Thông thường, bất cứ một sinh hoạt
nào phát sinh hay sử dụng nguyên liệu phóng xạ đều thải hồi ra rác phóng xạ.
Trong các hầm mỏ, nhà máy phát điện nguyên tử, trong kỹ nghệ quốc phòng, kinh
tế, y khoa, hay trong nghiên cứu áp dụng tia phóng xạ đều sản xuất ra phế thải
phóng xạ.
Ngay từ khi thực hiện những áp
dụng nguyên tử vào mục tiêu năng lượng như việc xây dựng những trung tâm phát
điện, con người vẫn nghĩ rằng vấn đề phế thải nguyên tử không phải là một vấn đề
quan trọng, và được suy diễn rác phóng xạ cũng như bao loại phế thải khác nghĩa
là có thể thanh lọc hay tái tạo lại được.
Nhưng hiện nay, rác phóng xạ trở
thành một vấn đề cấp bách cho các quốc gia trên thế giới vì mức độ an toàn, mức
rò rỉ của các hầm chôn cất phóng xạ ngày càng nghiêm trọng, ảnh hưởng lên môi
trường, cũng như việc giải quyết không đơn giản như các dự đoán từ đầu. Tại Hoa
Kỳ, chất thải phóng xạ được lưu trữ chinh yếu tại một kho lưu trữ trung ương
được mở vào giữa những năm 1980 dưới núi Yucca ở sa mạc Nevada, 80 dặm từ Las
Vegas. Chi phí cho việc xây dựng nầy tiêu tốn 15 tỷ Mỹ kim.
Phải mất bao lâu để chất
thải hạt nhân bị phân hủy?
Các đồng vị phóng xạ cuối cùng
phân rã (decay), hoặc phân hủy (disintegrate), tạo thành các vật liệu không còn
độc hại. Một số đồng vị phân hủy trong vài giờ hoặc thậm chí vài phút, nhưng một
số khác phân rã rất chậm. Strontium-90 và Cesium-137 có tuổi thọ khoảng 30 năm
(một nửa chất phóng xạ sẽ bị phân hủy trong vòng 30 năm). Plutonium-239 có thời
gian bán hủy 24.000 năm.
Trên thế giới, rác phóng xạ hầu
hết được chôn sâu dưới lòng đất có chiều sâu khác nhau của từng quốc
gia:
- Sweden äspö Hard Rock Laboratory
450 m
- Switzerland Grimsel Test Site
450 m
- Switzerland Mont Terri Rock
Laboratory 300 m
- USA Yucca Mountain nuclear waste
repository 50 m.
Riêng tại Nga, đa số phế thải
phóng xạ, đặc biệt các thanh phóng xạ (nuclear fuel rod) đều được chôn dưới
nước.
Tại Pháp, Tổ chức Bảo vệ Môi
trường Greenpeace hôm 10/10/2017, ra báo cáo cảnh báo tình trạng nhiều bể chứa
(mỗi bể chứa hàng trăm tấn chất thải phóng xạ) các chất phóng xạ đã qua sử dụng,
tại Pháp và Bỉ, được bảo vệ "rất kém" và cần hàng chục tỉ đô la để bảo vệ các
địa điểm đó. Chính phủ Pháp cho biết sẽ xem xét báo cáo này đối với 63 bể chứa ở
xứ này.
Tổ chức bảo vệ môi trường khuyến
cáo Công ty Điện Lực Pháp EDF xây tường chắn kiên cố để bảo vệ các địa điểm
chiến lược này. Theo ông Yves Marignac, giám đốc của cơ quan nghiên cứu và tư
vấn WISE-Paris, đồng tác giả báo cáo, chi phí ước tính cho mỗi bể chứa là khoảng
một tỉ đô la.
Theo ước tính, nếu bị tấn công,
mỗi bể chứa có thể trở thành nguồn gốc của một “thảm họa hạt nhân”, khiến đời
sống dân cư xung quanh bán kính 250 km gặp nguy hiểm.
