5 D12MT02 Năng-lượng-hạt-nhân (2)

- Năng lượng hạt nhân 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.
- Mặc khác năng lượng nguyên tử có một số ưu điểm so với các nguồn năng lượng khác là: Nhóm 5 – D12MT02 Page 1 Năng lượng hạt nhân 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 .
- 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.
- Nguyên tử gồm một hạt nhân tích điện dương được bao quanh bởi các electron.
- Năm 1913, Rutherford phát hiện ra Nhóm 5 – D12MT02 Page 2 Năng lượng hạt nhân proton.
- Năm 1939, nhà vật lý Frederic Joliot-Curie 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.
- 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.
- 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 Nhóm 5 – D12MT02 Page 3 Năng lượng hạt nhân 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.
- 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.
- Nhóm 5 – D12MT02 Page 4 Năng lượng hạt nhân 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.
- 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.
- 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.
- Nhóm 5 – D12MT02 Page 5 Năng lượng hạt nhân 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.
- Ngày 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.
- 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.
- 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.
- Các kit in-vitro miễn dịch học phóng xạ T3, T4 cũng được sản xuất và sử Nhóm 5 – D12MT02 Page 6 Năng lượng hạt nhân 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.
- 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.
- 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.
- 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, Nhóm 5 – D12MT02 Page 7 Năng lượng hạt nhân 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.
- 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.
- 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.
- Tới nay, sản lượng điện hạt nhân chỉ chiếm một phần nhỏ, 2% ở Trung Quốc, 3% ở Ấn Độ.
- 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 Nhóm 5 – D12MT02 Page 8 Năng lượng hạt nhân năm 2015.
- 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%.
- 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.
- 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.
- Nhóm 5 – D12MT02 Page 9 Năng lượng hạt nhân 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.
- Hiện nay, có khoảng 10-15% sản lượng điện của thế giới được tạo ra bằng năng lượng hạt nhân.
- 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.
- Phản ứng hạt nhân không tạo ra các khí thải, nên có rất ít ảnh hưởng đến môi trường.
- Sản xuất năng lượng hạt nhân không thải ra khói.
- 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.
- 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.
- Nhược điểm của năng lượng hạt nhân - Bức xạ Nhóm 5 – D12MT02 Page 10 Năng lượng hạt nhân 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Nhóm 5 – D12MT02 Page 11 Năng lượng 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.
- Chất thải của quá trình sản xuất hạt nhân còn nguy hiểm hơn và cần được bảo vệ tốt hơn.
- CHƯƠNG 3: SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Nhóm 5 – D12MT02 Page 12 Năng lượng 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.
- 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 Nhóm 5 – D12MT02 Page 13 Năng lượng 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.
- Các tua bin Nhóm 5 – D12MT02 Page 14 Năng lượng hạt nhân quay.
- 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.
- 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.
- Nhóm 5 – D12MT02 Page 15 Năng lượng hạt nhân 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).
- (http://review.siu.edu.vn/khoa-hoc-cong-nghe/dien-hat-nhan-o-viet- nam/246/357) Ngày chủ trương đầu tư Dự án Điện hạt nhân Ninh Thuận đã được Quốc hội khóa XII thông qua tại kỳ họp thứ 6.
- Hình 3.2: Vị trí xây dựng 2 nhà máy điện hạt nhân 1 và 2 Nhóm 5 – D12MT02 Page 16 Năng lượng hạt nhân (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.
- 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) Nhóm 5 – D12MT02 Page 17 Năng lượng hạt nhân * Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2.
- Công suất nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2 khoảng 2.000 MW.
- Nhóm 5 – D12MT02 Page 18 Năng lượng hạt nhân 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.
- Nguy cơ ô nhiễm phóng xạ từ bãi thải quặng đuôi tuyển urani Nhóm 5 – D12MT02 Page 19 Năng lượng hạt nhân 2.Chất thải hạt nhân cũng là vấn đề khiến nhiều người lo lắng.
- 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.
- 3.1 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.
- Nhóm 5 – D12MT02 Page 20 Năng lượng hạt nhân Gây cháy lớn và làm bay phóng xạ ra ngoài, chỉ vài giây sau khi khởi động.
- 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.
- Nhóm 5 – D12MT02 Page 21 Năng lượng hạt nhân Nguyên nhân chính gây ra tai nạn này là do thiết kế thiếu bảo đảm và lỗi của công nhân vận hành.
- 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 Nhóm 5 – D12MT02 Page 22 Năng lượng hạt nhân 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