Lo âu từ thanh hạt nhân “tái chế”

(TT&VH) - Với việc có 4 lò phản ứng ở nhà máy điện nguyên tử Fukushima Daiichi gặp sự cố, các công nhân và kỹ sư Nhật Bản đang rất bận rộn để ngăn chặn thảm họa. Nhưng trong mấy ngày qua, có một lò phản ứng dường như đã khiến họ đau đầu hơn cả. Đó là lò phản ứng số 3 và vấn đề của nó là một loại nhiên liệu pha trộn mang tên MOX.

>> Chuyên đề: Động đất, sóng thần kinh hoàng ở Nhật Bản

Tất cả các thanh nhiên liệu trong các lò phản ứng đang gặp sự cố ở Fukushima Daiichi, ngoại trừ lò số 3, đều gồm phần vỏ làm từ zirconium và lõi là các miếng uranium. Nhưng tại lò phản ứng số 3, phần lõi có chút khác biệt: chúng gồm 94% uranium oxide trộn với 6% plutonium oxide. Loại nhiên liệu pha trộn này được gọi là MOX (tạm dịch oxide hỗn hợp).

Loại nhiên liệu khó kiểm soát

Ưu điểm của MOX, không có gì ngạc nhiên, là giá thành rẻ hơn các thanh nhiên liệu làm từ uranium thuần túy. Plutonium là sản phẩm sinh ra từ sự phản ứng phân hạch và các thanh nhiên liệu hạt nhân sau khi đã sử dụng chứa đầy chất này. Người ta có thể nhét chúng vào các nhà kho an toàn và cất giữ chúng trong nhiều thiên niên kỷ. Phần lớn các thanh nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng hiện được xử lý theo cách này.

Nhưng để giảm giá thành cho điện hạt nhân, người ta đã thu lấy plutonium và trộn nó với chất uranium để tạo ra các thanh nhiên liệu rẻ hơn nhưng vẫn đảm bảo sản sinh năng lượng lớn. Lò phản ứng số 3 đã dùng MOX từ tháng 9 năm ngoái và qua đó đưa Fukushima Daiichi trở thành nhà máy thứ 3 ở Nhật Bản dùng nhiên liệu pha trộn này. Nhật Bản muốn thử nghiệm MOX để tìm hiểu xem chúng ảnh hưởng tới các hoạt động của nhà máy ra sao. Nhìn chung, nhiên liệu MOX tạo ra lượng nhiệt cao hơn nhiên liệu uranium oxide khi hoạt động.

Nhà chứa lò phản ứng số 3 trước khi bị hư hại vì sự cố

Tuy nhiên, MOX là con dao hai lưỡi. Nhà vật lý Arjun Makhijani, Chủ tịch Viện Nghiên cứu Năng lượng và Môi trường ở Takma Park, Maryland nói rằng MOX tạo nhiệt lớn nhưng lại có độ tan chảy thấp hơn các thanh nhiên liệu lõi uranium. Thành phần plutonium có trong MOX cũng là chất dễ tạo nên phản ứng phân rã lớn. “Loại nhiên liệu này khó kiểm soát hơn nhiên liệu uranium” - ông nói - “Nguy cơ xảy ra tai nạn nghiêm trọng cũng khác hơn (so với nhiên liệu dùng uranium). Bạn phải đối diện với cùng một vấn đề nhưng các thanh nhiên liệu này dễ gây tai nạn nặng nề hơn vì chúng có plutonium”.

Chất plutonium nguy hiểm

Hiện đã có một số ý kiến cho rằng nếu Nhật Bản kiểm soát không tốt tình hình, khả năng lò phản ứng số 3 có thể bị tan chảy và phát nổ. Trong trường hợp xảy ra các vụ nổ lò phản ứng như vậy, sẽ có một số đồng vị phóng xạ thoát ra ngoài. Chúng gồm iodine-131, cesium-137, strontium-90 và plutonium-239. Ở nhóm này, plutonium được xem là chất nguy hiểm nhất.