Và ngày hôm nay, việc giải quyết
phế thải phóng xạ là một vấn đề phức tạp, không phải vì bản chất của phế thải,
mà vì sự phức tạp của những luật lệ liên quan đến sự điều hành và thanh lọc phế
thải phóng xạ nầy. Tại Hoa Kỳ, các cơ quan liên quan đến việc quản lý rác phóng
xạ là: Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA), Hội đồng Luật lệ Hạch nhân (NRC), Bộ
Năng lượng (DOE), và Bộ Giao thông (DOT). Rác phóng xạ được phân loại theo nguồn
gốc của phế thải chứ không theo nồng độ của từng phế thải. Đó
là:
1) Phế thải từ các thanh năng
lượng trong lò phản ứng hạch nhân,
2) Phế thải có nồng độ phóng xạ
cao ở các lò phản ứng,
3) Phế thải phóng xạ từ các chương
trình quốc phòng,
4) Phế thải từ các hầm mỏ
uranium,
5) Phế thải có nồng độ
thấp,
6) Phế thải từ các máy phát sinh
ra phóng xạ như máy X-ray v.v…
1. Các nguồn phóng
xạ
Sự phóng xạ là một tính chất đặc
biệt của một số nguyên tố như Uranium có thể phát thải ra trong điều kiện thông
thường, các tia (radiation) alpha và beta, đôi khi tia gamma do sự phân hủy tự
nhiên (disintegration hay decay) nhân (nuclei) của nguyên tử. Do đó, có nhiều
loại phóng xạ mang cường độ khác nhau tùy theo số lượng các bức xạ trong mỗi
nguyên tố.
Bất cứ việc áp dụng hiện tượng
phóng xạ trên nhằm đem lại phúc lợi cho nhân loại cũng đều tạo ra phế thải phóng
xạ hay phế thải hạch nhân (nuclei waste). Và phương cách tiếp cận của nguồn phế
thải nầy vào cơ thể chúng ta chính là nguồn nước và không khí.
Nguồn nước bao bọc quả địa cầu là
nơi dung dưỡng và phát thải chất phóng xạ vào môi trường. Khi một phế thải phóng
xạ đi vào đường nước, các tia phóng xạ đó sẽ được hấp thụ bởi cây cỏ chung quanh
nguồn nước trên, cũng như tất cả các sinh động vật sống trong vùng nước bị nhiễm
độc trên. Các tia phóng xạ cũng có thể lơ lửng trong không khí và xâm nhập vào
cơ thể con người, cây cỏ, thú vật và nguồn đất. Do đó, con người có thể hấp thụ
các chất phóng xạ qua đường nước, không khí, và thực phẩm.
Tựu trung, chất phóng xạ có thể
tích tụ trong cơ thể lâu hơn đời sống của con người vì sự bán hủy (half life)
của những tia phóng xạ dài hơn một ngàn năm dựa theo ước tính của Viện Hàn lâm
Quốc gia Khoa học Hoa Kỳ (US NAS). Cũng theo ước tính trên thì số lượng rác
phóng xạ Hoa kỳ chứa trong năm 1983 phải cần đến 3 triệu năm sau đó mới có thề
tự phân hủy trở về định mức thiên nhiên.
Việc tiếp cận phóng xạ đến từ
nhiều nguồn khác nhau:
• Quần áo bảo vệ cơ
thể;
• Các súc vật thí nghiệm trong
phản ứng có chứa phóng xạ;
• Hệ thống nước làm nguội các nhà
máy điện nguyên tử, các thanh phóng xạ, và tất cả dụng cụ sử dụng trong nhà máy
điện nguyên tử;
• Nhà máy tinh chế các thanh phóng
xạ;
• Các dụng cụ y khoa có chứa phóng
xạ v.v…
2. Phân loại phế thải phóng
xạ
Phế thải phóng xạ được chia ra làm
ba loại: phế thải có nồng độ cao, phế thải sau khi tách phóng xạ từ các hầm mỏ
gọi là mill tailings, và phế thải có nồng độ thấp.
Phế thải phóng xạ có nồng độ cao:
Đây là nguồn phế thải quan trọng nhất gồm các thanh phản ứng phóng xạ trong
những nhà máy năng lượng phóng xạ dùng trong thương mại và quốc phòng. Tại Hoa
Kỳ, các nhà máy phát điện hạch nhân phát thải hàng năm trên 3.000 tấn phế thải
loại nầy, chưa kể các nguồn phế thải trong quốc phòng. Phế thải từ các thanh
phản ứng của 100 nhà máy điện hạch nhân ở Hoa Kỳ hàng năm chiếm một diện tích
bằng một sân bóng bầu dục và dầy trên một bộ (foot).
Chỉ một cọc phản ứng phế thải phát
xuất ra trên 1 triệu rems (đơn vị phóng xạ).
Hiện tại, đối với các loại phế
thải trên, những nhà máy năng lượng hạch nhân dùng phương pháp ngâm trong nước
lạnh chứa trong bồn chứa bằng chì (lead), nhằm mục đích ngăn chặn sự phát thải
của tia phóng xạ gamma và phòng ngừa sự tách rời (fission) của các nguồn phóng
xạ còn lại ở trong thanh phóng xạ. Đây chỉ là một giải pháp tạm thời trong khi
chờ đợi quyết định của Bộ Năng lượng có thể ban hành trong năm 2008 trước khi
vào nơi "an nghỉ" sau cùng ở Nevada.
2- Phế thải từ các hầm mỏ phóng
xạ: Đây là nguồn phế thải phóng xạ sau khi tinh chế đất, đá có chứa phóng xạ từ
các hầm mỏ. Thông thường các quặng uranium chỉ có nồng độ phóng xạ khoảng 1%,
tất cả các phần còn lại là phế thải chiếm một diện tích rất lớn phát thải phóng
xạ có thể làm ô nhiễm nguồn nước và không khí chung quanh vùng khai thác. Tính
đến năm 2004, toàn quốc Hoa Kỳ chứa khoảng 200 triệu tấn loại phế thải nầy, và
hàng năm phát thải thêm khoảng 15 triệu tấn. Mặc dù nồng độ phóng xạ thấp, nhưng
vẫn có nhiều chất đồng vị có thể tồn tại hàng triệu năm.
3- Phế thải phóng xạ nồng độ thấp:
Đây bao gồm tất cả các nguồn phế thải phóng xạ không nằm trong hai loại phế thải
trên. Đó là các nguồn nước thải trong các lò phản ứng, những nguồn phóng xạ
trong các phòng thí nghiệm, bịnh viện, và trong kỹ nghệ. Tuy được liệt kê nguồn
phế thải phóng xạ có nồng độ thấp, nhưng điều đó không có nghĩa là không nguy
hiểm, vì các tia phóng xạ nầy vẫn tồn tại trong nước và trong không khí hàng
ngàn năm sau đó.
Phế thải nầy được chia ra làm hai
loại: Phế thải nước ngâm các thanh phóng xạ trong thời gian phản ứng; và phế
thải từ các khoan trung hòa (neutron) trong thời gian tinh chế những thanh phản
ứng. Các loại phế thải nầy được chứa tại những địa điểm phát sinh ra phế thải
cho đến khi bị phân rã (decay) hoàn toàn, và sau đó mới được chuyển tải vào các
bãi rác.
3. Làm thế nào để giải quyết
phế thải phóng xạ
Đối với chất thải phóng xạ ở mức
độ thấp, như găng tay, tyvek bị ô nhiễm, có thể vứt bỏ ở bãi chôn lấp. Chất thải
ở mức cao hơn, có thể gây phóng xạ nguy hiểm, khó phân hủy hơn. Nó có thể được
tái thanh lọc để trích xuất nhiên liệu hạt nhân hoặc đóng gói trong các thùng
kín và để lại dưới lòng đất.
Đối với những nguồn phế thải có
nồng độ phóng xạ thấp, bãi rác dành riêng cho loại phế thải nầy được xây dựng từ
những năm 1960. Nơi đây, các đường hầm chứa phế thải được thiết lập sâu dưới bãi
rác. Thùng phế thải được chuyển vào các đường hầm trên và được bao bọc bằng
những lớp đất được nén cứng để tránh mức độ ẩm có thể ảnh hưởng đến phết thải
phóng xạ trong các thùng chứa kín.
Qua ba nguồn phế thải phóng xạ kể
trên, phế thải phóng xạ có nồng độ cao là nguy hiểm nhất, và phương cách để tồn
trữ dài hạn cho loại phế thải nầy là cần phải ngăn ngừa hiện tượng rò rỉ ra
ngoài nguồn nước hay lòng đất, hoặc không khí. Trước hết cần phải giảm thiểu tối
đa thể tích của phế thải, và trong mỗi bồn chứa cần phải ước tính mức độ đồng vị
phát thải trong tương lai cũng như phản ứng phát nhiệt cần phải tính toán để các
thùng chứa phế thải không bị nứt ra và bị rò rỉ.
Sau cùng, các thùng chứa phế thải
được chôn sâu vào lòng đất bao bọc bằng những hầm chứa xây kiên cố bằng xi măng
dầy.
Từ những năm 1940 đến 1960, những
thùng chứa phế thải phóng xạ được chôn vùi dưới lòng đại dương. Giải pháp nầy
được chấm dứt vào năm 1970 khi EPA Hoa Kỳ khám phá ra rằng có ít nhất ¼ các
thùng chứa dưới đáy biển bị rò rỉ.
Vào thập niên 1980, Hoa Kỳ mới
chọn giải pháp chôn phế thải phóng xạ trong lòng đất và đã chi ra trên 2 tỷ Mỹ
kim cho giải pháp nầy bằng cách xây dựng những đường hầm dưới lòng đất sâu để
chứa những thùng phế thải.
