Thiết kế ý niệm lò phản ứng hạt nhân plutonium lớn

Theo Kyodo JBN-AsiaNet, nhóm nghiên cứu do giáo sư Yoshiaki Oka thuộc trường Đại học Waseda, Nhật Bản, đứng đầu, đã thành công trong việc triển khai thiết kế ý niệm một lò phản ứng hạt nhân có khả năng sản xuất ra một lượng plutonium lớn bằng việc làm lạnh nước nhẹ đầu tiên trên thế giới.

Nhóm nghiên cứu đã nghĩ ra một bộ phận nhiên liệu mới, mà tại đây các thanh nhiên liệu được đóng gói kỹ nhằm rút bớt lượng nước làm mát của lò phản ứng xuống còn một lượng nhỏ nhiên liệu để sản xuất khối lượng lớn plutonium. Bằng những phân tích trên máy tính, Giáo sư Oka đã thành công trong việc sản xuất plutonium khối lượng lớn qua việc làm lạnh nước nhẹ.

Các lò phản ứng nhân nơtron nhanh (FBRs) đã sản xuất ra chất phân hạch được nhiều hơn lượng tiêu thụ trong khi vẫn sản xuất ra điện hạt nhân. Đây là “một giấc mơ điện hạt nhân". Hướng phát triển chính của FBR là các lò phản ứng kim loại lỏng (LMFBR). Tuy nhiên, nó vẫn chưa mang tính thương mại bởi sự phức tạp của một nhà máy do sử dụng natri lỏng làm chất làm mát.

Thiết kế lò phản ứng hạt nhân lớn

Một vòng quay nhiên liệu hạt nhân và các FBR đóng vai trò quan trọng cho việc giảm số lượng nhiên liệu hạt nhân đã tiêu thụ của các lò phản ứng nước nhẹ (LWR) và tận dụng hiệu quả các nguồn urani. Điện hạt nhân đang được sử dụng tại các nước đang phát triển. Việc thương mại hóa nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng đang được tái chế tại các nước phát triển góp phần thúc đẩy an ninh hạt nhân trên thế giới.

Theo thiết kế này, thì hoạt động sản xuất - hệ thống phức hợp tăng gấp đôi thời gian - kéo dài trong 40 năm. Điều đó có nghĩa là chất phân hạch được và việc sản xuất điện năng của một nhóm các FBR sẽ tăng gấp đôi trong 40 năm.

Nhu cầu về năng lượng là tương đương với Tổng sản phẩm quốc nội (GDP). Tỷ lệ tăng trưởng GDP tại bảy nước phát triển trong khối OECD là 1,4% trong 10 năm qua. Điều này đồng nghĩa với việc GDP và nhu cầu về năng lượng sẽ tăng gấp đôi trong vòng 50 năm. Hoạt động sản xuất sẽ đáp ứng tỷ lệ nhu cầu năng lượng tại các nước phát triển.

Nghiên cứu sẽ mở ra con đường để thương mại hóa FBR và quay vòng nhiên liệu hạt nhân nhằm sử dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích hòa bình trên cơ sở công nghệ làm lạnh nước nhẹ.

Kết quả của nghiên cứu được công bố trên số ra tháng Giêng Tạp chí Khoa học và Công nghệ hạt nhân của Hội năng lượng nguyên tử Nhật Bản (AESJ).