1. 8 giải pháp xử lý chất thải hạt nhân
A- A A+ ‹Đọc›
Năng lượng nguyên tử sẽ là một phần quan trọng trong tương lai của một thế giới không sử dụng
nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, câu hỏi lớn đặt ra, chúng ta sẽ xử lý thế nào với lượng “chất thải”
được tạo ra?
Phát triển công nghệ điện hạt nhân đồng nghĩa với nỗi lo về xử lý các chất thải hạt nhân phóng xạ.
Các quốc gia phát triển và đang phát triển đều theo đuổi những dự án nhà máy điện hạt nhân, nhằm đáp ứng nhu
cầu ngày càng lớn về năng lượng. Trong khi đó, nguồn năng lượng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt và góp
phần gia tăng sự ô nhiễm môi trường do lượng phát thải khí độc hại ra môi trường xung quanh: nước, đất, không khí
và sinh vật...
Tuy nhiên, quá trình xử lý trong các lò phản ứng hạt nhân tạo ra những sản phẩm phụ, chất thải hạt nhân có phóng
xạ, là yếu tố gây đau đầu các nhà khoa học và quản lý. Hiện tại mới chỉ cách xử lý duy nhất là... chôn cất chất thải
trong hầm mỏ, kho chứa.
Lượng tích trữ chất thải hạt nhân ngày càng là gánh nặng với các quốc gia. Ở Pháp, kể từ khi lò phản ứng hạt nhân
thực nghiệm đầu tiên được vận hành năm 1949 đến nay, các chất thải đã dồn đống. Trong vòng 40 năm, 58 lò phản
ứng của Pháp đã cho ra hơn một triệu m3 chất thải. Đến năm 2020, con số ước tính sẽ lên đến hai triệu. Các chất
thải này tồn tại rất lâu, dưới dạng phóng xạ trong ít nhất trong 30 năm, nhưng cũng có thể đến cả … hàng trăm nghìn
năm.
Thực tế ở Mỹ
.
Thậm chí,
.
Các nhà khoa học trên toàn thế giới đã đưa ra những giải pháp khác nhau nhằm đối mặt với vấn đề xử lý chất thải
hạt nhân, tuy nhiên mọi cách làm đều chưa hiệu quả. Điều này cũng nhắc nhở việc phát triển công nghệ hạt nhân.

2. Dưới đây là 7 giải pháp đối mặt với vấn đề chất thải hạt nhân và những rủi ro từ chúng:
Đưa vào không gian
Vũ trụ là nơi có hoạt động phóng xạ mạnh, nhưng cũng hấp thụ
phóng xạ.
Nỗi lo về chất thải hạt nhân sẽ tan biến và không thể gây hại cho con người nếu chúng ta có thể đưa chúng vào hệ
mặt trời, hay “thả” vào mặt trời. Nhưng nếu các vụ phóng tàu để đưa ra các chất thải hạt nhân vào không gian thất
bại, hậu quả sẽ khôn lường như thế nào?
Khi tàu phóng rơi xuống các đại dương, phát nổ trên vùng thượng quyển… hậu quả với con người, sinh vật trên Trái
Đất là khôn lường. Do đó, việc đưa chất thải ra ngoài vũ trụ cần được cân nhắc.
Thậm chí, giả sử việc phóng ra ngoài không gian thành công theo đúng lộ trình và an toàn, rất có thể một ngày nào
đó, những chất thải đó có thể quay trở lại.
Chôn sâu trong lòng đất

3. Giải pháp chôn sâu dưới lòng đất được nhiều quốc gia lựa chọn
Việc chôn chất thải hạt nhân xuống sâu dưới lòng đất là một lựa chọn ưa thích của nhiều quốc gia. Tuy nhiên, nó sẽ
được chôn như thế nào là câu hỏi gây ra sự tranh cãi.
