3 phương pháp chính để có thể lấy được loại năng lượng này: phân hạch hạt nhân, tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ. Tuy nhiên, cho đến nay , chỉ có phương pháp phân hạch hạt nhân là được sử dụng một cách rộng rãi trên toàn thế giới. Phân hạch hạt nhân còn gọi là phản ứng phân rã nguyên tử. Trong phân rã nguyên tử, hạt nhân nguyên tử bị chia làm hai hoặc nhiều hạt nhỏ hơn và một số phần thừa (neutron, photon...). Quá trình này tỏa ra một lượng năng lượng đáng kể - đây chính là nguồn năng lượng hạt nhân. Hiện năng phản ứng hạt nhân được sử dụng rộng rãi nhất là chuyển hóa từ đồng vị Uranium 235 lên Uranium 236 rồi phân tách thành Kr 92 và Ba 141. Quá trình này tạo ra một lượng năng lượng vô cùng lớn đó chính là năng lượng hạt nhân. 2.2 Tình hình khai thác 2.2.1 Trên thế giới (http://www.ipsi.org.vn/TinTucChiTiet.aspx?nId=756&nCate=2) Tại Nga: Công nghệ hạt nhân là một trong những ngành công nghiệp hàng đầu của Nga, có ứng dụng quan trọng trong mọi lĩnh vực đời sống, như kinh tế, công nghiệp năng lượng, khám phá vũ trụ, hàng không, y tế, nông nghiệp, sản xuất vật liệu… Liên bang Nga có kế hoạch cung cấp 45-50% điện hạt nhân cho nhu cầu sử dụng của đất nước vào năm 2050 và tăng lên 70-80% vào cuối thế kỷ này. Theo đó, Chính phủ nước Nga chủ trương tăng thêm chi phí và đẩy mạnh chương trình phát triển công nghệ hạt nhân mới. Tập đoàn năng lượng hạt nhân quốc gia ROSATOM đầu tư hàng năm khoảng 23 tỷ RUB (trên dưới 737 triệu USD) cho nghiên cứu và phát triển, trong tổng số 60 tỷ RUB (hay 1,9 tỷ USD) ngân sách quốc gia hàng năm cho các chương trình nghiên cứu phát triển hạt nhân.  Số tiền dự kiến cho nghiên cứu và phát triển hàng năm tăng gấp đôi vào năm 2020 và sẽ đạt tới 42 tỷ RUB (hay 1.3 tỷ USD), gấp khoảng 10 lần số tiền đầu tư vào năm 2007, thời điểm mà nước Nga bắt đầu củng cố các hoạt động hạt nhân của mình ở tập đoàn ROSATOM.  Ngoài ra, một chương trình mang tính chiến lược quốc gia Nga cũng đang được đưa ra vào thập kỷ tới, năm 2020  về vai trò của công nghệ lò phản ứng nhanh và cơ sở hạ tầng chu trình nhiên liệu liên quan, và sẽ có thể đưa vào sử dụng vào năm 2030.  ROSATOM đã xác nhận kế hoạch lắp đặt lò phản ứng nhanh thử nghiệm BREST-300 làm mát bằng chì tại Tổ hợp Hoá học Xibêri SCC (Siberian Chemical Combine) ở Seversk, thuộc vùng Tomsk. Việc xây dựng lò phản ứng 300 MWe này sẽ được bắt đầu vào năm 2016, do đó sẽ có thể phát điện vào năm 2020. Đây sẽ là nguyên mẫu đầu tiên của một loạt các phiên bản lò phản ứng công suất 1200 MWe trên toàn quốc. Tổ hợp SCC đang sở hữu một nhà máy làm giàu uranium với công suất cao, có khả năng xử lý uranium thu hồi từ quá trình tái chế và một nhà máy sử dụng nhiên liệu MOX. Đồng thời, một nhà máy chuyển đổi uranium cũng đang được xây dựng và lên kế hoạch vận hành sau năm 2016 nhằm đáp ứng mọi nhu cầu của Nga. Chiến lược dài hạn của ROSATOM đến năm 2050 liên quan đến việc chuyển hướng sang thế hệ các nhà máy điện hạt nhân mới an toàn cao với sử dụng lò phản ứng nhanh, chu trình nhiên liệu khép kín và nhiên liệu MOX.  Chương trình mục tiêu liên bang của quốc gia này dự kiến sẽ cung cấp 45-50% năng lượng hạt nhân cho nhu cầu sử dụng của đất nước vào năm 2050 và tăng lên 70-80% vào cuối thế kỷ này. Tại Ấn Độ Nhà máy điện hạt nhân Kudankulam tại Ấn Độ mới được xây dựng, với công nghệ Nga. Hiện thời, giai đoạn hoàn thiện vẫn tiếp tục và lò phản ứng hạt nhân đầu tiên chuẩn bị đi vào hoạt động, không lâu sau đó đến lò phản ứng thứ hai. Dự kiến hai lò phản ứng của Kudankulam sẽ sản xuất tổng cộng 2.000 megawatt (MW) điện đáp ứng nhu cầu năng lượng đang tăng để phát triển kinh tế. Nhà máy Kudankulam chỉ là bước khởi đầu của chương trình phát triển điện hạt nhân của Ấn Độ, và dự kiến từ nay đến năm 2032, Delhi sẽ tăng cường công suất điện hạt nhân từ 4.400MW đến xấp xỉ 63.000 MW. Ngoài ra, vào năm 2050, Ấn Độ có tham vọng thỏa mãn 1/4 nhu cầu năng lượng trong nước với điện hạt nhân. Hiện nay, khoảng 20 lò phản ứng đáp ứng chừng 4% điện năng của Ấn Độ, nhưng Delhi còn có kế hoạch tăng gấp đôi công suất vào 5 năm tới. 2.2.2 Ở Việt Nam Hiện Việt Nam đang trong giai đoạn chuẩn bị xây dựng hai dự án nhà máy điện hạt nhân đầu tiên là Ninh Thuận 1 và Ninh Thuận 2. Chúng ta đang gặp khó khăn do việc thiếu nguồn nhân lực ở tất cả các cấp độ (nhà quản lý, nhà khoa học, kỹ sư) không chỉ trong lĩnh vực vật lý hạt nhân và cơ học lò phản ứng mà còn cả trong lĩnh vực công trình xây dựng. Vì vậy, song song với chương trình đào tạo nhân lực của Chính phủ, việc mở ra các cơ hội trao đổi hợp tác giữa các cơ quan của Việt Nam với đội ngũ trí thức người Việt đang làm việc ở các cơ quan, Cty lớn của thế giới trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân sẽ đóng góp rất thiết thực cho việc phát triển năng lượng hạt nhân của Việt Nam. Từng bước xây dựng và phát triển ngành công nghiệp điện hạt nhân Việt Nam bảo đảm quản lý an toàn và khai thác hiệu quả các nhà máy điện hạt nhân, từng bước tăng dần tỷ lệ tham gia của các ngành công nghiệp trong nước vào việc thực hiện các dự án xây dựng nhà máy điện hạt nhân, tiến đến tự chủ về thiết kế, chế tạo, xây dựng, lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng các nhà máy điện hạt nhân. Việc chuẩn bị cho phát triển ĐHN ở Việt Nam đã được dự kiến từ những năm của thập kỷ 90, tuy nhiên do điều kiện kinh tế chính trị chưa thuận lợi nên mới chỉ tạm dừng ở nghiên cứu tổng quan.  Cuối tháng 4/2008, Viện Năng lượng đã được Bộ Công thương và Tập đoàn điện lực Việt Nam giao nhiệm vụ lập báo cáo đầu tư xây dựng nhà máy ĐHN tại Phước Dinh và Vĩnh Hải - tỉnh Ninh Thuận. Hai địa điểm nêu trên đều đã qua giai đoạn nghiên cứu tiền khả thi với kết quả điều kiện địa chất, địa chấn và kiến tạo tốt, mật độ dân cư thấp, khu đất rộng.  Ngày 25/11/2009, chủ trương đầu tư Dự án Điện hạt nhân Ninh Thuận đã được Quốc hội khóa XII thông qua tại kỳ họp thứ 6. Theo dự kiến, nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 khởi công tháng 12/2014, vận hành thương mại tổ máy số 1 vào năm 2020, tổ máy số 2 vào năm 2021. Dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2 sẽ khởi công vào tháng 5/2015, vận hành tổ máy số 1/2021 và tổ máy số 2/2022.  2.3 Khả năng ứng dụng và tiềm năng phát triển (http://vietq.vn/nhung-ung-dung-dien-hinh-cua-nang-luong-hat-nhan-d32662.html). - Ứng Dụng Trong Y Tế Các nguồn bức xạ Co-60 hoạt độ cao dùng trong xạ trị được sử dụng tại một số bệnh viện trong nước từ những năm 1960. Năm 1971, Khoa Y học hạt nhân được hình thành với một số thiết bị đo và chuẩn đoán bệnh đơn giản. Từ  tháng 3/1984, Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt được đưa vào hoạt động, cho phép sản xuất các chất đồng vị và dược chất phóng xạ thì số lượng các Khoa Y học hạt nhân tăng nhanh và đến nay, trong cả nước trên 30 khoa được hình thành, nhiều thiết bị hiện đại được trang bị như máy hiện hình Gamma Camera, máy chụp cắt lát CT. Trung bình hàng tháng khoảng 100 bệnh nhân đối với các khoa có quy mô nhỏ và gần 1.000 bệnh nhân với các khoa có quy mô lớn được chẩn đoán và điều trị bệnh. Các loại đồng vị chính được sản xuất tại Lò phản ứng hạt nhân là tấm áp P-32 để điều trị các bệnh ngoài da; dung dịch I-131 dưới dạng tiêm hoặc uống để chẩn đoán và điều trị bệnh tuyến giáp; Tc-99m và các dược chất dưới dạng kit in-vivo đánh dấu với Tc-99m để hiện hình tìm các khối u bất thường trong não, chẩn đoán chức năng và bệnh lý các cơ quan nội tạng của cơ thể như thận, gan, phổi, hệ tiêu hóa. Các kit in-vitro miễn dịch học phóng xạ T3, T4 cũng được sản xuất và sử dụng tại một số bệnh viện. Hàng năm, khoảng 150Ci chất phóng xạ các loại được sản xuất tại Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, cung cấp cho ngành Y tế. - Ứng Dụng Trong Công Nghiệp Sử dụng các nguồn phóng xạ và các thiết bị hạt nhân để xây dựng các hệ đo và tự động hóa trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy như đo mức của các bể đựng phối liệu của các nhà máy xi măng và nhà máy giấy; xác định mức trong các hộp bia và nước giải khát; xác định độ ẩm và mật độ giấy trong các nhà máy giấy; các hệ đo phóng xạ trong các giếng khoan của công nghiệp dầu khí... Ưu điểm của phương pháp hạt nhân là không làm ảnh hưởng đến quá trình làm việc của các hệ công nghệ, cho phép đo trong điều kiện nhiệt độ, áp suất cao và với các dung dịch hóa chất độc hại. Kỹ thuật đồng vị xạ đánh dấu cũng được sử dụng phổ biến, chẳng hạn, việc tối ưu hóa quy trình và thời gian pha trộn phế liệu trong các dây chuyền của các nhà máy. Trong lĩnh vực khai thác dầu khí, kỹ thuật đánh dấu phóng xạ được sử dụng để xác định mặt cắt nước bơm ép trong các giếng bơm ép, hiện tượng ngập lụt trong các giếng khai thác của mỏ dầu Bạch Hổ. Kỹ thuật kiểm tra không phá hủy mẫu cũng là một trong các hướng đặc thù, chẳng hạn sử dụng phương pháp bức xạ truyền qua để chụp kiểm tra chất lượng mối hàn các đường ống kim loại, kiểm tra đánh giá tình trạng bên trong của các tháp công nghiệp với đường kính đến 4m và chiều cao đến 30m, kiểm tra chất lượng các cọc nhồi của các công trình xây dựng; sử dụng phương pháp bức xạ tán xạ ngược để xác định chất lượng của các công trình đường giao thông... - Ứng Dụng Kỹ Thuật Hạt Nhân Trong Nông Nghiệp Nghiên cứu sử dụng bức xạ Gamma kết hợp với những tác nhân khác để cải tạo giống cây trồng, sử dụng đồng vị đánh dấu để nghiên cứu các quá trình sinh học như vấn đề dinh dưỡng cây, con được ngành Hạt nhân kết hợp với các ngành khác thực hiện từ nhiều năm qua. Các nghiên cứu chiếu xạ một số giống cây (ngô, khoai, lúa, một số loài hoa, dâu tằm,...) ở liều kích thích hoặc đột biến để tạo giống có năng suất cao hơn hoặc thích hợp hơn với điều kiện môi trường khắc nghiệt, nghiên cứu quy trình nhân giống vô tính in-vitro, nuôi cấy tế bào một số loài hoa, cây đặc sản và cây rừng quý hiếm cũng được tiến hành. Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghệ nuôi trồng nấm là một thành quả có ý nghĩa thực tế. Từ các kết quả nghiên cứu, cho phép tuyển chọn, nuôi trồng và chuyển giao công nghệ trồng các loại nấm quý như linh chi, bào ngư,... cho nông dân nhằm tận thu nguồn phụ phế liệu xơ - sợi nông nghiệp. Ngoài ra, sử dụng kỹ thuật hạt nhân để xử lý rác thải nông nghiệp như rơm rạ, bã mía để làm thức ăn cho động vật hoặc cơ chất cho phân bón vi sinh cũng được áp dụng vào thực tế. - Tiềm Năng Phát Triển Ở Châu Á Theo một báo cáo của tổ chức Năng Lượng Nguyên Tử Thế Giới( IAEA) đưa ra, với 18 trên 32 lò phản ứng hạt nhân đang được xây dựng và nhiều lò đang dự kiến sẽ xây dựng tại các nước Châu Á, khu vực Châu Á đang đi đầu trong việc quan tâm sử dụng điện hạt nhân. Báo cáo chỉ ra rằng: “ năng lượng, điện năng và năng lượng hạt nhân cho giai đoạn từ nay đến năm 3030” sẽ được quốc gia như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc và Ấn Độ coi trọng và các nước này sẽ trở thành tâm điểm trong việc mở rộng năng lượng hạt nhân của toàn thế giới. Tình hình phát triển năng lượng hạt nhân ở một số nước: - Trung Quốc và Ấn Độ là những nước đang bùng nổ về kinh tế, bùng nổ dân số và tăng nhanh nhu cầu năng lượng. Họ hiển nhiên cần phát triển toàn bộ nguồn năng lượng của mình ở mức có thể. Tới nay, sản lượng điện hạt nhân chỉ chiếm một phần nhỏ, 2% ở Trung Quốc, 3% ở Ấn Độ. Song Trung Quốc đã có kế hoạch tăng 5 lần tỉ trọng đó vào năm 2020 và Ấn Độ là 8 lần đến năm 2022. - Pakistan đã có kế hoạch xây dựng những lò phản ứng hạt nhân mới bổ sung vào số lượng 2 nhà máy hiện có. Indonesia đang có kế hoạch xây dựng các lò phản ứng hạt nhân với công suất 1.000 MW tại trung tâm Java trong khi cơ quan năng lượng của Thái Lan cũng đã tuyên bố xây dựng hai nhà máy điện nguyên tử vào năm 2015. Tại Malaysia, một nghiên cứu chính sách năng lượng toàn diện bao gồm cả việc sử dụng năng luong85 nguyên tử sẻ hoàn thành vào năm 2010. In-đô-nê-xi-a đã đưa ra kế hoạch xây dựng một nhà máy điện hạt nhân trị giá 1,6 tỷ USD vào năm 2010 tại khu vực núi Mu-ri-a. thủ tướng Singapore đã đưa ra quan điểm tích cực hơn đối với năng lượng hạt nhân và không cấm xây dựng nhà máy hạt nhân tại một số địa điểm ở nước này. Những dự đoán mới đây của IAEA ước tính, tăng trưởng điện hạt nhân tới năm 2030 trên toàn cầu sẽ ở mức 25% đến 93%. Với năng lượng cao nhất, tốc độ tăng trưởng trung bình sẽ vào khoảng 2,5%/năm. - Ở Việt nam Việc chuẩn bị cho phát triển điện hạt nhân ở Việt Nam đã được dự kiến từ những năm của thập kỷ 90 thế kỷ trước. Tuy nhiên, do điều kiện kinh tế chính trị chưa thuận lợi nên mới chỉ tạm dừng ở nghiên cứu tổng quan. Công việc chuẩn bị đã được triển khai mạnh mẽ hơn kể từ sau 2002, khi Thủ tướng Chính phủ có ý kiến chỉ đạo lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi. Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi xây dựng NMĐHN đầu tiên của Việt Nam do Viện Năng lượng (Tập đoàn Điện lực Việt Nam) chủ trì phối hợp cùng một số cơ quan liên quan khác đã hoàn thành và trình Thủ tướng vào tháng 8/2005. Cuối tháng 4/2008, Viện Năng lượng đã được Bộ Công Thương và Tập đoàn Điện lực Việt Nam tiếp tục giao nhiệm vụ lập Báo cáo đầu tư xây dựng NMĐHN tại địa điểm Phước Dinh và Vĩnh Hải (Ninh Thuận), mỗi địa điểm dự kiến xây dựng 2 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 1.000MW với tiến độ dự kiến: tổ máy đầu tiên sẽ đi vào vận hành năm 2020.      Viện Năng lượng cũng đồng thời đang tiến hành lập 2 báo cáo quy hoạch địa điểm chi tiết tại Phước Dinh và Vĩnh Hải để có thể sớm trình Bộ Công Thương phê duyệt địa điểm, nhằm chuẩn bị các điều kiện thuận lợi và cần thiết để xây dựng nhà máy. Ngoài ra, để có thể đáp ứng việc phát triển nhiều tổ máy điện hạt nhân trong tương lai, thì việc tiến hành tìm kiếm thêm các địa điểm khác là hết sức cần thiết, công việc qui hoạch các địa điểm tiềm năng này đang được Viện Năng lượng nghiên cứu và sẽ sớm có kế hoạch triển khai.     2.4 Ưu và nhược điểm (http://www.3ce.vn/vi/ho-tro/dien-dien-tu/3541-uu-diem-va-nhuoc-diem-cua-nang-luong-hat-nhan.html). Ưu điểm của năng lượng hạt nhân - Tạo ra một số lượng lớn năng lượng Phản ứng hạt nhân giải phóng nhiều hơn một triệu lần năng lượng so với thủy điện hoặc năng lượng gió. Vì vậy, một lượng điện năng lớn có thể được tạo ra. Hiện nay, có khoảng 10-15% sản lượng điện của thế giới được tạo ra bằng năng lượng hạt nhân. Với một kg uranium-235 có thể sản xuất ra một lượng năng lượng điện tương đương 1.500 tấn than. - Nguồn năng lượng xanh Ưu điểm lớn nhất của nguồn năng lượng này là không tạo ra các khí thải nhà kính (như carbon dioxide, methane, ozone, chlorofluorocarbon) trong phản ứng hạt nhân. Khí thải nhà kính là một mối đe dọa lớn cho môi trường sống, chúng gây ra sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Phản ứng hạt nhân không tạo ra các khí thải, nên có rất ít ảnh hưởng đến môi trường. - Không làm ô nhiễm không khí Việc đốt nhiên liệu như than đá tạo ra carbon dioxide và khói. Đó là một mối đe dọa đối với môi trường cũng như đời sống con người. Sản xuất năng lượng hạt nhân không thải ra khói. Vì thế, nó không gây  ô nhiễm không khí trực tiếp. Tuy nhiên, xử lý chất thải phóng xạ là một vấn đề lớn hiện nay. - Nhiên liệu độc lập Lò phản ứng hạt nhân sử dụng uranium làm nhiên liệu. Phản ứng phân hạch của một lượng nhỏ uranium có thể tạo ra một năng lượng lớn. Hiện nay, nguồn dự trữ uranium được tìm thấy trên Trái đất dự kiến sẽ đáp ứng được nhu cầu trong 100 năm nữa. Sử dụng năng lượng này có thể làm cho nhiều quốc gia có thể độc lập về năng lượng và không phụ thuộc vào việc khai thác những nhiên liệu như than đá. Nếu không có các lỗi của con người hay tai nạn và thiên tai, các lò phản ứng hạt nhân sẽ hoạt động rất hiệu quả trong một thời gian dài. Thêm vào đó, sau khi xây dựng, việc vận hành nhà máy đòi hỏi rất ít lao động.  