Khai thác khí đốt bằng các vụ nổ hạt nhân

Tại thời điểm đó, năng lượng hạt nhân thường hay bị đánh đồng với vũ khí hủy diệt. Tuy nhiên, các nhà khoa học Mỹ muốn tìm hiểu xem liệu nó có thể được ứng dụng cho những mục tiêu dân sự, chẳng hạn xây dựng một hải cảng mới tại Alaska, đào một kênh đào mới xuyên qua eo đất Panama, hay các dự án đòi hỏi phải di chuyển một khối lượng đất đá lớn.

Sau vài cuộc thử nghiệm đầu tiên vào cuối những năm 1950, kỹ thuật khoan phá đứt gãy thủy lực (hydraulic fracturing) đã trở thành một phương pháp khai thác khí đốt gây nhiều tranh cãi bởi tác động tiêu cực của nó lên môi trường. Về bản chất, đó là một quá trình bơm proppant1 trong điều kiện áp suất cực cao để phá vỡ các kết cấu đá xung quanh những túi dầu bên dưới lòng đất, nhờ đó dầu và khí đốt (hay khí tự nhiên) sẽ di chuyển dễ dàng hơn – tạo thuận lợi cho hoạt động khai thác. Nhưng thay vì bơm proppant, một số nhà khoa học tại Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Hoa Kỳ (AEC) lại đưa ra dự báo rằng những vụ nổ hạt nhân có khả năng sẽ tạo ra nhiều vết nứt lớn hơn và khoan hẳn một lỗ khổng lồ làm bể chứa khí đốt thoát ra.

Năm 1967, AEC đã hợp tác cùng Cục Khai thác Mỏ Hoa Kỳ và Công ty Khí đốt El Paso để thực hiện một loạt thử nghiệm bên dưới lòng đất cho mục đích kiểm chứng. Một địa điểm hẻo lánh cách Dulce (tiểu bang New Mexico) 21 dặm (33,6 km) về hướng Tây Nam, và cách Farmington 54 dặm (86,4 km) về phía Đông đã được chọn do có nhiều mỏ khí đốt nằm trong lớp sa thạch2. Nhóm thử nghiệm đã thả một đầu đạn hạt nhân công suất 29 kiloton – tên mã là Gasbuggy – xuống độ sâu 4.227 feet (gần 1.200 m), sau đó lấp lại trước khi kích nổ; không xuất hiện đám mây hình nấm nào nhưng mặt đất vẫn rung chuyển dữ dội. Vụ nổ đã tạo ra một khoảng trống có đường kính xấp xỉ 160 feet (48,76 m) và cao 333 feet (101,49 m). Tuy nhiên, điều mà các chuyên gia đã không tính trước là dưới áp lực khủng khiếp của những kết cấu đá xung quanh, khoảng trống đã sụp đổ chỉ sau vài giây.

Dự án thứ hai được theo đuổi mang tên Project Rulison, diễn ra tại vùng ngoại ô Rulison (tiểu bang Colorado) vào ngày 10/9/1969, dưới sự hợp tác của AEC cùng Công ty Dầu khí Austral ở Houston, Texas và Công ty Kỹ thuật hạt nhân CER Geonuclear Corporation. Đầu đạn được kích nổ ở độ sâu 8.400 feet (2,6 km), tạo nên một khoảng trống hình cầu nhưng cũng sụp đổ rất nhanh ngay sau đó. Mặc dù lượng khí đốt được giải phóng hết sức dồi dào, nhưng mật độ phóng xạ quá cao khiến nó không phù hợp với mục đích dân sự như đun nấu, sưởi ấm gia đình,… Trước đó, các nhà hoạt động xã hội và bảo vệ môi trường đã cố gắng tìm mọi cách ngăn chặn vụ nổ song vô ích và nó vẫn được thực hiện.

Chester McQueary, một thành viên nhóm phản đối đứng gần địa điểm diễn ra vụ nổ hồi tưởng: “Trong khoảnh khắc, chúng tôi như bị nhấc bổng lên khỏi mặt đất, khoảng 6 – 8 inch (14,04 - 18,72 cm), bởi sóng xung kích. Tuy đó chỉ là một cuộc thử nghiệm nhưng họ đã tuyên bố công khai rằng nếu thành công thì sẽ có thêm 100 – 200 vụ nổ tương tự nữa trong vòng bán kính 20 dặm (32 km) từ thị trấn Rifle và Parachute”.

Bất chấp nguy cơ phóng xạ, Rulison vẫn được xem là một dự án thành công và truyền động lực cho vụ thử cuối cùng — Dự án Rio Blanco, diễn ra vào ngày 17/5/1973 tại Hạt Rio Blanco, tiểu bang Colorado. Ba đầu đạn công suất 33 kiloton đã được kích nổ gần như đồng thời trong một giếng dầu ở độ sâu lần lượt là 5.838, 6.230 và 6.689 feet (1.779, 1.899 và 2.039 m) bên dưới lòng đất. Nếu vụ thử thành công, họ sẽ tiếp tục vận động kế hoạch sử dụng hàng trăm đầu đạn chuyên dụng khác cho các mỏ khí đốt ở phía Tây rặng Rockies. Tuy nhiên, kết quả vẫn không khá hơn so với hai lần trước.

Đến năm 1974, khoảng 82 triệu USD đã được chi cho chương trình nghiên cứu công nghệ hạt nhân để phục vụ khai thác khí đốt, bất chấp lời cảnh báo về rủi ro tài chính – ngay cả khi khai thác liên tục trong suốt 25 năm thì chỉ khoảng 15 – 40% khoản đầu tư sẽ được hoàn lại. Ngoài ra, nỗi sợ về rủi ro phóng xạ cũng khiến nó không được lòng công chúng. Cuối cùng, chương trình Plowshare đã bị dừng lại vô thời hạn vào năm 1975. Ngay sau đó, Hoa Kỳ và Liên Xô cùng ký Hiệp định Khai thác các vụ nổ hạt nhân ngầm cho mục đích hòa bình.

Cho đến nay, cả ba địa điểm thử nghiệm vẫn được cô lập và nằm dưới sự giám sát của Văn phòng Quản lý Di sản thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE).