Lò phản ứng muối nóng chảy - sự bùng nổ sản xuất năng lượng tương lai

Lò phản ứng muối nóng chảy (thường được viết tắt là MSR), là một loại lò phản ứng hạt nhân đặc biệt, trong đó chất làm mát và/hoặc nhiên liệu bao gồm hỗn hợp muối nóng chảy.

MSR có nhiều hình dạng và kích cỡ, thiết kế khác nhau và thường sử dụng nhiên liệu nóng chảy tạo thành từ muối uranium, thorium hoặc plutonium fluoride làm giàu hòa tan trong hỗn hợp muối florua lithium và berili - trái ngược với chất rắn nhiên liệu được sử dụng trong hầu hết các loại lò phản ứng hạt nhân khác. Sau đó, lõi MSR sử dụng than chì để hướng dòng chảy của muối nóng chảy ở khoảng 700 độ C. Nhiệt tạo ra từ nhiên liệu sau đó được sử dụng để sản xuất hơi nước cho lò, cung cấp năng lượng cho các tuabin tạo ra điện. Một trong những MSR được nhắc đến nhiều nhất là Lò phản ứng Florua Thorium lỏng (LFTR).

Lò MSR hoạt động như thế nào?

Một cách có thể đo lường khả năng sản xuất năng lượng của một quy trình nhất định là sử dụng một thứ gọi là “năng lượng hoàn trả trên năng lượng đầu tư” (ERoEI), hay còn gọi là năng lượng hoàn vốn đầu tư.

Lò phản ứng muối nóng chảy - sự bùng nổ sản xuất năng lượng tương lai -0
Phòng điều khiển của một thí nghiệm lò phản ứng muối nóng chảy ban đầu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, khoảng năm 1965.

Để được sử dụng thực sự, cần phải khai thác nhiều năng lượng hơn từ quá trình này hơn là tiêu thụ để chạy hệ thống - bất kể nó có thể là gì. Tấm pin mặt trời có ERoEI khoảng 10, nghĩa là bạn nhận lại được gấp 10 lần lượng năng lượng đã đầu tư. Đối với nhiên liệu hóa thạch như than đá, con số đó nằm trong khoảng từ 18 đến 43.

Để sản xuất một gigawatt/ năm điện, một nhà máy than sẽ cần xử lý hơn 570 km tàu chở đầy than; trong khi một lò MSR chỉ cần 2.205 lbs (1.000 kg) nhiên liệu (thường là thori hoặc uranium) để có kết quả tương tự. Một lợi ích khác của lò MSR là tuổi thọ tiềm năng của chúng và các yêu cầu bảo trì tương đối đơn giản hơn.

Hiện nay, hầu hết các nhà máy điện hạt nhân truyền thống tồn tại khoảng 35 năm, hoặc lâu hơn. Ở Mỹ, hầu hết những nhà máy này đều được xây dựng vào thập niên 1970 và 1990, có nghĩa là nhiều nhà máy trong số chúng sẽ sớm được cho ngừng hoạt động (hoặc đại tu). Ngày nay, rất ít lò phản ứng mới được xây dựng để thay thế chúng – do rất tốn kém để xây dựng và rất khó được chấp thuận. Điều này sẽ dẫn đến một cuộc khủng hoảng năng lượng rất nghiêm trọng ở Mỹ nếu các công nghệ tái tạo không thể đối phó với áp lực. Điều này có nghĩa là hầu hết các khu vực sẽ quay trở lại với mạng lưới nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch để lấp đầy khoảng trống.

Nhiều chuyên gia tin rằng hạt nhân là lựa chọn thực sự duy nhất, nhưng với mỗi nhà máy mới mất khoảng một thập kỷ để xây dựng - điều này có thể trở thành một vấn đề rất nghiêm trọng. Một số lò MSR, như lò phản ứng muối nóng chảy nhỏ gọn (CMSR) của Seaborg Technologies có thiết kế dạng mô-đun. Điều này có nghĩa là việc bảo trì, sửa chữa và thay thế lõi trong tương lai có thể là công việc tương đối đơn giản - về mặt lý thuyết kéo dài tuổi thọ của chúng một cách đại trà.

Seaborg Technologies, một startup tư nhân tại Đan Mạch, hiện đang theo đuổi giải pháp nhà máy điện hạt nhân nổi nhằm đáp ứng nhu cầu năng lượng của các quốc gia thuộc Thế giới thứ ba. Những lãnh đạo của Seaborg (đặt theo tên nhà hóa học nguyên tử Glenn T. Seaborg, chủ nhân Nobel 1951) tin rằng điện hạt nhân giá rẻ hoàn toàn có thể thay thế nguồn từ nhiên liệu hóa thạch (than đá, khí đốt, dầu diesel,…) mà không phát thải CO2.

