Điện hạt nhân là gì? Những nhà máy điện hạt nhân ở Việt Nam

Điện hạt nhân là một trong những nguồn năng lượng quan trọng và tiên tiến nhất hiện nay, đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo an ninh năng lượng và phát triển bền vững trên toàn cầu. Sinh ra từ quá trình phản ứng phân hạch hạt nhân, loại điện này không chỉ cung cấp nguồn năng lượng lớn, ổn định mà còn góp phần giảm phát thải khí nhà kính, hỗ trợ các mục tiêu chống biến đổi khí hậu. Trong bối cảnh nhu cầu điện năng ngày càng gia tăng và các nguồn năng lượng truyền thống gặp nhiều hạn chế, điện hạt nhân trở thành một giải pháp chiến lược ưu việt được nhiều quốc gia ưu tiên phát triển. Trong bài viết này, Cáp điện VN sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết về nhà máy điện hạt nhân là gì? Nguyên lý hoạt động của nhà máy điện hạt nhân

Điện hạt nhân là gì?

Điện hạt nhân hay điện nguyên tử là loại điện năng được tạo ra từ quá trình phân hạch hạt nhân – phản ứng trong đó các hạt nhân nguyên tử nặng như Uranium hoặc Plutonium bị tách ra thành các hạt nhân nhỏ hơn, đồng thời giải phóng một lượng lớn nhiệt năng. Nhiệt lượng này được sử dụng để đun sôi nước, tạo thành hơi nước với áp suất cao để làm quay tuabin, kết nối với máy phát điện tạo ra điện năng.

Về cấu trúc, nhà máy điện hạt nhân bao gồm lò phản ứng hạt nhân nơi diễn ra phản ứng phân hạch, tua-bin hơi nước, máy phát điện, hệ thống làm mát và các thiết bị kiểm soát an toàn nhằm điều khiển phản ứng theo mức kiểm soát và đảm bảo an toàn cho vận hành.

Khác với nhà máy nhiệt điện truyền thống sử dụng nhiên liệu hóa thạch để tạo nhiệt, nhà máy điện hạt nhân khai thác năng lượng từ phản ứng hạt nhân, mang lại nguồn điện lớn, ổn định và có tính bền vững hơn về lâu dài.

Lịch sử phát triển của điện hạt nhân

Lịch sử phát triển điện hạt nhân trên thế giới gồm các giai đoạn chính như sau:

• Giai đoạn khởi đầu (những năm 1940-1950): Điện hạt nhân được tạo ra lần đầu tiên vào ngày 20/12/1951 tại Mỹ với lò phản ứng thử nghiệm EBR-1 công suất 100 kW. Năm 1954, Liên Xô xây dựng nhà máy điện hạt nhân thương mại đầu tiên ở Obninsk với công suất 5 MW, đóng vai trò mở đầu cho ứng dụng điện hạt nhân vào sản xuất điện quy mô lớn.
• Giai đoạn phát triển nhanh (1960-1980): Do cuộc khủng hoảng dầu mỏ và nhu cầu điện tăng cao, nhiều quốc gia đẩy mạnh xây dựng nhà máy điện hạt nhân. Trong giai đoạn này có hơn 242 nhà máy điện hạt nhân được đưa vào vận hành. Pháp và Nhật Bản tăng sản lượng điện hạt nhân mạnh mẽ, điện hạt nhân đóng góp tỷ trọng lớn trong cơ cấu năng lượng quốc gia.
• Giai đoạn giảm tốc (1980-2000): Sau các tai nạn điện hạt nhân lớn như Three Mile Island (Mỹ, 1979), Chernobyl (Liên Xô, 1986), nhiều nước tạm dừng hoặc hạn chế phát triển điện hạt nhân do lo ngại an toàn, môi trường và kinh tế. Các quy định an toàn được siết chặt, việc cấp phép xây dựng nhà máy mới bị chậm lại.
• Giai đoạn phục hồi từ đầu thế kỷ 21: Điện hạt nhân dần phục hồi vai trò do yêu cầu giảm phát thải khí nhà kính và đảm bảo an ninh năng lượng. Nghiên cứu và phát triển công nghệ mới giúp nâng cao tính an toàn và hiệu quả của nhà máy điện hạt nhân.

Điện hạt nhân hiện nay vẫn là nguồn cung cấp điện quan trọng trên thế giới với ưu điểm nguồn năng lượng lớn, phát thải thấp, khả năng cung ứng ổn định và đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng toàn cầu.