Giải pháp chôn sâu vẫn là một dự tính trên giấy, mô tả việc đưa chất thải vào trong những chiếc hộp thép rồi chôn
sâu hàng km dưới bề mặt Trái Đất. Một lợi thế của việc chôn chất thải là có thể khoan chúng gần các lò phản ứng
hạt nhân, giúp giảm khoảng cách để vận chuyển những chất thải “nguy hiểm cao độ” xuống nơi chôn lấp.
Tuy nhiên, các nước đều vấp phải vấn đề liên quan đến lựa chọn địa điểm chôn lấp chất thải, những nguyên tắc tiêu
chuẩn để đảm bảo an toàn cho môi sinh khu vực đó…
Chôn lấp dưới đáy biển

4. Đáy biển với lớp phù sa dày có thể hấp thụ phóng xạ, nhưng việc
khoan các hố chôn có thể gặp phải rủi ro về khoan nhầm giếng dầu
gây thảm họa.
Phần lớn đáy của các đại dương đều cấu tạo từ lớp đất sét dày và nặng, một nguyên liệu hoàn hảo để hấp thụ
phóng xạ của các chất thải hạt nhân phát ra. Biện pháp này được nhà hải dương học Charles Hollister, thuộc Viện
Hải dương Woods Hole khởi xướng vào năm 1973. Việc lưu giữ chất thải hạt nhân dưới đáy biển được Quốc hội Mỹ
thông qua năm 1986.
Tuy nhiên, vấn đề nổi cộm với việc lưu trữ, đó là phải thực hiện khoan các giếng ngầm sâu dưới đáy biển. Thảm
họa tràn dầu Deepwwater Horizon là lời cảnh báo đối với các hoạt động khoan, khai thác dưới đáy biển.
Bên cạnh đó, còn nhiều tranh cãi trong các diễn đàn đa phương của các quốc gia phát triển hạt nhân nói riêng và
toàn cầu về vấn đề xử lý chất thải hạt nhân ra biển. Vì vậy, giải pháp chôn lấp dưới đáy biển cần sự xem xét bằng
các thỏa ước quốc tế nhằm đem lại lợi ích chung.
Chôn lấp ở vùng hút chìm

5. Giải pháp gợi ý việc đưa các thùng chứa chất thải hạt nhân xuống dọc
theo vùng hút chìm giữa các mảng kiến tạo.
Khái niệm vùng hút chìm còn lạ lẫm với nhiều người. Đây là thuật ngữ trong địa chất học, là nơi diễn ra quá trình hội
tụ biên giới giữa các mảng kiến tạo: một mảng kiến tạo di chuyển xuống dưới mảng kiến tạo khác, sau đó bị chìm
xuống dưới lớp vỏ trái đất. Tỉ lệ sự hút chìm khoảng vài cm mỗi năm (trung bình từ 2-8 cm).
Về mặt lý thuyết, việc chôn lấp chất thải hạt nhân ở vùng hút chìm sẽ đưa những thùng chứa nhiên liệu hạt nhân đã
qua sử dụng dọc theo đai băng chuyền giữa các mảng kiến tạo và đi vào trong lớp vỏ Trái Đất.
Tuy nhiên, giải pháp này gặp phải nhiều vấn đề liên quan đến chủ quyền lãnh thổ quốc gia cũng như sự tham gia
của nhiều bên liên quan, giống như dự án chôn lấp dưới đáy biển.
Chôn dưới sông băng
Chôn dưới sông băng gặp phải nhiều trở ngại khách quan như hiện

6. tượng nóng lên toàn cầu làm các sông băng, núi băng tan chảy nhiều.
Việc đặt các quả cầu chất thải hạt nhân xuống các phiến băng ổn định, để nó chảy xuống bên dưới, sau đó sẽ được
các lớp băng khác cô đặc lại. Chất thải có thể được bảo quản vĩnh viễn bên dưới các lớp băng dày hàng chục m.
Tuy nhiên, ý kiến này sớm bị loại bỏ. Lý giải cho việc bác bỏ, là lo ngại việc dịch chuyển các mảng băng cũng như
hiện tượng biến đổi khí hậu và nóng lên toàn cầu.
