Đề tài Sử dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích hòa bình

1. Khái niệm Năng lượng hạt nhân là một loại công nghệ hạt nhân được thiết kế để tách năng lượng hữu ích từ hạt nhân nguyên tửthông qua các lò phản ứng hạt nhân có kiểm soát. Phương pháp duy nhất được sử dụng hiện nay là phân hạch hạt nhân, mặc dù các phương pháp khác có thể bao gồm tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ. Tất cả các lò phản ứng với nhiều kích thước và mục đích sử dụng khác nhau[1] đều dùng nước được nung nóng để tạo ra hơi nước và sau đó được chuyển thành cơ năng để phát điện hoặc tạo lực đẩy. Năm 2007, 14% lượng điện trên thế giới được sản xuất từ năng lượng hạt nhân. Có hơn 150 tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân và một vài tên lửa đồng vị phóng xạ đã được sản xuất. 2. Sự tạo thành Có 3 phương pháp chính để có thể lấy được loại năng lượng này: phân hạch hạt nhân, tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ. Tuy nhiên, cho đến nay, chỉ có phương pháp phân hạch hạt nhân là được sử dụng một cách rộng rãi trên toàn thế giới.

docx10 trang | Chia sẻ: superlens | Ngày: 21/09/2015 | Lượt xem: 1408 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Sử dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích hòa bình, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ò TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG Môn học ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG BTKN Chủ đề : SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN VÌ MỤC ĐÍCH HÒA BÌNH Nhóm: 3 Nguyễn Hoàng Dũng. MSSV: 91201153. Phạm Huỳnh Thế Hiển. MSSV: 91201030. Võ Thị Ánh Hồng. MSSV: 91201036. Đặng Khánh Linh. MSSV: 91202132. Trần Khánh Nguyên. MSSV: 91201260. Từ Thiện Thành. MSSV: 91201310. Chung Kim Thư. MSSV: 91201337. GVHD: TS. VƯƠNG QUANG VIỆT. Tp. Hồ Chí Minh, 2014 MỤC LỤC NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN Khái niệm Năng lượng hạt nhân là một loại công nghệ hạt nhân được thiết kế để tách năng lượng hữu ích từ hạt nhân nguyên tửthông qua các lò phản ứng hạt nhân có kiểm soát. Phương pháp duy nhất được sử dụng hiện nay là phân hạch hạt nhân, mặc dù các phương pháp khác có thể bao gồm tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ. Tất cả các lò phản ứng với nhiều kích thước và mục đích sử dụng khác nhau[1] đều dùng nước được nung nóng để tạo ra hơi nước và sau đó được chuyển thành cơ năng để phát điện hoặc tạo lực đẩy. Năm 2007, 14% lượng điện trên thế giới được sản xuất từ năng lượng hạt nhân. Có hơn 150 tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân và một vài tên lửa đồng vị phóng xạ đã được sản xuất. Sự tạo thành Có 3 phương pháp chính để có thể lấy được loại năng lượng này: phân hạch hạt nhân, tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ. Tuy nhiên, cho đến nay, chỉ có phương pháp phân hạch hạt nhân là được sử dụng một cách rộng rãi trên toàn thế giới. Phân hạch hạt nhân còn gọi là phản ứng phân rã nguyên tử. Trong phân rã nguyên tử, hạt nhân nguyên tử bị chia làm hai hoặc nhiều hạt nhỏ hơn và một số phần thừa (neutron, photon...). Quá trình này tỏa ra một lượng năng lượng đáng kể - đây chính là nguồn năng lượng hạt nhân mà chúng ta đang đề cập đến. Hiện năng phản ứng hạt nhân được sử dụng rộng rãi nhất là chuyển hóa từ đồng vị Uranium 235 lên Uranium 236 rồi phân tách thành Kr 92 và Ba 141. Quá trình này tạo ra một lượng năng lượng vô cùng lớn. Tính đến thời điểm 1/3/2011, có 443 nhà máy hạt nhân trên khắp thế giới đặt tại 47 quốc gia khác nhau. Trong năm 2009, năng lượng hạt nhân chiếm khoảng 14% tổng tiêu thụ năng lượng trên thế giới. Hiện tại, Litva đang là nước phụ thuộc lớn nhất vào năng lượng hạt nhân khi 76,2% nhu cầu năng lượng của nước này được