Công nghệ hạt nhân và Việt Nam

ĐẶNG Đình Cung
Kỹ sư tư vấn

Đầu năm 2006 thủ tướng chính phủ ban hành ''Chiến lược ứng dụng năng lượng nguyên tử vì mục đích hoà bình tới năm 2020" (mà trong bài này chúng tôi sẽ gọi tắt là Chiến lược nguyên tử ) [i]. Có ý kiến Việt Nam phải gấp rút xây một hai nhà máy điện hạt nhân để cung cấp điện đáp ứng nhu cầu tăng trưởng kinh tế và để làm đòn bẩy cho sự phát triển công nghệ. Nhưng cũng có ý kiến không nên đi vào con đường năng lượng hạt nhân vì những rủi ro của dạng năng lượng này.

Chiến lược nguyên tử nói về ứng dụng năng lượng nguyên tử trong lãnh vực điện hạt nhân và những lãnh vực khác sử dụng những nguồn phóng xạ [ii]. Trong bài này, chúng tôi chỉ phân tích tính khả thi kinh tế và kỹ thuật của chiến lược nguyên tử liên quan đến điện hạt nhân. Sau đó chúng tôi sẽ đề nghị thời điểm thuận lợi và một số việc nên làm để Việt Nam đi vào kỷ nguyên hạt nhân mà vẫn bảo toàn được độc lập công nghệ [iii].
 

Năng lượng hạt nhân an toàn và tôn trọng môi trường thiên nhiên

 
Người ta so sánh độ rủi ro của một dạng năng lượng bằng tỷ số thương vong và tử vong gây nên do việc sản xuất một đơn vị năng lượng. Trên cơ sở tỷ số đó, nếu tính cả những nạn nhân tiềm tàng của thảm họa Tchernobyl và những con số bi quan nhất của các tai nạn hạt nhân khác đã bị chính quyền Liên Xô cũ giấu đi, thì năng lượng hạt nhân vẫn là dạng năng lượng an toàn nhất.

Cả nước Pháp mỗi năm có một tỷ mét khối phế liệu kỹ nghệ, trong đó có 20 triệu mét khối là phế liệu độc hại. Trong khối lượng ấy có 80.000 mét khối phế liệu phóng xạ, nhưng chỉ 150 mét khối phế liệu phóng xạ có hoạt tính cao đặt vấn đề tàng trữ. Một nhà máy điện than công xuất 1.000 MWe (Méga-watt-électrique, tức chỉ tính đến dòng điện được sản xuất) mỗi năm thải ra 7 triệu tấn đi-ôxid-cácbon, một khí gây hiệu ứng nhà kính, 200.000 tấn đi-ôxid-sulfur, một khí gây ra mưa acid, và 200.000 tấn tro. Một nhà máy điện hạt nhân Pháp cùng công suất mỗi năm tiêu thụ 27.000 kg (27 tấn) nhiên liệu uranium được làm giàu và sinh ra 26.860 kg nhiên liệu đã chịu phóng xạ. Gọi như thế vì đó không phải hoàn toàn là phế liệu.

Trong số nhiên liệu đã chịu phóng xạ đó, 25.920 kg là gồm những đồng vị uranium U 238, uranium U 235 và plutonium Pu 239 ; chúng được gọi là nhiên liệu đã qua sử dụng. Những thí nghiệm và lý thuyết vật lý cho biết rằng những đồng vị đó có thể được dùng để làm nhiên liệu cho những lò phản ứng hạt nhân khác ; tuy hiện nay người ta chỉ khai thác được một phần rất nhỏ của khả năng đó. Trong khi chờ đợi khoa học cho phép tận dụng những nhiên liệu đã qua sử dụng vào việc sản xuất năng lượng thì người ta lưu trữ chúng trong những bể chứa nước. Rút cục một nhà máy điện hạt nhân công suất 1.000 MWe mỗi năm sinh ra 918 kg sản phẩm phân hạch và 22 kg actinid có thể coi là phế liệu. Chỉ có 22 kg actinid là đặt vấn đề vì có hoạt tính cao và trong thời gian lâu. Hiện đang có chương trình nghiên cứu liên quốc gia để biến những sản phẩm đó thành những đồng vị không còn nguy hại về phóng xạ.

