Trung Quốc đã hoàn thành đường hầm xoắn ốc tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Ngầm Beishan. Đây là một trong những cơ sở nghiên cứu và lưu trữ chất thải phóng xạ lớn nhất thế giới.
Dự án do Tập đoàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC) triển khai. Công trình nằm sâu dưới sa mạc Gobi, gần thành phố Tửu Tuyền thuộc tỉnh Cam Túc.
Mục tiêu của Beishan là giải quyết bài toán lưu giữ an toàn và lâu dài chất thải phóng xạ. Đây là một trong những thách thức cốt lõi của ngành điện hạt nhân.
Theo nhà khoa học trưởng Wang Ju, điện hạt nhân là nguồn năng lượng có hiệu suất cao và phát thải carbon thấp. Khoảng 99% chất thải phóng xạ phát sinh được phân loại mức thấp và trung bình. Các loại chất thải này sẽ phân rã dần theo thời gian.
Phần còn lại, chiếm khoảng 1%, là chất thải hạt nhân mức cao. Nhóm chất thải này cần được cách ly an toàn trong thời gian hàng trăm nghìn năm.
Lưu trữ địa chất sâu được xem là một chìa khóa cho chiến lược an toàn hạt nhân. Mô hình này đòi hỏi các tầng đá lớn, ổn định, có khả năng bảo vệ kho lưu trữ trong thời gian rất dài.
Sau gần 30 năm nghiên cứu, Trung Quốc lựa chọn khu vực Beishan nhờ nền địa chất cổ xưa và vững chắc. Các nghiên cứu thực địa bắt đầu từ năm 1996 với gần 100 lỗ khoan thăm dò.
Dự án được phê duyệt triển khai vào năm 2019. Từ đó, các hạng mục xây dựng ngầm quan trọng lần lượt được hoàn thành.
Cấu trúc của phòng thí nghiệm gồm một đường hầm xoắn ốc, ba trục thẳng đứng và hai tầng hầm ngang. Độ sâu của công trình đạt khoảng 452 mét. Đường hầm xoắn ốc dài khoảng 12 km. Đường hầm có đường kính 7,9 mét và độ dốc ổn định 10%.
Công tác thi công gặp nhiều thách thức do đá granite siêu cứng. Loại đá này hình thành từ hơn 250 triệu năm trước, khiến các phương pháp khai thác tiêu chuẩn không hiệu quả.
Các kỹ sư đã sử dụng máy đào hầm Beishan số 1 để vượt qua điều kiện địa chất khắc nghiệt. Đây là là máy đào hầm đá cứng (TBM) đầu tiên trên thế giới được Trung Quốc thiết kế chuyên biệt để đào các đường hầm xoắn ốc có độ dốc lớn.
Chiều dài của cỗ máy này khoảng 100 mét, nặng khoảng 1.300 tấn, đường kính máy là 7,03 mét. Máy đào hầm có khả năng di chuyển linh hoạt, thực hiện các khúc cua với bán kính ngang chỉ 200 mét.
Máy đào hầm do Viện Nghiên cứu Địa chất Uranium Bắc Kinh thiết kế. Dự án có sự tham gia của Tập đoàn Công nghiệp Nặng Xây dựng Đường sắt Trung Quốc. So với phương pháp xây dựng truyền thống, cỗ máy này giúp tiết kiệm hơn 50% nhân lực và tăng hiệu suất đào hơn 200%.
Beishan số 1 là một cỗ máy có người vận hành trực tiếp nhưng được hỗ trợ bởi các công nghệ tự hành và dẫn đường thông minh để đạt được độ chính xác cực cao trong môi trường khắc nghiệt.
Máy được trang bị hệ thống dẫn đường và kiểm soát hướng tiến tiên tiến, giúp nó tự động điều chỉnh để duy trì độ dốc 10% và bán kính quay hẹp trong các đường hầm xoắn ốc.
Các hệ thống cảm biến theo dõi địa chất và phản hồi lực cản của đá cứng theo thời gian thực, cho phép máy tự điều chỉnh lực cắt mà không cần sự can thiệp thủ công liên tục trong mọi bước.
Khánh Linh
Theo IE
