Tìm hiểu về lò phản ứng hạt nhân

Chu Thị Luyến (quận Long Biên, Hà Nội)

Trả lời:
Theo Trung tâm Thông tin năng lượng nguyên tử: Nền tảng của các cơ sở hạt nhân trên toàn thế giới là các LPƯ có chức năng sản xuất ra điện. Ngoài ra, còn có các LPƯ phục vụ công tác nghiên cứu khoa học và sản xuất ra các chất phóng xạ, các LPƯ đặt trên tàu thủy và các LPƯ chuyên dụng.

Nếu nói về các tổ máy phát điện hạt nhân, mà ở đó phản ứng hạt nhân dây chuyền có nhiệm vụ tạo ra dòng điện thì có thể chia thành 2 loại chính: Loại 1 mạch vòng và loại 2 mạch vòng. Những khái niệm này có nhiều ý nghĩa. Theo đó, trong các tổ máy phát điện hạt nhân, nước đi từ dưới lên trên qua vùng hoạt động của LPƯ, sôi và biến thành hơi. Hơi nước bay vào tuốc bin làm quay trục tuốc bin và trục tuốc bin làm quay rotor máy phát điện tạo ra dòng điện.

Hệ thống 1 mạch vòng phổ biến hơn cả là các tổ máy với LPƯ BWR (boiling water reactor, có nghĩa là "LPƯ nước sôi"). Trong số này, phổ biến nhất là các LPƯ của Công ty General Electric, được nhà sáng chế Thomas Edison thành lập năm 1878. Ở Liên Xô (cũ) đã chế tạo loại tổ máy hạt nhân 1 mạch vòng với LPƯ kiểu RBMK (lò kiểu kênh công suất lớn). Nói chung về nguyên lý thì hai kiểu lò giống nhau về nguyên tắc hoạt động: Nước biến thành hơi ngay trong vùng hoạt động của lò.

Trong các hệ thống 2 mạch vòng, nước (vật chất mang nhiệt lượng) được bơm qua vùng hoạt động của lò có thành bằng thép dày và hấp thụ nhiệt lượng. Áp suất trong thân LPƯ cao, do vậy nước không sôi trong vùng hoạt động của lò. Nước đã được làm nóng chảy ra khỏi lò vào một thiết bị chuyên dụng là nồi hơi. Mặt khác, nước từ mạch vòng thứ 2 chảy vào nồi hơi. Nước từ mạch vòng thứ 2 hấp thụ nhiệt của nước chảy ra từ LPƯ và biến thành hơi rồi chạy vào tuốc bin. LPƯ cho các hệ thống 2 mạch vòng có tên là PWR (pressurized water reactor - LPƯ nước dưới áp suất cao). Về loại này, Nga có các lò VVER (LPƯ nước - nước).

Còn một loại lò thứ 3 nữa là các lò neutron tốc độ cao hay LPƯ tái sinh. Thế mạnh chính của lò tái sinh là trong quá trình sản sinh ra năng lượng có khả năng tạo ra nhiều nhiên liệu hạt nhân hơn lượng nhiên liệu ban đầu nạp vào lò. Ngày nay, Nga là nước sử dụng lò tái sinh thành công nhất. Tại Nga, một tổ máy phát điện công suất lớn với LPƯ BN-600 đã hoạt động hơn 30 năm, mẫu BN-800 cải tiến hơn sắp đi vào hoạt động.