Người ta tính độ hiểm nguy cho sức khỏe do một nguồn phóng xạ bằng đơn vị Sivert, ký hiệu là Sv. Hiểm nguy đó tùy ở liều phóng xạ một người đã hấp thụ trong một thời gian. Nếu hấp thụ dưới 100 mSv (0,1 Sv) trong một thời gian ngắn thì không sao nhưng nếu hấp thụ 5 Sv trong một thời gian ngắn thì chắc chắn sẽ chết. Mỗi lần đi chiếu X quang chúng ta hấp thụ một phần triệu Sv. Từ trước khi nhân loại biết sản xuất những nguồn phóng xạ nhân tạo, một người hấp thụ từ 2 đến 20 mSv mỗi năm tùy địa phương. Hiện nay một người ở Pháp hấp thụ trung bình 2,5 mSv mỗi năm, kể cả phóng xạ thiên nhiên lẫn phóng xạ hấp thụ do dịch vụ y tế ; còn những phóng xạ từ những nguồn khác thì không đáng kể : kỹ nghệ (2,4 %), hậu quả những vụ thử vũ khí hạt nhân (0,5 %), hậu quả tai nạn Tchernobyl (0,1 %), ảnh hưởng của những nhà máy điện hạt nhân (0,06 %) ...

Với những số liệu như vậy thì không thể nói được rằng năng lượng hạt nhân là một đe dọa cho sức khỏe hay môi trường tự nhiên ^(*).

Tuy nhiên, nhiều người tiếp tục nghĩ rằng năng lượng hạt nhân nguy hiểm và đe dọa môi trường. Điều này dễ hiểu khi nghĩ tới tai nạn Tchernobyl và những vùng bị nhiễm xạ ở Bạch Hải, phía bắc nước Nga. Nhưng khi nghiên cứu kỹ thì thấy rằng những thí dụ đó chỉ là hậu quả của sự vô trách nhiệm của chính quyền Liên Xô cũ. Thảm họa Tchernobyl xảy ra do sự tích lũy của một số sai lầm từ cấp lãnh đạo Nhà Nước đến cấp thừa hành, từ khâu thiết kế đến khâu vận hành và cấp cứu. Chỉ cần thiếu một trong số những sai lầm đó là tai nạn sẽ không xảy ra và nếu có xảy ra thì sẽ không biến thành thảm họa. Ở một nước dân chủ, mọi việc thông thoáng nên nhà nước không dám lấy những quyết định phiêu lưu và nếu muốn thì dân chúng cũng không để cho họ đưa vào thực hiện.

Nhiều người lo ngại về tính an toàn của một nhà máy điện hạt nhân vì thấy giới cầm quyền Việt Nam thiếu đạo đức và có lề lối làm việc không dân chủ. Quả thật, quy trình quyết định những dự án lớn như là Dung Quất hay Sơn La không phải là kiểu mẫu dân chủ. Những cơ quan có trách nhiệm đầu tư vào các công trình hạ tầng đã gây ra nhiều chuyện tai tiếng. Tất cả những hiện tượng tiêu cực đó không làm cho người dân tin tưởng vào tính an toàn của các công trình trọng đại đã, đang và sắp xây. Nhưng chúng ta phải hy vọng trình trạng này chỉ là tạm thời vì đạo lý dân tộc Việt Nam không dung thứ tham nhũng. Theo chiến lược nguyên tử, nhà máy điện hạt nhân đầu tiên sẽ khởi công xây cất sớm nhất vào năm 2015. Khi ấy nếu tình trạng hiện nay không được thanh lọc thì đảng chính trị hiện đang cầm quyền sẽ không thể còn tồn tại để thực hiện chiến lược nguyên tử ^(**).
 

Năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng bền vững

 
Điện lực là một dạng năng lượng sạch, tiện lợi và có nhiều giá trị kinh tế. Nhưng một khi đã điện hóa một nước hay một địa phương thì phải bảo đảm cung cấp điện với điện áp, chu kỳ và công suất đúng lúc có nhu cầu. Một khi có nguồn điện thì sinh ra những sinh hoạt sản xuất và gia dụng tiêu thụ điện cho tới hết công suất thiết kế. Nếu không bảo đảm được việc cung cấp điện liên tục với công suất thiết kế thì những thiết bị chạy bằng điện sẽ phải ngưng vận hành hay ít ra cũng sẽ chạy theo một tình huống không tối ưu. Tình trạng này gây ra lãng phí.

Điện lực cũng là một dạng năng lượng không thể tích trữ nhiều được. Những bình ắc quy chỉ chứa đuợc vài ămpe giờ nên không đáp ứng được nhu cầu của kỹ nghệ và dân chúng. Những hồ tích năng thì tốn kém và có ít địa điểm thuận tiện. Trong số những năng lượng hoàn nguyên (còn gọi là năng lượng tái tạo) chỉ có địa nhiệt là có thể bảo đảm được việc cung cấp điện liên tục với công suất thiết kế. Nhưng trên thế giới có rất ít địa điểm thuận lợi để sản xuất điện từ địa nhiệt. Thuỷ năng là nguồn năng lượng hoàn nguyên có thể cung cấp điện dồi dào trên quy mô lớn. Nhưng những hồ chứa nước vĩ đại nhất cũng không bảo đảm được việc cung cấp điện liên tục và với công suất thiết kế vào những năm hạn hán. Những dạng năng lượng hoàn nguyên khác thì không thể trông cậy được.

