Phản ứng hạt nhân lại âm ỉ ở Chernobyl

Các cảm biến của cơ quan theo dõi Chernobyl đang đo được lượng neutron gia tăng, cho thấy dấu hiệu của phản ứng phân hạch, xuất phát từ một trong các khu vực không tiếp cận được của nhà máy, Anatolii Doroshenko, nhà nghiên cứu thuộc Viện Nghiên cứu các vấn đề an toàn của các nhà máy điện hạt nhân (ISPNPP) ở Kyiv, Ukraine, báo cáo vào tuần trước trong một cuộc thảo luận về việc tháo dỡ lò phản ứng này.

Maxim Saveliev, cũng từ ISPNPP, nói: "Còn rất nhiều điều không chắc chắn. Nhưng chúng tôi không thể loại trừ khả năng xảy ra sự cố [ở khu vực nói trên]".

Nguy cơ phản ứng phân hạch tự duy trì đã ám ảnh các nhà quản lý hạt nhân trong khu vực Chernobyl từ lâu. Khi một phần lõi của lò phản ứng số bốn của nhà máy Chernobyl bị tan chảy vào ngày 26/4/1986, các thanh nhiên liệu uranium, lớp phủ zirconium của chúng, cùng với thanh điều khiển bằng than chì và cát đổ lên lõi để dập tắt ngọn lửa bị tan chảy cùng nhau thành dung nham. Dung nham chảy vào các phòng dưới tầng hầm của lò phản ứng và cứng lại thành các hợp chất được gọi là vật liệu chứa nhiên liệu (FCM), trong đó chứa khoảng 170 tấn uranium đã được chiếu xạ - tương đương 95% lượng nhiên liệu ban đầu của lò phản ứng.

Tấm chắn bằng bê tông và thép - được gọi là Shelter - dựng lên 1 năm sau vụ tai nạn, vẫn bị nước mưa thấm vào. Nước làm chậm hoặc điều hòa neutron, và do đó làm tăng khả năng neutron va chạm và làm phân tách hạt nhân uranium. (Khi hạt nhân của một nguyên tử uranium va vào một neutron đang chuyển động, nó sẽ tách ra làm hai - hay phản ứng phân hạch - và giải phóng một số năng lượng dưới dạng nhiệt, đồng thời tạo ra thêm hai hoặc ba neutron). Do đó mưa lớn đôi khi sẽ làm cho số lượng neutron tăng vọt.

Giới quản lý Chernobyl cho rằng mọi nguy cơ phân hạch và gia tăng neutron sẽ biến mất khi Cơ sở giam giữ An toàn Mới (NSC), một cấu trúc che chắn khổng lồ trị giá 1,5 tỷ euro, được đặt phủ lên cả Shelter và lò phản ứng vào tháng 11/2016. NSC có thể ngăn mưa, và kể từ khi lắp đặt NSC, lượng neutron ở hầu hết các khu vực đã ổn định hoặc đang giảm.

Nhưng lượng neutron lại bắt đầu tăng lên ở một vài điểm, gần gấp đôi trong 4 năm ở phòng 305/2 của lò phản ứng, nơi chứa hàng tấn FCM bị chôn vùi dưới các mảnh vỡ. Mô hình của ISPNPP cho thấy việc giữ khô FCM bằng cách nào đó làm cho neutron bắn qua nó nhiều hơn chứ không phải ít đi, và ngày càng gây phân tách hạt nhân uranium nhiều hơn. “Đó là dữ liệu đáng tin cậy và hợp lý,” Neil Hyatt - nhà hóa học vật liệu hạt nhân tại Đại học Sheffield, Vương quốc Anh - nói. "Chỉ là chúng ta chưa hiểu rõ cơ chế đằng sau là gì".

Không thể bỏ qua nguy cơ này. Khi nước tiếp tục rút đi, các nhà khoa học lo ngại rằng "phản ứng phân hạch sẽ tăng tốc theo cấp số nhân", dẫn đến "sự giải phóng năng lượng hạt nhân một cách mất kiểm soát", theo Hyatt.

Các sự cố nếu có xảy ra cũng sẽ không nghiêm trọng như vụ nổ năm 1986, khi tạo ra một đám mây phóng xạ bao phủ châu Âu. Nhưng có thể xảy ra phản ứng phân hạch trong FCM sau khi nhiệt từ quá trình phân hạch làm sôi hết lượng nước còn lại, và Saveliev lưu ý, bất kỳ phản ứng nổ nào, nếu có xảy ra, cũng sẽ được kiểm soát nhưng có thể đe dọa phá hủy các phần không ổn định của Shelter, và lấp đầy bụi phóng xạ trong NSC.

Giải quyết mối đe dọa mới là một thách thức. Mức độ bức xạ trong phòng 305/2 quá cao, không thể đến đủ gần để lắp đặt cảm biến. Và không thể phun gadolinium nitrat (có tác dụng hấp thụ bớt neutron) lên FCM trong đó, vì nó bị chôn vùi dưới bê tông. Một ý tưởng là phát triển một robot chịu được bức xạ cường độ cao đủ lâu để đi vào phòng, khoan lỗ trên FCM và chèn vào đó các xi-lanh boron, có chức năng giống như các thanh điều khiển thu nạp neutron trong lò phản ứng. Trong thời gian chờ đợi, ISPNPP dự định tăng cường giám sát hai khu vực khác mà FCM có khả năng phản ứng.

Các phản ứng phân hạch xuất hiện trở lại không phải là thách thức duy nhất mà những người canh giữ Chernobyl phải đối mặt. Bị bao vây bởi bức xạ cường độ cao và độ ẩm cao, các FCM đang tan rã - sinh ra nhiều bụi phóng xạ hơn.

Ukraine từ lâu đã có ý định loại bỏ các FCM và đưa chúng vào một kho lưu trữ. Đến tháng 9 năm nay, với sự giúp đỡ từ Ngân hàng Tái thiết và Phát triển Châu Âu EBRD, họ đặt mục tiêu có một kế hoạch toàn diện để thực hiện việc di dời. Nhưng với các phản ứng còn chập chờn bên trong, việc xử lý phần còn lại của lò phản ứng có thể khó hơn bao giờ hết.