Năng lượng hạt nhân hay năng lượng nguyên tử là một loại công nghệ hạt nhân được thiết kế để tách năng lượng hữu ích từ hạt nhân nguyên tử thông qua các lò phản ứng hạt nhân có kiểm soát. Phương pháp duy nhất được sử dụng hiện nay là phân hạch hạt nhân, mặc dù các phương pháp khác có thể bao gồm tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ. Tất cả các lò phản ứng với nhiều kích thước và mục đích sử dụng khác nhau đều dùng nước được nung nóng để tạo ra hơi nước và sau đó được chuyển thành cơ năng để phát điện hoặc tạo lực đẩy. Năm 2007, 14% lượng điện trên thế giới được sản xuất từ năng lượng hạt nhân. Có hơn 150 tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân và một vài tên lửa đồng vị phóng xạ đã được sản xuất.
Trang 1ĐẠI HỌC DÂN LẬP VĂN LANG
KHOA CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI
TRƯỜNG
Môn học
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI
TRƯỜNG
BTKN
CHỦ ĐỀ : GIỚI THIỆU VỀ NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN
SỬ DỤNG CHO MỤC ĐÍCH HÒA BÌNH
LỚP K20M
Sinh viên Mã số sinh viên
Nộp bài: 15g30 ngày 01/03/2017
Trang 2TP HỒ CHÍ MINH 01 tháng 03/2017
CHƯƠNG 1:
NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN 1.KHÁI NIỆM :
Năng lượng hạt nhân hay năng lượng nguyên tử là một loại công nghệ hạt
nhân được thiết kế để tách năng lượng hữu ích từ hạt nhân nguyên tử thông qua các lò phản ứng hạt nhân có kiểm soát Phương pháp duy nhất được sử dụng hiện nay là phân hạch hạt nhân, mặc dù các phương pháp khác có thể bao gồm tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ Tất cả các lò phản ứng với nhiều kích thước và mục đích sử dụng khác nhau đều dùng nước được nung nóng để tạo ra hơi nước và sau đó được chuyển thành cơ năng để phát điện hoặc tạo lực đẩy Năm 2007, 14% lượng điện trên thế giới được sản xuất từ năng lượng hạt nhân Có hơn 150 tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân và một vài tên lửa đồng
vị phóng xạ đã được sản xuất
Lò phản ứng hạt nhân
2 QÚA TRÌNH PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN TRÊN THẾ GIỚI:
Trang 3Ngày 26/6/1954, tổ máy điện hạt nhân đầu đầu tiên với công suất 5MW(e) được đưa vào vận hành tại tại Obninsk thuộc Liên Xô cũ Nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới ở Obninsk không chỉ là xí nghiệp sản xuất điện mà còn có một mục đích khác là đào tạo các chuyên gia điều khiển lò phản ứng hạt nhân trên tàu ngầm Tuy nhiên, sau khi nguy cơ chiến tranh hạt nhân đã giảm
đi, nhiệm vụ của nhà máy điện hạt nhân Obninsk đã thay đổi Cơ sở này từ đó
đã trở thành phòng thí nghiệm khoa học có đóng góp vô giá vào sự phát triển nền khoa học Nga
Nhà máy điện hạt nhân Obninsk đã phục vụ cho nền khoa học và ngành năng lượng trong thời gian 48 năm Ngày 29/4/2002, lò phản ứng ngừng hoạt động Nhà máy biến thành Viện bảo tàng của ngành công nghiệp hạt nhân Nga
Sơ lược về quá trình phát triển điện hạt nhân trên thế giới