Chỉ có nhiệt điện sản xuất từ những nguồn năng lượng hóa thạch và hạt nhân là tạm thời có thể bảo đảm được việc cung cấp điện liên tục và với công suất thiết kế. Chúng tôi dùng cụm từ "tạm thời" vì những dạng năng lượng đó không hoàn nguyên nên một ngày nào đó sẽ cạn hết. Theo những chuyên gia về chiến lược năng lượng, với nhịp độ tiêu thụ năng lượng hiện nay, than đá có thể đáp ứng được nhu cầu trong hai trăm năm và các nguồn hydrô cácbua trong vài chục năm. Với công nghệ hiện nay thì nguồn uranium cũng chỉ còn có vài chục năm nữa là hết. Trước tình trạng những nguồn năng lượng giảm dần như hiện nay, giá thị trường của năng lượng lên xuống bất thường, với xu hướng gia tăng không cưỡng được.

Trình bày như vậy thì tương lai của năng lượng hạt nhân cũng không sáng sủa gì hơn những dạng năng lượng hóa thạch. Nhưng than đá, dầu mỏ và khí thiên nhiên còn được dùng làm nguyên liệu cho ngành kỹ nghệ hóa học còn hạt nhân thì chỉ dùng được trong việc sản xuất năng lượng thôi. Vậy nếu trữ lượng những nguồn năng lượng hóa thạch có giới hạn thì lý tưởng sẽ là để dành chúng cho kỹ nghệ hóa học và đáp ứng tất cả các nhu cầu năng lượng bằng năng lượng hạt nhân và các dạng năng lượng hoàn nguyên. Áp dụng chiến lược này, ngành điện lực Pháp, Thuỵ Điển hay Thuỵ Sĩ chủ yếu chỉ có thuỷ điện và điện hạt nhân, ngành điện lực ba nước vùng Baltic sẽ chỉ vỏn vẹn có một nhà máy hạt nhân đang xây,...

Một nhà máy thuỷ điện chỉ có thể xây được ở nơi có nước. Vì trọng lượng tiêu thụ than cao nên cũng phải xây một nhà máy điện than ở ngay mỏ than hay ở những hải cảng nước sâu có thể tiếp những tầu chở than lớn. Một nhà máy chạy bằng dầu phải có ống dẫn dầu từ nhà máy lọc dầu đến nhà máy điện hay phải xây nhà máy điện bên cạnh nhà máy lọc dầu. Một nhà máy chạy bằng khí thiên nhiên cũng phải có một ống dẫn khí đến nhà máy điện hay xây nhà máy ở đầu ống dẫn khí. Định vị một nhà máy điện là cả một bài tính tối ưu chi phí chuyên chở nhiên liệu đến nhà máy điện và chi phí tải điện từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ. Trung bình tải điện có thể làm mất 15 đến 20 phần trăm điện vì hiệu ứng Ohm trên dây tải điện và các trạm biến thế. Đó là chưa kể đến khả năng mưa bão làm đứt đường dây.

Như đã nói ở trên, một nhà máy công suất 1.000 MWe chỉ cần đến 27 tấn uranium mỗi năm. Trọng lượng nhiên liệu nhỏ như thế cho phép xây một nhà máy điện hạt nhân ở gần nơi tiêu thụ điện và không cần phải tải điện đi xa. Ngoài ra một nhà máy điện hạt nhân chiếm một diện tích nhỏ hơn một nhà máy điện chạy bằng một dạng năng lượng khác. Đây là một ưu điểm cho những nước dân đông đất hẹp như Việt Nam.

Vì những lí do đó mà nhiều người nghĩ rằng điện hạt nhân rẻ hơn điện từ những nguồn năng lượng khác. Thực ra một đơn vị công suất điện hạt nhân rất đắt về đầu tư. Nếu tính cả khấu hao của nhà máy, chi phí để tháo gỡ nhà máy và xếp dọn địa hình sau khi nhà máy đã qua sử dụng thì giá thành điện hạt nhân cũng xấp xỉ như giá thành điện từ những nguồn khác.