Thế hệ lò phản ứng muối nóng chảy nhỏ gọn CMSR (Compact Molten Salt Reactor) của Seaborg ra đời để lấp đầy khoảng trống đó. Khi được triển khai trên bè, giàn nổi hay tàu kéo dọc bờ biển, nó có thể sẵn sàng cung cấp điện cho đất liền qua hệ thống truyền tải với hiệu suất rất cao. Một lò CMSR như vậy thường có vòng đời hoạt động lên tới 24 năm và cắt giảm được hàng chục triệu tấn CO2 so với nhà máy nhiệt điện than cùng công suất. Seaborg hiện đã huy động được gần 20 triệu Euro từ nhiều nhà đầu tư tư nhân, trong đó có tỷ phú ngành bán lẻ Anders Holch Povlsen.

Chất thải từ lò MSR

Lò MSR thực sự là một trong những thiết kế nhà máy điện tốt hơn đối với việc tạo ra chất thải - đặc biệt là khi so sánh với mạng lưới nhà máy nhiệt điện than truyền thống. Khi than được đốt để sản xuất năng lượng, kết quả là một lượng đáng kể tro cũng như mọi chất dạng hạt khác sinh ra.

Tất nhiên, các nhà máy nhiệt điện than cũng tạo ra một lượng carbon dioxide đáng kể như một sản phẩm phụ. So với các lò MSR, nhà máy than kém hiệu quả hơn đáng kể. MSR tạo ra khoảng 1 tấn chất thải cho mỗi gigawatt điện hàng năm. So sánh điều này với khoảng 9 triệu tấn carbon dioxide cho một nhà máy chạy bằng than tạo ra cùng một lượng năng lượng. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng cũng có sự khác biệt về chất trong các loại chất thải.

Chất thải từ các lò MSR là chất phóng xạ và cần được lưu trữ tối thiểu 300 năm trước khi có thể thải trở lại lòng đất. Lò MSR chỉ là một biến thể hiệu quả cao của nhà máy điện hạt nhân truyền thống, gần đây đã trở thành một nguồn năng lượng an toàn hơn. So sánh với các lò phản ứng hạt nhân truyền thống thực sự làm cho hiệu quả của MSR rõ ràng hơn nhiều.

Như đã đề cập, một MSR điển hình cần khoảng 1.000 kg nhiên liệu muối cho mỗi gigawatt/năm điện được sản xuất. Một lò phản ứng hạt nhân nhiên liệu rắn truyền thống cần khoảng 250 tấn uranium được làm giàu để thực hiện công việc tương tự, và phần lớn chất thải phải được lưu trữ trong vòng 100.000 năm trước khi nó có thể được thải trở lại mặt đất.

Diên San (Tổng hợp)

Các tin khác

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Công ty khởi nghiệp của Đức SWARM Biotactics chế tạo côn trùng lai máy móc phục vụ mục đích quốc phòng - nhưng đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học gắn camera lên những loài côn trùng. Các nhà nghiên cứu điều khiển côn trùng bằng cách gửi xung điện đến râu của chúng, khuyến khích gián di chuyển. Nếu thành công, các đàn robot này có thể được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ như trinh sát hoặc tìm kiếm cứu nạn.

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Thời gian vừa qua, trong khu vực cấm, hạn chế bay ở sân bay Tân Sơn Nhất, TP Hồ Chí Minh liên tục xuất hiện UAV hoạt động. Tình trạng này không những gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn của những chuyến bay ở cả hai chiều cất, hạ cánh; mà còn khiến nhiều chuyến bay phải tạm dừng nhiều giờ liền, nhiều chuyến phải hạ cánh gấp hoặc di chuyển đến sân bay khác để dừng chờ; gây thiệt hại hàng chục, thậm chí hàng trăm tỷ đồng cho nhiều loại chi phí.

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Một khối băng và đá trên dãy Langtang bất ngờ sụp xuống, kéo theo lũ bùn đá tràn qua biên giới Trung Quốc và Nepal, phá hủy cửa khẩu, đường sá, nhà máy điện và nhiều khu dân cư. Nhưng Rasuwa không chỉ là câu chuyện về một thiên tai dữ dội, nó cảnh báo một thực tế rất đáng lo ngại. Himalaya,“mái nhà thế giới” và nguồn nước của phần lớn châu Á, đang biến đổi nhanh trong khi hạ tầng và các hành lang kết nối ngày càng tiến sâu vào những vùng núi dễ tổn thương. Khi băng, đá, nước và địa hình cùng mất ổn định, một biến cố trên sườn núi có thể nhanh chóng trở thành khủng hoảng xuyên biên giới.

