GIẢI PHÁP XỬ LÍ CHẤT THÀI HẠT NHÂN doc

GIẢI PHÁP XỬ LÍ CHẤT THÀI
HẠT NHÂN
Phát triển công nghệ điện hạt nhân đồng nghĩa với nỗi lo về xử lý các chất thải hạt
nhân phóng xạ.
Thực t ở Mỹ còn đáng ngại hơn. TheoViện Năng lượngHạt nhân Mỹ (DOE),
hiện nay có khoảng 60.000 t n nhiêu liệu qua sử dụngđangđợi được tiêu hủy,
trong khi hàng năm các nhà máy năng lượngqu c gia v n thải rathêm thêm
khoảng2000 t n ph liệu nữa.
Thậm chı́, n u công việc xây dựngkho chứa ch t thải ở núi Yuccav n ti p
tụcthı̀ tới đau những năm 2020, khi công trı̀nh hoàn thành, rác thải hạtnhân của
qu cgia ch c ch n sẽ vượt quá khả năng ti p nhận 70.000 t n của kho chứa.
Các nhà khoa học trên toàn thế giới đã đưa ra những giải phápkhác nhau
nhằmđối mặt với vấn đề xử lý chất thải hạt nhân,tuy nhiên mọi cách làm đều chưa
hiệu quả. Điềunày cũngnhắc nhở việc pháttriển công nghệ hạt nhân.
Dưới đây là 7 giải pháp đối mặt với vấn đề chất thải hạt nhân và những rủi ro
từ chúng:
Đưa vào không gian
Vũ trụ là nơi có hoạt động phóng xạ mạnh, nhưng cũng hấp thụ phóng xạ.
Nỗi lo về chất thải hạt nhân sẽ tan biến và không thể gây hại cho con người
nếu chúngta có thể đưa chúngvào hệ mặt trời, hay“thả” vào mặt trời. Nhưng nếu
các vụ phóng tàu để đưa ra các chất thải hạtnhânvào không gian thất bại,hậu quả
sẽ khôn lường như thế nào?
Khi tàu phóng rơi xuốngcác đại dương,phát nổ trên vùngthượng quyển…
hậu quả với con người, sinhvật trên TráiĐất làkhôn lường. Do đó, việc đưa chất
thải rangoàivũ trụ cần đượccânnhắc.
Thậmchí, giả sử việc phóngra ngoài không gian thành côngtheođúnglộ
trìnhvà an toàn,rất có thể một ngày nào đó,những chất thải đó có thể quay trở lại.
Chôn sâu trong lòng đất
Giải pháp chôn sâu dưới lòng đất được nhiều quốc gia lựa chọn
Việc chônchất thải hạt nhân xuốngsâu dưới lòng đất là mộtlựa chọn ưa
thích của nhiều quốc gia. Tuynhiên, nó sẽ được chônnhư thế nào là câu hỏigây ra

sự tranhcãi.
Giải phápchôn sâu vẫnlà một dự tính trên giấy, môtả việc đưa chất thải vào
trong những chiếc hộp théprồi chôn sâu hàngkm dưới bề mặt Trái Đất. Một lợi
thế của việc chôn chất thải là có thể khoan chúng gần các lòphản ứng hạt nhân,
giúpgiảm khoảng cách để vận chuyển những chất thải “nguyhiểmcao độ” xuống
nơi chôn lấp.
Tuy nhiên, các nước đều vấp phải vấnđề liên quan đến lựachọn địa điểm
chôn lấp chấtthải, nhữngnguyên tắc tiêuchuẩn để đảmbảo antoàn chomôi sinh
khu vực đó…
Chôn lấp dưới đáy biển
Đáy biển với lớp phù sa dày có thể hấp thụ phóng xạ, nhưng việc khoan các hố chôn
có thể gặp phải rủi ro về khoan nhầm giếng dầu gây thảm họa.
Phần lớn đáy củacác đại dươngđều cấu tạo từ lớp đất sétdày vànặng, một
nguyênliệu hoàn hảođể hấp thụ phóng xạ của cácchấtthải hạt nhân phát ra. Biện
pháp này đượcnhà hải dươnghọc CharlesHollister, thuộc Viện Hải dương Woods
Hole khởi xướngvào năm 1973.Việc lưu giữ chất thải hạt nhân dướiđáy biển
được Quốc hội Mỹ thông quanăm 1986.
Tuy nhiên, vấn đề nổi cộm với việc lưu trữ,đó là phải thực hiện khoancác
giếngngầm sâu dưới đáy biển. Thảm họa tràn dầu DeepwwaterHorizonlà lời cảnh
báo đối với cáchoạt độngkhoan,khai thác dưới đáy biển.
Bên cạnh đó, cònnhiều tranhcãi trongcác diễn đànđa phươngcủacácquốc
gia pháttriển hạt nhânnói riêng và toàn cầuvề vấn đề xử lý chất thải hạt nhân ra
biển. Vì vậy, giải pháp chôn lấp dưới đáy biển cần sự xem xét bằngcác thỏaước
quốctế nhằm đemlại lợi ích chung.
Chôn lấp ở vùng hút chìm
Giải pháp gợi ý việc đưa các thùng chứa chất thải hạt nhân xuống dọc theo vùng hút
chìm giữa các mảng kiến tạo.
Khái niệm vùng hút chìm cònlạ lẫm với nhiều người. Đây làthuật ngữ trong
địa chất học,là nơi diễn ra quátrình hộitụ biên giới giữa các mảngkiếntạo: một
mảng kiến tạodi chuyển xuốngdướimảng kiến tạo khác,sau đó bị chìm xuống

