Uranium - Nhiên liệu của thế kỷ XX (Phần cuối)
#Trong phần 4 chúng ta đã tìm hiểu về lò phản ứng hạt nhân đầu tiên Chicago Pile 1, và cũng biết được khả năng khủng khiếp của bom hạt nhân khi chứng thực tại Nhật Bản.
#Trong phần cuối chúng ta sẽ tìm hiểu về một số ứng dụng hòa bình của năng lượng hạt nhân cho tới thời điểm tác giả viết bài này (khoảng năm 1980). [phần 1 | phần 2 | phần 3]
(Nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới - Obninsk, LB. Nga)
Không! Từ nay, năng lượng khổng lồ chứa trong hạt nhân nguyên tử phải phục vụ con người. Các nhà bác học Xô - viết dưới sự lãnh đạo của viện sĩ I. V. Kurchatop đã đặt bước chân đầu tiên trên con đường đó. Ngày 27 tháng 6 năm 1954, đài phát thanh Maxcơva đã truyền đi một tin có tầm quan trọng đặc biệt: “Hiện nay ở thành phố Obninsk, Liên Xô, nhờ những cố gắng của các nhà bác học và kỹ sư Xô - viết, công việc thiết kế và xây dựng nhà máy điện công nghiệp đầu tiên chạy bằng năng lượng nguyên tử với công suất có ích là 5000 kW đã hoàn thành tốt đẹp”. Lần đầu tiên, chạy dọc theo các dây dẫn là dòng điện mang theo năng lượng được sản sinh trong lòng nguyên tử urani.
Việc khởi động nhà máy điện nguyên tử đầu tiên đã mở đầu cho sự phát triển của một ngành kỹ thuật mới - ngành năng lượng học hạt nhân. Urani đã trở thành nhiêu liệu hòa bình của thế kỷ XX.
Sau đó 5 năm, tàu phá băng nguyên tử đầu tiên trên thế giới mang tên “Lênin” đã rời giá lắp ráp của các xưởng đóng tàu Xô - viết. Để cho các động cơ của nó làm việc hết công suất (44 ngàn mã lực!), chỉ cần “đốt” vẻn vẹn có vài chục gam urani. Một cục nhỏ nhiên liệu hạt nhân này cũng đủ sức thay thế cho hàng ngàn tấn mazut hoặc than đá, mà muốn trở hết thì phải dùng những chuyến tàu thông thường như đoàn tàu chạy trên tuyến đường Luân Đôn - New York chẳng hạn. Còn con tàu nguyên tử với dự trữ nhiên liệu urani chừng vài chục kilôgam thì có thể phá băng ở vùng Bắc cực liên tục trong vòng ba năm mà không cần ghé vào cảng để tiếp nhiên liệu.
(Tàu phá băng nguyên tử đầu tiên trên thế giới - Lênin)
Năm 1974, tàu phá băng nguyên tử “Bắc cực” còn mạnh hơn nữa đã bắt đầu thực hiện những “trọng trách của mình: công suất của nó là 75 ngàn mã lực! Ngày 17 tháng tám năm 1977, sau khi vượt qua lớp băng tưởng như không thể phá vỡ nổi của vùng trung tâm Bắc Băng dương, tàu “Bắc cực” đã lên đến đúng cực bắc. Ước mơ hàng bao thế kỷ của nhiều thế hệ thủy thủ và các nhà khảo sát địa cực đã được thực hiện, và urani đã đóng góp công sức của mình vào việc giải quyết vấn đề này. Chiếc tàu phá băng nguyên tử mạnh nhất này đã có thêm hai đứa em nữa - đó là tàu “Xibia” và tàu “Nước Nga”.
Tỷ lệ nhiên liệu hạt nhân trong bảng cân đối các nguồn năng lượng trên thế giới mỗi năm một tăng lên. Mấy năm trước đây, nhà máy điện nguyên tử công nghiệp đầu tiên với lò phản ứng dùng nơtron nhanh đã bắt đầu hoạt động ở Liên Xô (lò phản ứng hạt nhân BN-350 tại nhà máy điện hạt nhân Aktau, Kazakhstan - bắt đầu sản xuất điện năm 1973). Đặc điểm quan trọng của loại lò phản ứng này là nó có thể không cần dùng urani - 235 khan hiếm để làm nguyên liệu hạt nhân, mà dùng chính ngay đồng vị phổ biến nhất trên trái đất của nguyên tố này là urani - 238. Khi đó, trong lò phản ứng không những giải phóng được năng lượng khổng lồ, mà còn tạo nên nguyên tố nhân tạo poloni - 239 là nguyên tố có khả năng tự phân rã, tức cũng là một nguồn năng lượng hạt nhân nữa. I. V. Kurchatop đã viết: “Đốt than trong lò, dù thu được gì đi nữa, vẫn cào khá nhiều than ra cùng với tro”.
Những ưu điểm của nhiên liệu hạt nhân thật là rõ ràng, chẳng phải nghi ngờ gì nữa. Tuy nhiên, việc sử dụng nó kèm theo nhiều khó khăn, mà khó khăn lớn nhất hẳn là việc tiêu hủy các chất phế thải phóng xạ sinh ra. Cho chúng vào những chiếc thùng chứa đặc biệt rồi thả xuống đáy biển và đại dương ư? Hay là chôn sâu xuống đất? Bằng những cách đó, ắt không thể giải quyết vấn đề một cách triệt để, vì chung quy lại thì các chất gây chết chóc ấy vẫn còn lại trên hành tinh của chúng ta. Không thể đưa chúng đi xa hơn, đến các thiên thể khác hay sao? Chính một nhà bác học Mỹ đã nêu ra ý kiến này. Ông để nghị dùng các con tàu vũ trụ “chở hàng” để chở các chất phế thải của các nhà máy điện nguyên tử lên mặt trời. Tất nhiên, hiện nay “cước phí” cho những “bưu kiện” như vậy còn quá đắt đối với người gửi, nhưng theo ý kiến của một số chuyên gia có tinh thần lạc quan thì mất chục năm nữa, những dịch vụ vận tải kiểu này sẽ trở nên hoàn toàn hợp lý.
(Hình ảnh mang tính chất minh họa cho ý tưởng)
Ở thời đại chúng ta, không nhất thiết phải giàu trí tưởng tượng mới có thể đoán trước tương lai rực rỡ của urani. Urani của ngày mai - đó là những tên lửa vượt lên chốn xa thẳm của không gian bao la, đó là những thành phố ngầm khổng lồ có năng lượng dự trữ đủ dùng trong vài chục năm, đó là việc xây dựng những hòn đảo nhân tạo và tưới nước tràn ngập cho các sa mạc, đó là sự xâm nhập vào lòng đất và cải tạo khí hậu của hành tinh chúng ta.
Urani - một trong những kim loại kỳ diệu nhất của thiên nhiên, đang mở ra cho loài người những viễn cảnh thần kỳ!
#Cảm ơn các bạn đã theo dõi hết loạt bài viết này. Bài viết được tác giả viết vào những năm 70, 80 của thế kỷ trước nên các ứng dụng hòa bình của năng lượng hạt nhân vẫn chưa nhiều. Chúng tôi sẽ cập nhật các ứng dụng tiên tiến nhất của năng lượng hạt nhân vào đời sống trong các bài viết sau. #Tham khảo thêm: Lược sử ngành năn lượng hạt nhân Uranium - Nguyên tố nổi tiếng và tai tiếng
