Hãng thông tấn TASS đưa tin ngày 22/4, Tập đoàn Năng lượng Nguyên tử Nhà nước Nga (Rosatom) vừa thiết lập một cột mốc lịch sử thế giới khi lần đầu tiên "đốt cháy" thành công các đồng vị phóng xạ nguy hiểm từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng ngay bên trong lò phản ứng hạt nhân.
Thành tựu đột phá này góp phần tháo gỡ "điểm nghẽn thiên niên kỷ" của ngành năng lượng nguyên tử vốn khiến nhiều quốc gia đau đầu: Xử lý chất thải phóng xạ.
Chẳng nói đâu xa, một số thành phần trong chất thải hạt nhân như Plutonium-239 có chu kỳ bán rã khoảng 24.000 năm. Để nó phân hủy đến mức an toàn, cần khoảng 250.000 năm.
Nguồn ảnh: Strana Rosatom
Nga đã làm như thế nào?
Đột phá mang tính cách mạng này được thực hiện tại Tổ máy số 4 của Nhà máy điện hạt nhân Beloyarsk, nơi Nga vận hành lò phản ứng tái sinh nhanh BN-800 hiếm hoi trên thế giới bằng nhiên liệu oxit hỗn hợp MOX.
Đồng vị phóng xạ nguy hiểm từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng tại Nhà máy Beloyarsk thuộc nhóm Actinide thứ cấp (gồm Neptunium, Americium, và Curium). Chúng là "cơn ác mộng" đối với con người và môi trường vì cực kỳ độc hại và tồn tại rất lâu.
Thay vì phải lưu trữ các đồng vị phóng xạ cực độc và có chu kỳ bán rã lên đến hàng trăm nghìn năm như Americium (Am) và Neptunium (Np) trong các kho chứa kiên cố, các nhà khoa học Nga đã đưa chúng trở lại chu trình nhiên liệu.
Lò phản ứng tái sinh nhanh BN-800 (màu cam) - Trái tim của Nhà máy điện hạt nhân Beloyarsk nơi Rosatom tạo kỳ tích đầu tiên trong lĩnh vực hạt nhân bền vững. Ảnh: Rosatom
Dưới tác động của các hạt neutron nhanh trong lò BN-800, những chất này đã bị "đốt cháy" (biến đổi hóa học) thành các đồng vị có thời gian bán rã ngắn hơn nhiều; đồng thời giải phóng thêm năng lượng.
Tập đoàn Rosatom ngày 22/4/2026 cho hay, công nghệ "đốt cháy sau phản ứng" các Actinide phụ ngay trong lò phản ứng được coi là yếu tố then chốt của năng lượng hạt nhân thế hệ thứ IV, hướng đến tương lai hạt nhân bền vững hơn.
Tương lai bền vững của công nghệ điện hạt nhân Gen IV
"Chúng tôi kỳ vọng rằng lượng các Actinide phụ có trong ma trận nhiên liệu sẽ giảm đáng kể, nhưng điều này sẽ được xác nhận bằng các nghiên cứu sau chiếu xạ tiếp theo. Những kết quả này sẽ khẳng định khái niệm về công nghệ đốt các Actinide phụ và xác định vai trò cũng như ý nghĩa của nó trong chu trình nhiên liệu cân bằng.
Các tổ máy điện hạt nhân thế hệ thứ IV sẽ góp phần nâng cao an toàn môi trường và tiềm năng năng lượng của điện hạt nhân bằng cách cho phép sử dụng nhiên liệu đã qua sử dụng thay vì lưu trữ"- Ông Yuri Nosov, Giám đốc Nhà máy điện hạt nhân Beloyarsk, cho biết.
Hiện, chương trình thẩm định nhiên liệu MOX với các Actinide phụ đang được tiến hành kiểm tra, dưới sự phối hợp chặt chẽ của Rosatom với các cơ quan của Nga như Cơ quan Giám sát Môi trường, Công nghệ và Hạt nhân Liên bang (Rostekhnadzor).
Rosatom cho biết, Nga là một trong những quốc gia hàng đầu thế giới trong phát triển công nghệ hạt nhân thế hệ IV (Gen IV).
Cụ thể, công tác thiết kế sơ bộ đã bắt đầu tại Nhà máy điện hạt nhân Beloyarsk để xây dựng tổ máy phát điện BN-1200M. Tại Vùng Tomsk, lần đầu tiên trên thế giới, một nhà máy điện hạt nhân với lò phản ứng làm mát bằng chì BREST-OD-300 và chu trình nhiên liệu hạt nhân khép kín tại chỗ đang được xây dựng trên cùng một địa điểm.
Lò phản ứng nhanh BREST-OD-300 là một phần của Dự án Đột phá của Rosatom nhằm mục đích thiết lập một chu trình nhiên liệu hạt nhân khép kín. Ảnh: Rosatom
Các quá trình này đang dần hiện thực hóa tuyên bố của Tổng thống Putin năm 2025. Hãng TASS khi đó trích lời người đứng đầu nước Nga cho biết: Nga sẽ triển khai hệ thống năng lượng hạt nhân với chu trình nhiên liệu khép kín đầu tiên trên thế giới tại Vùng Tomsk vào năm 2030; Đồng thời ông Putin gọi đây là một trong những thành tựu khoa học đáng tự hào nhất của Nga, và là bước tiến mang tính cách mạng trong công nghệ hạt nhân hướng đến bền vững.
Bởi, một hệ thống chu trình nhiên liệu khép kín là một bước tiến lớn trong việc giải quyết hai thách thức quan trọng của năng lượng hạt nhân: Sự tích tụ chất thải phóng xạ và nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên uranium.
Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD) ước tính, toàn bộ tài nguyên uranium theo kịch bản lạc quan sẽ cạn kiệt hoàn toàn vào năm 2090. Tuy nhiên, trên thực tế, điều này có thể xảy ra sớm nhất là vào những năm 2060.
Tường giải của Rosatom:
