Thế giới và những sự cố trong vận hành nhà máy điện hạt nhân
Các nước xây dựng nhà máy điện hạt nhân đầu tiên của mình là Hoa Kỳ năm 1954, sau đó ở Liên xô cũ (1954), Anh (1956), Pháp (1956), Đức ( 1961), Canada (1962), Bỉ (1962) v.v. Cho đến nay, có khoảng gần 40 nước sản xuất điện hạt nhân với tổng số khoảng 440 lò, trong đó các nước có số lò vận hành lớn là Hoa Kỳ với 103 lò, Pháp - 59 lò, Nhật - 53 lò…
Three Mile Island (Mỹ) và lò Chernobyl số 4 (Ukraina) - nơi từng xảy ra các vụ thảm họa hạt nhân.
Sự cố lớn đầu tiên xảy ra ngày 28/3/1979 ở lò Three Mile Island (Hoa Kỳ), tim lò (công nghệ PWR - 900 MW) bị thiệt hại, nhiệt độ lên quá 1800oC làm phát tán phóng xạ, nguyên nhân chủ yếu do lỗi của thiết bị. 
Thảm họa hạt nhân lớn nhất xảy ra tại lò Chernobyl số 4 (công nghệ RBMK – 1000 MW) ở Ucraina (Liên xô cũ) ngày 26/4/1986, bị nổ hơi, bay mất nóc và nhà máy bị cháy lớn làm phát tán phóng xạ ra ngoài, lan ra nhiều vùng ở Nga, các nước Bắc Âu, miền nam nước Pháp và một số nước khác làm hàng trăm nghìn người bị chết, mang bệnh, tàn tật..
Nguyên nhân do cả lỗi thiết kế thiếu bảo đảm, thể tích giam hãm quá nhỏ (coi như không có nhà bảo vệ) và cả do lỗi của công nhân vận hành không theo đúng các hướng dẫn.
Hơn mười năm gần đây, Nhật Bản đã giữ kỷ lục thế giới về các tai nạn điện hạt nhân. Đó là những sự cố vỡ một đoạn ống của lò số 2 nhà máy Mihama, làm thoát ra 55 tấn nước nhiễm phóng xạ (năm 1991); sự cố lò notron nhanh Monju (năm 1995) khiến phương hướng năng lượng sống còn, nhưng rất tốn kém này của nước Nhật phải bị đình chỉ.
Tai nạn xảy ra ở nhà máy xử lý nhiên liệu Tokaimura (năm 1999) do những sai sót hết sức ngớ ngẩn đã làm chết hai kỹ thuật viên, 600 người bị chiếu xạ, 320.000 người dân địa phương được yêu cầu không ra khỏi nhà.
Công ty TEPCO (Tokyo Electric Power Co), lớn nhất của Nhật, đã bắt buộc phải tạm ngưng hoạt động một loạt 17 lò vì có sự dối trá trong các tài liệu về an toàn (năm 2003); một sự cố lớn (nổ đường ống đường kính 60 cm, chiều dày 10 mm) đã xảy ra tại lò PWR số 3 (825 MW) của nhà máy Mihama, tỉnh Fukui làm 5 người thiệt mạng và 6 người bị thương (năm 2004) v.v.
Sự cố hạt nhân cũng đã xảy ra ở nhà máy điện hạt nhân của nhiều nước khác. Gần đây, sau vụ khủng bố 11/9 ở Hoa Kỳ năm 2001, nguy cơ xảy ra sự cố điện hạt nhân còn do nguyên nhân khủng bố, phá hoại.
Theo thống kê nguyên nhân gây ra các sự cố, thảm họa hạt nhân, chỉ 20% thuần túy do lỗi kỹ thuật của thiết bị, 65% là lỗi của con người, 15% là lỗi kết hợp giữa sai hỏng của thiết bị và vận hành của con người.
Nguy cơ từ chất thải phóng xạ
Sự cố hạt nhân không chỉ xảy ra đối với nhà máy điện hạt nhân khi vận hành, mà còn tiềm ẩn nguy cơ khi vận chuyển nhiên liệu hạt nhân; đặc biệt là ở khâu xử lý chất thải hạt nhân (nhiên liệu đã qua sử dụng), có thể gây ô nhiễm môi trường.