Hiện nay, đỉnh Quelccaya ở Nam Peru, đỉnh núi băng nhiệt đới lớn nhất thế giới, có tốc độ tan chảy khoảng 60 mét
mỗi năm, tăng gấp 10 lần so với tốc độ tan băng của những năm 1960.
Cất giữ trong đá nhân tạo
Các loại đá nhân tạo có khả năng lưu trữ chất thải hạt nhân lâu dài.
Lựa chọn tốt nhất và hiện thực nhất hiện nay là việc cô lập các chất thải phóng xạ trong các loại đá tổng hợp nhân
tạo sau đó chôn xuống dưới lòng đất. Cách này sẽ ngăn chất thải phóng xạ và làm nhiễm độc đất, đá và nước xung
quanh.
Các nhà khoa học đã phát triển loại đá nhân tạo (synroc) từ những năm 1970 nhằm lưu giữ những chất thải hạt nhân
có mức phóng xạ lớn. Các loại đá được thiết kế khác nhau phụ thuộc vào loại chất thải riêng biệt, dựa trên công thức
cho phản ứng nước-ánh sáng cũng như hàm lượng chất plutonium.
Một giải pháp tương tự là sử dụng vật liệu gốm nano trong bảo quản và lưu giữ chất thải phóng xạ. các nhà khoa
học Australia dùng sơn với sợi gốm nano được làm từ oxit của titan để sơn lên bề mặt các bể hay thùng lớn bằng
thép, được dùng để chứa chất thải phát sinh trong quá trình khai thác các chất phóng xạ và nước thải trong quá trình
làm mát lò phản ứng.
Vật liệu gốm nano có ưu điểm là rất bền và có thời gian tồn tại lâu hơn các ion chất phóng xạ, có khả năng bẫy các
ion dương của chất phóng xạ và giữ chặt chúng mãi trong đó. Chỉ cần quét một lớp sơn mỏng cỡ nano mét (một
phần tỷ mét) sẽ tăng độ an toàn lên rất nhiều.
Rút ngắn chu kỳ bán rã
Hiện, một số nhà khoa học đang tính tới việc giảm chu kỳ bán rã của các chất thải phóng xạ, qua đó, xử lý nhanh
chóng các chất này, thay vì tìm cách chôn chúng ở đâu đó và chờ chúng phân rã hết. Máy Laser Vulcan là một thiết
bị ra đời từ ý tưởng đó. Máy có thể tạo ra các xung điện mạnh và ngắn, một triệu tỷ Watts, bắn vào một cục vàng
nhỏ, tạo ra đủ bức xạ gama để đánh bật các neutron đơn lẻ khỏi chất thải phóng xạ như Iodine 129.
Iodine129 là một trong nhiều đồng vị phóng xạ được tạo ra khi Uranium bị đốt trong lò phản ứng hạt nhân. Tuy nhiên,
các nhà khoa học đánh giá, máy Laser sẽ không giải quyết triệt để vấn đề chất thải xong nó giảm độ mức độ phóng
xạ.
Phương pháp này mới chỉ thực hiện trong phòng thí nghiệm và chỉ có khả năng áp dụng ở giai đoạn xử lý ban đầu
của chất thải hạt nhân.
Tái chế chất thải hạt nhân

7. Uranium được sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân chỉ lấy được 5% năng lượng trong khi các nhà máy điện nguyên
tử vẫn chưa thể tái sử dụng nhiên liệu này. Nguyên nhân là do dạng phổ biến nhất của Uranium, ion uranyl rất khó
phân tách từ các thanh nhiên liệu đã qua sử dụng.
Các nhà khoa học ở ĐH Edinburth (Scotland) đã nghiên cứu sáng chế ra phân tử mạch vòng, có khả năng “ăn” phần
lớn các ion khi tiếp xúc với chất uranyl. Nhờ vậy, cấu trúc của uranyl sẽ bị suy yếu giúp thanh nhiên liệu đã cháy dễ
dàng phản ứng với các chất có khả năng để tách lọc hơn ra khỏi chất thải, không gây ô nhiễm môi trường.