Sau nhà máy điện hạt nhân đầu tiên tại Obnisk, Liên Xô cũ, trên thế giới đã xuất hiện các lò phản ứng hiện đại hơn và các sáng chế được sử dụng tại nhà máy điện hạt nhân đầu tiên đã mang lại những kinh nghiệm bổ ích trong lĩnh vực phát triển ngành năng lượng hạt nhân Có thể sơ lược quá trình phát triển điện hạt nhân trên thế giới qua những giai đoạn như sau:
- Giai đoạn những năm 1950-1960: Đây là giai đoạn khởi đầu, khi công nghệ
gần như chưa được thương mại hóa Sau tổ máy điện hạt nhân đầu đầu tiên tại Obninsk thuộc Liên Xô cũ, năm 1956, Nhà máy điện nguyên tử Calder Hall thuộc Vương quốc Anh có quy mô công nghiệp đầu tiên trên thế giới được vận hành Tại Mỹ, dựa trên kinh nghiệm thành công xây dựng lò phản ứng PWR cho tàu ngầm nguyên tử, Công ty Mỹ Westinghouse cũng đã xây dựng nhà máy điện hạt nhân đầu tiên dùng lò PWR tại Shippingport bang Pensylvania với công suất 60MW, bắt đầu hoạt động vào năm 1957 Nhìn chung, trong giai đoạn này, phát triển điện hạt nhân chủ yếu nhằm mục tiêu phát triển khoa học, công nghệ và xây dựng tiềm lực hạt nhân bảo đảm an ninh quốc gia
- Giai đoạn 1970-1980: Giai đoạn công nghệ điện hạt nhân đã được thương
mại hóa cao Cuộc khủng hoảng dầu mỏ trên thế giới xảy ra vào thời gian này
đã làm cho nhiều quốc gia đẩy nhanh tốc độ phát triển điện hạt nhân, nâng tỷ trọng điện hạt nhân trong sản lượng điện toàn cầu tăng gần hai lần, từ 9% lên 17% Đây là giai đoạn hoàng kim của điện hạt nhân Lò Unterweser 1.350 MW
ở Đức bắt đầu sản xuất điện từ năm 1978 và đến nay tổng sản lượng điện là 221,7 tỷ KWh, nhiều hơn so với bất kỳ lò nào khác
- Giai đoạn cuối thập niên 1980 và những năm 1990: Sau sự cố Chernobyl
(1986), sự phản đối của công chúng, các yếu tố chính trị và sự đòi hỏi tăng cường các yêu cầu về an toàn đã làm cho tốc độ xây dựng điện hạt nhân giảm mạnh
- Giai đoạn từ đầu thế kỷ XXI tới nay: Xu hướng phát triển điện hạt nhân có
những thay đổi tích cực khi an ninh năng lượng có ý nghĩa quyết định và công nghệ điện hạt nhân ngày càng được nâng cao Mỹ có kế hoạch đến năm 2020 sẽ tăng thêm 10.000 MW điện hạt nhân Vương quốc Anh quay trở lại phát triển
Trang 4điện hạt nhân Trung Quốc dự kiến phát triển điện hạt nhân đến năm 2020 đạt
70 GW
Trải qua 60 năm phát triển nhiều thăng trầm, điện hạt nhân đã trở thành bộ phận cấu thành quan trọng của ngành công nghiệp điện lực ở nhiều quốc gia Điện hạt nhân đã góp phần giải quyết nhu cầu năng lượng đối với phát triển kinh tế - xã hội, đảm bảo anh ninh năng lượng, thực hiện đa dạng hóa nguồn năng lượng và bảo vệ môi trường
Hiện nay có trên 430 lò phản ứng năng lượng hạt nhân thương mại đang hoạt động ở 31 nước, với công suất trên 370.000 MW Khoảng 70 lò phản ứng đang được xây dựng Dự kiến điện hạt nhân toàn cầu đến giữa thế kỷ XXI đạt công suất 1.000.000 MW, giữ vững tỷ trọng 19% tổng sản lượng điện chung của toàn thế giới Trong đó, tỷ trọng điện hạt nhân của nhiều nước đạt ở mức rất cao như: Mỹ: 50%; Pháp: 85%; Nhật Bản: 60%; Hàn Quốc: 70%; Trung Quốc: 30%; Indonesia: 40% và Thái Lan, Philippines, Malaysia, Việt Nam: 20%
Trang 5CHƯƠNG 2:
NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN SỬ DỤNG
CHO MỤC ĐÍCH HOÀ BÌNH:
1 ỨNG DỤNG TRONG Y TẾ.