Nhược điểm của năng lượng hạt nhân - Bức xạ Sự giải phóng ngẫu nhiên các bức xạ có hại là một trong những hạn chế lớn nhất của năng lượng hạt nhân. Quá trình phân hạch giải phóng bức xạ, nhưng chúng được kiểm soát trong một lò phản ứng hạt nhân. Nếu các biện pháp an toàn không được đảm bảo, các bức xạ có thể tiếp xúc với môi trường sẽ dẫn đến những ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái và con người. - Không thể tái tạo Mặc dù chúng tạo ra một lượng lớn năng lượng, các lò phản ứng hạt nhân vẫn phụ thuộc vào uranium. Đây là một nhiên liệu có thể bị cạn kiệt. Sự cạn kiệt của nó lại có thể gây ra một vấn đề nghiêm trọng. Các lò phản ứng sẽ phải ngừng hoạt động, chúng sẽ vẫn chiếm một diện tích lớn đất đai và làm ô nhiễm môi trường. - Phát triển vũ khí hạt nhân Năng lượng này có thể được sử dụng cho sản xuất và phổ biến vũ khí hạt nhân. Vũ khí hạt nhân sử dụng phản ứng phân hạch, nhiệt hạch, hoặc kết hợp cả hai phản ứng cho các mục đích phá hủy. Đó là một mối đe dọa lớn đối với thế giới vì chúng có thể gây ra một sự tàn phá quy mô lớn. Tác động của chúng có thể ảnh hưởng tới nhiều thế hệ (ví dụ, vụ đánh bom nguyên tử ở Hiroshima và Nagasaki, Nhật Bản). - Chi phí xây dựng khổng lồ Tuy một lượng lớn năng lượng có thể được sản xuất từ một nhà máy điện hạt nhân, nhưng nó đòi hỏi chi phí đầu tư lớn. Cần đến khoảng 10-15 năm để xây dựng xong một nhà máy điện hạt nhên. Việc xây dựng một nhà máy điện hạt nhân có thể không khả thi. - Chất thải hạt nhân Các chất thải được tạo ra sau phản ứng phân hạch chứa các nguyên tố không ổn định và phóng xạ cao. Nó rất nguy hiểm đối với môi trường cũng như sức khỏe con người và sẽ tồn tại trong một khoảng thời gian dài. Nó cần được xử  lý cẩn thận và phải cách biệt với môi trường sống. Độ phóng xạ của các nguyên tố này sẽ giảm trong một thời gian, sau đó phân hủy. Do đó, người ta phải được tích trữ và xử lý một cách cẩn thận. Việc tích trữ các nguyên tố phóng xạ trong một thời gian dài là rất khó khăn. - Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Cho đến này, đã có hai vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân thảm khốc xảy ra: thảm họa Chernobyl xảy ra tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl (1986) tại Ukraine, và thảm họa hạt nhân Fukushima Daiichi (2011) tại Nhật Bản. Sau các sự cố, một lượng lớn các bức xạ đã bị phát tán vào môi trường, dẫn đến những thiệt hại về người, thiên nhiên và đất đai. Người ta không thể phủ nhận khả năng lặp lại những thảm họa này trong tương lai. - Vận chuyển nhiên liệu và chất thải Việc vận chuyển nhiên liệu uranium và các chất thải phóng xạ là rất khó khăn. Uranium phát ra một số bức xạ, do đó, nó cần phải được xử lý cẩn thận. Chất thải của quá trình sản xuất hạt nhân còn nguy hiểm hơn và cần được bảo vệ tốt hơn. Tất cả các phương tiện vận chuyển chúng đảm bảo các. 2.1.2 Nguồn gốc phát sinh 2.2 Tình hình khai thác 2.2.1 Trên thế giới (http://www.ipsi.org.vn/TinTucChiTiet.aspx?nId=756&nCate=2) 2.2.2 Ở Việt Nam 2.3 Khả năng ứng dụng và tiềm năng phát triển (http://vietq.vn/nhung-ung-dung-dien-hinh-cua-nang-luong-hat-nhan-d32662.html). 2.4 Ưu và nhược điểm (http://www.3ce.vn/vi/ho-tro/dien-dien-tu/3541-uu-diem-va-nhuoc-diem-cua-nang-luong-hat-nhan.html). CHƯƠNG 3: SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN 3.1 Nhà máy điện hạt nhân là gì? Nhà máy điện nguyên tử hay nhà máy điện hạt nhân là một nhà máy tạo ra điện năng ở quy mô công nghiệp, sử dụng năng lượng thu được từ phản ứng hạt nhân tức là chuyển tải nhiệt năng thu được từ phản ứng phân hủy hạt nhân thành điện năng.  