Nguyên lý hoạt động của nhà máy điện hạt nhân

Nguyên tắc hoạt động của nhà máy điện hạt nhân dựa trên việc sử dụng năng lượng nhiệt sinh ra từ phản ứng phân hạch hạt nhân để tạo ra điện năng. Cụ thể quy trình như sau:

• Trung tâm của nhà máy là lò phản ứng hạt nhân, nơi diễn ra phản ứng phân hạch các hạt nhân nguyên tử (thường là Uranium-235 hoặc Plutonium-239), giải phóng một lượng lớn nhiệt năng.
• Nhiệt năng này được truyền cho chất tải nhiệt (thường là nước hoặc nước nặng) trong một hệ thống tuần hoàn kín, làm nước nóng lên và biến thành hơi nước có áp suất cao.
• Hơi nước này được dẫn tới tuabin, làm tuabin quay tạo ra cơ năng.
• Tuabin quay kéo máy phát điện, chuyển cơ năng thành điện năng cung cấp cho lưới điện.
• Hơi nước sau khi quay tuabin được làm lạnh trong bộ ngưng tụ và trở lại dạng nước lỏng, sau đó được bơm trở về lò phản ứng để tiếp tục chu trình.
• Toàn bộ quá trình được kiểm soát chặt chẽ nhằm duy trì phản ứng phân hạch ổn định, an toàn và hiệu quả.

Nguyên lý hoạt động này tương tự như nhà máy nhiệt điện truyền thống nhưng nguồn nhiệt được tạo ra từ phản ứng hạt nhân thay vì đốt nhiên liệu hóa thạch. Nhà máy điện hạt nhân đòi hỏi hệ thống làm mát và an toàn đặc biệt do tính chất phóng xạ và lượng nhiệt sinh ra rất lớn. Điện hạt nhân là nguồn năng lượng sạch, không phát thải khí nhà kính trong quá trình phát điện, đồng thời có khả năng cung cấp điện ổn định, không phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết hay tài nguyên thiên nhiên. Tuy nhiên, công nghệ điện hạt nhân đòi hỏi các biện pháp an toàn nghiêm ngặt do tính chất phóng xạ của nhiên liệu và phải xử lý chất thải phóng xạ đúng cách.

Hiện tại tương lai và kỳ vọng với điện hạt nhân 

Hiện tại, điện hạt nhân vẫn là một nguồn năng lượng quan trọng được nhiều quốc gia khai thác để đảm bảo an ninh năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính. Có khoảng 440 lò phản ứng hạt nhân hoạt động trên 32 quốc gia với tổng công suất đạt khoảng 390 GW. Nhiều quốc gia như Trung Quốc, Ấn Độ, Hàn Quốc, châu Âu đang tích cực phát triển thêm các lò phản ứng mới, đồng thời nâng cấp, duy trì các nhà máy hiện có.

Trong tương lai, điện hạt nhân được dự đoán sẽ phát triển mạnh mẽ với nhiều kỳ vọng:

• Công suất toàn cầu dự kiến tăng gấp nhiều lần đến năm 2050, với các kịch bản phát triển lạc quan đạt 950 GW, gấp 2,5 lần so với hiện tại.
• Châu Á sẽ là trung tâm tăng trưởng mạnh nhất, chiếm khoảng 60% số lò phản ứng mới.
• Công nghệ lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) được phát triển và thương mại hóa rộng rãi, hứa hẹn làm giảm chi phí và tăng tính an toàn của điện hạt nhân.
• Nhiều quốc gia mới cũng đang bắt đầu triển khai các dự án điện hạt nhân nhằm đa dạng hóa nguồn năng lượng và giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Đối với Việt Nam, điện hạt nhân được xem là giải pháp quan trọng và cần thiết để ổn định hệ thống điện quốc gia, đặc biệt trong bối cảnh tăng trưởng năng lượng tái tạo và nhu cầu điện ngày càng lớn. Việt Nam đã thống nhất tái khởi động dự án điện hạt nhân Ninh Thuận sau thời gian tạm dừng, với mục tiêu xây dựng và vận hành trong thập kỷ tới, đồng thời chuẩn bị lực lượng nhân lực và công nghệ để phát triển ngành điện hạt nhân một cách bền vững. Như vậy, điện hạt nhân hiện tại đang bước vào giai đoạn phát triển mới với nhiều cơ hội và thách thức, hứa hẹn đóng góp quan trọng vào chuyển đổi năng lượng toàn cầu và phát triển kinh tế xã hội bền vững.