Các nguồn bức xạ Co-60 hoạt độ cao dùng trong xạ trị được sử dụng tại một số bệnh viện trong nước từ những năm 1960 Năm 1971, Khoa Y học hạt nhân được hình thành với một số thiết bị đo và chuẩn đoán bệnh đơn giản Từ tháng 3/1984, Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt được đưa vào hoạt động, cho phép sản xuất các chất đồng vị và dược chất phóng xạ thì số lượng các Khoa Y học hạt nhân tăng nhanh và đến nay, trong cả nước trên 30 khoa được hình thành, nhiều thiết bị hiện đại được trang bị như máy hiện hình Gamma Camera, máy chụp cắt lát CT
Trung bình hàng tháng khoảng 100 bệnh nhân đối với các khoa có quy mô nhỏ và gần 1.000 bệnh nhân với các khoa có quy mô lớn được chẩn đoán và điều trị bệnh
Các loại đồng vị chính được sản xuất tại Lò phản ứng hạt nhân là tấm áp
P-32 để điều trị các bệnh ngoài da; dung dịch I-131 dưới dạng tiêm hoặc uống để chẩn đoán và điều trị bệnh tuyến giáp; Tc-99m và các dược chất dưới dạng kit in-vivo đánh dấu với Tc-99m để hiện hình tìm các khối u bất thường trong não, chẩn đoán chức năng và bệnh lý các cơ quan nội tạng của cơ thể như thận, gan, phổi, hệ tiêu hóa
Các kit in-vitro miễn dịch học phóng xạ T3, T4 cũng được sản xuất và sử dụng tại một số bệnh viện Hàng năm, khoảng 150Ci chất phóng xạ các loại được sản xuất tại Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, cung cấp cho ngành Y tế
Trang 6Ứng dụng năng lượng hạt nhân trong y tế.
2 ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP
Sử dụng các nguồn phóng xạ và các thiết bị hạt nhân để xây dựng các hệ đo
và tự động hóa trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy như đo mức của các bể đựng phối liệu của các nhà máy xi măng và nhà máy giấy; xác định mức trong các hộp bia và nước giải khát; xác định độ ẩm và mật độ giấy trong các nhà máy giấy; các hệ đo phóng xạ trong các giếng khoan của công nghiệp dầu khí
Ưu điểm của phương pháp hạt nhân là không làm ảnh hưởng đến quá trình làm việc của các hệ công nghệ, cho phép đo trong điều kiện nhiệt độ, áp suất cao và với các dung dịch hóa chất độc hại
Kỹ thuật đồng vị xạ đánh dấu cũng được sử dụng phổ biến, chẳng hạn, việc tối ưu hóa quy trình và thời gian pha trộn phế liệu trong các dây chuyền của các nhà máy
Trong lĩnh vực khai thác dầu khí, kỹ thuật đánh dấu phóng xạ được sử dụng để xác định mặt cắt nước bơm ép trong các giếng bơm ép, hiện tượng ngập lụt trong các giếng khai thác của mỏ dầu Bạch Hổ
Kỹ thuật kiểm tra không phá hủy mẫu cũng là một trong các hướng đặc thù, chẳng hạn sử dụng phương pháp bức xạ truyền qua để chụp kiểm tra chất lượng mối hàn các đường ống kim loại, kiểm tra đánh giá tình trạng bên trong của các tháp công nghiệp với đường kính đến 4m và chiều cao đến 30m, kiểm tra chất lượng các cọc nhồi của các công trình xây dựng; sử dụng phương pháp bức xạ tán xạ ngược để xác định chất lượng của các công trình đường giao thông
Trang 7Ứng dụng năng lượng hạt nhân trong công nghiệp: Điện hạt nhân
3 ỨNG DỤNG KỸ THUẬT HẠT NHÂN TRONG NÔNG NGHIỆP.