Nhiều người cũng tưởng rằng giá thành và việc sản xuất điện hạt nhân sẽ ổn định hơn vì những mỏ uranium tập trung ở những nước yên ổn hơn là những nước có mỏ hydrô cácbua. Điều đó vừa đúng vừa sai. Bốn nước chiếm hai phần ba trữ lượng uranium của thế giới là Australia, Kazakhstan, Canada và Nam Phi. Ngoại trừ Kazakhstan ba nước kia đều là những nước dân chủ và thân Tây phương. Chưa chắc gì những nước này sẽ tiếp tục cung cấp uranium với giá phải chăng khi nguồn hydrô cácbua sẽ cạn. Nhưng điều này không nguy hiểm lắm trong một thời gian ngắn, vì một nước có thể cầm cự được một cơn sốt uranium kéo dài trong một hai năm với vài trăm tấn uranium dự trữ, đủ thời gian để có thể tìm giải pháp.
 

Việt Nam còn nhiều việc cấp bách hơn trước khi xây nhà máy điện hạt nhân

 
Vì điện hạt nhân là một năng lượng an toàn, tôn trọng môi trường thiên nhiên và có nguồn cung cấp nhiên liệu ổn định, Việt Nam phải dự bị đi vào kỷ nguyên hạt nhân. Vấn đề là thời điểm xây nhà máy điện hạt nhân đầu tiên.

Nhật Bản và Hàn Quốc đã quyết định xây nhà máy điện hạt nhân khi các nước đó có tổng sản lượng quốc nội tương đương với tổng sản lượng quốc nội hiện nay của Việt Nam. Hai nước này phải quyết định như vậy vì thiếu năng lượng một cách trầm trọng. Nhưng điện hạt nhân sản xuất trong cả hai nước này cũng chưa đủ đáp ứng được một phần năm nhu cầu về năng lượng của họ. Ấn Độ và Trung Quốc cũng đã có nhà máy điện hạt nhân mặc dù tổng sản lượng quốc nội hãy còn thấp. Nhưng hai nước này đã phải khai triển vũ khí hạt nhân và nhân đó khai triển thêm những áp dụng dân sự.

Tình trạng năng lượng của Việt Nam ngược lại rất là khả quan :

1. Việt Nam sản xuất 125 % nhu cầu năng lượng của mình, với khả năng lên đến 145 % nhờ một số nhà máy thuỷ điện và giếng hydrô cácbua đi vào hoạt động vào những năm 2005 và 2006. Tỷ số này là một ước lượng khiêm tốn vì không tính đến năng lượng từ củi gỗ không được coi là sản phẩm thương mại.

2. Theo những dự báo quốc tế, trữ lượng hydrô cácbua còn lại để khai thác bắt đầu giảm vào năm 2010/2015 và vào những năm 2030 nhân loại mới bắt đầu thiếu. Với tăng trưởng kinh tế 7 - 8 phần trăm mỗi năm, vào năm 2030, Việt Nam mới cần phải xây hết những nhà máy thuỷ điện để khai thác toàn bộ tiềm năng thuỷ lực và vẫn còn đủ trữ lượng năng lượng hóa thạch để đáp ứng đủ tất cả nhu cầu của các sinh hoạt kinh tế và dân dụng nội địa.

3. Tính trung bình, với năng lượng của một tấn tương đương dầu, các nước ASEAN sản xuất được một giá trị là 1.900 USD, Hàn Quốc 2.900 USD, Nhật Bản 9.200 USD và Hoa Kỳ, quốc gia nổi tiếng phung phí tài nguyên thiên nhiên nhất, 5.100 USD. Việt Nam thì chỉ sản xuất được hơn 1.000 USD một chút.

Theo những số liệu trên thì Việt Nam có tiềm năng tiết kiệm năng lượng rất lớn, và ít nhất cho tới 2030 Việt Nam vẫn chưa cần đến một nhà máy điện hạt nhân để cung ứng năng lượng. Cho tới thời điểm đó, vấn đề chính vẫn là phải chuyển những nhà máy đang vận hành sang những công nghệ sử dụng năng lượng hóa thạch hữu hiệu nhất và tôn trọng môi trường thiên nhiên nhất. Việc Việt Nam đang phải nhập khẩu mười phần trăm nhu cầu điện là một tình trạng tạm thời gây nên bởi trong quá khứ đã thiếu sót đầu tư.

Khi Nhật và Hàn Quốc khởi công nhà máy điện hạt nhân đầu tiên, trình độ phát triển kỹ nghệ và dân trí của hai nước đó cao hơn Việt Nam ngày nay. Ấn Độ và Trung Quốc bây giờ vẫn còn là những nước lạc hậu. Nhưng hai nước này đông dân nên có khả năng triệu tập đủ nhân lực để khai triển ngành hạt nhân. Những nước chậm tiến khác như là Triều Tiên (Bắc Hàn), Iran, Pakistan,... đang trả một giá rất đắt vì muốn đi tắt đón đầu. Nhà cầm quyền những nước đó than phiền bị quốc tế tẩy chay nên dân khổ. Đó chỉ là cái cớ để che dấu sự bất tài và hiếu chiến của họ.