dướilớp vỏ trái đất.Tỉ lệ sự hút chìm khoảngvài cm mỗi năm(trung bình từ 2-8
cm).
Về mặt lý thuyết, việc chônlấp chất thải hạtnhânở vùng hút chìmsẽ đưa
những thùngchứa nhiên liệuhạt nhân đã qua sử dụng dọc theođai băng chuyền
giữacác mảngkiến tạovà đivào trong lớp vỏ Trái Đất.
Tuy nhiên, giải pháp này gặpphải nhiều vấnđề liên quan đến chủ quyền
lãnh thổ quốc gia cũngnhư sự tham gia của nhiềubên liên quan,giốngnhư dự án
chôn lấp dưới đáy biển.
Chôn dưới sông băng
Chôn dưới sông băng gặp phải nhiều trở ngại khách quan như hiện tượng nóng lên
toàn cầu làm các sông băng, núi băng tan chảy nhiều.
Việc đặtcácquả cầu chất thải hạt nhân xuốngcác phiếnbăng ổnđịnh, để nó
chảyxuống bên dưới, sau đó sẽ được các lớp băngkhác côđặc lại. Chấtthải cóthể
được bảo quản vĩnhviễn bêndưới các lớp băng dày hàng chục m. Tuynhiên,ý kiến
này sớmbị loại bỏ.Lý giải cho việc bác bỏ,là lo ngại việc dịch chuyển cácmảng
băngcũng như hiện tượng biến đổi khí hậu vànónglên toàn cầu.
Hiện nay,đỉnhQuelccaya ở NamPeru,đỉnh núi băng nhiệt đới lớn nhấtthế
giới, có tốc độ tan chảy khoảng60 mét mỗi năm, tănggấp10 lầnso với tốc độ tan
băngcủa những năm1960.
Cất giữ trong đá nhân tạo
Các loại đá nhân tạo có khả năng lưu trữ chất thải hạt nhân lâu dài.
Lựa chọn tốtnhất và hiện thực nhất hiện nay làviệc cô lập các chất thải
phóngxạ trong các loại đá tổng hợpnhân tạo sauđó chôn xuống dưới lòngđất.
Cách này sẽ ngăn chấtthải phóng xạ và làm nhiễm độc đất, đá và nước xungquanh.
Các nhà khoa học đã phát triển loại đá nhântạo (synroc) từ nhữngnăm
1970 nhằm lưu giữ những chất thải hạt nhâncó mứcphóngxạ lớn. Các loại đá
được thiết kế khác nhauphụ thuộcvào loại chấtthải riêng biệt, dựa trên công thức
cho phản ứngnước-ánh sángcũngnhư hàm lượngchất plutonium.
Một giải pháp tương tự là sử dụngvật liệugốmnano trongbảo quản và lưu
giữ chất thải phóng xạ. các nhà khoahọc Australia dùngsơn vớisợi gốmnano

được làm từ oxit của titanđể sơnlên bề mặt cácbể hay thùnglớnbằng thép, được
dùngđể chứa chất thải phát sinhtrong quátrình khai thác các chất phóngxạ và
nước thải trongquá trìnhlàmmát lòphản ứng.
Vật liệu gốm nano có ưuđiểmlà rất bền vàcó thời gian tồn tại lâu hơn các
ion chất phóng xạ, có khả năng bẫy các iondươngcủa chấtphóngxạ và giữ chặt
chúngmãi trongđó.Chỉ cần quétmột lớp sơn mỏngcỡ nanomét (mộtphầntỷ mét)
sẽ tăng độ an toàn lên rất nhiều.
Rút ngắn chu kỳ bán rã
Hiện, một số nhà khoa học đangtính tới việcgiảmchu kỳ bán rã của cácchất thải
phóngxạ, quađó, xử lý nhanhchóngcác chất này, thay vì tìm cách chôn chúng ở
đâu đó và chờ chúng phân rãhết. Máy LaserVulcan là mộtthiếtbị ra đời từ ý
tưởng đó. Máycó thể tạo racác xung điệnmạnh và ngắn, một triệu tỷ Watts, bắn
vào mộtcục vàng nhỏ,tạo ra đủ bứcxạ gama để đánh bật các neutronđơn lẻ khỏi
chất thải phóng xạ như Iodine 129.
Iodine129 là một trong nhiều đồngvị phóngxạ được tạora khi Uraniumbị
đốt trong lòphản ứnghạt nhân. Tuynhiên, các nhà khoahọcđánh giá, máy Laser
sẽ không giải quyết triệt để vấn đề chất thải xong nó giảm độ mứcđộ phóng xạ.
Phương pháp này mớichỉ thực hiện trong phòng thínghiệm và chỉ có khả
năng áp dụngở giai đoạn xử lý ban đầucủa chấtthải hạt nhân.
Tái chế chất thải hạt nhân
Uraniumđượcsử dụng tronglò phản ứnghạt nhân chỉ lấy được 5%năng
lượng trong khicác nhà máy điện nguyên tử vẫn chưa thể tái sử dụng nhiên liệu
này. Nguyên nhân là dodạng phổ biến nhất của Uranium,ion uranyl rất khó phân
tách từ các thanh nhiên liệu đã qua sử dụng.
Các nhà khoa học ở ĐH Edinburth(Scotland)đã nghiên cứusáng chế ra phân
tử mạch vòng, có khả năng “ăn” phần lớn các ion khitiếp xúc vớichất uranyl. Nhờ
vậy, cấu trúc của uranylsẽ bị suy yếu giúp thanh nhiên liệu đã cháydễ dàng phản
ứng với các chất có khả năngđể tách lọchơn rakhỏi chất thải, không gây ônhiễm
môitrường.