Ấn tượng công nghệ hạt nhân Nga

Nhà máy Tổ máy 5 nhà máy Điện hạt nhân Novovoronezh.

Nhà máy điện hạt nhân (AES) Novovoronezh

Nhà máy điện hạt nhân (AES) Novovoronezh thuộc tập đoàn Rosenergoatom là nhà máy điện hạt nhân đầu tiên của Nga sử dụng công nghệ lò phản ứng nước 2 vòng tuần hoàn - VVER. Lò phản ứng đầu tiên của nhà máy đi vào hoạt động ngày 30/9/1964. Trong thời gian hơn 40 năm tồn tại, AES Novovoronezh đã xây dựng và vận hành tổng cộng 5 lò phản ứng sử dụng công nghệ VVER, từ VVER-440 tới VVER-1000.

Hiện tại nhà máy Novovoronezh 2 tổ máy số 1 và 2 đã ngừng hoạt động, 3 tổ máy 3, 4 (VVER-440 phát điện năm 1970, 71) và 5 (VVER-1000 phát điện năm 1980) đang được khai thác sử dụng. Đặc biệt lò phản ứng số 5 đã nâng cấp lên công nghệ thế hệ 3 theo các tiêu chuẩn hiện đại của Nga.

Trong quá trình giới thiệu và dẫn chúng tôi đi thăm các cơ sở chính của tổ máy số 5, ông Stepin N. V., Phó kỹ sư trưởng phụ trách vận hành giai đoạn 3 AES  Novovoronezh cho biết việc vận hành tổ máy số 5 được thực hiện theo các qui đình nghiêm ngặt, hàng tháng xưởng đều tiến hành kiểm tra, ngoài ra tổ máy còn được cơ quan giám sát độc lập Nga thanh tra và cứ 4 năm Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) lại cử chuyên gia tới giám sát và khuyến cáo.

Giải thích về hệ thống an toàn, ông Stepin cho biết: "Tổ máy số 5 có cả hệ thống an toàn chủ động lẫn thụ động. Tại tổ máy số 5 có 3 kênh an toàn độc lập, theo nguyên tắc mỗi kênh có thể tự đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống. Khi tai nạn xảy ra, cả 3 kênh đều được kích hoạt, sau đó từng hệ thống sẽ vận hành tùy thuộc vào tình hình cụ thể theo thời gian". Ông nói thêm: "Theo nguyên tắc hỏng 1, chúng tôi tính một kênh trong thời điểm nào đó đang phải bảo dưỡng, một kênh có thể không hoạt động, thì trong mọi tình huống vẫn còn một kênh làm việc".

Tháng 6/2007, Rosenergoatom xây dựng ở Novovoronezh thêm 2 tổ máy điện hạt nhân thế hệ mới thuộc dự án "AES-2006" với các lò phản ứng thế hệ 3+ VVER-1200 dự kiến sẽ đi vào vận hành cuối năm nay. VVER thế hệ 3+ chính là công nghệ được chọn cho nhà máy điện hạt nhân tương lai của Việt Nam.

Phòng điều hành cơ sở hạt nhân.

Công nghệ VVER thế hệ 3+

Lò phản ứng nước áp suất cao VVER-1200 thế hệ 3+ được xem là có độ an toàn rất cao. Hệ thống 2 vòng tuần hoàn giúp nước bên trong lò phản ứng không tiếp xúc với nước cấp cho tuốc-bin, qua đó hạn chế chất phóng xạ chỉ ở bên trong lò phản ứng, và như vậy nhiệt có thể xả thẳng ra không khí không cần nguồn nước bên ngoài. Hệ thống này an toàn hơn nhiều lò phản ứng 1 vòng tuần hoàn gặp sự cố tại Fukushima, Nhật Bản.

Trong trường hợp sự cố, để nhanh chóng ngừng phản ứng phân hạch, cần "hãm" sản sinh neutron. Với mục đích này, các thanh chứa chất hãm (thông thường là carbide bore) cần phải đưa vào lõi lò phản ứng trong bất cứ điều kiện nào. Theo thiết kế của Nga, các thanh hãm được treo bằng nam châm điện ở trên cao, khi ngắt điện, các thanh hãm theo quán tính sẽ tự động rơi vào lõi.   