Nếu phải có điện hạt nhân vào năm 2030 thì Việt Nam phải khởi công xây nhà máy vào năm 2025. Như thế sẽ có thêm mười năm nữa để sửa soạn so với năm 2015 như chiến lược nguyên tử đã dự định. Thông thường phải cần một thế hệ thì mới đưa được một dân tộc từ một nền văn minh kỹ thuật thô sơ sang nền văn minh công nghệ cao. Một thế hệ là ít nhất 25 năm. Từ nay đến năm 2025 là non 20 năm. Mặc dù thời hạn gấp rút, nếu cương quyết và khôn khéo để không lãng phí tài nguyên và thì giờ thì sẽ thành công. Nhưng chắc chắn Việt Nam sẽ thất bại nếu đặt mốc vào năm 2015.

Nói như thế không có nghĩa là phải dẫm chân chờ cho tới 2025 mới vào cuộc. Ngược lại nếu dự bị càng sớm thì khả năng thành công càng cao.

Chiến lược nguyên tử nêu những áp dụng của các nguồn phóng xạ. Điện hạt nhân có "vé vào cửa" tối thiểu hai tỷ đô la, giá mua một lò phản ứng và tất cả những hệ thống phụ cận. Ngược lại, những áp dụng của những nguồn phóng xạ có "vé vào cửa" thấp hơn. Có vài áp dụng trong y khoa và kỹ nghệ chỉ đòi hỏi có vài nghìn đô la. Những tay nghề cần thiết cho những áp dụng đó cũng cần thiết cho ngành điện hạt nhân : tìm hiểu những hiệu ứng của phóng xạ, sản xuất và sử dụng đồng vị phóng xạ, đo lường phóng xạ, xử lý những phế liệu có chứa những chất phóng xạ... Khai triển ngay những áp dụng đó tạo thêm cơ hội đào tạo nhân lực cho ngành điện hạt nhân tương lai.

Một nhà máy điện hạt nhân chỉ là một nhà máy nhiệt điện có lò hơi được thay thế bằng một lò phản ứng hạt nhân và một bộ chuyển nhiệt. Ngoài việc kế cận với những chất phóng xạ, thiết kế, xây dụng và điều khiển những thành phần đó cũng chỉ tương tự như thiết kế, xây dụng và điều khiển những thiết bị kỹ nghệ khác. Những ngành kỹ nghệ nặng như là sản xuất và tiêu thụ năng lượng, hóa học, hay sinh học cũng có nguy cơ xảy ra tai nạn trầm trọng như ngành điện hạt nhân. Những tay nghề để đề phòng tai nạn, di tản dân chúng và cấp cứu cần thiết cho những ngành đó cũng có thể áp dụng được cho ngành điện hạt nhân. Nắm được công nghệ năng lượng cổ điển và công nghệ của các ngành kỹ nghệ nặng khác thì sẽ có nhân lực và tài nguyên kỹ nghệ để trong tương lai thiết kế, xây dựng và điều khiển một nhà máy điện hạt nhân. Vậy khai triển những ngành công nghệ đó để đáp ứng những nhu cầu cấp bách của dân chúng và của kinh tế ngày nay cũng là một lối để sửa soạn quy củ ngày khởi công xây nhà máy điện hạt nhân đầu tiên.
 

Để bảo đảm nguồn năng lượng sẽ được cung cấp ổn định thì phải nắm khâu làm giàu uranium

 
Khi một hạt nhân bị phân hạch, nghĩa là bị một neutron đập vỡ, thì sinh ra năng lượng và một số hạt neutron. Một neutron mới sinh ra từ một phản ứng phân hạch có tốc độ 20.000 km/giây và được gọi là neutron nhanh. Ở tốc độ đó neutron có thể kết hợp với một hạt nhân để sinh ra hạt nhân đồng vị khả phân. Nếu sau khi va chạm với những hạt nhân khác trong lò phản ứng mà không bị hấp thụ thì tốc độ của neutron giảm xuống. Khi tốc độ giảm tới chừng 2.000 m/giây thì neutron đó, được gọi là neutron chậm, có thể đập vỡ một hạt nhân khác, sinh ra những neutron mới có thể tham gia vào những phản ứng hạt nhân tiếp và, như thế, duy trì dây chuyền phản ứng hạt nhân.

