Năng lượng hạt nhân là một bước tiến lớn đánh dấu trí khôn của con người lên cột mốc phát triển của của khoa học. Bất chấp vô vàn lợi ích mà năng lượng hạt nhân mang lại, chúng vẫn tạo ra rất nhiều thứ làm ảnh hưởng đến con người và môi trường, trong số đó nổi bật hơn cả là rác hạt nhân và tia phóng xạ.
Hiện tại, cách xử lý rác hạt nhân phổ biến nhất đó chính là đem chôn chúng xuống hàng mét đất ở những nơi vắng vẻ không có người sinh sống và để mặc chúng tiếp tục tự phân rã cho đến hết phòng đời. Cách làm phổ biến này nghe có vẻ an toàn nhưng thực tế cũng mang lại nhiều bất lợi. Cần phải biết, đồng vị Uranium 235 và 239 (các đồng vị dùng trong năng lượng hạt nhân) có thời gian bán rã rất lâu, trung bình vào khoảng 24 ngàn năm. Điều này khiến các hố rác hạt nhân thường ít được tái sử dụng và ngày sẽ càng mở rộng quy mô hơn, khiến cho năng lượng hạt nhân sẽ ngày càng ảnh hưởng xấu đến môi trường và con người trong tương lai.
Chôn và cách ly rác hạt nhân vẫn là cách làm phổ biến nhất hiện tại. Ảnh: Harvard
Châu Âu, khu vực phụ thuộc vào nguồn năng lượng này nhiều hơn hầu hết các nơi trên địa cầu là những người đầu tiên phải quan tâm và cần tìm giải pháp triệt để cho vấn đề này. May mắn thay, nhà vật lý Gérard Mourou đã tìm ra một phần chìa khoá để giải bài toán trên.
Hiện tại, cách xử lý rác hạt nhân phổ biến nhất đó chính là đem chôn chúng xuống hàng mét đất ở những nơi vắng vẻ không có người sinh sống và để mặc chúng tiếp tục tự phân rã cho đến hết phòng đời. Cách làm phổ biến này nghe có vẻ an toàn nhưng thực tế cũng mang lại nhiều bất lợi. Cần phải biết, đồng vị Uranium 235 và 239 (các đồng vị dùng trong năng lượng hạt nhân) có thời gian bán rã rất lâu, trung bình vào khoảng 24 ngàn năm. Điều này khiến các hố rác hạt nhân thường ít được tái sử dụng và ngày sẽ càng mở rộng quy mô hơn, khiến cho năng lượng hạt nhân sẽ ngày càng ảnh hưởng xấu đến môi trường và con người trong tương lai.
Chôn và cách ly rác hạt nhân vẫn là cách làm phổ biến nhất hiện tại. Ảnh: Harvard
Châu Âu, khu vực phụ thuộc vào nguồn năng lượng này nhiều hơn hầu hết các nơi trên địa cầu là những người đầu tiên phải quan tâm và cần tìm giải pháp triệt để cho vấn đề này. May mắn thay, nhà vật lý Gérard Mourou đã tìm ra một phần chìa khoá để giải bài toán trên.
Trong buổi phỏng vấn với The Conversation, cũng như trong bài phát biểu khi nhận giải Nobel của ông, Gérard đã nói rằng laser có thể cắt giảm tuổi thọ của chất thải hạt nhân từ hàng triệu năm xuống chỉ còn 30 phút.
Trước khi tìm hiểu vì sao laser có thể làm được điều này, chúng ta cần biết Gérard Mourou là ai. Mourou là người đồng nhận giải Nobel cùng với Donna Strickland nhờ vào nghiên cứu về Chirped Pulse Amplification (CPA). Nói đơn giản, CPA là một dự án khoa học với mục đích khuếch đại xung có tần số tăng dần, hay nó cũng có bản chất chính là tia laser.
CPA có khả năng tạo ra các xung quang học bước sóng siêu ngắn, cường độ cao và chứa năng lượng cực lớn. Ban đầu, CPA được nghiên cứu ra để phát triển các thiết bị có thể tạo ra các vết cắt có độ chính xác cực cao, dùng trong y tế và công nghiệp. Dĩ nhiên là ứng dụng của các tia các siêu mạnh siêu tinh vi này còn có thể được áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác, và nó đúng là như vậy thật.
CPA tạo ra các xung nhanh tới mức chỉ được tính bằng atto giây (1x10^-18 giây). Các xung này có thể “chiếu sáng” các sự kiện cực nhanh và vốn không thể quan sát được. Ví dụ, với các phản ứng hoá học và các sự kiện diễn ra ở hạt nhân nguyên tử, CPA có thể làm cho chúng trở nên “dễ quan sát hơn”. Và chính các tia mang năng lượng cực mạnh này sẽ biến đổi hạt nhân phóng xạ thành một loại hạt nhân mới thân thiện hơn. Mourou nói:
"Một hạt nhân nguyên tử được cấu thành từ proton và neutron. Nếu chúng ta thêm bớt một neutron vào hạt nhân, bản chất sẽ thay đổi hoàn toàn. Nó sẽ không còn là một nguyên tử như cũ nữa và các đặc tính vật lý của nó sẽ thay đổi hoàn toàn. Điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến thời gian bán rã hay tuổi thọ của hạt nhân. Chúng ta hoàn toàn có thể cắt giảm tuổi thọ của chúng từ vài triệu năm xuống chỉ còn 30 phút.
Trong thử nghiệm, chúng ta đã có thể chiếu xạ một lượng vật chất lớn thông qua tia laser công suất cao để thay đổi cấu trúc của hạt nhân nguyên tử. Về lý thuyết, kỹ thuật này hoàn toàn khả thi và không gì có thể cản bước chúng tôi phát triển chúng lên mức một ngành công nghiệp lớn. Chúng tôi đang hợp tác với Uỷ ban Năng lượng Nguyên tử và Năng lượng Thay thế ở Pháp để phát triển dự án này. Theo ước tính, tầm 10 đến 15 năm nữa, chúng tôi có thể sẽ chứng minh được một điều gì đó thú vị."
Bản đồ nhà máy năng lượng hạt nhân ở Pháp. Ảnh: Wiki
Quảng cáo
Hiện tại, rất nhiều nước ở Châu Âu đang phụ thuộc vào năng lượng hạt nhân. Pháp phụ thuộc 71% vào nguồn năng lượng này cho nhâu cầu năng lượng của họ. Một số quốc gia khác như Ukraine, Slovakia hay Bỉ, Hungary cũng đều sử dụng năng lượng hạt nhân trong nhu cầu năng lượng hàng ngày. Tuy nhiên, điểm chung khác mà tất cả nước này cùng có, đó lại là không ai có một kế hoạch cụ thể và triệt để để giải quyết vấn đề rác hạt nhân. Tổ chức Hoà Bình Xanh ước tính có khoảng 250 ngàn tấn rác hạt nhân đang được chôn ở khắp 14 quốc gia trên thế giới. Chi phí để chôn chúng cũng tốn hơn 100 tỷ USD (trừ Trung Quốc, Nga và Ấn Độ).
Tham khảo FreeThink
Hình cover từ SciTechDaily