Hệ thống an toàn của lò phản ứng hạt nhân hiện đại Nga có 4 yếu tố ngăn không cho chất phóng xạ phát tán ra môi trường và được đặt trong vỏ bọc 2 lớp bê tông, lớp ngoài dầy 80cm, lớp trong 120cm, bên trong bọc một lớp thép dầy 8mm. Vỏ bọc này có thể chịu được áp suất từ bên trong là 5kg/cm2, nhiệt độ tối đa 200ºC; chịu được động đất 8 độ Richter, máy bay tới 5 tấn rơi không hề hấn gì; hay chịu được sóng áp suất 30kPa. 40% chi phí của lò phản ứng hạt nhân Nga được dành cho hệ thống an toàn.

Trao đổi về sự khác biệt giữa lò phản ứng thế hệ 3+ và thế hệ thứ 3, ông Viktor Wagner, Phó kỹ sư trưởng thứ nhất phụ trách các tổ máy đang xây dựng cho biết: "Lò phản ứng thế hệ 3 có các hệ thống an toàn thụ động song hầu hết là các hệ thống an toàn chủ động. Còn lò 3+ là bước tiến tiếp theo về hệ thống an toàn thụ động. Thế hệ 3+ chủ yếu sử dụng các hệ thống an toàn thụ động, đó là hệ thống thoát nhiệt thụ động, hệ thống chứa nước 2 cấp, 'bẫy' thu hồi nhiên liệu nóng chảy, hệ thống làm mát máy phát điện...".

Đưa chúng tôi đi thăm 2 tổ máy mới sắp đi vào hoạt động, ông Azamat Shaybakov người quản lý công trình xây dựng nhà máy điện hạt nhân giai đoạn 4 cho biết: "Các nhà thiết kế khi lập dự án đã tính trường hợp nước sông Don dâng cao, 2 con đập chắn hồ chứa nước bị vỡ, khi đó mực nước ở đây cao hơn mặt biển Baltic vào khoảng 95m. Trong khi đó móng tổ máy mới hiện ở mức 107m cao hơn mặt biển. Nghĩa là nhà máy có độ cao dự trữ hơn 12m so với mực nước cao nhất".  

Mô hình lò phản ứng hạt nhân thế hệ 3+.

Yếu tố con người

Có thể nói công nghệ càng cao, yếu tố con người càng đóng vai trò quyết định trong quá trình vận hành an toàn các tổ máy phát điện hạt nhân. Chính vì vậy tại Novovoronezh cũng đã đưa vào hoạt động một trung tâm đào tạo hạt nhân bề thế. Theo lãnh đạo trung tâm, mỗi tổ máy điện hạt nhân mới có đặc thù khác nhau. Do đó sinh viên chuyên ngành hạt nhân đã tốt nghiệp cũng cần tới trung tâm để huấn luyện vận hành tổ máy mới. Tất cả các nhân viên, khi thăng chức hay chuyển đổi sang nơi khác cũng phải hoàn tất các khóa học ở trung tâm huấn luyện. Tại đây, học viên có thể thực hành hàng loạt bị hệt như trên thực tế, kể cả thiết bị huấn luyện mô phỏng, giúp làm quen với những khu vực cấm họ không được tiếp cận trong tổ máy. 

Ông Sergey Lyashenko, Phó tổng giám đốc Trung tâm huấn luyện của AES Novovoronhez cho biết: "Trung tâm đang và sẽ huấn luyện các nhân viên vận hành 2 tổ máy điện hạt nhân xây dựng theo dự án mới - dự án có độ an toàn cao hơn. Chính vì vậy trung tâm rất hiện đại, với một loạt hệ thống thực hành có một không hai, chuyên biệt khác nhau, như hệ thống quản lý các sơ đồ điện, các phản ứng vật lý, những quá trình nhiệt khác nhau. Tất cả thiết bị ở đây đều theo thời gian, giống như thực, hiện các bạn đang ở trong phòng thực hành điều khiển tổ máy phát điện. Như vậy học viên sẽ không cảm thấy sự khác biệt so với thực tế".

Lò phản ứng hạt nhân VVER-1200 có thời hạn vận hành là 60 năm đồng thời có thể nâng cấp để sử dụng thêm 30 năm nữa. Trong khi đó, theo các chuyên gia nhà máy, chỉ cần vận hành 15 năm là có thể thu hồi vốn. Vì vậy nếu sự cố không xảy ra, điện hạt nhân là loại công nghệ sạch, đem lại nhiều lợi ích cho kinh tế quốc dân.

Bài, ảnh: Duy Trinh - Cao Cường (P/v TTXVN tại LB Nga)