Plutonium hình thành sau phản ứng phân hạch. Các đồng vị phóng xạ của plutonium lần đầu được nghiên cứu bởi nhà hóa học người Mỹ Glenn T. Seaborg tại Đại học California ở Berkeley vào năm 1941. Plutonium có 15 đồng vị phóng xạ với đồng vị quan trọng nhất là plutonium-239. Chất này hầu như không tồn tại trong thiên nhiên. Nó được tạo ra bằng cách dùng hạt neutron chậm bắn phá uranium-238. Sự bắn phá sẽ tạo ra neptunium-239, thứ phát ra một hạt beta và hình thành plutonium-239. Tương tự với hạt nhân uranium-235 đã biết, hạt nhân plutonium cũng bị phân chia bởi neutron để sinh thêm 2 neutron mới và phát ra một năng lượng hạt nhân khổng lồ. Với phát hiện này, plutonium bên cạnh uranium, được xem là một trong những nguồn nhiên liệu hạt nhân dồi dào cho nhân loại.

Tuy nhiên, plutonium rất độc hại vì tác động hóa học của nó, cũng như việc nó là chất phát xạ. Nếu nuốt hoặc hít quá nhiều plutonium, tính mạng của con người sẽ bị đe dọa. Một số nghiên cứu đã cho thấy trong các trường hợp nhiễm độc plutonium cấp tính qua đường miệng, lượng gây chết người là 500mg (1/2 gram). Để tiện so sánh, một chất độc thường được nhắc tới là cyanide chỉ cần lượng nhỏ chừng 100mg là đã gây chết người. Vì thế, plutonium tiếp xúc qua đường miệng vô cùng độc hại. Ngoài ra, người ta có nguy cơ cao trong việc mắc ung thư từ nuốt plutonium. Nhiều thử nghiệm diễn ra tại Mỹ trên loài chó săn cho thấy một lượng nhỏ plutonium đi vào cơ thể sẽ tạo nên ung thư phổi ở con vật, với tỉ lệ mắc ung thư lên tới gần 100%. Việc hít thở không khí có plutonium cũng rất nguy hiểm. Plutonium có thể gây tử vong chỉ trong vòng 1 tháng nếu nạn nhân hít phải chỉ 20mg chất này. Sự nguy hiểm của plutonium còn tăng lên ở chỗ vòng đời của nó rất dài. Các tính toán cho thấy nửa vòng đời của nó kéo dài tới 24.000 năm.

Khả năng chôn vùi nhà máy điện

Trong ngày 18/3, Cơ quan An toàn Hạt nhân Nhật Bản đã nâng mức cảnh báo sự cố tại nhà máy Fukushima Daiichi thêm một cấp, lên cấp 5 trong thang 7 cấp theo quy định quốc tế về mức độ trầm trọng của các sự cố hạt nhân. Cùng ngày, các kỹ sư Nhật Bản thừa nhận họ đã tính tới khả năng dùng cát và bê tông chôn vùi nhà máy điện trong tình huống cuối cùng, để ngăn chặn thảm họa hạt nhân, giống như điều người ta từng làm ở Chernobyl vào năm 1986. Tuy nhiên, họ vẫn hy vọng sẽ giải quyết cuộc khủng hoảng bằng cách mắc một đường cáp điện tới 2 lò phản ứng trong ngày hôm nay (19/3) nhằm tái khởi động các máy bơm nước chính dùng để làm mát các thanh nhiên liệu hạt nhân.

Trong một động thái giúp đỡ Nhật Bản chống thảm họa, Tổng giám đốc Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) Yukiya Amano cho biết, nhóm chuyên gia của tổ chức này sẽ bắt đầu đo mức độ phóng xạ tại thủ đô Tokyo. Ông hy vọng “việc một tổ chức quốc tế tiến hành các công tác theo dõi bên cạnh những công tác tương tự của chính Nhật Bản sẽ góp phần làm yên lòng dân chúng nước này”. Theo kế hoạch, IAEA sẽ tiến hành họp khẩn để đánh giá sự cố hạt nhân tại Nhật Bản trong ngày 21/3. Mỹ cũng dự kiến cử 450 chuyên gia xử lý phóng xạ tới hỗ trợ Nhật Bản đối phó với khủng hoảng hạt nhân.

Tường Linh