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Bắc Ninh đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can đối với 5 đối tượng vì có hành vi lừa dối khách hàng. Các đối tượng trên là chủ cơ sở, “bác sĩ”, “khách hàng” của Spa Sigma và Spa “Royal Luxury” ở tỉnh Bắc Ninh với những thủ đoạn lừa dối khách hàng hết sức bài bản, tinh vi.

Thiếu tướng Trịnh Xuân Thu luôn hướng về quê hương bằng những việc làm ý nghĩa để tri ân Mẹ Việt Nam anh hùng và các anh hùng, liệt sĩ.

Công an tỉnh Thanh Hóa phát huy truyền thống anh hùng

Trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước, Thanh Hóa là một trong những địa bàn trọng điểm bị không quân, hải quân Mỹ đánh phá ác liệt. Hàm Rồng, Nam Ngạn, Phà Ghép, Đò Lèn, Đồi Nhơm... trở thành những “tọa độ lửa” trên tuyến chi viện chiến lược. Mỗi cây cầu, bến phà, cung đường nơi đây đều ghi dấu những trận đánh khốc liệt và sự hy sinh của quân, dân Thanh Hóa để giữ vững mạch giao thông ra tiền tuyến.

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

Bỏ học từ lớp 4, lang thang ở ga Nam Định rồi trượt dài từ trộm cắp, cướp tài sản đến ma túy, Nguyễn Văn Thùy dành hơn 20 năm cuộc đời để... đi tù. Khi trở về, những tưởng đã "rẽ lối" thành công sang lĩnh vực truyền thông với hình ảnh “Tế Điên” trên mạng xã hội, kể chuyện tù tội và khuyên giới trẻ hoàn lương, nhưng, như một diễn viên quen "ăn đèn" sân khấu, “Tế Điên" một lần nữa vướng vòng lao lý cũng chính bởi những phát ngôn thiếu kiểm soát của mình.

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Mỹ đã tham gia công ước cấm vũ khí sinh học, nhưng Cục Tình báo Trung ương Mỹ (CIA) lại bí mật phát triển một loại vũ khí ám sát bí mật: "khẩu súng gây đau tim". Sự thật khí tài này vừa được tạp chí trực tuyến Cơ khí phổ thông (PMC) Mỹ lật lại trong số ra trung tuần tháng 8/2026.

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

Một số công nghệ đột phá vẫn mang lại cảm giác như thể chúng được hiện thực hóa từ truyện hư cấu, ngay cả khi chúng đã xuất hiện được một thời gian. Đó là bởi vì chúng ta học cách áp dụng chúng vào cuộc sống hàng ngày thông qua các ứng dụng và thiết bị mà chúng hỗ trợ, nhưng chúng ta lại không bao giờ dành thời gian để tìm hiểu điều gì làm cho những công nghệ này hoạt động.

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

Bên dưới bề nổi của cuộc thương chiến vi chip bán dẫn đang nổi bật trên các trang báo quốc tế là một cuộc chiến ngầm khốc liệt hơn gấp bội: Cuộc đua áp đặt thể chế, giành quyền định đoạt trật tự số toàn cầu. Xem ra, quyền lực đích thực của kỷ nguyên mới không nằm ở chỗ ai làm ra con chip nhanh nhất, mà thuộc về kẻ quyết định AI được phép vận hành theo những quy tắc nào.

Chiều 6/8, việc công an xuất hiện tại nhà Bùi Xuân Huấn đã thu hút nhiều người quay phim, phát trực tiếp qua mạng xã hội

Một thập niên nổi tiếng nhờ thị phi

Không có chuyên môn, nghề nghiệp nổi bật làm bệ phóng, Bùi Xuân Huấn, tức Huấn “Hoa Hồng” vẫn xây dựng được sức ảnh hưởng lớn trên mạng xã hội bằng những màn khoe tiền, phát ngôn gây sốc và các bài giảng về “đạo lý”. Từ một hiện tượng mạng mang màu sắc “giang hồ”, Huấn từng bước thương mại hóa sự nổi tiếng, tham gia kinh doanh, bán hàng trực tuyến và làm từ thiện. Tuy nhiên, hành trình ấy cũng liên tục đi kèm tranh cãi, những lần bị xử phạt và gần đây nhất là việc cơ quan điều tra có mặt tại nơi ở của người này.