Nguồn đọc thêm: http://www.xaluan.com/modules.php?name=News&file=article&sid=197094#ixzz2AfUjho56
http://www.xaluan.com/
Ứng dụng khoáng chất trong xử lý
rác thải hạt nhân
7/9/2012 1:42:41 PM
Ngoài việc loại bỏ và cô lập phế thải độc hại, các khoáng chất còn cế thể được sử dụng để xử lế rác thải
hạt nhân. Những trường hợp ứng dụng mới đây, ví dụ việc các nhà máy của Thụy Điển sử dụng bentonit
để loại bỏ phế thải hạt nhân, đã cho thấy xu hướng ngày càng tăng này.
Loại bỏ rác thải hạt nhân và xử lí các chất rơi vãi và chảy tràn là một trong những vấn đề quan trọng nhất
của các nhà máy điện hạt nhân. Trong tương lai, tầm quan trọng của vấn đề này có thể sẽ ngày càng lớn
theo xu hướng thay thế các nhà máy điện phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính bằng các nhà máy điện hạt
nhân.
Trong lịch sử hoạt động của mình, ngành năng lượng hạt nhân đã phải chứng kiến nhiều trường hợp tai
nạn, rơi vãi và chảy tràn rác thải hạt nhân nguy hiểm - đặc biệt là thảm họa Trecnôbưn (Ucraina) và các
tai nạn hạt nhân khác tại Windscale (Anh), Chalk River (Canađa), Savannah River Site (Mỹ),… Trong
thảm họa hạt nhân Trecnôbưn, xezi phóng xạ Cs (137) thoát ra đã được gió mang theo đi rất xa và được
phát hiện thấy tận Vermont (Mỹ). Các nguyên tố phóng xạ bị giải phóng trong các tai nạn hạt nhân và cả
trong các hoạt động bình thường ở các nhà máy điện nguyên tử có tuổi thọ rất cao và nếu con người hít

8. thở phải thì chúng có thể lưu lại trong cơ thể trong suốt cuộc đời, hậu quả là thường dẫn đến các bệnh
ung thư.
Ngày nay, chôn lấp giếng sâu là một trong những phương pháp chủ yếu để loại bỏ nhiên liệu hạt nhân đã
qua sử dụng. Trước khi xử lí chôn lấp rác thải hạt nhân dạng rắn người ta thường bọc kín nó trong các
viên nang có vỏ bằng thủy tinh, đồng hoặc xi măng đặc biệt. Rác thải dạng lỏng được cô đặc bằng
phương pháp trao đổi ion, sau đó cũng được bọc kền. Để đề phòng trường hợp các viên nang đựng rác
thải hạt nhân bề hư hại và giải phóng ra các chất phóng xạ, Công ty SKB Thụy Điển đặt các viên nang vỏ
đồng chứa rác thải hạt nhân vào các lỗ được nạp bentonit để bảo vệ cho các viên nang này không bị đè
nát bởi các chuyển động của đá xung quanh, đồng thời bảo vệ chống nước rò gỉ ra hoặc vào. Người ta
đã chứng minh rằng các hóa chất có tính phóng xạ có thể được loại bỏ khỏi các dòng phế thải và cô lập
nhờ sử dụng các loại khoáng chất khác nhau. Các khoáng chất thường được sử dụng chủ yếu là đất sét,
mica, zeolit, oxit silic và các dạng biến thể của chúng.
Mica
Công ty Kemirra Oy của Phần Lan đã phát hiện ra rằng phlogopit (một khoáng vật thuộc nhóm mica) có
thể chiết và cô lập các nguyên tố phóng xạ ra khỏi nước nhiễm xạ bằng cách trao đổi ion. Các nhà khoa
học tại Đại học Tổng hợp bang Pennsylvania (Mỹ) cũng đã phát hiện rằng phlogopit hoạt động như một
loại rây có tính chọn lọc cao để tách các đồng vị phóng xạ của xezi, coban và stronti ra khỏi nước thải.