Mỗi năm, 1 lò PWR-1000 MW (với nhiên liệu 238U + 3,5% 235U) có thể sản xuất 6-7 tỷ kWh và sinh ra khoảng 21 tấn nhiên liệu phóng xạ, gồm có 20 tấn U (0,9% 235U), 330 kg Pu (là chất dùng trong quân đội để sản xuất bom nguyên tử), 21 kg Actinides nhỏ và 1183 kg sản phẩm phân rã (có 80 kg hoạt tính cao với đời sống dài).
Khác với việc xử lý đa số các chất thải công nghiệp khác, chất thải phóng xạ có ảnh hưởng rất nguy hiểm đến an toàn của con người, nhưng cho đến nay, khoa học vẫn chưa tìm ra lối thoát cho việc xử lý chất thải phóng xạ. Quản lý an toàn chất thải phóng xạ phải được tiến hành liên tục từ khâu phát sinh ra chất phóng xạ đến xử lý, cất giữ tạm thời và chôn thải.
Đối với thanh nhiên liệu đã cháy, phải được lưu giữ tạm thời ngay tại nhà máy trong khoảng thời gian từ 30-50 năm, sau đó sẽ được tái chế hoặc tái xuất trở lại nước đã cung cấp thanh nhiên liệu để họ tái chế hay chôn cất vĩnh viễn.
Đối với các chất thải phát sinh trong quá trình vận hành của nhà máy, cần phải có giải pháp xử lý an toàn. Giải pháp tạm thời và rất tốn kém hiện đang áp dụng trên thế giới đối với chất thải phóng xạ hoạt độ cao là thủy tinh hóa rác thải, rồi tạm chôn sâu vào lòng đất có đá hoa cương, đất sét hoặc các mỏ muối không thấm nước.
Đối với chất thải hoạt độ thấp và trung bình, có thể chôn nông (từ 0-20m) trong lòng đất, sau đó phủ bằng các lớp đất sét hoặc bê tông hóa bằng những vật liệu không thấm nước. Cho đến nay, khoa học vẫn chưa tìm ra lối thoát cho việc xử lý chất thải phóng xạ
Trước các nguy cơ sự cố như trên, điện hạt nhân đã vấp phải sự phản đối ở nhiều nước từ những năm 80 của thế kỷ trước (đặc biệt các nước châu Âu như Thụy Điển, Đức, Bỉ, Thụy Sĩ đã quyết định sẽ đóng cửa các lò hạt nhân).
Riêng Đức là nước có sản lượng điện hạt nhân đứng thứ 4 thế giới với 19 lò, tổng sản lượng năm 2001 là 171,2 tỷ KWh, chiếm 29,6% tổng sản lượng điện quốc gia. Sau cuộc trưng cầu dân ý đầu những năm 2000, chính phủ Đức đã quyết định sẽ đóng cửa các nhà máy điện hạt nhân đến năm 2020 và cấm gửi nhiên liệu hạt nhân ra nước ngoài để xử lý, chấp nhận hy sinh hàng trăm tỷ USD đã đầu tư cho điện hạt nhân, chuyển hướng nghiên cứu phát triển các nguồn năng lượng tái tạo khác và đã thu được kết quả về phát triển phong điện với công suất hiện có trên 15000 MW.
Người dân khu vực bị nhiễm xạ lò Chernobyl số 4 đã phải di rời đi nơi khác. Nhà thờ đứng trơ trọi, các công trình xây dựng khác đều bị san bằng. Ảnh: Welt.
Quy chuẩn kỹ thuật cho an toàn hạt nhân
Giải quyết vấn đề an toàn hạt nhân đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình, tiêu chuẩn kỹ thuật đặc biệt theo các chuẩn mực quốc tế và của mỗi quốc gia. Thí dụ, chỉ riêng hướng dẫn về lựa chọn địa điểm và an toàn thiết kế nhà máy điện hạt nhân, IAEA đã ban hành 36 văn bản.
Các quốc gia có chương trình hạt nhân lớn đều có hệ tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn của nhà máy điện hạt nhân, như của Hoa Kỳ hệ này có 454 tiêu chuẩn, trong đó có 18 tiêu chuẩn liên quan đến lựa chọn địa điểm và 210 tiêu chuẩn liên quan đến thiết kế và an toàn nhà máy điện hạt nhân.
