Cách Trung tâm thử nghiệm Oakville khoảng 1.600 km về phía tây bắc, giữa những cánh rừng bạt ngàn và mặt hồ trầm mặc của bang Ontario, thị trấn nhỏ Ignace chuẩn bị trở thành nơi diễn ra một trong những chiến dịch kỹ thuật tham vọng nhất lịch sử loài người.
Tại đây, Tổ chức Quản lý Chất thải Hạt nhân Canada (NWMO) đang hiện thực hóa kế hoạch xây dựng Dự án Kho chứa Địa chất Sâu (DGR) - kho chứa chất thải hạt nhân sâu dưới lòng đất đầu tiên của Canada, một hạ tầng môi trường và công nghệ hạt nhân quan trọng nhất thế giới - trị giá 26 tỷ đô la Canada (khoảng gần 19 tỷ USD).
Sâu 750 mét dưới lòng đất, DGR đâm xuyên vào khối đá granit hàng tỷ năm tuổi thuộc Lá chắn Canada (Canadian Shield). Khối đá cổ xưa này tạo nên một "lăng mộ" tự nhiên kiên cố, hoàn toàn cách ly khỏi nước ngầm và các rung chấn bề mặt.
Ảnh chụp từ trên không khu vực ở tây bắc Ontario, nơi đang được nhắm đến để xây dựng kho chứa chất thải hạt nhân sâu dưới lòng đất đầu tiên của Canada. Nguồn: Tổ chức Quản lý Chất thải Hạt nhân Canada
Dự kiến hoạt động từ năm 2040, công trình ngầm này sẽ là điểm dừng chân vĩnh viễn cho gần 6 triệu bó nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng từ 4 nhà máy điện của Canada, giúp vật liệu phóng xạ phân rã an toàn qua hàng trăm nghìn năm.
Chôn chất thải hạt nhân đang là cách có thể nói là duy nhất trên toàn cầu nhằm giải quyết bài toán liên quan đến năng lượng hạt nhân.
Cuộc đua giải quyết vấn đề lớn nhất của năng lượng hạt nhân
Năng lượng hạt nhân đang ngày càng được ưa chuộng trở lại khi các chính phủ trên toàn thế giới tìm cách đa dạng hóa nguồn năng lượng và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.
Một số quốc gia hiện đang lên kế hoạch phát triển hoặc mở rộng công suất năng lượng hạt nhân trong những thập kỷ tới.
Tuy nhiên, một thách thức vẫn còn đó – chất thải hạt nhân. Việc xử lý chất thải từ các hoạt động năng lượng hạt nhân vẫn là một nhiệm vụ phức tạp và chưa có giải pháp hoàn hảo.
Ảnh minh họa do AI thực hiện.
Có ba loại chất thải hạt nhân, phân theo độ phóng xạ, theo Hiệp hội Hạt nhân Toàn cầu.
(1) Phần lớn chất thải (90% tổng thể tích) bao gồm các vật dụng bị nhiễm phóng xạ nhẹ, chẳng hạn như dụng cụ và quần áo lao động, được xếp vào loại chất thải mức độ thấp hoặc rất thấp.
(2) Tiếp theo là chất thải mức độ trung bình bao gồm nhựa, bùn hóa học và các vật liệu bị nhiễm phóng xạ từ quá trình tháo dỡ lò phản ứng (7%).
(3) Ngược lại, chất thải mức độ cao và nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng chiếm chưa đến 3% tổng thể tích nhưng chứa đến 95% tổng độ phóng xạ.
Nhiên liệu hạt nhân có mật độ năng lượng rất cao, nghĩa là chỉ cần một lượng nhỏ để sản xuất một lượng điện lớn. Một nhà máy điện hạt nhân 1 GW thông thường - đủ cung cấp điện cho hơn một triệu người - chỉ tạo ra khoảng 3 mét khối chất thải mức độ cao dạng thủy tinh hóa mỗi năm.
Các nước quản lý chất thải hạt nhân thế nào?
Tại Oakville, Canada, Tổ chức Quản lý Chất thải Hạt nhân (NWMO) đã phát triển một khu thử nghiệm để lưu trữ chất thải hạt nhân.
Khu thử nghiệm nằm trong một nhà kho, nơi một xe nâng không người lái xếp 8.000 kg khối đất sét bentonit vào một đường hầm đá hẹp, và một máy tự động khác lấp đầy các khoảng trống xung quanh các khối bằng đất sét vụn.
