22/03/2011

Cái nghiệp hạt nhân

GS. Phạm Duy Hiển

Lính cứu hoả phun nước vào làm mát lò phản ứng số 3, hôm 18.3. Ảnh: Kyodo

 

SGTT.VN - Với những ai đã trót mang lấy cái nghiệp “hạt nhân” vào thân, tuần lễ qua là những ngày dài và đêm thâu cùng ăn cùng ngủ với Fukushima.

Ăn lấy lệ, ngủ chập chờn, những đám khói bụi phóng xạ hết màu xám đến màu trắng đục trên bầu trời xứ hoa anh đào đang mùa nở rộ luôn lởn vởn trong đầu cùng bao nhiêu câu hỏi dập dồn: việc gì đã đến và việc gì sẽ đến? Hết thắc mắc lại day dứt rồi tự vấn: chả lẽ một khoa học đẹp đến thế lại có thể mang bất hạnh đến cho con người đúng vào lúc mà những nổi bất hạnh do thiên nhiên gây ra đã quá đủ? Và chỉ ai quên hết gốc gác mới tự mình tước đi cái quyền lo lắng, liệu điện hạt nhân ở Việt Nam rồi sẽ ra sao?

Tiếc thay, đang lúc này, khi mà ngay các chuyên gia hàng đầu thế giới liên tục bị ngỡ ngàng trước bao nhiêu kịch bản chưa hề được trải nghiệm, thậm chí chưa hề nghĩ đến, ta lại nghe những khẳng định chắc như đinh đóng cột rằng “Việt Nam sẽ có lò phản ứng (LPU) thế hệ III với cơ chế an toàn thụ động tiên tiến và an toàn hơn nhiều so với lò thuộc thế hệ II ở Fukushima”.

Lò thế hệ III và cơ chế an toàn thụ động là gì mà nghe như phép thần vậy? Sau những sự cố lớn ở Three Miles Island (Mỹ) và Chernobyl (Ukraine), công nghệ LPU tiến lên thế hệ III có tính năng an toàn thụ động, nghĩa là ít bị tác động bởi những sai sót do thiết bị và con người có thể dẫn đến tan chảy lõi lò. Lò nước sôi (BWR) ở Fukushima được thiết kế cách đây hơn 40 năm nên những yếu tố an toàn thụ động như thế còn hạn chế. Nhưng những sự cố vừa qua, cùng những hậu quả nặng nề của chúng, không phải do lò BWR thiếu yếu tố an toàn thụ động. Đặc biệt, tai họa được xem là nghiêm trọng nhất trong chuỗi sự kiện ở Fukushima liên quan đến bể chứa nhiên liệu đã cháy càng không hề dính dáng gì đến những nguyên lý cao siêu về an toàn thụ động cả (phần sau sẽ trình bày chi tiết về tai họa này).

Thật ra, chính toàn bộ sự kiện ở Fukushima đã khẳng định điều ngược lại có tính nguyên tắc:

Đối với mọi công nghệ phức tạp và tiềm ẩn nhiều hiểm nguy thì dù máy móc có tinh xảo bao nhiêu vẫn không thể sánh được bộ óc và trái tim của con người.

Thử nghiệm bạn sẽ thấy khẳng định trên còn chắc hơn cả đinh đóng cột. Giả thử bạn phải chuẩn bị cho một hành trình dài và được cấp trên cho phép chọn một trong hai chiếc xe đang đợi sẵn. Xe thứ nhất có tay lái tự động, hết sức tối tân, đắt tiền, nhưng ngồi trước tay lái là một anh chàng kiếm được đâu đó tấm bằng lái dởm, lại hay rượu chè, ba hoa. Xe thứ hai thô sơ và rẻ tiền hơn nhiều, nhưng có tài xế chuyên nghiệp, nghiêm túc, chú tâm. Bạn sẽ bước lên xe nào? Chắc bạn sẽ bảo: “Nếu đằng nào cũng phải đi, thì hãy cho tôi lên xe thứ nhất nhưng phải hoán đổi tài xế”. Ồ không! Xe nào tài xế ấy chứ, cấp trên không đồng ý. “Thế thì thà lên xe thứ hai còn hơn!”.