các lò phản ứng cung cấp, vị trí thứ hai là Pháp. Tại Mỹ, 104 lò phản ứng hạt nhân đang cung cấp tới 20% điện năng cho quốc gia này. 3 cường quốc, Pháp, Nhật Bản và Mỹ chiếm tới hơn 50% tổng sản lượng điện hạt nhân được sản xuất trên toàn thế giới. Tỷ lệ sử dụng năng lượng trên thế giới MỘT SỐ ỨNG DỤNG CƠ BẢN Ứng dụng trong y tế Các nguồn bức xạ Co-60 hoạt độ cao dùng trong xạ trị được sử dụng tại một số bệnh viện trong nước từ những năm 1960. Năm 1971, Khoa Y học hạt nhân được hình thành với một số thiết bị đo và chuẩn đoán bệnh đơn giản. Từ  tháng 3/1984, Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt được đưa vào hoạt động, cho phép sản xuất các chất đồng vị và dược chất phóng xạ thì số lượng các Khoa Y học hạt nhân tăng nhanh và đến nay, trong cả nước trên 30 khoa được hình thành, nhiều thiết bị hiện đại được trang bị như máy hiện hình Gamma Camera, máy chụp cắt lát CT. Các loại đồng vị chính được sản xuất tại Lò phản ứng hạt nhân là tấm áp P-32 để điều trị các bệnh ngoài da; dung dịch I-131 dưới dạng tiêm hoặc uống để chẩn đoán và điều trị bệnh tuyến giáp; Tc-99m và các dược chất dưới dạng kit in-vivo đánh dấu với Tc-99m để hiện hình tìm các khối u bất thường trong não, chẩn đoán chức năng và bệnh lý các cơ quan nội tạng của cơ thể như thận, gan, phổi, hệ tiêu hóa. Các kit in-vitro miễn dịch học phóng xạ T3, T4 cũng được sản xuất và sử dụng tại một số bệnh viện. Hàng năm, khoảng 150Ci chất phóng xạ các loại được sản xuất tại Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, cung cấp cho ngành Y tế. Ứng dụng trong công nghiệp Sử dụng các nguồn phóng xạ và các thiết bị hạt nhân để xây dựng các hệ đo và tự động hóa trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy như đo mức của các bể đựng phối liệu của các nhà máy xi măng và nhà máy giấy; xác định mức trong các hộp bia và nước giải khát; xác định độ ẩm và mật độ giấy trong các nhà máy giấy; các hệ đo phóng xạ trong các giếng khoan của công nghiệp dầu khí... Ưu điểm của phương pháp hạt nhân là không làm ảnh hưởng đến quá trình làm việc của các hệ công nghệ, cho phép đo trong điều kiện nhiệt độ, áp suất cao và với các dung dịch hóa chất độc hại. Kỹ thuật đồng vị xạ đánh dấu cũng được sử dụng phổ biến, chẳng hạn, việc tối ưu hóa quy trình và thời gian pha trộn phế liệu trong các dây chuyền của các nhà máy. Trong lĩnh vực khai thác dầu khí, kỹ thuật đánh dấu phóng xạ được sử dụng để xác định mặt cắt nước bơm ép trong các giếng bơm ép, hiện tượng ngập lụt trong các giếng khai thác của mỏ dầu Bạch Hổ. Ứng dụng trong nông nghiệp Nghiên cứu sử dụng bức xạ Gamma kết hợp với những tác nhân khác để cải tạo giống cây trồng, sử dụng đồng vị đánh dấu để nghiên cứu các quá trình sinh học như vấn đề dinh dưỡng cây, con được ngành Hạt nhân kết hợp với các ngành khác thực hiện từ nhiều năm qua. Các nghiên cứu chiếu xạ một số giống cây (ngô, khoai, lúa, một số loài hoa, dâu tằm,...) ở liều kích thích hoặc đột biến để tạo giống có năng suất cao hơn hoặc thích hợp hơn với điều kiện môi trường khắc nghiệt, nghiên cứu quy trình nhân giống vô tính in-vitro, nuôi cấy tế bào một số loài hoa, cây đặc sản và cây rừng quý hiếm cũng được tiến hành. Nghiên cứu các quá trình trong tự nhiên Sử dụng phóng xạ môi trường kết hợp với kỹ thuật đánh dấu phóng xạ để nghiên cứu diễn biến các quá trình sa bồi, bồi lấp, xói mòn và rò rỉ, chẳng hạn như xác định quá trình di chuyển của sa bồi lớp đáy tại luồng tàu cảng Hải Phòng để xác định hướng, tốc độ và độ dày lớp sa bồi di chuyển nhằm giúp cho các nhà quản lý thực hiện việc duy tu, nạo vét hợp lý. Nghiên cứu và bảo vệ môi trường Nghiên cứu ô nhiễm môi trường sử dụng các kỹ thuật phân tích hạt nhân và liên quan cho phép theo dõi biến động của phóng xạ và tình