Ở ngoài thiên nhiên 0,7 % hạt nhân uranium là đồng vị U 235 khả phân, nghĩa là một hạt neutron chậm có thể đập vỡ hạt nhân đó để sinh ra năng lượng. Phần còn lại, 99,3 % là hạt nhân U 238 bất khả phân nhưng có thể hấp thụ một neutron nhanh để trở thành hạt nhân plutonium Pu 239. Trong phản ứng hấp thụ đó neutron sẽ không tham gia vào dây chuyền phản ứng hạt nhân nữa. Để duy trì dây chuyền phản ứng thì phải duy trì số neutron nguyên thuỷ bằng cách giảm mau tốc độ của neutron để tránh cho chúng bị những hạt U 238 hấp thụ hay là gia tăng hàm lượng những hạt nhân U 235 để gia tăng số phản ứng phân hạch và bội sinh số neutron bị hấp thụ.

Những lò phản ứng CANDU của Canada dùng nước nặng để giảm tốc độ của neutron. Những lò RMBK của Liên Xô cũ dùng than chì. Nhưng hai loại lò này không còn phổ biến. Lí do chính thức là những loại lò này cho phép lén lút trích plutonium từ nhiên liệu đã qua sử dụng để chế tạo vũ khí hạt nhân. Ngoài ra những lò kiểu RMBK không an toàn (lò bị tai nạn ỏ Tchernobyl thuộc loại này). Lí do thực là xây những lò kiểu này thì tốn kém. Những nhà máy điện phải chạy từ bảy đến mười năm để đền bù năng lượng đã dùng cho sản xuất vật liệu xây cất nhà máy. Những lò kiểu CANDU lại còn phải đền bù thêm năng lượng đã dùng cho sản xuất nước nặng. Hiện nay những nhà máy điện hạt nhân thông dụng dùng những lò phản ứng chạy bằng nước nhẹ và uranium có hàm lượng U 235 đã được gia tăng, gọi là uranium được làm giàu.

Công suất những cơ sở làm giàu uranium hiện nay vừa đủ để cung cấp cho những nhà máy hiện đang chạy. Với những nhà máy điện hạt nhân hiện đang xây hoặc dự tính xây, chủ yếu ở châu Á, nhân loại có thể đi vào một thời kỳ khan hiếm uranium được làm giàu. Thời kỳ đó có thể kéo dài vì các cường quốc có công nghệ hạt nhân không muốn chuyển giao công nghệ để các nước khác xây thêm những nhà máy làm giàu uranium. Lý do chính thức là để chống phổ biến vũ khí hạt nhân. Lý do thực là những cường quốc hạt nhân muốn giữ độc quyền công nghệ hạt nhân để giữ những nước khác dưới sự lệ thuộc của họ về năng lượng. Tình trạng đó làm cho giá thị trường của uranium được làm giàu sẽ lên xuống bất chợt làm bất ổn giá thành của điện hạt nhân mặc dù giá thị trường của uranium thiên nhiên có thể được ổn định.

Nếu có nhà máy điện hạt nhân mà phải mua nhiên liệu hạt nhân hay phải mua uranium được làm giàu để tự chế tạo nhiên liệu như chiến lược nguyên tử dự định thì sẽ mất an toàn năng lượng và mất luôn cả độc lập.

Trên pháp lý thì việc làm giàu uranium đặt vấn đề phổ biến vũ khí hạt nhân. Hiệp ước TNP (Treaty on the Non Proliferation of Nuclear Weapons, Hiệp ước chống phổ biến vũ khí hạt nhân)[iv] quy định những nước đã ký Hiệp ước mà chưa có vũ khí hạt nhân không được khai triển loại vũ khí này. Để đền bù, những nước đó sẽ được các nước khác bảo vệ khi bị tấn công bằng vũ khí hạt nhân. Ngoài ra Liên hiệp quốc thành lập tổ chức IAEA (International Atomic Energy Agency, Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế) để giúp đỡ những nước đã ký Hiệp ước khai triển mọi sử dụng năng lượng hạt nhân với mục đích hòa bình.

Uranium được làm giàu tới mức cao hơn 90 % hàm lượng uranium U 235 có thể dùng để chế tạo bom nguyên tử. Vì thế IAEA cấm một nước không có vũ khí hạt nhân không được phép làm giàu uranium tới hàm lượng uranium U 235 cao hơn 20 %. Một lò phản ứng hạt nhân dùng để sản xuất điện chỉ cần đến uranium được làm giàu tới hàm lượng uranium U 235 dưới 5 %, thông thường là 3,5 %. Vậy trên nguyên tắc một nước không có vũ khí hạt nhân nhưng đã ký Hiệp ước hoàn toàn có quyền làm giàu uranium để sản xuất nhiên liệu cho những nhà máy điện hạt nhân.