Trong lò phản ứng nguyên tử phân hủy hạt nhân với nguyên liệu ban đầu là đồng vị uran 235 và sản phẩm thu được sau phản ứng thường là các neutron và năng lượng nhiệt rất lớn. Nhiệt lượng này, theo hệ thống làm mát khép kín (để tránh tia phóng xà rò rỉ ra ngoài) qua các máy trao đổi nhiệt, đun sôi nước, tạo ra hơi nước ở áp suất cao làm quay các turbien hơi nước, và do đó quay máy phát điện, sinh ra điện năng. 3.2 Quy trình xây dựng nhà máy điện hạt nhân http://vietq.vn/xay-nha-may-dien-hat-nhan---nhung-quy-dinh-ngat-ngheo-d40342.html 3.3 Cấu tạo nhà máy điện hạt nhân Hình 3.1: Sơ đồ hoạt động của một lò nước điều áp (Nguồn: https://www.e-education.psu.edu/engr312/node/121) Nhà máy điện hạt nhân bao gồm 4 phần chính: 1. Trung tâm lò phản ứng hạt nhân (Reactor Vessel), nơi xảy ra phản ứng phân hạch  2. Máy phát điện chạy bằng hơi nước, nơi nhiệt sinh ra từ phân hạch hạt nhân được dùng để tạo hơi.  3. Turbine, dùng hơi nước làm quay nó để chạy máy phát điện  4. Bộ phận ngưng tụ (Condenser), làm lạnh hơi nước, chuyển nó trở lại thành pha lỏng . Mô tả Animated Sơ đồ của một lò nước điều áp Biểu đồ này minh họa các quá trình của một lò phản ứng nước áp lực. Mô tả này được đưa ra từ trái sang phải: Cơ cấu Containment: Cấu trúc ngăn chứa một tàu Reactor. Đường màu đỏ (đại diện cho chất lỏng nóng) đi lên trên qua Tàu Reactor, đi ngang qua thanh điều khiển bên trong lò phản ứng tàu; các đường màu đỏ sau đó chuyển ra phía bên phải của tàu lò phản ứng thông qua một đường ống dưới tạo áp và các đường màu đỏ tiếp tục đi qua đường ống này mà đi vào phát điện hơi nước từ bên trái, và đi ra phía dưới bên trái của máy phát điện hơi nước. Vẫn bên trong đường ống này, các đường màu đỏ chuyển từ phải sang trái qua một bánh xe quay và nhập lại các lò phản ứng tàu từ phía dưới. Máy phát điện hơi nước là ở bên phải của tàu lò phản ứng và tạo áp và vẫn nằm trong cấu trúc ngăn chặn. Nước đi vào phát điện hơi nước từ một đường ống ở phía dưới của máy phát điện hơi nước và trở thành hơi nước khi nó đi lên trên qua Steam Generator qua các đường ống có chứa các đường màu đỏ. Bên ngoài các cấu Containment: hơi đi qua một đường ống ra khỏi top của Steam Generator và lá phía bên phải của kết cấu ngăn chặn. Hơi nước đi vào Turbine từ một đường ống ở phía trên. Các tua bin quay. Một trục từ bên phải của các tua bin phát điện đi vào từ bên trái và biến Generator. Hai đường rời khỏi phía bên phải của máy phát điện và được hiển thị để tạo ra điện đi qua dây chuyền và quyền hạn toàn bộ một thành phố truyền. Hơi đi ra phía dưới bên phải của Turbine thông qua một đường ống và đi vào bình ngưng nơi hơi nước đi qua đường ống (trong đó nhập bình ngưng từ bên phải và chứa nước) và hơi nước được biến thành nước trong bình ngưng. Các nước rời Condenser thông qua một đường ống bên trái, đi từ phải sang trái qua một bánh xe quay và lại đi vào phát điện hơi nước từ phía dưới và các chu kỳ tiếp tục. 3.4 Nguyên lý hoạt động * Nguyên lý phát điện -Vòng truyền nhiệt sơ cấp: Chất dẫn nhiệt được bơm vào vùng phản ứng, nhận năng lượng sinh ra từ phản ứng dây truyền. Chất tải nhiệt vòng sơ cấp, được giữ ở trạng thái lỏng dưới áp suất cao, mang nhiệt từ lò hạt nhân tới thiết bị sinh hơi, tại đây diễn ra trao đổi nhiệt với vòng thứ cấp. -Vòng truyền nhiệt thứ cấp: Chất dẫn nhiệt được bơm vào vùng trao đổi nhiệt với vòng truyền nhiệt thứ nhất, nhận nhiệt năng đem đến bộ phận tạo hơi nước làm quay turbin. 3.5 Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1, 2 ở Việt Nam * Vì sao chúng ta lại chọn Ninh Thuận làm đị điểm tiến hành xây dựng NMĐHN?? Ninh Thuận được đánh giá và đề xuất là : -         Có địa hình thuận lợi nhất_ Gần biển có thể xây dựng cảng, vận chuyển nguyên vật liệu, nước cung cấp xây dựng nhà máy và nước làm mát lò. -         Ngoài ra, các tỉnh phía Nam có nhu cầu tiêu thụ điện lớn và thiếu các nhà máy sản xuất điện. -         Ngoài Bắc, sau khi hoàn thành công trình Thuỷ điện Sơn La có thể đảm bảo đáp ứng khá tốt nhu cầu tiêu thụ điện của khu vực phía Bắc. Do vậy, xây dựng Nhà máy điện hạt nhân ở Ninh Thuận sẽ thuận lợi cho việc cung cấp điện ở phía Nam giảm thiểu tiêu hao điện (Dự kiến khi nhà máy đi vào hoạt động, điện hạt nhân sẽ chiếm tỷ trọng khoảng 6-10% sản lượng