Bí mật chất phóng xạ rẻ tiền trong siêu tàu Trung Quốc vừa khiến thế giới 'ngả mũ'

SCMP đưa tin hôm 5/12, tại triển lãm Marintec Trung Quốc ở thành phố Thượng Hải, nhà máy đóng tàu Giang Nam (của Trung Quốc) vừa công bố thiết kế tàu container khổng lồ, cải tiến mới chạy bằng lò phản ứng hạt nhân muối nóng chảy (MSR).

Nếu được chế tạo, siêu tàu container tên KUN-24AP sẽ là một trong những tàu chở container đi biển lớn nhất thế giới - với sức chở bắt đầu từ 24.000 container tiêu chuẩn - và là chiếc đầu tiên chạy bằng lò phản ứng hạt nhân muối nóng chảy. 

Không giống như các lò phản ứng hạt nhân được tìm thấy trên các tàu chiến chạy bằng uranium, lò phản ứng mới này có thể sẽ sử dụng một kim loại phóng xạ gọi là thorium. 

Vậy thorium là gì mà được Tạp chí Hàng hải Trung Quốc ca ngợi có thể mang lại giải pháp thay thế "không phát thải" thực sự?

Thorium: Kim loại có tính phóng xạ, ứng dụng phong phú

Theo Cơ quan Bảo vệ Môi sinh Mỹ (EPA), thorium (ký hiệu hóa học Th) là một kim loại màu bạc, có tính phóng xạ, được tìm thấy phong phú trong tự nhiên ở hàm lượng vết trong đất, đá, nước, thực vật và động vật. Thorium ở dạng rắn trong điều kiện bình thường.

Có những dạng thorium tự nhiên và nhân tạo, tất cả đều có tính phóng xạ. Nói chung, thorium tồn tại trong tự nhiên ở dạng Th-232, Th-230 hoặc Th-228.

Thorium được đặt theo tên Thor - vị thần sấm sét trong thần thoại Bắc Âu. Nó có hàm lượng dồi dào trong tự nhiên gấp 3 đến 4 lần so với uranium, nhưng trong lịch sử ít được sử dụng trong công nghiệp hoặc sản xuất điện.

Kailash Agarwal, chuyên gia về Cơ sở Chu trình Nhiên liệu Hạt nhân tại Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), cho biết: "Nhiều quốc gia coi thorium là một lựa chọn khả thi và rất hấp dẫn để sản xuất điện cũng như đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của họ".

Theo EPA, thorium được sử dụng để chế tạo đồ gốm, que hàn, ống kính máy ảnh và kính viễn vọng, gạch chịu lửa, sơn chịu nhiệt và kim loại dùng trong ngành hàng không vũ trụ.

Ngày nay, thorium đang cho thấy nó có tiềm năng được sử dụng làm nhiên liệu để tạo ra năng lượng hạt nhân.

Đánh giá của IAEA về thorium

Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), ngày nay tài nguyên thorium được coi là nguồn năng lượng tiềm năng khi ngày càng có nhiều quốc gia tìm kiếm nguồn năng lượng sạch để giảm lượng khí thải carbon dioxide (CO2) do các nhà máy điện đốt than và khí đốt gây ra.

Cho đến nay, có một số lò phản ứng thử nghiệm do châu Âu, Nhật Bản, Ấn Độ, Nga và Mỹ thiết kế đã sản xuất thành công điện sử dụng thorium, mặc dù nó vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm.

Quan sát của IAEA cho thấy, trước đây việc thăm dò, đánh giá tài nguyên thorium một cách chuyên nghiệp và có hệ thống chưa được thực hiện ở Trung Quốc. Tuy nhiên, các trầm tích chứa thorium đã được phát hiện trong quá trình nước này thăm dò các tài nguyên khác.

Nhận thấy tiềm năng của thorium, Trung Quốc đã thực hiện công việc trinh sát tài nguyên thorium. Kết quả, thì ra thorium phân bố rất rộng rãi tại quốc gia này.

Trầm tích thorium đã được ghi nhận ở tất cả các đơn vị kiến tạo cấp một ở Trung Quốc, từ Bắc tới Nam. Bao gồm Vành đai tạo sơn Trung Á (CAOB); Nền cổ Hoa Bắc (một trong những mảnh lục địa lâu đời nhất trên Trái đất) và lòng chảo Tarim; Vành đai tạo sơn miền Trung Trung Quốc; Nền cổ Hoa Nam; và Vành đai tạo sơn Tây Tạng–Tam Giang.

Một bài báo đăng trên IAEA.org hồi tháng 3/2023 cho hay, vào tháng 8/2021, Trung Quốc tuyên bố hoàn thành lò phản ứng hạt nhân thử nghiệm dựa trên thorium đầu tiên. Được xây dựng ở giữa sa mạc Gobi - miền Bắc Trung Quốc, lò phản ứng này trong vài năm tới sẽ được thử nghiệm. Nếu thử nghiệm thành công, Bắc Kinh có kế hoạch xây dựng một lò phản ứng khác có khả năng tạo ra điện cho hơn 100.000 hộ gia đình.

Sự hấp dẫn của kim loại này là tiềm năng trở thành nguồn thay thế phong phú và hiệu quả hơn cho uranium - nhiên liệu hạt nhân đang chiếm ưu thế.

Hơn nữa, chi phí vốn của lò phản ứng thorium sẽ thấp hơn so với lò phản ứng hạt nhân thông thường. Một nhà máy điện thorium công suất 1 gigawatt (GW) sẽ có chi phí ước tính tối đa khoảng 780 triệu USD so với chi phí vốn hiện nay là 1,1 tỷ USD/GW cho một lò phản ứng chạy bằng nhiên liệu uranium, theo Trung tâm Phân tích Chính sách quốc gia Mỹ (NCPA) cho biết.

"Để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng và đạt được các mục tiêu về khí hậu toàn cầu, thế giới đang tìm kiếm các công nghệ năng lượng bền vững và đáng tin cậy thay thế. Thorium có thể trở thành một trong số đó" - Clément Hill, Trưởng bộ phận của IAEA kết luận.

Nguồn: SCMP, EPA, IAEA, NCPA