5 "con cưng" của Bộ Năng lượng Mỹ: Hứa hẹn "lột xác" ngành năng lượng hạt nhân

Chia sẻ Facebook
14/01/2021 01:51:48

5 lò phản ứng hạt nhân tiên tiến này hứa hẹn sẽ định hình tương lai ngành năng lượng hạt nhân Mỹ.


Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) đang tích cực hỗ trợ 5 dự án phát triển các thiết kế lò phản ứng hạt nhân tiên tiến dự kiến sẽ được xây dựng tại Mỹ bởi ngành công nghiệp tư nhân trong thập kỷ tới. Theo Chương trình Trình diễn Lò phản ứng Tiên tiến (ARDP), khoản tài trợ ban đầu 30 triệu đô la Mỹ của Văn phòng Năng lượng Hạt nhân (NE) thuộc DOE ​​sẽ tăng lên 600 triệu đô la Mỹ trong 7 năm tới.

"Tất cả các dự án này sẽ đưa nước Mỹ vào một lịch trình tăng tốc để triển khai trong nước và toàn cầu các lò phản ứng hạt nhân tiên tiến nhằm nâng cao tính an toàn và chi phí hợp lý để xây dựng và vận hành. Năng lượng hạt nhân đóng một vai trò quan trọng trong chiến lược năng lượng sạch của chúng ta".

Hình ảnh lần lượt của 5 lò phản ứng hạt nhân mà chính phủ Mỹ rót thêm 600 triệu USD đầu tư. Nguồn: Popularmechanics

Mục tiêu của các khoản tài trợ từ DOE mới nhất là thúc đẩy sự phát triển của các lò phản ứng để triển khai trong 10 đến 14 năm không chỉ hoạt động hiệu quả hơn và tiết kiệm hơn mà còn an toàn hơn khi chạy, với các thiết kế sử dụng nhiên liệu mạnh mẽ hơn và có hệ thống làm mát có thể giữ cho lò phản ứng không bị tan chảy một cách thụ động ngay cả khi không có điện.

Năm mẫu lò phản ứng hạt nhân đang được phát triển tại Mỹ, bao gồm:


Đầu tiên là Kairos Power của bang California, công ty này đưa ra thiết kế được gọi là Lò phản ứng thử nghiệm quy mô nhỏ Hermes như một bước đệm cho Lò phản ứng nhiệt độ cao làm mát bằng muối Kairos Power Fluoride (KP-FHR).


Kairos Power FHR (KP-FHR) là công nghệ lò phản ứng tiên tiến mới sử dụng nhiên liệu TRISO ở dạng đá cuội kết hợp với chất làm mát muối florua áp suất thấp. Công nghệ sử dụng một chu trình hơi nước hiệu quả và linh hoạt để chuyển đổi nhiệt từ quá trình phân hạch thành điện năng và bổ sung cho các nguồn năng lượng tái tạo.

Với lò phản ứng làm mát bằng muối kiểu này (FHR), nhiên liệu rắn - trong trường hợp này là các hạt vi hạt phủ gốm gọi là TRISO - được trộn thành muối florua.

Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge giải thích rằng chất làm mát không bao giờ sôi, điều đó có nghĩa là lò phản ứng ở áp suất thấp và không bao giờ có thể đạt tới lực hủy nổ. Công nghệ này vẫn chưa được chứng minh trên quy mô lớn.


Tiếp theo là một khái niệm lò phản ứng siêu nhỏ dạng ống được gia nhiệt từ 'gã khổng lồ' trong ngành Westinghouse (đóng trụ sở tại Pennsylvania). Thiết kế này, mà Westinghouse gọi là lò phản ứng "trạng thái rắn giả", có rất ít bộ phận chuyển động và được thiết kế để sử dụng ở những nơi xa xôi hiện đang được phục vụ bởi những thứ như máy phát điện diesel.

Một lõi trung tâm rắn có các lỗ mang nhiệt của lò phản ứng được đưa vào thiết bị, nơi nó được làm mát và biến thành năng lượng. Westinghouse cũng có một mẫu lò phản ứng hạt nhân di động và công ty này gọi nó là DeVinci, nơi eVinci được bao bọc trong một hộp đựng an toàn, chắc chắn, có thể di chuyển được.


Lò phản ứng thứ ba cũng có thể vận chuyển: Lò phản ứng hạt nhân tiên tiến của BWXT (BANR). BWXT, trụ sở tại Virginia, là nhà cung cấp các thành phần và nhiên liệu hạt nhân cho toàn nước Mỹ.

Lò phản ứng hạt nhân tiên tiến của BWXT kết hợp giữa nhiên liệu TRISO và lõi tăng cường bằng gốm để đảm bảo an toàn và hiệu suất.


Tiếp theo là lò phản ứng mô-đun nhỏ truyền thống của Holtec Government Services . Holtec cho biết, vì kích thước nhỏ nên lò phản ứng SMR-160 cũng có thể được làm mát bằng không khí.


Mặc dù có thiết kế kém xa so với những thiết kế khác trong danh sách này, nhưng mục tiêu của Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) là có được phạm vi bao phủ linh hoạt, ở nhiều nơi trên thế giới hơn là có thể quản lý chỉ với các nhà máy phân hạch lớn. Được biết, lò phản ứng này thậm chí có thể đi đến sa mạc.

Holtec Government Services (đóng tại New Jersey) là công ty con của Holtec International. HGS được thành lập vào năm 2012 với sứ mệnh được giao là cung cấp dịch vụ cho nước Mỹ trong các lĩnh vực quốc phòng và công nghệ năng lượng không có carbon bao gồm năng lượng hạt nhân, năng lượng Mặt trời, địa nhiệt và gió.


Cuối cùng là Thí nghiệm Lò phản ứng Clorua nóng chảy của Southern Company . Southern Company (trụ sở tại Georgia) là một nhà cung cấp năng lượng lớn và cũng giống như Westinghouse, công ty đã điều hành một danh mục các nhà máy hạt nhân lớn tại Mỹ.

Thí nghiệm Lò phản ứng Clorua nóng chảy là một thiết kế sử dụng nhiên liệu muối lỏng, nơi các muối clorua lưu thông như nhiên liệu và chất làm mát để tạo ra công suất đáng kinh ngạc 1200 MW. Southern Company sẽ bắt đầu thử nghiệm lò phản ứng trong năm 2021 trong một cơ sở được xây dựng đặc biệt.


Bài viết sử dụng nguồn: Energy.gov, Popularmechanics, Newatlas, KairosPower.com


* Đọc bài cùng tác giả Trang Ly tại đây .

Chia sẻ Facebook