điện của cả nước). Sự khởi đầu là rất quan trọng bởi vì thành công sẽ giúp chúng ta tự tin hơn, còn với bất kỳ trục trặc hoặc gặp sự cố nào đó sẽ làm khó khăn hơn rất nhiều khả năng phát triển trong tương lai của ngành . (http://review.siu.edu.vn/khoa-hoc-cong-nghe/dien-hat-nhan-o-viet-nam/246/357) Ngày 25/11/2009, chủ trương đầu tư Dự án Điện hạt nhân Ninh Thuận đã được Quốc hội khóa XII thông qua tại kỳ họp thứ 6. Theo dự kiến, nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 khởi công tháng 12/2014, vận hành thương mại tổ máy số 1 vào năm 2020, tổ máy số 2 vào năm 2021. Dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2 sẽ khởi công vào tháng 5/2015, vận hành tổ máy số 1/2021 và tổ máy số 2/2022.  Hình 3.2: Vị trí xây dựng 2 nhà máy điện hạt nhân 1 và 2 (Nguồn: http://www.diencongnghiep.com/tin-tuc/48-du-an-dien-hat-nhan-can-khao-sat-bo-sung-ve-dia-chat.html) * Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 - Nằm ven biển xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận. - Tổng diện tích kỹ thuật toàn nhà máy: 161 ha. - Khu vực cách ly an toàn: 379 ha. - Diện tích mặt nước ngoài biển: 310 ha. - Các tổ máy sẽ được vận hành thương mại lần lượt vào các năm 2020 và 2021. - Công suất nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 khoảng 2.000 MW. Hình 3.3 Lễ khởi công xây dựng nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 (Nguồn: http://www.nguoiduatin.vn/chinh-thuc-khoi-cong-xay-dung-nha-may-dien-hat-nhan-ninh-thuan-1-a166426.html) * Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2:   - Nằm ven biển xã Vĩnh Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận. - Tổng diện tích kỹ thuật toàn nhà máy: 155 ha. - Khu vực cách ly an toàn: 401 ha. - Các tổ máy dự kiến sẽ được vận hành thương mại lần lượt vào các năm 2021 và 2022. - Công suất nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2 khoảng 2.000 MW. CHƯƠNG 4: CHẤT THẢI HẠT NHÂN VÀ NHỮNG TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG 1.Tác động của việc khai thác mỏ uran Trong dây chuyền sản xuất nhiên liệu hạt nhân, hai khâu khai thác và chế biến quặng urani có tác động xấu nhất đối với con người và môi trường.  Quặng urani chủ yếu được khai thác bằng cách cổ điển ở mỏ lộ thiên hoặc mỏ ngầm. Nếu là mỏ lộ thiên, chỉ cần bóc lớp đất đá phủ tương đối mỏng để lấy quặng, còn mỏ ngầm thì phải đào hầm lò khá sâu qua lớp đá không quặng, có khi tới hai ba kilômet dưới lòng đất. Hàng triệu lít nước ô nhiễm bơm từ mỏ vào sông rạch, khiến lớp trầm tích ngày càng chứa nhiều chất phóng xạ hơn. Tuy việc thông khí ở mỏ giảm được phần nào tai hại cho sức khỏe công nhân, nhưng bụi phóng xạ và khí rađon thổi ra ngoài lại làm tăng nguy cơ mắc bệnh ung thư phổi cho người dân sống gần đó. Đá thải hay có độ phóng xạ cao hơn các loại đá bình thường là mối đe dọa đối với môi trường và các khu dân cư lân cận vì khí rađon. Trong quá trình thủy luyện, người ta tách urani ra khỏi quặng bằng một dung dịch thường là axit sunfuric nhưng cũng có khi là dung dịch bazơ. Ngoài urani ra, chất lỏng dung dịch còn hoà tan nhiều kim loại nặng và asen nên phải lọc lấy urani lần nữa. Thành phẩm của khâu chế biến là “bánh vàng" (yellow cake) tức oxit urani U3O8 xen lẫn tạp chất. Nguy cơ lớn nhất ở khâu này là bụi phóng xạ. Bên cạnh đó, hàng chục triệu tấn phế liệu nhiễm chất phóng xạ cũng có thể gây tác động nặng nề. Giữa bối cảnh môi trường sinh thái ở nước ta đang suy thoái nặng nề, mỗi tác động đáng kể vào tự nhiên đều đòi hỏi sự cân nhắc cẩn thận và những biện pháp phòng chống ô nhiễm chặt chẽ. Huống chi việc khai thác quặng urani lại thải ra một lượng phế liệu phóng xạ độc hại hết sức to lớn. Nếu không được xử lý kỹ lưỡng, nó là mối đe doạ nhiều mặt kéo dài hàng ngàn hàng vạn năm. Nguy cơ ô nhiễm phóng xạ từ bãi thải quặng đuôi tuyển urani 2.Chất thải hạt nhân cũng là vấn đề khiến nhiều người lo lắng. Bài toán này sẽ được giải quyết như thế nào? Chất thải phóng xạ hiện là một vấn đề chưa có được hướng giải quyết triệt để.  