Nếu ứng dụng tốt kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp sẽ có ý nghĩa lớn trong đảm bảo an ninh lương thực cho một quốc gia Nhiều nhà khoa học cho rằng, Nhà nước cần quan tâm hơn để có những chính sách khuyến khích việc triển khai các kỹ thuật này hơn nữa
Nhiều ứng dụng từ chiếu xạ
"Nhiều nước trên thế giới hiện nay yêu cầu nông sản nếu muốn vào thị trường
họ, bắt buộc phải chiếu xạ Ví dụ, nếu không chiếu xạ, thanh long Việt Nam không thể xuất khẩu sang thị trường Mỹ", Viện trưởng Viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam - Lê Huy Hàm cho biết
Không chỉ riêng với hoa quả, phương pháp này còn rất tốt đối với các mặt hàng hải sản Chiếu xạ để tiệt trùng, tiêu diệt các mầm bệnh, nấm mốc, vi khuẩn…, tăng thời gian bảo quản nông sản Ứng dụng thứ hai của kỹ thuật hạt nhân là chiếu xạ để tiệt sản côn trùng, các loài sâu gây bệnh cho cây trồng
Trên thế giới, nhiều nước đã xây nhà máy sản xuất côn trùng tiệt sản Côn trùng đã tiệt sản do nhà máy sản xuất ra được tung vào các vùng sản xuất rau, quả, giao phối với côn trùng trên đồng ruộng, kết quả là làm tiệt giống gây hại
mà không phải dùng đến thuốc bảo vệ thực vật Phương pháp này thân thiện với môi trường, hiệu quả cao
Một số ứng dụng khác quan trọng của kỹ thuật này là ứng dụng đồng vị phóng
xạ đánh dấu các phần tử trong phân bón, từ đó đánh giá được hiệu quả sử dụng phân bón, giảm ô nhiễm môi trường, tăng hiệu quả kinh tế Hay có thể sử dụng đồng vị phóng xạ để xác định lượng và phương thức xói mòn của đất Với cách
Trang 8này, có thể xác định được đất sườn đồi bị rửa trôi đi đâu, bao nhiêu, từ đó đề xuất các phương pháp phòng chống xói mòn
Hình ảnh minh họa
4 KỸ THUẬT HẠT NHÂN TRONG NGHIÊN CỨU VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
Nghiên cứu ô nhiễm môi trường sử dụng các kỹ thuật phân tích hạt nhân và liên quan cho phép theo dõi biến động của phóng xạ và tình trạng ô nhiễm môi trường không khí, đất, nước và biển trên một số địa bàn trong nước
Hiện nay cả nước ta đã có 3 trạm quan trắc môi trường phóng xạ thuộc mạng lưới của 18 trạm quan trắc môi trường quốc gia cho phép theo dõi thường xuyên tình trạng phóng xạ môi trường của một số địa dư điển hình trong nước Bên cạnh đó, các nghiên cứu khảo sát nồng độ các nhân phóng xạ nhân tạo Cs-137 sinh ra do các vụ thử vũ khí và sự cố hạt nhân trên thế giới ảnh hưởng đến Việt Nam cũng được thực hiện trong thời gian qua
Trang 95 ỨNG DỤNG KỸ THUẬT HẠT NHÂN TRONG KHỬ TRÙNG, BẢO QUẢN VÀ BIẾN TÍNH VẬT LIỆU
Công nghệ khử trùng dụng cụ y tế (DCYT) và thanh trùng thực phẩm (TP) bằng bức xạ iôn hóa là một công nghệ tiên tiến hiện đang được ứng dụng phổ biến trên thế giới Công nghệ này đã được Ngành Hạt nhân nước ta nghiên cứu
từ năm 1981, được ứng dụng triển khai từ năm 1991 và đã đạt đến ứng dụng quy mô công nghiệp từ năm 1999 tại Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức xạ (VINAGAMMA)