Riêng về đánh giá địa điểm, IAEA đã ban hành 7 tiêu chuẩn: đánh giá địa điểm cho các cơ sở hạt nhân; những sự kiện từ bên ngoài do con người gây ra trong việc đánh giá địa điểm nhà máy điện hạt nhân; sự phát tán phóng xạ trong không khí và nước và vấn đề phân bố dân cư trong việc lựa chọn địa điểm nhà máy điện hạt nhân; đánh giá các nguy cơ động đất đối với nhà máy điện hạt nhân; các sự kiện khí tượng học trong đánh giá địa điểm đối với nhà máy điện hạt nhân; nguy cơ lụt lội đối với nhà máy điện hạt nhân gần biển hoặc gần sông; các khía cạnh địa kỹ thuật trong đánh giá và thiết lập địa điểm cho nhà máy điện hạt nhân.
Bộ tiêu chuẩn này của IAEA chúng ta mới tiếp cận gần đây, trong khi chủ đầu tư báo cáo việc lựa chọn và đánh giá địa điểm đã tiến hành từ nhiều năm trước; do đó rất nhiều tiêu chuẩn của IAEA có thể chưa được xem xét, áp dụng trong đánh giá, lựa chọn đối với địa điểm dự kiến xây dựng tại Ninh Thuận.
Việc bảo đảm an toàn cho nhà máy điện hạt nhân phải được thẩm định kỹ lưỡng ở tất cả các công việc, bắt đầu từ lựa chọn địa điểm.
Việc bảo đảm an toàn cho nhà máy điện hạt nhân phải được thẩm định kỹ lưỡng ở tất cả các công việc, từ quyết định chủ trương đầu tư, lựa chọn địa điểm, lựa chọn công nghệ, quản lý xây dựng, lắp đặt thiết bị, vận hành, quản lý nhiên liệu hạt nhân và nhiên liệu đã qua sử dụng, xử lý chất thải và tháo dỡ nhà máy sau khi hết hạn sử dụng.
Trước đây, Philippines tuy đã bỏ ra 2,3 tỉ USD để xây dựng nhà máy điện hạt nhân Bataan 621 MW năm 1976, gần xong năm 1984 thì phải đóng cửa vì sợ động đất và vì địa điểm không tốt, ở không xa núi lửa Pinatubo, nhưng từ đó đến nay vẫn phải chi phí bảo dưỡng hàng năm, rất tốn kém.
Sau cuộc động đất lớn (6,8 độ Richter) ngày 16/7/2007, do tâm động đất ở khá gần nhà máy điện hạt nhân lớn nhất của Nhật và thế giới Kashiwazaki-Kariwa (7 lò với công suất tổng cộng là 8212 MW) của tập đoàn TEPCO. Chính phủ Nhật đã cấm vận hành trong vòng nhà máy này từ đó đến nay.
Thiệt hại do phải ngừng hoạt động rất lớn, chỉ riêng năm tài chính 2007 là 603,5 tỷ yên (khoảng 5,62 tỷ USD), trong đó 440 tỷ yên chi cho mua nguyên liệu khác phát điện bù công suất trên 8000 MW của nhà máy, 122 tỷ yên cho công tác thanh tra, 25 tỷ yên cho sửa chữa và 2 tỷ yên cho khảo sát địa chất địa điểm nhà máy.
Rất tiếc rằng, ngoài Luật Năng lượng nguyên tử với những quy định khung, chúng ta chưa có bất cứ một văn bản quy phạm pháp luật nào để điều chỉnh các hoạt động trong lĩnh vực điện hạt nhân. Thậm chí chúng ta còn chưa có bất cứ một tiêu chuẩn nào về an toàn hạt nhân đối với tất cả các khâu cần thẩm định để đi đến quyết định chủ trương đầu tư xây dựng nhà máy điện hạt nhân.
Chưa có tiêu chí, tiêu chuẩn để thẩm định địa điểm, liệu quyết định sẽ xây dựng 4-8 tổ máy ở hai địa điểm cách nhau chỉ có 40 km ở Ninh Thuận có chính xác?
Hiện ở Ninh Thuận vẫn chưa có trạm quan trắc khí tượng nên không có số liệu chính xác về khí tượng, các số liệu đánh giá chỉ là mô phỏng giả định.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nếu xảy ra sự cố hạt nhân đồng thời với sự cố thiên tai vào thời gian từ tháng 10 đến tháng 3 thì thì hiểm họa sẽ rất lớn, thí dụ mây phóng xạ sẽ di chuyển theo hướng qua Tp. Hồ Chí Minh đến các tỉnh Nam Bộ, hoặc có những khoảng thời gian trong năm làm cho phóng xạ không phát tán đi mà lắng đọng lại ở khu vực Phan Rang.