Sau ba năm sử dụng, các thanh nhiên liệu đã cháy được coi là chất thải hoạt độ cao. Tại nhiều nước các chất bó thanh nhiên liệu này được lưu giữ tại nhà máy (thời hạn có thể đến 50 năm) rồi được vận chuyển đến địa điểm lưu trữ lâu dài.  Tuy nhiên, chưa nước nào có được một địa điểm ổn định lưu giữ chất phóng xạ cao này trong thời gian dài (1.000 - 100.000 năm), mà mới chỉ ở mức độ mô phỏng trên mô hình (Pháp). Nhưng các nghiên cứu về xử lý và quản lý chất thải hoạt độ cao đang được nhiều nước trên thế giới quan tâm đầu tư nghiên cứu.  Hy vọng, với tiến bộ của khoa học kỹ thuật và công nghệ, sẽ sớm có giải pháp tối ưu cho vấn đề này trong thời gian tới. “Một sai lầm nhỏ cũng có thể dẫn đến hậu quả lớn” Khi phát triển các nhà máy điện hạt nhân, chúng ta sẽ phải phụ thuộc vào công nghệ của nuớc ngoài. Tính an toàn của những công trình này sẽ được bảo đảm như thế nào? Lựa chọn công nghệ phù hợp với các đặc thù của Việt Nam cũng sẽ là một thách thức lớn cho những người có trách nhiệm đặt nền móng cho ngành công nghiệp nguyên tử.  Tuy nhiên vận hành và bảo dưỡng nhà máy an toàn trong một thời gian dài từ 40 – 60 năm mới là nỗi quan tâm lo lắng nhất. Một sai lầm nhỏ cũng có thể dẫn đến những hậu quả và thiệt hại to lớn.  Không giống như các nhà máy điện khác, vấn đề an toàn ở đây bao gồm cả vấn đề bảo vệ nhà máy chống lại mối đe doạ phá hoại từ bên ngoài (đe doạ gây thảm hoạ phóng xạ), và bảo vệ nguyên liệu hạt nhân.  3 Những tai nạn khủng khiếp. 3.1 Thảm họa nguyên tử Chernobyl xảy ra vào ngày 26/4/1986 khi lò số 4 thuộc nhà máy điện hạt nhân Chernobyl ở Pripyat, Ukraine đã phát nổ. Gây cháy lớn và làm bay phóng xạ ra ngoài, chỉ vài giây sau khi khởi động. Nhiều vùng rộng lớn thuộc Ukraine, Belarus và Nga bị ô nhiễm nghiêm trọng, dẫn tới việc phải sơ tán và tái định cư cho hơn 336.000 người. Khoảng 60% đám mây phóng xạ đã rơi xuống Belarus. Lượng bức xạ từ vụ nổ lớn hơn gấp 400 lần so với bom nguyên tử Mỹ thả xuống Hiroshima của Nhật Bản trong Thế chiến II. Tại thời điểm nhà máy số 4 phát nổ, 203 người đã phải vào viện ngay lập tức. Trong số đó 31 người thiệt mạng, đa phần là do nhiễm phóng xạ cấp tính. Chính quyền Liên Xô phải khẩn cấp sơ tán 49.000 người sống tại Pripyat. Hiện trường vụ nổ tại lò phản ứng số 4 nhà máy Chernobyl (Ayrshire). 3.2 Một ngày cuối tháng 4-1986, lò số 4 của Nhà máy điện hạt nhân Tchernobyl có công suất 6.000 Megawatt, nằm gần thành phố Pripyat, Ukraina bị một tai nạn khủng khiếp. Tai nạn được xếp ở cấp 7, cấp thang cao nhất theo quy định của INES (International Nuclear Event Scale); sức nổ rất mạnh, phát tán phóng xạ ra nhiều vùng ở nước Nga, các nước Bắc Âu, sang tận miền nam nước Pháp. Nguyên nhân chính gây ra tai nạn này là do thiết kế thiếu bảo đảm và lỗi của công nhân vận hành. Sau đó khoảng gần 5.000 tấn cát, đất sét, chì... được máy bay trực thăng đổ xuống để làm giảm chất phóng xạ, rồi người ta dùng thép và bê tông để che lấp nhà máy. Lúc đầu, vì sợ dân chúng hoang mang và thế giới trách móc nên số chính xác thiệt hại về con người không được công bố. Nhưng đến nay đã có vài ngàn trẻ em bị mổ tuyến giáp trạng, mắc bệnh bạch huyết, ung thư và dị tật bẩm sinh; hậu quả tàn khốc của tai nạn Nhà máy điện hạt nhân Tchernobyl sau gần 20 năm vẫn âm thầm tiếp diễn. Nhà máy điện hạt nhân tại Tchernobyl sau vụ nổ năm 1986. (Ảnh tư liệu) 4 Nguy cơ từ chất thải phóng xạ Sự cố hạt nhân không chỉ xảy ra đối với nhà máy điện hạt nhân khi vận hành, mà còn tiềm ẩn nguy cơ khi vận chuyển nhiên liệu hạt nhân; đặc biệt là ở khâu xử lý chất thải hạt nhân (nhiên liệu đã qua sử dụng), có thể gây ô nhiễm môi trường. http://yume.vn/seaduckling/article/nang-luong-hat-nhan-va-nhung-yeu-to-tac-dong-den-moi-truong-35C4B099.htm CHƯƠNG 5: CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ Năng lượng hạt nhân Nhóm 5 – D12MT02Page 21