Hiện nay ở Việt Nam, 06 máy chiếu xạ thuộc 5 đơn vị (02 nhà nước, 03 tư nhân) đang hoạt động với mục đích khử trùng DCYT và chiếu xạ TP Trong năm 2011 sẽ có thêm 02 thiết bị chiếu xạ được đưa vào hoạt động (01 máy gia tốc chùm tia điện tử, 01 máy chiếu xạ nguồn Cobalt-60) Bài viết này đề cập đến một số kiến thức cơ bản về chiếu xạ khử trùng DCYT và chiếu xạ TP nhằm phổ biến đến người đọc các thông tin khoa học bổ ích và mong muốn khích lệ ứng dụng một công nghệ tiên tiến vào nền kinh tế quốc dân
Sự phát triển của việc ứng dụng bức xạ iôn hóa trong lĩnh vực khử trùng DCYT
và chiếu xạ TP Ý tưởng dùng bức xạ iôn hóa để diệt vi sinh gây bệnh đã nẩy sinh ngay sau khi Henri Becquerel phát hiện ra phóng xạ và Wihelm Conrad Roentgen phát minh ra tia X vào năm 1895 Cũng từ đó hàng loạt các nghiên cứu về tác dụng diệt vi sinh của tia X và tia phóng xạ đã được tiến hành Năm
1905 hai sáng chế đã đăng ký ở Mỹ và Anh về diệt vi sinh bằng tia X Tuy nhiên, do vào thời gian đó nguồn phóng xạ duy nhất chỉ là Radium nên các ứng dụng thực tế vẫn chưa thể thực hiện được
Những nghiên cứu về lĩnh vực này chỉ được áp dụng và trở nên thương mại khi công nghệ chế tạo máy gia tốc đã được phát triển và khi người ta đã sản xuất được chất phóng xạ hoạt độ cao từ các lò phản ứng hạt nhân Năm 1955 công
ty Johnson&Johnson, lần đầu tiên trên thế giới, đã đưa vào sử dụng máy gia tốc chùm tia điện tử dùng cho chiếu xạ khử trùng chỉ phẫu thuật quy mô thương
Trang 10mại và đến năm 1960 máy chiếu xạ nguồn Cobalt-60 với công suất xử lý 15.000 tấn khoai tây trong một năm được đưa vào hoạt động ở Canada
6 PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN PHỤC VỤ CÔNG NGHIỆP HÓA, HIỆN ĐẠI HÓA ĐẤT NƯỚC
Chính sách phát triển năng lượng bền vững mà nội dung cơ bản là đa dạng hóa các nguồn năng lượng được Đảng và Nhà nước ta quan tâm Ngành Hạt nhân đã tham gia nghiên cứu xây dựng nhà máy điện nguyên tử trong quy hoạch dài hạn
Trên cơ sở phân tích một cách khoa học và đã khẳng định rằng Việt Nam hoàn toàn có đủ điều kiện để thực thi chương trình điện hạt nhân trong những năm đầu của thế kỷ 21
Sau gần 25 năm hình thành và phát triển, ngành Hạt nhân nước ta đang phấn đấu để bước sang một giai đoạn mới Với khả năng và tiềm lực hiện có, với nhu cầu của đất nước đối với khoa học kỹ thuật hạt nhân ngày càng cao; trong tương lai ngành Hạt nhân nước ta sẽ có đóng góp ngày càng hữu hiệu và thiết thực vào công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước
Chính kiến của nhóm về sử dụng năng lượng hạt nhân:
Theo quan điểm nhóm, qua những ứng dụng cơ bản trên, bên cạnh đó khi những nguồn năng lượng hoá thạch như than đá ,dầu mỏ… đang ngày càng cạn kiệt, chúng ta phải đứng trước thách thức tìm ra những nguồn năng lượng mới