Thư cảm ơn của tỉnh ủy lai châu tới công ty TNHH KF FAN của ông Trần Đình Tiệp sau khi ông gửi 1,1 tỉ đồng ủng hộ đồng bào khó khăn

Khánh Sky và kết cục được báo trước

Từ một vụ tranh cãi về hoạt động từ thiện, câu chuyện nhanh chóng leo thang thành những màn livestream chửi bới, kéo đến tận nơi đối chất, rồi kết thúc bằng việc cơ quan công an vào cuộc. Đằng sau vụ việc Khánh Sky là một hiện tượng đáng báo động hơn: Nhiều gã “giang hồ mạng” hiện nay đang kiếm cơm bằng những drama gây tranh cãi và vướng vào pháp luật như là kết cục đương nhiên.

Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến cùng đồng nghiệp nghiên cứu kịch bản trước khi quay phim

Người kể chuyện pháp luật bằng những thước phim triệu view

Đoạn clip ghi lại hình ảnh một trung tá CSGT phụ vợ bán nước mía sau giờ làm việc bất ngờ thu hút hàng triệu lượt xem, giúp nhiều người biết đến Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến, cán bộ Phòng CSGT Công an TP Hà Nội. Phía sau khoảnh khắc đời thường ấy là một hành trình hơn 20 năm bền bỉ đứng giữa những ngã tư Thủ đô, chứng kiến biết bao mất mát vì tai nạn giao thông, thế nên, cách mà anh Tiến tuyên truyền pháp luật bằng những clip sống động khiến người dân, đặc biệt là các bạn trẻ vô cùng thích thú. Mọi người gọi anh là "Trung tá triệu view".

Những phát minh đi trước thời đại

Những phát minh đi trước thời đại

Giám sát động đất, động cơ hơi nước, phẫu thuật và vật liệu tiên tiến... Một hành trình khám phá những phát minh cổ đại đi trước thời đại.

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Cuộc xung đột tại Ukraine kéo dài đã đẩy các quốc gia thành viên châu Âu của NATO vào một cuộc chạy đua vũ trang quy mô lớn chưa từng có kể từ sau Chiến tranh Lạnh. Trong bối cảnh các tập đoàn công nghiệp quốc phòng nội địa phương Tây bị quá tải và Mỹ có dấu hiệu muốn giảm bớt vai trò đầu tàu dẫn dắt phòng thủ cựu lục địa, một hiện tượng địa chính trị kỳ lạ đã xuất hiện: dòng vũ khí từ cường quốc công nghiệp Đông Bắc Á - Hàn Quốc - đang ồ ạt đổ bộ về phía Tây.

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

Nếu động cơ hơi nước thúc đẩy cách mạng công nghiệp, Internet mở ra kỷ nguyên kết nối toàn cầu thì trí tuệ nhân tạo (AI) đang định hình nền văn minh số của thế kỷ XXI. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, công nghệ này cũng bị các tổ chức tội phạm, mạng lưới lừa đảo và các nhóm cực đoan lợi dụng để gia tăng quy mô, mức độ tinh vi của các cuộc tấn công mạng, gian lận tài chính hay thậm chí là khủng bố.

Cuộc chiến của niềm tin

Cuộc chiến của niềm tin

Có những thứ vũ khí không phát ra tiếng nổ. Nó không để lại hố bom, không làm rung cửa kính, cũng không hiện lên trên bản đồ quân sự. Nhưng, nó âm thầm đi vào điện thoại, bảng tin, nhóm chat, những cuộc tranh luận gia đình và cả lá phiếu của cử tri. Tin giả, trong hình hài mới của thời trí tuệ nhân tạo (AI), đang trở thành một thứ vũ khí như thế.

Phát động cao điểm thi đua 70 ngày đêm lập thành tích xuất sắc chào mừng kỉ niệm 70 năm Ngày truyền thống lực lượng Cảnh sát kinh tế

Những người gác cửa vùng kinh tế Đông bắc

Suốt hơn 45 năm xây dựng và trưởng thành, từ 14 cán bộ, chiến sĩ đầu tiên đến đơn vị Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân thời kỳ đổi mới, Phòng Cảnh sát điều tra tội phạm về tham nhũng, kinh tế, buôn lậu và môi trường Công an tỉnh Quảng Ninh đã lặng lẽ giữ vững trận tuyến bảo vệ nền kinh tế, đấu tranh với tham nhũng, buôn lậu, hàng giả và tội phạm kinh tế, góp phần giữ gìn kỷ cương pháp luật, môi trường đầu tư và sự bình yên của nhân dân đất mỏ.