Để bảo đảm nguồn nhiên liệu cho những nhà máy điện hạt nhân của mình, những nước ASEAN cần phải có một nguồn uranium được làm giàu an toàn. Với dự kiến hai lò phản ứng tổng cộng 2.000 MWe điện hạt nhân, nhu cầu về uranium được làm giàu của Việt Nam không đủ lớn để vận hành một nhà máy làm giàu uranium. Nếu cộng thêm những dự án hạt nhân cuả Thái Lan, Indonesia và Phi Luật Tân, tổng cộng khoảng 4.000 - 6.000 MWe, thì vẫn chưa đủ để một nhà máy sinh lợi. Trong tương lai các nước ASEAN, Ấn Độ và Trung Quốc sẽ phải nhập khẩu uranium được làm giàu vì có nhiều dự án điện hạt nhân nhưng không có dự án xây nhà máy làm giàu uranium. Tại sao những nước ASEAN không đầu tư chung vào một nhà máy ? Tại sao Việt Nam không chủ động đóng vai trò chủ chốt khởi xướng một nhà máy trong nước mình ?

Việc nhà máy này là sở hữu chung của nhiều quốc gia và do một đội ngũ đa quốc gia vận hành đủ để trấn an IAEA rằng nhà máy sẽ chỉ làm giàu uranium cho mục đích hòa bình. Điều có thể trấn an thêm là những nước ASEAN đã ký chung Hiệp ước Bangkok (Southeast Asia Nuclear Weapon Free Zone Treaty, Hiệp ước Vùng Đông Nam Á không có vũ khí hạt nhân)[v]. Việt Nam đã ký tất cả các hiệp ước liên quan đến áp dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích hòa bình và đã được quốc tế tín nhiệm là một quốc gia muốn làm bạn với mọi quốc gia khác. Lý do đặt nhà máy làm giàu uranium ở Việt Nam là Việt Nam có trữ lượng uranium cao hơn các nước ASEAN khác[vi]. Sự có mặt của chuyên gia ngoại quốc về hạt nhân trên lãnh thổ Việt Nam sẽ giúp những chuyên gia Việt Nam hấp thụ công nghệ hạt nhân mau hơn.
 

Để củng cố độc lập công nghệ thì phải tham gia vào những dự án khai triển điện hạt nhân thế hệ IV

 
Như viết ở trên, uranium thiên nhiên gồm bởi 99,3 % đồng vị U 238 và 0,7 % đồng vị U 235. Theo công nghệ hiện đại với những lò phản ứng chạy bằng nước nhẹ và uranium được làm giàu thì chỉ có đồng vị U 235 là có thể sinh ra năng lượng. Với công nghệ này thì trữ lượng uranium đã được chứng minh chỉ đủ để cung cấp năng lượng cho tối đa 40 năm nữa theo nhịp độ tiêu thụ uranium hiện nay. Để tận dụng uranium thì có thể dùng những lò phản ứng hạt nhân nhanh. Trong những lò phản ứng loại này những hạt nhân U 238 được neutron nhanh biến hóa thành hạt nhân plutonium Pu 239 và, sau đó, hạt nhân plutonium Pu 239 được đập vỡ để sinh ra năng lượng. Nguyên tắc lò phản ứng neutron nhanh này cũng có thể được áp dụng để biến hạt nhân thorium Th 232 thành hạt nhân uranium U 233 rồi đập vỡ hạt nhân uranium U 233 để sinh ra năng lượng.

Trữ lượng lý thuyết của uranium trên địa cầu đủ cho nhân loại sản xuất năng lượng 4000 năm nữa với nhịp độ hiện nay. Trữ lượng lý thuyết của thorium trên địa cầu là ba tới bốn lần trữ lượng uranium. Nếu tính cả hai nguyên tử này thì trên lý thuyết chúng ta sẽ có có năng lượng trong 12.000 năm với nhịp độ tiêu thụ hiện nay. Nếu chỉ có thể khai thác được một phần mười tiềm năng lý thuyết này thì nhân loại vẫn không sợ thiếu năng lượng trước 1.200 năm nữa. Khoảng cách thời gian này tương đương với khoảng cách giữa thời nay và thời Phùng Hưng khởi nghĩa !

