Đại dương và tương lai năng lượng hạt nhân

An ninh năng lượng của đất nước Hoa Kỳ đặt ra cho các nhà khoa học nước này yêu cầu lớn: Tìm ra lượng uranium bổ sung đáp ứng cho ngành năng lượng hạt nhân trong thế kỷ XXI.

Trong điều kiện nguồn trữ lượng uranium trên đất liền ngày càng khan hiếm như hiện nay, hàng thập kỷ qua các nhà khoa học vẫn cố gắng tìm cách khai thác được càng nhiều uranium dưới biển càng tốt.

Đại dương luôn ẩn chứa sức mạnh vô biên

Uranium là nguyên tố tự nhiên gồm chất đồng vị phóng xạ tự nhiên của nó vẫn ở quanh chúng ta trong cuộc sống hàng ngày. Uranium chính là nguồn nhiên liệu cho ngành năng lượng hạt nhân. Và năng lượng hạt nhân là một giải pháp kinh tế, an toàn và là nguồn năng lượng sạch đảm bảo sự phát triển bền vững trong việc thỏa mãn nhu cầu điện năng đang tăng mạnh trên toàn cầu.

Tuy nhiên, uranium trong lòng đất không phải là vô hạn, chính vì vậy các nhà khoa học đã tìm ra thêm giải pháp để thu được lượng uranium khổng lồ dưới đại dương bao la.

Các nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm quốc gia về năng lượng Oak Ridge, Hoa Kỳ (the US Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory ) và phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (Pacific Northwest National Laboratory) đã thành công trong việc thực hiện mục tiêu tăng gấp đôi số lượng uranium được chiết xuất từ nước biển bằng cách sử dụng công nghệ của Nhật Bản được phát triển vào cuối những năm 1990.

Theo báo cáo tại một cuộc họp của Hội Hóa học Mỹ ở Philadelphia, Pennsylvannia, các đại dương trên thế giới có chứa khoảng 4,5 tỷ tấn uranium, đủ năng lượng để mỗi nhà máy điện hạt nhân trên hành tinh hoạt động trong vòng 6.500 năm.

Đây thật sự là những con số đáng mừng và cũng mang nhiều thách thức với các nhà khoa học.

Một khối Uranium thô

Nhà hải dương học về hóa chất Gary Gill của phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương phát biểu: “Mục tiêu ban đầu của chúng tôi là tăng gấp đôi những gì Nhật Bản đã đạt được trong việc hấp thụ uranium trong lòng đại dương. Và chúng tôi đã đạt được mục tiêu đó”.

Công nghệ mà các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã tiên phong thực hiện là sử dụng tấm thảm dài bằng các sợi nhựa bện vào nhau, nhúng với amidoxime uranium thấm nước. Tấm thảm này khi thả xuống đại dương sẽ hấp thụ được lượng nhỏ uranium trong đại dương.

Người ta thường thả thảm sâu 200m so với mặt nước biển để hấp thụ uranium trước khi được đưa lên mặt đất. Sau khi được vớt lên, các tấm thảm được rửa sạch trong một dung dịch axit để các nhà khoa học có thể lọc được uranium cần thiết sử dụng trong tương lai.

Một ưu điểm nữa của các tấm thảm nhựa này, đó là chúng có thể được dùng nhiều lần, sau khi sử dụng để hấp thụ uranium lần đầu, người ta có thể tiếp tục thả chúng xuống đại dương và hấp thụ uranium.

Theo một nguồn tin, một nhóm các nhà khoa học đang sử dụng vỏ giáp xác (ví dụ như vỏ tôm)  - một phế phẩm của ngành hải sản để chế tạo ra các tấm thảm sinh học hấp thụ uranium thay cho tấm thảm nhựa truyền thống.

Nhật Bản đi tiên phong trong việc khai thác uranium dưới biển

Cũng sử dụng công nghệ này của Nhật Bản, nhưng với mục tiêu kinh tế và tiết kiệm hơn, các nhà khoa học của phòng thí nghiệm quốc gia về năng lượng Oak Ridge, Hoa Kỳ đã sử dụng sợi nhựa có diện tích bề mặt rộng gấp 10 lần so với thiết kế của Nhật Bản. Điều này sẽ tăng cao khả năng hấp thụ uranium trên một diện tích tương tự.

Sau đó, các nhà khoa học này đã thử nghiệm thiết kế mới tại cơ sở thử nghiệm hàng hải của phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương tại tiểu bang Washington. Kết quả cho thấy thiết kế mới cắt giảm chi phí sản xuất một kg uranium được chiết xuất từ nước biển với kết quả đáng mừng từ 1.232 USD xuống chỉ còn 660 USD/ kg.

Kinh phí để chiết xuất uranium từ nước biển vẫn còn đắt gấp năm lần so với khai thác mỏ uranium từ lòng đất. Tuy nhiên, nguồn uranium trong đại dương đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ ngành năng lượng hạt nhân phát triển trong thế kỷ XXI.

Theo một nhà khoa học tham gia vào chương trình này, "giá uranium tăng mạnh trong năm 2007 đã khiến rất nhiều người e ngại về tính bền vững của ngành công nghiệp hạt nhân, do đó, Bộ năng lượng Hoa Kỳ càng cần thực hiện những biện pháp tích cực hơn”.

Dù sao, các nhà khoa học cũng có cái nhìn khá lạc quan về hiệu quả của phương pháp lọc uranium dưới biển này.

Nhà máy điện hạt nhân nguyên tử

Chúng ta hãy cùng tiếp tục chờ đợi và theo dõi những động thái mới nhất trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân đang rất nóng bỏng hiện nay.

Với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, con người có quyền đặt niềm tin vào tương lai ổn định của công nghiệp năng lượng hạt nhân. Đại dương biết đâu sẽ mở ra một kỷ nguyên mới của uranium và năng lượng hạt nhân.

Năng lượng hạt nhân thực ra tốt hơn nhiều so với những gì mà ta người ta gán cho trong các cuộc tranh luận chung. Công nghệ hạt nhân vốn không sai, mà lỗi sai là cách người ta sử dụng nó như thế nào.

Trong bối cảnh tình hình môi trường ngày cành trầm trọng, năng lượng hạt nhân cũng là một lối thoát cho tương lai loài người.

T.M. (trích dẫn từ Newscientist)