để thay thế và nhóm nhận thấy năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng mới
để thay thể và nhóm nhận thấy năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng sang giá góp ích nhiều cho việc cản thiện đời sống, cơ sở vật chật
CHƯƠNG 3:
TẠI SAO CẦN SỬ DỤNG NĂNG
LƯỢNG HẠT NHÂN
Trong những lợi ích cơ bản từ việc sử dụng năng lượng hạt nhân, có nhiều lý
do để chọn năng lượng hạt nhân làm nguồn năng lượng để phát triển trong tương lai:
Trang 11- Vào năm 2005, tiêu thụ năng lượng của thế giới sẽ gấp đôi và nhu cầu điện năng sẽ gấp ba Mức tiêu thụ ghê gớm đó, mà phần lớn ở các nước đang phát triển, không thể thỏa mãn được nhờ “năng lượng mới” như gió, mặt trời cho dù các nguồn này có thể đóng vai trò quan trọng ở một số vùng nào đó
- Rất hiện thực, năng lượng hạt nhân là một công nghệ sạch, có khả năng mở rộng trên quy mô lớn để cung cấp nguồn điện ổn định liên tục Nguồn tài nguyên uranium còn phong phú và triển vọng cung cấp nhiên liệu với giá ổn định rất sáng sủa
- Một phần ba dân số trên thế giới chưa được dùng điện, một phần ba nữa chỉ dùng điện một cách hạn chế Trong cuộc vật lộn đáp ứng nhu cầu năng lượng của mình, một số nước đang phát triển đông dân có thể làm tăng phát thải
CO2 ở tầm toàn cầu
- Uranium là nguyên tố tự nhiên và phóng xạ tự nhiên của nó vẫn ở quanh chúng ta trong cuộc sống hàng ngày
- Nhiều nước có chính sách năng lượng gắn chặt với năng lượng hạt nhân, trong số đó có Trung Quốc, Ấn Độ, Hoa Kỳ, Nga, Nhật Bản, Hàn Quốc với tổng số dân chiếm một nửa dân số toàn cầu Hiện có 440 tổ máy điện hạt nhân đang hoạt động ở 31 quốc gia tạo cho sản lượng chiếm 16% tổng điện năng thế giới và 30 tổ máy nữa đang xây dựng
2 Lò phản ứng hạt nhân thực sự không phát thải, sử dụng chúng để phát
điện có thể giúp kiềm chế được mối nguy hiểm nóng lên toàn cầu và thay đổi khí hậu Bất kỳ một chiến lược nào thực sự muốn ngăn chặn mối đe dọa chưa từng có này đều cần đến năng lượng hạt nhân
- Carbon dioxide (CO2) là chất chính yếu gây lên hiệu ứng nhà kính và hiện tượng ấm lên toàn cầu Nhiên liệu hoá thạch (than, dầu, khí đốt) khi được dùng
để sản xuất điện hay dùng trong động cơ xe cộ và máy móc, sẽ phát tán khí
CO2 trực tiếp vào không khí Năng lượng hạt nhân hầu như không thải khí
CO2 hay bất kỳ khí gây hiệu ứng nhà kính nào
- Các chuyên gia khí hậu cảnh báo rằng chúng ta cần cắt giảm phát thải
CO2 toàn cầu từ 25 tỷ tấn hàng năm xuống 10 tỷ tấn, thậm chí cả khi tăng sản xuất năng lượng
- Các nhà máy điện hạt nhân hàng năm giúp tránh thải 2,5 tỷ tấn CO2 một lượng tương đương một nửa số khí thải của ngành vận tải thế giới Mở rộng công suất hạt nhân đồng nghĩa giảm thải chất gây hiệu ứng nhà kính được nhiều hơn
- Năng lượng hạt nhân còn giúp giảm bớt ô nhiễm không khí và bề mặt trái đất
Lò phản ứng hạt nhân không thải ra khói (nguyên nhân gây ra sương mù và các