Hơn nữa, việc chủ đầu tư chọn địa điểm ở Ninh Thuận trước khi Quốc hội quyết định chủ trương đầu tư xây dựng nhà máy điện hạt nhân có phải là đã thực hiện “quy trình ngược”, đặt cơ quan có thẩm quyền buộc phải quyết định “sự đã rồi”?
Và không rõ Hội đồng thẩm định nhà nước dựa trên căn cứ, tiêu chuẩn nào để thẩm định, đánh giá an toàn đối với Báo cáo đầu tư dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận?
Nếu dự án này được trình Quốc hội xem xét phê duyệt chủ trương đầu tư (dự kiến tại kỳ họp Quốc hội tháng 5/2009 tới) thì các đại biểu Quốc hội sẽ có an tâm khi bỏ phiếu quyết định?
Lựa chọn công nghệ
Sau khi có chủ trương đầu tư và địa điểm xây dựng nhà máy điện hạt nhân được lựa chọn, yếu tố quan trọng đối với an toàn nhà máy điện hạt nhân là lựa chọn công nghệ. Từ khi có điện hạt nhân, đã có 3 thế hệ lò:
Lò thế hệ Ι gồm có những lò như Shippingport (Hoa Kỳ), Magnox (Anh) hay UNGG (Pháp). Phần lớn các lò này đã hoặc đang được tháo dỡ. Các thế hệ công nghệ điện hạt nhân. Ảnh: Thư viện vật lý.
Lò thế hệ II gồm các kiểu lò PWR (Pressurized Water Reactor – lò nước áp lực) và BWR (Boiled Water Reactor – lò nước sôi) của châu Âu, Hoa Kỳ, Nhật; VVER và RBMK (lò năng lượng nước của Nga); Candu nước nặng (của Canada, Ấn Độ) v.v.
Các lò chuyển tiếp thế hệ III với nước áp lực, như EPR (European Pressurized Reactor – lò nước áp lực châu Âu) 1600MW và với nước sôi, như SWR 1000-1250 MW (có thiết bị an toàn thụ động) được Pháp và Đức chung sức nghiên cứu hơn 15 năm nay, hoặc lò AP 1000 của Hoa Kỳ chế tạo (nguyên tắc an toàn thụ động) sẽ có hiệu suất và mức độ an toàn cao.
Các lò thế hệ III, tuy mới ra đời, nhưng đã được nhiều chuyên gia xem như đã lỗi thời vì cùng một kỹ thuật với các lò PWR. Tuy nhiên, giá thành của các loại lò này thường cao hơn các loại thế hệ II khoảng 1,5 đến 2 lần (đơn giá cho 1 kW công suất khoảng 6000 USD).
Phần Lan là nước duy nhất ở EU đang xây dựng một nhà máy điện hạt nhân thế hệ III EPR, mua của Pháp với giá ban đầu dự toán 2,5 tỷ Euro, sau vì lý do an toàn phải chấp nhận tăng giá lên 4 tỷ Euro và chậm tiến độ 3 năm.
Ngoài ra, hiện chỉ có Điện lực Pháp có dự kiến đặt mua một số lò thế hệ III EPR để thay thế các lò hết thời hạn vận hành vào khoảng các năm 2017-2022. Lò AP 1000 chỉ mới bắt đầu được cấp phép năm 2005, hiện cũng chưa có nước nào đưa vào vận hành.
Lò thế hệ IV đang được 10 nước chung sức nghiên cứu trong khuôn khổ Forum International Generation (FIG), do Hoa Kỳ đề xướng từ năm 2000 với 6 kiểu lò (3 lò neutron nhanh, 3 lò nhiệt) đã được lựa chọn.
Lò phản ứng EPR đầu tiên của thế giới đang được xây dựng ở địa điểm Olkiluot, Phần Lan, và dự kiến hoàn thành vào năm 2009. Ảnh: Thư viện vật lý.
Các lò tương lai này có khuynh hướng tiến tới chu kỳ kín, nghĩa là các lò phải có khả năng đốt cháy phần lớn chất thải (lò nhanh) để đáp ứng 4 tiêu chuẩn chính là tiết kiệm tài nguyên; tiết kiệm về chu kỳ nhiên liệu; hạn chế chất thải phóng xạ; hạn chế sự lan rộng vũ khí nguyên tử.
Vì đang còn trong thời kỳ phôi thai, phần lớn các lò này, trên lý thuyết, an toàn hơn, nhưng chưa thể xuất hiện trên thị trường trước những năm 2035-2040.
Quyết định chủ trương đầu tư nhà máy điện hạt nhân tại thời điểm này, Việt Nam sẽ lựa chọn công nghệ nào?