Khi đềó các đồng vị phóng xạ này được cố định ở dạng rắn và có thể được loại bỏ như chất thải rắn.
Mica có thể được sử dụng bằng cách phân tán trong nước hoặc đất nhiễm xezi và sau đó lọc ra bã chứa
xezi. Người ta cũng có thể cho người hoặc gia súc bị nhiễm xezi uống mica để chiềt xezi ra khỏi cơ thể
và sau đề bài tiềt ra ngoài.
Đối với việc tách và cô lập coban phềng xạ Co (60), phlogopit có hiệu quả cao hơn nhiều các khoáng vật
khác trong nhóm mica, ví dụ cao hơn muscovit 30 lần và cao hơn biotit 6 lần. Nh-ng muscovit tự nhiên cề
hiệu quả cao hơn phlogopit 13 lần trong việc cô lập xezi phềng xạ ( Cs). Nếu phlogopit nghiền mịn đ<ợc
chuyển thành dạng natri bằng cách trao đổi ion thì khả năng hấp thụ Co (60) sẽ tăng gấp đôi. Phlogopit
cũng có hiệu quả cao đối với việc cô lập stronti phóng xạ Sr (85).
Đất sét
Trong thập niên 1950, vùng Savannah River, Nam Carolina (Mỹ), là địa điểm sản xuất vật liệu cho vũ khí
hạt nhân. Vùng này đã bị ô nhiễm nặng bởi các háa chất và các chất phóng xạ. Hơn 500 curi Cs (137) đã
bị giải phóng vào nước làm mát, dẫn đến ô nhiễm các con kênh rạch và đầm lầy với diện tích lên đến
3000 mẫu Anh. Đồng vị phóng xạ Cs (137) có chu kỳ bán hủy 30 năm và là đồng vị phóng xạ phổ biến
nhất ở những người bị phơi nhiễm bức xạ hạt nhân. Xezi bị tích tụ trong bùn nhưng hàng năm sẽ thoát
dần lên mặt nước. Do xezi thay thế kali nên nó tập trung trong cây cỏ ở đầm lầy và các vườn cây, từ đó
đi vào thức ăn gia súc. Dân cư vùng Savannah đã được khuyền cáo không ăn thịt gia súc tự nuôi và rau
tự trồng.
Năm 2002 người ta đã thực hiện một nghiên cứu về việc sử dụng các khoáng chất khác nhau để khử
độc cho vùng đầm lầy ở Savannah River. Nhiều loại đất sét đã được đánh giá, kết quả cho thấy caolanh
có hiệu quả thấp nhất và illit (khoáng vật nhóm mica) có hiệu quả cao nhất.
Phương pháp khử độc được áp dụng là đào bùn lên và xử lí bằng khoáng chất. Người ta đã thực hiện
các thử nghiệm bằng cách sử dụng illit (muscovit nghiền mịn) làm phụ gia tại chỗ, với lớp dày 0,1 insơ,
tiêu thụ khoảng 100 tấn. Illit hấp thụ Cs, sau đó chìm xuống đáy bùn và lưu lại tại đó, giữ chặt xezi theo
nó. Nó không bị giải phềng theo thời gian và không chịu tác động của ion amoni.
Ngoài ra, saponit (một loại đất sét chứa magiê tương tự như bentonit giãn nở) cũng đ-ợc sử dụng như
chất khử độc cho động vật bị nhiễm phóng xạ từ thức ăn trong vùng Trecnôbưn.
Zeolit
Cả zeolit tự nhiên cũng như zeolit tổng hợp đều được sử dụng để khử độc và loại bỏ rác thải hạt nhân.
Sau thảm họa hạt nhân Trecnôbưn, zeolit đã được bổ sung vào thức ăn gia súc ở Thụy Điển để loại bỏ
Cs (137) ra khỏi bộ máy tiêu hóa của gia súc bị nhiễm phóng xạ.