Cụ thể, ba cụm nhiên liệu hỗn hợp uranium-plutonium MOX chứa các nguyên tố Americium-241 và Neptunium-237 đã hoàn thành ba chu kỳ hoạt động trong lò phản ứng hạt nhân nhanh BN-800 tại nhà máy Beloyarsk.
Những cụm nhiên liệu này được đưa vào lõi lò phản ứng từ mùa hè năm 2024 và hiện đang được làm nguội tại bể chứa nhiên liệu đã qua sử dụng. Sau giai đoạn làm nguội, các chuyên gia sẽ tiến hành nghiên cứu chi tiết để đánh giá quá trình chuyển đổi vật chất dưới tác động của tia phóng xạ.
Đây là một phần quan trọng trong chương trình nghiên cứu về việc "đốt cháy" các nguyên tố phóng xạ siêu độc (thuộc nhóm actinide nhẹ) được bắt đầu từ năm 2021 và dự kiến kéo dài đến năm 2035.
Các nguyên tố như Neptunium, Americium và Curium được sinh ra trong quá trình vận hành lò hạt nhân thông thường. Mặc dù chiếm tỷ lệ rất nhỏ về khối lượng nhưng chúng lại là nguồn cơn chính gây ra độc tính phóng xạ và tỏa nhiệt kéo dài cho rác thải hạt nhân.
Những chất này có thời gian phân rã lên tới hàng trăm nghìn năm. Điều này tạo ra thách thức cực lớn cho việc cô lập rác thải phóng xạ khỏi môi trường sống của con người.
Tập đoàn Năng lượng Nguyên tử Quốc gia Nga (Rosatom) cho biết các nguyên tố này cực kỳ độc hại và nguy hiểm. Tuy nhiên, các lò phản ứng hạt nhân nhanh có khả năng "đốt cháy" chúng bằng cách biến đổi chúng thành các đồng vị ổn định hoặc có thời gian phân rã ngắn hơn.
Mục tiêu cuối cùng của công nghệ này là giảm thiểu tối đa khối lượng rác thải hạt nhân cần phải chôn lấp sâu dưới lòng đất. Rosatom chỉ ra rằng việc loại bỏ các thành phần độc hại này giúp rác thải hạt nhân đạt đến trạng thái an toàn tương đương với quặng uranium tự nhiên, nhanh hơn gấp hàng trăm lần so với việc để chúng phân rã tự nhiên.
Trước khi triển khai ở quy mô công nghiệp, Nga đang chứng minh tính khả thi về mặt kỹ thuật để cho thấy ý tưởng này thực sự hiệu quả. Trong các giai đoạn tiếp theo, nồng độ các chất phóng xạ siêu độc sẽ được tăng lên trong nhiên liệu MOX và thử nghiệm thêm trên các loại nhiên liệu hạt nhân mới khác.
Theo ước tính, trong khoảng 60 năm vận hành, các hệ thống như lò BN-800 có thể tiêu thụ khoảng 4 tấn các nguyên tố phóng xạ siêu độc này. Con số này lớn hơn rất nhiều so với lượng chất thải mà nhiều lò phản ứng hạt nhân thông thường cộng lại có thể tạo ra.
Lò phản ứng BN-800 là loại lò hạt nhân nhanh làm mát bằng natri lỏng với công suất 820 Megawatt. Lò này đã đi vào vận hành thương mại từ năm 2016 và chuyển sang sử dụng hoàn toàn nhiên liệu MOX từ tháng 9 năm 2022. Nhiên liệu MOX được sản xuất bằng cách trộn plutonium thu hồi từ nhiên liệu đã qua sử dụng với uranium nghèo.
Khánh Linh
Theo IE
