Chiến lược tích hợp trong quản lý nhiên liệu đã qua sử dụng của Nga09:55:00 18/10/2019

Khu phức hợp khai khoáng và hóa chất của LB Nga (MCC) gần Krasnoyarsk, Siberia được mô tả là cơ sở quản lý nhiên liệu đã qua sử dụng theo hình thức “tất cả trong một” (One-stop-shop). Khu phức hợp này được thiết kế để xử lý nhiên liệu đã qua sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau trong cùng một địa điểm.

Ở nhiều quốc gia, những hoạt động liên quan đến nhiên liệu không còn được sử dụng nhưng vẫn có phóng xạ được thực hiện tại các cơ sở riêng biệt. Trong một số trường hợp, các cơ sở này cách xa nhau tới hàng trăm ki lô mét. Bằng phương pháp tiếp cận tích hợp, chiến lược quốc gia của LB Nga về quản lý nhiên liệu đã qua sử dụng được triển khai nhằm cải thiện hiệu quả, cắt giảm chi phí và tối ưu hóa an toàn, an ninh.

 

Nhân viên giám sát các bó nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng tự động được nạp lại từ cơ sở lưu giữ ướt đến cơ sở lưu giữ khô bên trong một trạm vận hành tại Khu phức hợp MCC.

Ông Anzhelika Khaperskaya, Quản lý cấp cao của Văn phòng Dự án Quản lý nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng của Tập đoàn Năng lượng nguyên tử quốc gia LB Nga (Rosatom) và đồng thời là một trong những nhà thiết kế phương pháp tích hợp cho biết: “Ngành công nghiệp điện hạt nhân của Nga đang tiếp tục phát triển và ngày càng đóng góp lớn hơn cho hệ thống năng lượng quốc gia. Vì vậy, chúng tôi cần đảm bảo rằng việc quản lý nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng là đáng tin cậy, bền vững, an toàn và an ninh.  Khu phức hợp sẽ giúp chúng tôi cắt giảm việc vận chuyển vật liệu hoặc chất thải hạt nhân và cho phép chúng tôi tập trung các biện pháp an toàn và an ninh tại một địa điểm, điều này nhìn từ góc độ kinh tế cũng tốt hơn”.

Ông Petr Gavrilov, Tổng giám đốc MCC cho biết “Khu phức hợp tích hợp sẽ cải thiện hiệu quả và khả năng cạnh tranh của ngành công nghiệp hạt nhân Nga, làm cho năng lượng hạt nhân trở nên an toàn và thân thiện hơn với môi trường”. Việc chuyển đổi mục đích sử dụng của MCC theo phương pháp tích hợp này bắt đầu từ năm 2017. Nhân lực và các cơ sở sẵn có tại địa điểm đã cung cấp những yếu tố cơ sở hạ tầng cần thiết để khởi động quá trình tích hợp.

Trước đây, LB Nga chủ yếu lưu giữ nhiên liệu đã qua sử dụng và đồng thời xử lý một phần những nhiên liệu này tại nhà máy RT-1 cách Moscow khoảng 1600 km về phía đông (ở phía tây Siberia).

Không giống như nhà máy RT-1, chủ yếu thực hiện việc tái xử lý và có một cơ sở chế tạo thí điểm nhỏ, MCC đã có sẵn kho dự trữ nhiên liệu ướt và khô cũng như có các cơ sở xử lý, chế tạo nhiên liệu mới cho lò các phản ứng nước nhẹ và các lò phản ứng nhanh, và dự kiến sẽ có một phòng thí nghiệm nghiên cứu ngầm để chôn cất chất thải phóng xạ hoạt độ cao. Khu phức hợp dự kiến sẽ được tích hợp đầy đủ các công năng và đi vào vận hành năm 2035.

Đơn giản hóa quy trình quản lý

Các biện pháp an toàn và an ninh cần được thực hiện ở mỗi bước của quy trình quản lý để bảo vệ con người, môi trường và giảm thiểu rủi ro bị tấn công, trộm cắp hoặc lạm dụng các vật liệu hạt nhân. Nhiên liệu đã qua sử dụng thường được vận chuyển nhiều lần, bắt đầu từ nơi sử dụng, chẳng hạn như tại nhà máy điện hạt nhân, sau đó chuyển đến các cơ sở khác nhau để lưu trữ, tái chế, chế tạo hoặc chôn cất. Việc di chuyển vật liệu hạt nhân đòi hỏi các biện pháp an toàn và an ninh bổ sung.