Mỗi khối bao bọc một thùng chứa bằng thép phủ đồng được chế tạo để chứa nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng. Sau đó, các khối này được niêm phong phía sau lớp đất sét và bê tông bổ sung trong các đường hầm sâu dưới lòng đất, để vật liệu phóng xạ có thể phân rã chậm trong hàng nghìn năm mà không gây nguy hiểm cho cộng đồng.
Các thùng chứa nhiên liệu bằng kim loại được thiết kế để chịu được áp lực khi bị chôn vùi dưới một sông băng dày 3.000m, nếu kỷ băng hà tiếp theo đến trước khi bức xạ phân rã hoàn toàn. Chúng cũng đã được thử nghiệm thành công về khả năng chống nghiền nát dưới một lực cực mạnh, tương đương với việc ở độ sâu hơn 6.000m dưới nước.
Hình ảnh minh họa do AI thực hiện.
Các địa điểm tương tự cũng đang được phát triển ở các quốc gia khác, chẳng hạn như Phần Lan, Thụy Điển và Nhật Bản.
Trong những năm qua, các nhà khoa học đã vượt qua một số thách thức kỹ thuật liên quan đến việc phát triển các kho chứa địa chất sâu, biến chúng thành địa điểm khả thi để lưu trữ chất thải hạt nhân.
Tuy nhiên, việc đảm bảo sự ủng hộ của chính trị và công chúng đối với các cơ sở này vẫn là một thách thức do lo ngại về ô nhiễm.
Chính phủ Mỹ bắt đầu thăm dò các địa điểm tiềm năng để lưu trữ chất thải hạt nhân sâu trong lòng đất từ những năm 1980 nhưng hiện đã tụt hậu so với các quốc gia khác trong quá trình phát triển do sự phản đối rộng rãi của người dân địa phương.
Chính phủ đã chọn núi Yucca ở phía bắc bang Nevada làm địa điểm để phát triển kho lưu trữ địa chất đầu tiên của mình, trở thành quốc gia đầu tiên trên thế giới nộp đơn xin cấp phép cho địa điểm như vậy.
Có một số lo ngại về việc xây dựng cơ sở tại địa điểm này, bao gồm cả ngọn núi lửa gần đó, mà các nhà địa chất vẫn cho là đang hoạt động. Địa điểm được đề xuất nằm trong vùng động đất hoạt động mạnh và nằm trên mực nước ngầm, tiềm ẩn nguy cơ phát tán các hạt phóng xạ, hay còn gọi là đồng vị phóng xạ, vào môi trường. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất là sự phản đối về mặt chính trị. Khi Thượng nghị sĩ Nevada Harry Reid trở thành lãnh đạo đa số tại Thượng viện Mỹ năm 2007, ông đã tạm dừng dự án vĩnh viễn.
Trong thời đại phục hưng hạt nhân ở Mỹ, việc thiếu tiến triển ở Nevada đã khiến Bộ Năng lượng (DoE) phải xem xét lại từ đầu.
DoE đã chọn các địa điểm ở Utah, Idaho, Louisiana, Oklahoma và Tennessee làm địa điểm khả thi, nhưng Yucca Mountain hiện vẫn là lựa chọn hợp pháp duy nhất để lưu trữ vĩnh viễn.
Chính quyền Trump cần phải thông qua luật để loại bỏ Yucca Mountain khỏi danh sách các địa điểm liên bang để phát triển một kho chứa ở nơi khác. Trong khi đó, Mỹ đã tích lũy khoảng 95.000 tấn chất thải hạt nhân trong những năm qua, cần được quản lý một cách phù hợp.
Dự kiến một số kho chứa chất thải phóng xạ sâu trong lòng đất sẽ bắt đầu hoạt động ở nhiều quốc gia trong những thập kỷ tới. Trong khi đó, các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nghiên cứu các giải pháp quản lý chất thải thay thế.
Tuy nhiên, khi nhiều chính phủ đang tìm hiểu tiềm năng phát triển năng lực điện hạt nhân, họ cũng phải giải quyết vấn đề chất thải và xây dựng các cơ sở xử lý an toàn song song với các dự án điện hạt nhân mới.
Nguồn: Oilprice, CBC
Trang Ly