Trong khuôn khổ tái khởi động dự án xây dựng Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận của Chính phủ Việt Nam giai đoạn 2025-2030 - một dự án gồm 2 nhà máy với tổng công suất 4.000 Megawatt - phía Nga đang có những đề nghị hợp tác rất đặc biệt với nước ta trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân.
Alexei Likhachev - Giám đốc Tập đoàn Năng lượng hạt nhân Quốc gia Nga (ROSATOM). Ảnh: TASS/Ilya Moskovets
Cụ thể, hãng thông tấn Interfax của Nga thông tin ngày 15/1, tại cuộc họp báo trả lời các phóng viên trong nước, ông Alexei Likhachev - Giám đốc Tập đoàn Năng lượng hạt nhân Quốc gia Nga (ROSATOM) - gọi việc Việt Nam lên kế hoạch khởi động lại dự án Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận là một bước đột phá, và cho biết "ROSATOM sẵn sàng cung cấp 2 lò phản ứng hạt nhân VVER-1200 cho Việt Nam. Đây là loại lò tiên tiến nhất, hiện đại nhất, cả thế giới mới chỉ có 6 chiếc như vậy".
Điều đáng nói, 6 "kiệt tác công nghệ" này đang được sử dụng chỉ ở 4 quốc gia trên thế giới. Nếu chúng ta sở hữu 2 lò VVER-1200 thì điều này có nghĩa Việt Nam sở hữu số lượng lò ngang với Nga.
Trước khi tìm hiểu rõ "kỳ quan công nghệ Nga" VVER-1200, hãy xem lò phản ứng hạt nhân đóng vai trò gì trong một nhà máy điện hạt nhân, cũng như cách nó hoạt động và tạo điện sạch ra sao.
1. "Trái tim" của nhà máy điện hạt nhân
Lò phản ứng hạt nhân là "trái tim" của nhà máy điện hạt nhân, Bộ Năng lượng Mỹ thông tin. Chúng chứa và kiểm soát các phản ứng dây chuyền hạt nhân tạo ra nhiệt thông qua một quá trình vật lý gọi là phân hạch hạt nhân (một quá trình trong đó các nguyên tử phân tách và giải phóng nhiệt/năng lượng cực lớn). Nhiệt đó được sử dụng để tạo ra hơi nước làm quay tua-bin để tạo ra điện.
Lò phản ứng hạt nhân (nuclear reactor) thường sử dụng uranium làm nhiên liệu hạt nhân. Uranium được xử lý thành các viên nén nhỏ hình trụ và xếp chồng lên nhau thành các ống kim loại kín gọi là thanh nhiên liệu.
Thông thường, hơn 200 thanh này được bó lại với nhau để tạo thành cụm nhiên liệu. Lõi lò phản ứng (reactor core) thường bao gồm vài trăm cụm nhiên liệu, tùy thuộc vào mức công suất, để hoạt động.
Cấu tạo Lò phản ứng nước áp suất (PWR) - một trong hai loại lò phản ứng hạt nhân thuộc nhóm lò phản ứng nước nhẹ (LWR), loại còn lại là lò phản ứng nước sôi (BWR). Loại lò PWR được sử dụng rất phổ biến ở các nước phương Tây. Hơn 65% lò phản ứng thương mại tại Mỹ là lò PWR. Nguồn: Bộ Năng lượng Mỹ.
Nói về cấu tạo của lõi lò phản ứng cho nhà máy điện hạt nhân, Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) cho biết lõi lò phản ứng là phần trung tâm của lò phản ứng hạt nhân. Đây là nơi xảy ra phản ứng phân hạch hạt nhân.
Lõi lò phản ứng bao gồm 4 hệ thống và thành phần cơ bản: Nhiên liệu (bao gồm các thanh nhiên liệu và cấu trúc lắp ráp nhiên liệu), chất làm mát, chất làm chậm và các thanh điều khiển (control rods).
Bên cạnh đó còn có các cấu trúc bổ sung như bên trong bình chịu áp suất lò phản ứng, tấm đỡ lõi và cấu trúc bên trong phía dưới và phía trên trong lò phản ứng nước nhẹ. [Lò phản ứng nước nhẹ (LWR) là một kiểu lò phản ứng hạt nhân neutron nhiệt sử dụng nước thường làm chất làm mát và điều hòa neutron].
Bên trong bình chịu áp suất lò phản ứng (reactor pressure vessel), các thanh nhiên liệu được nhúng trong nước đóng vai trò vừa là chất làm mát vừa là chất làm chậm. Chất làm chậm giúp làm chậm các neutron được tạo ra bởi phản ứng phân hạch để duy trì phản ứng dây chuyền.
Sau đó, các thanh điều khiển có thể được đưa vào lõi lò phản ứng để giảm tốc độ phản ứng hoặc rút ra để tăng tốc độ phản ứng.
Lượng nhiệt sinh ra từ phản ứng phân hạch biến nước thành hơi nước, làm quay tua-bin để sản xuất điện sạch, không phát thải carbon.
Với 440 lò phản ứng thương mại trên toàn thế giới, năng lượng hạt nhân tiếp tục là một trong những nguồn điện không phát thải carbon đáng tin cậy lớn nhất hiện nay. Vào năm 2023, các lò phản ứng này cung cấp 2602 TWh (Terawatt giờ, bằng 10 mũ 12 watt), chiếm khoảng 9% lượng điện toàn cầu, Hiệp hội Hạt nhân Thế giới (WNA) cho hay.
2. Kiệt tác công nghệ đến từ Nga
Nga là cường quốc hàng đầu trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân. Và cường quốc này đang nắm trong tay lò phản ứng hạt nhân mạnh nhất thế giới - VVER-1200.