Câu chuyện hôm nay, bể chứa nhiên liệu đã cháy

Sau một thời gian cháy trong LPU, khoảng 1/3 số thanh nhiên liệu sẽ được rút ra đưa vào bể chứa, thay vào đó là các thanh mới. Những hạt nhân uranium 235 (U-235) đã cháy do phân hạch làm đôi để lại trong thanh nhiên liệu những mảnh vỡ phóng xạ cực mạnh. Chúng là những đồng vị sống từ hàng giờ đến hàng nghìn năm. Lâu hàng chục năm là hai đồng vị xê si (Cs) và strong xi (Sr), hàng nghìn năm có plutonium (Pu), một đồng vị không có trong thiên nhiên, nó do uranium biến hóa ra trong LPU, thường được sử dụng làm bom nguyên tử. Cho nên, các bó nhiên liệu sau khi vớt ra khỏi lò phải được làm nguội bằng nước tuần hoàn trong vài chục năm, chờ cho phóng xạ rã bớt mới chuyển đến nơi tái chế.

Bảo quản và chôn cất nhiên liệu đã cháy là món nợ chưa giải quyết xong của công nghệ điện hạt nhân hiện nay. Những nguy cơ lan truyền vũ khí hạt nhân, rơi vào tay bọn khủng bố, và tác động lâu dài đến môi trường sống trên Trái đất đã làm cho nhiên liệu đã cháy trở thành điểm huyệt khiến điện hạt nhân bị chống đối ở các nước phương Tây. Khó khăn này càng được tô đậm thêm bởi những sự kiện vừa qua ở Fukushima.

Ở lò số 4 có một bể chứa làm bằng thép không gỉ dày 1 cm, sâu 12 m, đựng được 2.000 mét khối nước. Tại đây có 1.479 bó nhiên liệu đã cháy, mỗi bó cao 4,5 m, chìm dưới đáy bể, chừa lại hơn 7 m nước phía trên vừa dùng làm lớp cản xạ vừa để cần cẩu có thể vận chuyển chúng từ thùng lò sang hoặc mang đi tái chế. Đặt bể chứa và lò phản ứng trong cùng một tòa nhà có thuận lợi trong vận chuyển các bó nhiên liệu đã cháy bằng cần cẩu, nhưng cũng rất mất an toàn. Nhiều chuyên gia cảnh cáo bể chứa xây trong cùng một nhà với LPU chẳng khác nào đẻ ra một cặp sơ sinh dính đôi. Hóa ra thật! Nếu tình trạng nghiêm trọng hiện nay ở bể chứa mà không giải quyết được, thì LPU bên cạnh cho dù còn nguyên vẹn, cũng sẽ bất hoạt, vì chẳng ai dám đến gần.

Sáng ngày 15.3, một tiếng nổ lớn phát ra từ nhà lò số 4 làm tung cả mái. Các chuyên gia chẳng hiểu việc gì đã xảy ra. Lò số 4 đã ngừng hoạt động từ cuối năm ngoái, nhiên liệu đã được rút hết ra khỏi lò rồi. Nhưng ba giờ sau lại nổ tiếp, khói bốc lên qua mái nhà bị thủng, để lại cả một bầu trời khói trắng đục kéo dài rất lâu. Phóng xạ khu vực xung quanh tăng lên rất cao khiến nhân viên không thể tiếp cận được vào nơi này. TEPCO quyết định rút nhân viên khỏi hiện trường, chỉ để lại những người rất thiết yếu.

clip_image003

Máy bay trực thăng múc nước biển để thả xuống bể chứa nhiên liệu nhà lò số 4. Máy bay lấy được 7,5 tấn nước mỗi lần.Ảnh: Reuters