Theo phương án mà chủ đầu tư (EVN) đề xuất, dự kiến công nghệ lựa chọn thuộc thế hệ thứ II. Vì sao lại lựa chọn công nghệ thế hệ thứ II không an toàn mà các nước tiên tiến đang chuẩn bị thay thế khi các lò thế hệ này hết hạn sử dụng (mà phần nhiều lò hết hạn sử dụng vào khoảng những năm 2020) và chúng ta sẽ còn gặp khó khăn về bảo trì, bảo dưỡng và thiết bị thay thế.
Không thể nói như trong Báo cáo đầu tư, giai đoạn này chúng ta chưa đưa ra quyết định lựa chọn công nghệ mà vẫn để mở cho giai đoạn sau. Chủ đầu tư cần có giải trình thuyết phục về phương án công nghệ lựa chọn, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề an toàn và giá thành của nhà máy, để báo cáo Quốc hội.
Chúng ta cần hết sức thận trọng và tỉnh táo trước sự vận động hành lang, tuyên truyền một chiều của các công ty nước ngoài về công nghệ điện hạt nhân của họ chỉ vì mục đích sao cho bán được lò hạt nhân, nhằm tránh mua phải công nghệ đã lỗi thời của công ty đó, kể cả các lò đã lạc hậu, thiếu an toàn bất chấp các hậu quả về kinh tế - xã hội và môi trường cho nước ta, thậm chí có thể biến nước ta thành bãi thải công nghệ điện hạt nhân.
Để bảo đảm tính an toàn và kinh tế của điện hạt nhân, chúng ta cần phải nhập thế hệ lò tiên tiến nhất có thể, tức lò thế hệ III hoặc thậm chí chờ thêm một thời gian nữa để nhập về lò thế hệ thứ IV cho nhà máy điện hạt nhân của Việt Nam!
Quy trình xây dựng nhà máy
Nhiều yếu tố khác bảo đảm an toàn (như quản lý quá trình xây dựng, lắp đặt thiết bị, vận hành...) của nhà máy điện hạt nhân đều phải tuân thủ những quy trình đặc biệt nghiêm ngặt, mà bất cứ một sai sót nào cũng có thể tiềm ẩn nguy cơ gây mất an toàn.
Thí dụ đơn giản, nếu không giám sát kỹ khi xây dựng nhà máy, để xảy ra việc dùng sắt thép, xi măng không đủ tiêu chuẩn, hoặc bị rút ruột công trình thì sẽ là tai họa khôn lường. Cơ sở hạt nhân có sự hỗ trợ kỹ thuật của IAEA. Ảnh: VNN.
Chúng ta đã có nhiều bài học về năng lực quản lý xây dựng các công trình lớn của quốc gia, để xảy ra nhiều hậu quả đáng tiếc như các sự cố gần đây (cầu Cần Thơ, hầm Thủ Thiêm v.v.). Xin lưu ý, nếu xảy ra tình trạng tương tự đối với công trình nhà máy điện hạt nhân thì hậu quả sẽ bi thảm và lâu dài hơn nhiều lần.
Tuy các tiêu chuẩn, quy trình kỹ thuật về các công việc này có thể ban hành khi đã chính thức quyết định chủ trương đầu tư nhà máy điện hạt nhân, nhưng cũng cần có danh mục và lộ trình cụ thể ban hành các tiêu chuẩn, quy trình kỹ thuật chuyên ngành.
Ngoài ra, trong những năm gần đây, để bảo đảm an toàn trong trường hợp bị khủng bố, trong thiết kế nhà máy điện hạt nhân còn phải tăng cường khả năng chống phá hoại (kể cả phá hoại theo kiểu 11/9 ở Hoa Kỳ năm 2001, tức là phải an toàn cả trong trường hợp bị máy bay đâm thẳng vào nhà máy) và tăng cường hệ thống bảo vệ an ninh nhiều vòng, chuẩn bị sẵn sàng hệ thống ứng phó sự cố hạt nhân.
Những công việc về bảo đảm an toàn nhà máy điện hạt nhân làm cho các yêu cầu kỹ thuật, tài chính đối với công trình tăng lên rất nhiều và đó là điều chủ đầu tư cần phải báo cáo Quốc hội ngay trong giai đoạn phê duyệt chủ trương đầu tư để Quốc hội cân nhắc, quyết định.
- Ts. Nguyễn Quốc Anh
-------------------------------------------------------------------------------------------------
No comments:
Post a Comment