Năng lượng Thori: Một giải pháp năng lượng xanh hơn cho các lò phản ứng hạt nhân

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• Tháng Tám 11, 2022

Tóm tắt thông tin chi tiết

Việc Trung Quốc phát triển các lò phản ứng hạt nhân muối nóng chảy chạy bằng nhiên liệu thorium đánh dấu một sự thay đổi đáng kể trong động lực năng lượng toàn cầu, mang đến một giải pháp thay thế dồi dào hơn và có khả năng an toàn hơn cho uranium. Công nghệ này không chỉ hứa hẹn mang lại lợi ích cho môi trường bằng cách giảm chất thải độc hại và lượng khí thải carbon mà còn đưa Trung Quốc trở thành nước dẫn đầu tiềm năng trong xuất khẩu năng lượng bền vững. Tuy nhiên, những lo ngại về hiệu suất lâu dài và độ an toàn của các lò phản ứng này, đặc biệt là về tác động ăn mòn của muối nóng chảy và khả năng sử dụng sai Uranium-233, vẫn chưa được giải quyết triệt để.

Bối cảnh năng lượng Thorium

Vào năm 2021, Trung Quốc đã gây sửng sốt cho ngành năng lượng toàn cầu khi công bố hoàn thành một lò phản ứng hạt nhân muối nóng chảy sử dụng nhiên liệu thorium. Công nghệ năng lượng thay thế này có thể được thương mại hóa vào năm 2030. 

Lò phản ứng hạt nhân muối nóng chảy sử dụng nhiên liệu Thori sử dụng hỗn hợp muối nóng chảy với thori hoặc uranium để sản xuất năng lượng. Trung Quốc chọn thori vì nguồn cung kim loại này dồi dào trong nước. Các lò phản ứng uranium ở những nơi khác trên thế giới cũng cần nước cho mục đích làm mát, tạo thêm những hạn chế về địa chất cho việc xây dựng chúng. Mặt khác, lò phản ứng thori sử dụng muối nóng chảy cho cả việc vận chuyển nhiệt và làm mát lò phản ứng, loại bỏ mọi nhu cầu xây dựng gần vùng nước. Tuy nhiên, thorium phải được biến thành Uranium 233 (U 233) thông qua bắn phá hạt nhân để bắt đầu phản ứng. U 233 có tính phóng xạ cao.

Công nghệ được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân muối nóng chảy sử dụng nhiên liệu thorium được cho là an toàn hơn vì việc đốt cháy chất lỏng làm giảm nguy cơ các phản ứng trở nên mất kiểm soát và gây hại cho các cấu trúc của lò phản ứng. Hơn nữa, các lò phản ứng thori thân thiện với môi trường hơn vì đốt thori không tạo ra plutonium độc hại, không giống như các lò phản ứng sử dụng nhiên liệu uranium. Tuy nhiên, muối có thể ăn mòn cấu trúc của lò phản ứng ở nhiệt độ cao. Sự ăn mòn do tác hại của muối có thể mất từ ​​10 đến XNUMX năm để tự bộc lộ, do đó, các lò phản ứng này có thể hoạt động như thế nào theo thời gian vẫn chưa được xác định hoàn toàn.

Tác động gián đoạn

Việc Trung Quốc phát triển các lò phản ứng dựa trên thorium có thể dẫn đến sự độc lập về năng lượng lớn hơn cho Trung Quốc, giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu uranium từ các quốc gia mà nước này có quan hệ ngoại giao căng thẳng. Việc chuyển đổi thành công sang lò phản ứng thorium sẽ cho phép Trung Quốc khai thác nguồn năng lượng dồi dào hơn và có khả năng an toàn hơn. Sự thay đổi này đặc biệt quan trọng do đất nước hiện đang phụ thuộc nhiều vào uranium, loại nguyên liệu ít dồi dào hơn và thường được cung cấp thông qua các kênh địa chính trị phức tạp.

Khả năng áp dụng rộng rãi các lò phản ứng dựa trên thorium cho thấy một con đường đầy hứa hẹn để giảm đáng kể lượng khí thải carbon. Đến năm 2040, điều này có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc loại bỏ dần các nguồn năng lượng dựa trên nhiên liệu hóa thạch, chẳng hạn như các nhà máy nhiệt điện than, hiện là nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường và phát thải khí nhà kính. Do đó, việc chuyển đổi sang lò phản ứng thorium có thể phù hợp với các mục tiêu năng lượng và cam kết toàn cầu nhằm giảm lượng khí thải carbon. Ngoài ra, sự thay đổi này sẽ thể hiện ứng dụng thực tế quy mô lớn của công nghệ hạt nhân thay thế.

Trên bình diện quốc tế, việc làm chủ công nghệ lò phản ứng thorium của Trung Quốc có thể giúp nước này trở thành quốc gia đi đầu trong đổi mới năng lượng toàn cầu. Công nghệ này cung cấp một giải pháp thay thế ít được vũ khí hóa hơn cho năng lượng hạt nhân truyền thống, khiến nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn để xuất khẩu sang các nước đang phát triển. Tuy nhiên, cần phải thận trọng do khả năng sản xuất Uranium-233, sản phẩm phụ của lò phản ứng thorium có thể được sử dụng trong chất nổ và vũ khí làm từ uranium. Khía cạnh này nhấn mạnh sự cần thiết phải có các biện pháp quản lý và an toàn nghiêm ngặt trong việc phát triển và triển khai các lò phản ứng thorium, để ngăn chặn việc lạm dụng Uranium-233.

Hàm ý của năng lượng thori 

Các tác động lớn hơn của tác động tương lai của năng lượng thorium đối với thị trường năng lượng có thể bao gồm:

• Ngày càng có nhiều quốc gia đầu tư vào phát triển lò phản ứng muối nóng chảy vì tiềm năng xây dựng an toàn ở mọi nơi, cùng với sản lượng năng lượng xanh của họ. 
• Tăng cường nghiên cứu các giải pháp thay thế phóng xạ cho uranium có thể được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân.
• Nhiều nhà máy điện đang được xây dựng ở các vùng nông thôn và khô hạn, thúc đẩy tăng trưởng kinh tế ở những vùng này. 
• Nghiên cứu trong tương lai để xây dựng lò phản ứng thorium bên trong cơ sở hạ tầng công cộng và tài sản quân sự, chẳng hạn như tàu sân bay. 
• Các quốc gia phương Tây đang cố gắng sử dụng các chiến thuật địa chính trị để hạn chế xuất khẩu công nghệ lò phản ứng thorium của Trung Quốc vì nó gây ra mối đe dọa cạnh tranh tiềm tàng đối với các sáng kiến ​​xuất khẩu năng lượng của họ.
• Thorium được so sánh không chính xác với năng lượng hạt nhân trên phương tiện truyền thông xã hội, dẫn đến sự phản đối của người dân địa phương nơi các lò phản ứng thorium được đề xuất xây dựng. 

Các câu hỏi cần xem xét

• Bạn có tin rằng các khía cạnh xanh hơn của năng lượng do thorium tạo ra có thể mang lại lợi ích đáng kể cho xã hội so với khả năng hủy diệt của nó thông qua việc gia tăng thế hệ U 233 không?
• Việc Trung Quốc dẫn đầu về sản xuất năng lượng thorium có thể ảnh hưởng như thế nào đến vị trí chiến lược của nước này trong những năm 2030?