Lúc này, các chuyên gia khắp nơi “ngơ ngác” trong khi có rất nhiều thông tin khó kiểm chứng. Sau đó, các bức ảnh chụp từ trên cao qua mái nhà bị thủng cho thấy cháy lớn không phải ở LPU mà ở ngay bể chứa. Máy bay hải quân Mỹ phải quay trở về trước khi chạm vào vùng phóng xạ rất cao. Màn bí ẩn đã được vén dần lên, thế là bể chứa nhiên liệu đã cháy. Không có bơm nước tải nhiệt, nước sôi bốc hơi, cạn đi, tia gamma không bị nước cản nên chiếu thẳng lên trời. Các thanh nhiên liệu quá nóng và phơi ra không khí, phản ứng ô xy hóa của zircon (Zr) trong vỏ bọc bằng hợp kim zircaloy tạo ra khí hydro, gặp ô xy trong không khí gây ra nổ.

Nhà lò số 4 sau đó đã tràn ngập tia phóng xạ. Tưởng tượng một hố to tướng sâu 12 m, mỗi bề 13 m, dưới đáy là một lớp vật liệu phóng xạ cực mạnh nóng chảy nham nhở. Tia gamma không chỉ chiếu thẳng lên trời mà còn chiếu lên thành bể, tường nhà, mái nhà, từ đấy tán xạ theo đủ mọi góc, “quay cuồng” nhiều lần trước khi bị một vật cản nào đó hấp thụ.

Lúc này rất cần biết liệu trong bể chứa có còn nước không? Các chuyên gia Mỹ cho rằng nước đã bốc hơi hết cả. TEPCO bảo vẫn còn, và cảnh báo điều đáng sợ nhất lúc này là nguy cơ trở lại tới hạn (re-criticality) của các bó nhiên liệu. Nếu điều tồi tệ này xảy ra, bể chứa sẽ trở thành một lò phản ứng không điều khiển được mà lại không có nắp đậy. Một chuyên gia đâu đó bên kia Thái Bình Dương la lên: “Bể chứa vốn được thiết kế sao cho các bó nhiên liệu xếp cách nhau đủ xa để phản ứng dây chuyền không xảy ra cơ mà! Nếu bể đã khô thì khả năng xảy ra tới hạn càng ít hơn, vì không có nước làm chậm nơ trôn. Hay là người Nhật xếp lại (re-racking) để nhét thêm nhiều bó nhiên liệu hơn?”. Tính toán số bó nhiên liệu do TEPCO cung cấp, ông lại càng khẳng định lập luận của mình. Nhưng có lẽ TEPCO nói đúng. Các bó nhiên liệu cao hơn 4 mét giờ đây có còn hàng lối gì nữa đâu. Chúng xiêu vẹo xô đổ vào nhau, nhiều khả năng xảy ra tới hạn lắm.

TEPCO huy động vòi phun nước tìm cách cho nước vào bể chứa. Trên bầu trời, máy bay trực thăng mang nước tưới xuống. Gió tạt mạnh, nước tung tóe khắp nơi. Một blogger viết: “Dưới đất là vòi rồng cảnh sát, trên không là máy bay chữa cháy rừng”. Qua hàng thập kỷ phát triển điện hạt nhân có mấy ai nghĩ rằng một ngày nào đó sẽ chứng kiến quang cảnh này? Mỗi chiếc trực thăng mang 7,5 tấn nước, chỉ thả được một phần nhỏ trúng đích. Bao nhiêu chuyến trực thăng mới đổ được 700 mét khối vào bể để ít nhất một phần ba bể có nước. Nhưng biết làm sao? Lúc này phải làm mọi chuyện cốt sao tránh được những tai nạn tồi tệ hơn.

Tin giờ chót 18.3: nước vẫn thả xuống nhà lò, và hình như cố gắng này đã mang lại hiệu quả.

19.3: đã phát hiện được i ốt phóng xạ trong sữa và rau bó xôi ở miền đông bắc nước Nhật. Các nhà khoa học Mỹ ở Sacramento, California phát hiện xê nôn phóng xạ (Xe-133) trong không khí đến từ Fukushima. Sẽ có bình luận trong số sau.

P. D. H.

Nguồn: sgtt.vn