Tài liệu Cách nhìn mới về năng lượng hạt nhân

Paul Norman

Bất chấp hình ảnh không thân thiện với môi trường của nó, năng lượng hạt nhân vẫn nhất định quay trở lại chương trình năng lượng của thế giới do nhu cầu cắt giảm sự phát thải cacbon dioxit. Paul Norman, Andrew Worrall và Kevin Hesketh mô tả cách mà thế hệ kế tiếp của các nhà máy điện hạt nhân sẽ sạch hơn và hiệu quả hơn bao giờ hết.


Sự ấm lên toàn cầu có nguồn gốc ở một trong những ý tưởng cơ bản nhất của nền vật lí học Newton: không có tác dụng nào mà không có phản tác dụng. Nói đơn giản, chúng ta không thể cứ tiếp tục bơm cacbon dioxit và các chất độc hại khác sinh ra từ sự cháy của nhiên liệu hóa thạch vào môi trường của chúng ta mà không phải gánh chịu hậu quả. Các nhà khoa học môi trường đã cảnh báo vấn đề này nhiều lần, nhưng chỉ đến bây giờ chính quyền các nước mới có sự lưu tâm thích đáng tới vấn đề. Sự biến đổi khí hậu do con người tạo ra là một trong những đe dọa lớn nhất đến bộ mặt hành tinh của chúng ta, và người ta ước tính nó là nguyên nhân gây ra hơn 160.000 cái chết trên thế giới mỗi năm do hạn hán, lũ lụt và mùa màng thất bát.




Nhưng việc giải quyết sự ấm lên toàn cầu mà chúng ta đối mặt là một bài toán nan giải. Các nhiên liệu hóa thạch cung cấp ít nhất là 85% tổng nhu cầu năng lượng của chúng ta, từ điện sử dụng trong nhà chúng ta cho tới việc sản xuất các sản phẩm hàng hóa và nguồn cung thực phẩm cho chúng ta. Các nguồn năng lượng có thể hồi phục, như các nguồn khai thác Mặt Trời, gió, và sóng biển, có thể giúp giảm bớt sự phụ thuộc của chúng ta vào nhiên liệu hóa thạch, nhưng tính chất không chắc chắn của chúng và thường có công suất thấp nên chúng chỉ có thể cung cấp một phần nhỏ cho bài toán năng lượng. Thật vậy, đa số các dạng năng lượng có khả năng hồi phục đều có sự tác động đến môi trường đáng kể của riêng chúng – ví dụ như làm biến đổi cảnh quan, hoặc gây nguy hiểm cho cuộc sống hoang dã. Chúng cũng yêu cầu các nhà máy điện nhiên liệu hóa thạch phải sẵn sàng hoạt động khi công suất ra thấp, ví dụ như khi các tuabin gió không phát điện được trong những điều kiện nhất định.


May thay, có một lựa chọn khác để giải quyết cơn khủng hoảng năng lượng lờ mờ hiện ra trước mắt chúng ta: đó là năng lượng hạt nhân. Ở mức độ nguyên tử, năng lượng nhiệt giải phóng trong một sự kiện phân hạch là 200 eV, so với chỉ có vài eV phát sinh ra khi mỗi phân tử hydrocacbon bị phá vỡ bằng việc đốt nhiên liệu có chứa cacbon. Kết quả là một viên nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân dài chỉ 1 cm có thể tạo ra lượng điện tương đương với 1,5 tấn than đá. Hơn nữa, nhà máy điện hạt nhân tạo ra lượng chất thải rất ít, ngược với lượng chất độc khổng lồ được bơm không qua kiểm tra vào môi trường bởi việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Mặc dù chất thải hạt nhân thì độc hơn nhiều so với những chất độc này, nhưng ít nhất nó có thể được cô lập hoàn toàn.


Năng lượng hạt nhân tiến lên giữ vai trò chủ đạo vào cuối thập niên 1950 và 1960, với việc xây dựng nhiều nhà máy điện hạt nhân trên khắp thế giới. Tuy nhiên, mối nguy hiểm đến môi trường đi kèm với chất thải hạt nhân luôn luôn là lí lẽ để chống lại năng lượng hạt nhân. Thêm với tai nạn Chernobyl năm 1986 và các tác động thị trường trong lĩnh vực năng lượng, nền công nghiệp hạt nhân đã đi vào thời suy tàn trong thập niên 1980 và 1990. Nhưng xu thế đó ngày nay hình như đang có sự chuyển biến. Hồi tháng năm, chẳng hạn, chính phủ Mĩ đã tỏ dấu hiệu mục tiêu của họ là xây dựng một hạm đội mới các nhà máy điện hạt nhân trên khắp đất nước, và một số nước khác, gồm Trung Quốc, Phần Lan, Pháp, Ấn Độ và Nga đã thông báo hoặc đã bắt tay vào xây dựng những lò phản ứng mới.


Không phải chỉ có sự khẩn thiết phải chiến đấu với sự biến đổi khí hậu châm ngòi cho đợt hồi phục hạt nhân này. Các luận cứ kinh tế dựa trên sự tăng liên tục giá khí đốt và dầu mỏ, cộng với sự quan tâm chiến lược trong việc đảm bảo mỗi nước có nguồn cung ứng năng lượng bền vững, cũng là những nhân tố chính. Trong thực tế, các luận cứ kinh tế và chiến lược mạnh mẽ cho thấy hiện nay không thể nào có được giải pháp thực tế cho bài toán năng lượng mà trong đó năng lượng hạt nhân không đóng vai trò chính một lần nữa. Và ở đâu có năng lượng hạt nhân, ở đó có các nhà vật lí.