Hầu như tất cả các nhà máy điện
hạt nhân của Hoa Kỳ lưu trữ nhiên liệu hạt nhân đã qua việc dùng "các hồ chứa
các thanh nhiên liệu"(spent fuel pools). Những hồ chứa này được làm bằng bê tông
cốt thép dày vài bộ, với lớp lót bằng thép. Nước này thường dài khoảng 40 bộ, và
dùng để che chắn bức xạ và làm nguội các thanh nhiên liệu.
Từ đó đến nay, vẫn chưa có một
quyết định sau cùng nào cả vì có nhiều ý kiến từ nhiều phía khác nhau. Những
tranh cãi tiếp tục diễn ra, và vấn đề phế thải phóng xạ vẫn còn là một đề tài
thời sự cho đến ngày hôm nay.
4. Những tranh luận về một
"bãi rác" cho phế thải phóng xạ
Qua những bất đồng quan điểm về
mức phóng xạ và về sự an toàn sau khi rác phóng xạ được chôn vào lòng đất…các
nhà khoa học, kinh tế, và chính trị có nhiều giải pháp đề nghị khác nhau
như:
1- Cho tất cả phế thải phóng xạ
vào một bồn chứa kín và chuyển tải vào quỹ đạo trái đất;
2- Chôn phế thải phóng xạ dưới các
tảng băng vùng Nam cực;
3- Hay táo bạo hơn nữa là phá hủy
(bombard) phế thải phóng xạ bằng bom nguyên tử để biến đổi phế thải thành những
đồng vị (isotope) ít độc hại hơn.
Nhưng tất cả 3 giả thuyết đề nghị
trên đều không được áp dụng.
Sau cùng giải pháp Yucca vẫn đang
còn nằm trên bàn tranh luận cả ở Thượng viện và Tối cao Pháp viện của Hoa
Kỳ.
5. Kết
luận
Hiện tại, những nhà làm luật của
tiểu bang Nevada đang kiện EPA về giải pháp Yucca, mặc dù công trình vẫn còn
đang tiếp tục xây dựng để chứa tất cả những phế thải phóng xạ có nồng độ cao từ
khắp nước Mỹ. Các cuộc tranh cãi đang đi vào bế tắc, ít nhất là trong giai đoạn
hiện tại sau hơn 60 năm tranh luận về giải pháp giải quyết vấn để phế thải phóng
xạ nầy.
Bế tắc vì phế thải được tạo ra chỉ
nhằm mục đích giải quyết tiện nghi cho một thành phần dân chúng sống ở những
thành phố lớn. Và thành phần dân chúng phải gánh chịu trước mắt là những vùng
nông thôn xa xôi, chẳng những không được hưởng những phúc lợi trên mà còn phải
đối mặt với nguy cơ phát sinh ra từ bãi rác.
Cũng như trong tương lai, con
người hiện tại hưởng tất cả thành tựu về việc ứng dụng nguyên tử và hạch nhân
trong đời sống; trong lúc đó di hại sẽ còn kéo dài nhiều thế hệ tiếp theo sau.
Đây chính là điểm bất công nhất dưới tầm nhìn của những nhà tương lai học và
dưới quan điểm toàn cầu hóa đối với các thế hệ tương lai.
Từ những suy nghĩ trên, thiết nghĩ
một vài biện pháp căn bản sau đây có thể góp phần vào việc giải quyết vấn nạn
phế thải phóng xạ trong khi chờ đợi một giải pháp tối ưu cho vấn đề. Đó
là:
Cần phải hạn chế thể tích phế thải
phóng xạ bằng cách cô lập bộ phận thực sự phát thải phóng xạ mà
thôi;
Phân tích và tách rời các loại phế
thải có mức độ tự hủy (decay) khác nhau để giảm thiểu diện tích của bãi
rác;
Hạn chế và nếu có thể, chấm dứt
việc sử dụng năng lượng hạch tâm và thay thế bằng năng lượng tái
tạo;
Phát triển nghiên cứu các loại
năng lượng sạch và năng lượng tái tạo nhằm mục đích giải quyết vấn đề cũng như
hạn chế được hiện tượng hâm nóng toàn cầu.
Làm được các điều trên, theo ước
tính của nhiều nhà khoa học, sẽ giải quyết được một phần nào bế tắc của giải
pháp Yucca tại Hoa Kỳ cũng như ở các quốc gia phát triển trên thế
giới.
Hội Bảo vệ Môi trường Việt
Nam (VEPS)
TS.Mai Thanh Truyết
môi trường rất quan trọng
Trả lờiXóa