trạng ô nhiễm môi trường không khí, đất, nước và biển trên một số địa bàn trong nước. Hiện nay cả nước ta đã có 3 trạm quan trắc môi trường phóng xạ thuộc mạng lưới của 18 trạm quan trắc môi trường quốc gia cho phép theo dõi thường xuyên tình trạng phóng xạ môi trường của một số địa dư điển hình trong nước. Bên cạnh đó, các nghiên cứu khảo sát nồng độ các nhân phóng xạ nhân tạo Cs-137 sinh ra do các vụ thử vũ khí và sự cố hạt nhân trên thế giới ảnh hưởng đến Việt Nam cũng được thực hiện trong thời gian qua. Ứng dụng trong khử trùng, bảo quản và biến tính vật liệu Sử dụng bức xạ Gamma cường độ cao cho các mục đích khử trùng, biến tính vật liệu, bảo quản thực phẩm và nông sản, cải tạo sinh khối, chế tạo một số chế phẩm bằng bức xạ,... được nghiên cứu và triển khai thành công trong ngành Hạt nhân. Nước ta hiện có 3 nguồn Co-60 với hoạt độ khác nhau (16.5kCi tại Đà Lạt; 110kCi tại Hà Nội và 400kCi tại thành phố Hồ Chí Minh). Kỹ thuật chiếu xạ liều cao để cắt mạch các polymer tự nhiên để tạo ra các chế phẩm mới là một hướng ứng dụng tiên tiến. Chế phẩm kích thích tăng trưởng thực vật T&D của Viện Nghiên cứu Hạt nhân đã được đăng ký vào danh mục thuốc bảo vệ thực vật của Việt Nam. Màng điều trị vết thương bỏng được chế tạo từ PVP và chitosan vỏ tôm cua cho kết quả thử nghiệm lâm sàng tốt. Ý KIẾN CỦA NHÓM VÀ 3 LÝ DO QUAN TRỌNG Theo quan điểm nhóm, qua những ứng dụng cơ bản trên, bên cạnh đó khi những nguồn năng lượng hóa thạch như than đá, dầu mỏ đang ngày càng cạn kiệt, chúng ta phải đứng trước thách thức tìm ra những nguồn năng lượng mới để thay thế và nhóm nhận thấy năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng sáng giá góp ích nhiều cho việc cải thiện đời sống, cơ sở vật chất. Trong những lợi ích cơ bản từ việc sử dụng năng lượng hạt nhân, có 3 lý do để chọn năng lượng hạt nhân làm nguồn năng lượng để phát triển trong tương lai: Đầu tiên, nhà máy điện hạt nhân có công suất lớn nhưng lại chỉ chiếm một phần diện tích rất nhỏ ( ví dụ: nhà máy điện hạt nhân Fukushima I có công suất 4,7 GW trong khi thủy điện Hòa Bình lớn nhất Việt Nam chỉ có khoảng 2 GW. Còn đối với công trình thủy điện lớn nhất thế giới, đập Tam Điệp (Trung Quốc) với diện tích khoảng 1045 km2, trong khi Fukushima 1 có diện tích chưa đến 1 km2. Tiếp theo, về yếu tố môi trường quá trình sản xuất điện hạt nhân ít ảnh hưởng xấu đến môi trường. Chi phí xứ lí chất thải của 1 nhà máy điện hạt nhân là cực kì nhỏ so với 1 nhà máy nhiệt điện chạy than cùng công suất. Cuối cùng về giá thành, chi phí xây dựng và bắt đầu mọt nhà máy hạt nhân tương đối lớn: một lò cỡ trung bình như lò sắp được xây dựng tại Ninh Thuận, Việt Nam là khoảng 2 tỷ USD chưa kể kinh phí đào tạo nhân lực, chuyển giao công nghệ, quy trìnhTuy nhiên, chi phí trên mỗi đơn vị năng lượng giảm dần. Nếu tận dụng hết môt vòng đời (60 năm) của nhà máy điện nguyên tử, giá thành mỗi kWh điện sẽ thấp hơn cả thủy điện. Tuy mang lại những lợi ích lớn và không thể phủ nhận nhưng điện hạt nhân cũng khiến nhiều người hết sức lo ngại về tính an toàn của nó. Hàng loạt các nước châu Âu mà gần đây nhất là Đức đã có rất nhiều ý kiến phản đối việc sử dụng rộng rãi điện hạt nhân. Sự phản đối ngày càng nghiêm trọng sau thảm họa hạt nhân kinh hoàng tại Nhật Bản cách đây không lâu. Đức đã quyết định đóng cửa tất cả các nhà máy điện hạt nhân trước năm 2022 còn Ý, loại năng lượng này đã bị cấm sử dụng KẾT LUẬN Thực tế đã chứng minh, năng lượng hạt nhân là một điều thần kỳ thực sự mà con người đã có được. Nó đem lại những lợi ích to lớn về năng lượng đặc biệt cho các quốc gia không có nhiều tài nguyên để sản xuất năng lượng như Nhật chẳng hạn. Nó đem lại sức mạnh, sự vượt trội cho hải quân Mỹ, Nga, giúp con người và kỹ thuật vươn xa hơn nhiều.