“Thông qua chiến lược tích hợp, chúng tôi đã thực hiện các bước để loại bỏ rủi ro liên quan tới an toàn, an ninh nhằm bảo vệ con người và môi trường. Để làm được điều đó thì cần phải áp dụng một số quy trình quản lý, cụ thể là thực hiện các bước lưu giữ khô và ướt, tái xử lý và chế tạo nhiên liệu mới vào cùng một địa điểm để giảm thiểu việc vận chuyển vật liệu hạt nhân”, ông Petr Gavrilov cho biết.

Tìm ra những biện pháp hiệu quả để giảm số lượng quy trình là một bước quan trọng trong quá trình thiết lập phương pháp mới. Các chuyên gia của MCC, các tổ chức công nghiệp hàng đầu và Viện Hàn lâm Khoa học Nga đã cùng nhau lựa chọn, thử nghiệm và trong một số trường hợp, phát triển các công nghệ, thiết bị và phương pháp mới tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và hướng dẫn bảo mật của IAEA để có thể giải quyết những thách thức khoa học và kỹ thuật phức tạp. Chẳng hạn, MCC sẽ xử lý việc tái chế một loại nhiên liệu plutonium-uranium mới có tên là REMIX. Nhiên liệu này đã được phát triển như một phần của phương pháp tích hợp để giảm thiểu thời gian lưu giữ nhiên liệu đã qua sử dụng và giảm lượng chất thải phóng xạ phải chôn cất. Không giống như các loại nhiên liệu hạt nhân khác cho lò phản ứng nước nhẹ, REMIX có thể được tái chế tới 7 lần để sử dụng tại các nhà máy điện hạt nhân hiện nay, điều đó có nghĩa là nó có thể cung cấp đủ nhiên liệu hạt nhân cho toàn bộ vòng đời của lò phản ứng nước nhẹ tại các nhà máy điện hạt nhân.

Chiến lược quốc gia

Năm 2018, điện hạt nhân chiếm 18,4% sản lượng điện năng ở Nga. Hàng năm, khoảng 700 tấn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng được sinh ra từ các nhà máy điện hạt nhân, lò phản ứng nghiên cứu và tàu ngầm hạt nhân của nước này. Với những kế hoạch mở rộng ngành công nghiệp hạt nhân quốc gia, bao gồm cả việc triển khai các lò phản ứng nhanh quy mô lớn, hệ thống tích hợp của MCC được kỳ vọng sẽ giúp giảm thiểu tác động của sự gia tăng đó (gánh nặng về xử lý nhiên liệu đã sử dụng).

Ông Petr Gavrilov cho rằng: “Việc xử lý an toàn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng là một hướng đi chiến lược trong phát triển điện hạt nhân ở Nga. Lưu giữ an toàn và tiết kiệm chi phí cho nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng thời gian dài và cả nhiên liệu đã qua sử dụng mới được tạo ra là cần thiết đối với nhu cầu năng lượng hạt nhân.. Khu vực tích hợp sẽ cải thiện hiệu quả và khả năng cạnh tranh của ngành công nghiệp hạt nhân Nga và làm cho năng lượng hạt nhân trở nên an toàn và thân thiện hơn với môi trường”.

Phương pháp tích hợp của Nga chỉ là một ví dụ về cách một quốc gia có thể quản lý nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng. Tất cả các quốc gia có chương trình năng lượng hạt nhân đều có các chính sách và chiến lược riêng của mình để quản lý nhiên liệu đã qua sử dụng.

Chiến lược quốc gia được điều chỉnh theo quy mô và nhu cầu của chương trình hạt nhân của mỗi quốc gia, đảm bảo phù hợp với kế hoạch năng lượng chung của quốc gia đó. Các chiến lược hầu hết đều cần giải quyết các khía cạnh kỹ thuật, chính trị, kinh tế xã hội và an toàn, an ninh của các bước quản lý nhiên liệu khác nhau, đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn, hướng dẫn an toàn, an ninh của IAEA.

Mặc dù các quốc gia chịu trách nhiệm quản lý an toàn và an ninh đối với nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng của mình, IAEA vẫn cung cấp các hướng dẫn kỹ thuật và hỗ trợ các quốc gia trao đổi thông tin để phát triển các chiến lược đầy đủ. IAEA cũng cung cấp kiến thức chuyên môn và hỗ trợ đào tạo để thực hiện các chiến lược này. Vì nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng là một dạng vật liệu hạt nhân, các biện pháp bảo vệ của IAEA cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo nhiên liệu đã qua sử dụng không bị lạm dụng hoặc không sử dụng cho mục đích hòa bình.

 Đặng Chí Dũng, Phòng Hợp tác quốc tế (biên dịch)

Nguồn: IAEA

Google translate
Liên kết
  • Bộ Khoa học và Công nghệ
    Bộ Khoa học và Công nghệ
Thư viện ảnh
Đối tác
Media
Thống kê truy cập