Trước triển vọng đó mười quốc gia đã chung sức để triển khai sáu kiểu mẫu nhà máy điện hạt nhân gọi là những nhà máy điện thế hệ IV, đó là Anh, Argentina, Brazil, Canada, Hoa Kỳ, Hàn Quốc, Nam Phi, Nhật Bản, Pháp và Thuỵ Sĩ. Liên hiệp châu Âu cũng tham gia vào kế hoạch này. Mục đích của kế hoạch là đạt tới một số kiểu nhà máy điện hạt nhân bền vững và được thường dân chấp nhận. Hồ sơ công nghệ đòi hỏi những nhà máy phải tiết kiệm nhiên liệu, an toàn tối đa, sinh ra tối thiểu phế liệu và không cho phép ăn cắp những sản phẩm khả phân. Tập đoàn đó đặt thời hạn hoàn thành kế hoạch nghiên cứu để bắt đầu xây hàng loạt những nhà máy vào năm 2025.

Nếu Việt Nam bắt đầu xây nhà máy vào năm 2015 như chiến lược nguyên tử đã dự định thì nhà máy đó sẽ thuộc loại thế hệ III và có thể 15 năm sau là lạc hậu. Nếu bắt đầu xây vào năm 2025 như chúng tôi đề nghị thì sẽ có hai khả năng : nếu kế hoạch thế hệ IV kết thúc khả quan và đúng kỳ hẹn thì Việt Nam có thể chọn xây một nguyên mẫu nhà máy thế hệ IV, nếu không thì xây nhà máy thế hệ III đã hoàn chỉnh. Khả năng chọn lựa là một khía cạnh của tự do. Điểm lợi thứ hai là khi xây một nguyên mẫu thì tất cả những thành viên của kế hoạch thế hệ IV sẽ hiệp lực để tận tâm giúp Việt Nam thành công.

Dù sao, Việt Nam cũng nên tranh đấu để có chân vào kế hoạch thế hệ IV ngay từ bây giờ. Đóng góp ban đầu có thể rất khiêm tốn. Mục đích là được chia trách nhiệm một khâu của kế hoạch để sau này có "lá bài" thương lượng trong việc chuyển giao công nghệ. Đó cũng là dịp để những nhà khoa học Việt Nam quen hợp tác với các đồng nghiệp quốc tế trong lãnh vực khoa học kỹ thuật. Chỉ với điều kiện đó thì Việt Nam mới giữ được độc lập về công nghệ.
 

Kết luận

 
Năng lượng hạt nhân sẽ chiếm ưu thế không phải vì giá uranium rẻ cũng như việc cung cấp uranium ổn định, mà vì đó là dạng năng lượng an toàn nhất, tôn trọng môi trường nhất và có tiềm năng cung cấp bền vững nhất. Việc các nước khác đã có nhà máy điện hạt nhân không có nghĩa là bắt buộc ta phải khẩn cấp xây một nhà máy. Việt Nam phải sửa soạn kỹ để đi vào kỷ nguyên hạt nhân vào thời điểm thuận lợi cho mình và khi hội đủ điều kiện để bảo toàn độc lập công nghiệp của mình. Những điều kiện đó không chỉ vỏn vẹn là bỏ tiền đi mua những nhà máy theo dạng "chìa khóa trao tay" và đào tạo nhân lực để vận hành những nhà máy đó mà bao hàm sự đóng góp tích cực vào tiến bộ khoa học kỹ thuật của nhân loại.

Chiến lược về công nghệ hạt nhân cũng như mọi công nghệ nào khác phải theo nguyên tắc của J.A. Schumpeter : "think big, start small". Ở vế "think big" Việt Nam nên bạo dạn đề xướng một nhà máy làm giàu uranium trên lãnh thổ mình và đòi quyền tham gia vào kế hoạch khai triển những nhà máy điện hạt nhân thế hệ IV. Ở vế "start small" Việt Nam nên hoãn xây nhà máy điện hạt nhân đầu tiên lại mười năm để có khả năng bắt đầu bằng những công nghệ có "vé vào cửa" thấp nhưng giải quyết những nhu cầu cấp bách của người dân rồi tuần tự đi lên những công nghệ có "vé vào cửa" cao.
 

Đặng Đình Cung

[i] Xem "Chiến lược ứng dụng năng lượng nguyên tử vì mục đích hoà bình tới năm 2020" ban hành theo quyết định số 01/2006/QĐ-TTg ngày 03 tháng 01 năm 2006 của thủ tướng chính phủ.

[ii] Trong chiến lược gọi là "năng lượng bức xạ".

[iii] Những số liệu về khoa học kỹ thuật dùng trong bài này trích từ những sách giáo khoa về năng lượng hạt nhân và những trạm Internet của World Nuclear Association (www.worldnuclear.org) và Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules (www.laradioactivite.com). Những số liệu về kinh tế trích từ những trạm Internet của International Energy Agency (www.iea.org) và World Energy Council (www.worldenergy.org).