Nhà máy điện hạt nhân ở Việt Nam được xây dựng có thể tác động thế nào đến người lao động?

Việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân ở Việt Nam có thể tác động đến người lao động theo nhiều phương diện sau:

• Sức khỏe và an toàn: Người lao động phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về an toàn bức xạ để tránh rủi ro sức khỏe. Họ cần được trang bị bảo hộ chuyên dụng và tham gia các khóa huấn luyện bài bản về an toàn hạt nhân.
• Chế độ đãi ngộ: Do tính chất công việc phức tạp, nguy hiểm, người lao động sẽ được hưởng chế độ đãi ngộ tốt hơn bình thường, đi kèm với lương thưởng và các phúc lợi hấp dẫn.
• Đào tạo và kỹ năng: Lao động trong ngành điện hạt nhân cần có trình độ chuyên môn cao, qua các chương trình đào tạo kỹ thuật chuyên sâu và thực hành vận hành an toàn, đòi hỏi đầu tư lớn về thời gian và chi phí đào tạo.
• Sức khỏe tinh thần: Làm việc trong môi trường có rủi ro cao có thể gây áp lực tâm lý, do đó các chương trình hỗ trợ sức khỏe tinh thần và tư vấn tâm lý sẽ cần thiết cho người lao động.
• Cơ hội việc làm và phát triển nghề nghiệp: Dự án điện hạt nhân sẽ tạo ra hàng nghìn việc làm mới, góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật của lực lượng lao động trong nước, mở ra các cơ hội phát triển nghề nghiệp trong lĩnh vực năng lượng sạch, có công nghệ cao.

Tổng thể, dù có nhiều thách thức về an toàn và yêu cầu kỹ thuật cao, nhà máy điện hạt nhân sẽ mang lại nhiều ích lợi cho người lao động về việc làm, thu nhập và phát triển kỹ năng chuyên môn.

Các nhà máy điện hạt nhân tại Việt Nam

Hiện nay ở Việt Nam, dự án nhà máy điện hạt nhân đang tập trung phát triển tại tỉnh Ninh Thuận với hai nhà máy chính là:

Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1

• Được đặt tại xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận.
• Nhà máy có công suất dự kiến khoảng 2.000 MW.
• Dự án hiện đang trong giai đoạn giải phóng mặt bằng, chuẩn bị đầu tư xây dựng sau khi được Quốc hội và Bộ Chính trị phê duyệt trở lại vào năm 2025.
• Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) là đơn vị chủ đầu tư chính.

Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2

• Đặt tại xã Vĩnh Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận.
• Cũng có công suất khoảng 2.000 MW cùng giai đoạn thực hiện với Ninh Thuận 1.
• Giao Tập đoàn Công nghiệp – Năng lượng Quốc gia Việt Nam (PVN) làm chủ đầu tư dự án.
• Cả hai nhà máy được kỳ vọng sẽ đóng góp quan trọng vào hệ thống điện quốc gia, giúp đa dạng nguồn cung, nâng cao an ninh năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính theo chiến lược chuyển đổi năng lượng của Việt Nam.

Quá trình triển khai đang tập trung giải phóng mặt bằng, tái định cư, chuẩn bị nhân lực kỹ thuật, hoàn thiện thủ tục pháp lý và đàm phán quốc tế hợp tác phát triển dự án. Hai nhà máy dự kiến sẽ được xây dựng và đi vào vận hành trong thập kỷ tới, mở ra kỷ nguyên mới cho năng lượng sạch tại Việt Nam.

Điện hạt nhân không chỉ là nguồn cung cấp điện năng dồi dào và ổn định mà còn mang lại nhiều lợi ích về mặt môi trường và kinh tế. Với công nghệ ngày càng được cải tiến và các biện pháp an toàn nghiêm ngặt, điện hạt nhân đang mở ra kỷ nguyên mới cho năng lượng sạch và bền vững trên thế giới. Đối với Việt Nam và nhiều quốc gia khác, phát triển điện hạt nhân là một bước đi tất yếu để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, đồng thời góp phần vào mục tiêu giảm phát thải carbon và bảo vệ hành tinh cho các thế hệ tương lai.