Siêu cường số 1 thế giới biến đầu đạn hạt nhân thành nhiên liệu cho lò phản ứng hạt nhân thế hệ mới

Hiện tại, Mỹ đang nỗ lực tìm kiếm nguồn cung cấp uranium làm giàu quy mô lớn để phục vụ cho việc phát triển thế hệ lò phản ứng hạt nhân tiên tiến. Những nhà máy điện hạt nhân thế hệ mới này nhỏ gọn, dễ lắp đặt và có chi phí vận hành thấp hơn nhiều so với các nhà máy hạt nhân truyền thống.

Tại cơ sở hạt nhân Oak Ridge, Tennessee, nơi từng tham gia Dự án Manhattan để phát triển quả bom nguyên tử đầu tiên, các kỹ sư đang biến đổi uranium từ các đầu đạn hạt nhân chưa sử dụng thành nhiên liệu hữu ích. Quy trình này bắt đầu bằng việc nấu chảy uranium cấp vũ khí với uranium làm giàu thấp trong một lò nung kim loại ở nhiệt độ 1.400°C. Sau khi hoàn tất quá trình nấu chảy, hỗn hợp sẽ được làm nguội và đông đặc thành các khối rắn, trông giống như những cục than đen.

Loại nhiên liệu này sẽ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ, một loại nhà máy điện hạt nhân thế hệ mới. Những lò phản ứng này yêu cầu ít diện tích và bảo trì hơn so với lò phản ứng thông thường, nhưng thách thức lớn hiện nay là công nghệ này cần uranium làm giàu ở mức cao hơn, giúp tạo ra mật độ năng lượng lớn hơn.

Trước đây, Mỹ nhập khẩu phần lớn uranium làm giàu từ Nga. Tuy nhiên, sau khi cuộc xung đột tại Ukraine bùng phát, Mỹ đã ban hành lệnh cấm nhập khẩu uranium từ Nga thông qua một đạo luật lưỡng đảng. Từ đó thúc đẩy các nhà khoa học và doanh nghiệp năng lượng Mỹ phải tìm cách phát triển chuỗi cung ứng uranium nội địa. Hiện tại, nhiều dự án sản xuất nhiên liệu uranium trong nước đang được triển khai.

Ngoài việc tái chế uranium từ đầu đạn cũ, một số cơ sở khác tại Mỹ cũng đang sản xuất uranium làm giàu thấp với hàm lượng cao (HALEU). Chính phủ Mỹ đã cam kết hỗ trợ hơn 2 tỷ USD cho các công ty trong lĩnh vực làm giàu uranium, đồng thời khuyến khích tìm kiếm các nguồn nhiên liệu hạt nhân khác.

Tuy nhiên, lượng uranium từ kho vũ khí cũ không đủ đáp ứng nhu cầu, buộc Mỹ phải xây dựng hệ thống sản xuất uranium lớn hơn để phục vụ nhu cầu năng lượng ngày càng tăng.

Hiện nay, khoảng 20% điện năng của Mỹ được cung cấp bởi các nhà máy điện hạt nhân. Bộ Năng lượng Mỹ coi đây là một nguồn năng lượng sạch, ổn định và quan trọng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng cũng như bảo vệ môi trường.

HALEU chứa nồng độ uranium làm giàu từ 5-20%, cao hơn nhiều so với mức thông thường. Công ty Centrus, một trong số ít các doanh nghiệp tại Mỹ có khả năng làm giàu uranium, đang nỗ lực giảm sự phụ thuộc vào nguồn cung từ Nga. Sau khi Quốc hội Mỹ ban hành lệnh cấm nhập khẩu uranium từ Nga, nguồn cung đặc biệt là HALEU trở nên khan hiếm.

Để đối phó với tình trạng này, Centrus đang khởi động lại các hoạt động làm giàu uranium trong nước, nhằm đảm bảo Mỹ có đủ nhiên liệu để đáp ứng nhu cầu năng lượng trong tương lai và duy trì an ninh quốc gia.