Lò phản ứng này có thể cung cấp năng lượng cho một quốc gia nhỏ hoặc một nửa siêu đô thị ở bất kỳ nước nào trên thế giới.
Nhờ sử dụng những chất liệu đắt đỏ, lò phản ứng VVER-1200 có thể chịu được nhiều loại thiên tai như: Siêu bão với sức gió hơn 200 km/giờ; siêu động đất cường độ 8 Richter; thậm chí, máy bay thương mại đâm vào cũng không làm nó sứt mẻ - ROSATOM thông tin trong một video trình diễn sức chống chịu ưu việt, bền bỉ của VVER-1200.
Nhờ đó, VVER-1200 được công nhận là lò phản ứng không chỉ mạnh nhất, tân tiến nhất mà còn đáng tin cậy nhất, thân thiện với môi trường nhất trên thế giới.
Hình ảnh của lò phản ứng hạt nhân VVER-1200 mới nhất, mạnh nhất, đáng tin cậy do ROSATOM của Nga sản xuất. Nguồn: AEM Technologies/ROSATOM
Thông tin trên website của ROSATOM cho biết, các lò phản ứng VVER do công ty con của ROSATOM là OKB Gidropress sản xuất. Tất cả các loại lò VVER đều thuộc họ lò phản ứng nước áp suất (PWR) - đây là loại lò đang hoạt động phổ biến trên toàn thế giới.
VVER là cụm từ viết tắt của "Voda Voda Energo Reactor" - có nghĩa là lò phản ứng năng lượng làm mát bằng nước, điều tiết bằng nước. Loại lò phản ứng này sử dụng uranium làm giàu 3,92% làm nhiên liệu.
Thiết kế 1000 MWe (Megawatt điện) tiên tiến của VVER (tức lò VVER-1000) có nhiều biến thể ở các quốc gia khác nhau. Tuy nhiên, loại lò phản ứng hạt nhân mới nhất, mạnh nhất, đáng tin cậy nhất trên thế giới (của Nga) không đâu khác chính là VVER-1200.
AEM Technologies - một trong những công ty hàng đầu thế giới về sản xuất lò phản ứng hạt nhân, máy phát hơi nước và các thiết bị hạt nhân khác - thuộc ROSATOM đã đưa ra những thông số kỹ thuật, hiệu suất, ưu điểm để chứng minh lò phản ứng hạt nhân VVER-1200 đích thị là "kiệt tác công nghệ" thế giới:
Những thông số nổi bật của lò phản ứng hạt nhân VVER-1200 của Nga (Độc giả click vào ảnh để xem full hình ảnh và thông số kỹ thuật). Nguồn: AEM Technologies (ROSATOM)
Những đặc điểm liên quan đến hiệu suất, kinh tế của lò phản ứng hạt nhân VVER-1200 của Nga (Độc giả click vào ảnh để xem full hình ảnh và thông số). Nguồn: AEM Technologies (ROSATOM)
Cùng với các con số vượt trội, AEM Technologies cũng đưa ra 3 ưu điểm vượt trội của VVER-1200 so với VVER-1000 là:
Nguồn: AEM Technologies (ROSATOM)
Điểm khác biệt lớn nhất của VVER-1200 với VVER-1000 chính là lần đầu tiên trong lịch sử, VVER-1200 sử dụng các giải pháp kỹ thuật độc đáo trong lĩnh vực an toàn, giúp phân loại nhà máy lò phản ứng (nơi có loại lò này) là nhà máy thế hệ III+ (hay lò phản ứng Gen III+).
Tính đến thời điểm hiện tại, 4 quốc gia trên thế giới đang sở hữu 6 lò phản ứng hạt nhân VVER-1200 này chính là: Nga (2 lò), Trung Quốc (2 lò), Bangladesh (1 lò), Belarus (1 lò). Trong đó, Nga (tất nhiên rồi) xây dựng và lắp đặt lò VVER-1200 sớm nhất thế giới, vào năm 2016.
Các nhà máy điện hạt nhân có lò VVER đã chứng minh được độ tin cậy cao của chúng sau 1.300 năm hoạt động tích lũy trên toàn thế giới.
Kể từ khi đưa vào vận hành tổ máy điện VVER đầu tiên vào những năm 1960, công nghệ này đã cung cấp điện an toàn và giá cả phải chăng trên toàn thế giới: Từ vùng núi Armenia đến vùng nông thôn của Cộng hòa Séc, phía trên Vòng Bắc Cực và ở mũi phía nam của Ấn Độ.
Tổng cộng có 67 lò phản ứng VVER đã được xây dựng kể từ những năm 1960. Đơn vị đầu tiên được gọi là V-210, đơn vị thứ hai là V-365 (các con số ban đầu tương ứng với sản lượng điện).
Đơn vị VVER đầu tiên (V-210) được đưa vào sử dụng năm 1964, tại nhà máy điện hạt nhân Novovoronezh, ở vùng Voronezh, Nga. Từ thời điểm đó, nhà máy điện hạt nhân Novovoronezh đã trở thành nơi thử nghiệm cho các đơn vị VVER mới, nâng cấp.
Bắt đầu từ VVER-440 - lò VVER đầu tiên được xây dựng theo chuỗi - các nhà máy có lò VVER-440 đã hoạt động an toàn tại nhiều quốc gia thuộc Liên minh Châu Âu (EU) như Slovakia, Hungary, Bulgaria, Cộng hòa Séc và Phần Lan; cùng một số nước khác trên thế giới.
Nguồn: ROSATOM
Tham khảo: Interfax, ROSATOM, AEM Technologies, IAEA, Atom Media