Chương 1 TỔNG QUAN PHÁP LUẬT VỀ NĂNG LƢỢNG NGUYÊN TỬ VÀ KHÔNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG NGUYÊN TỬ 1.1 KHÁI NIỆM NĂNG LƢỢNG NGUYÊN TỬ 1.1 Định nghĩa Theo quy định tại Khoản 1, Điều 3 của Luật Năng lƣợng nguyên tử Việt Nam năm 2008, thuật ngữ “Năng lượng nguyên tử” đƣợc định nghĩa là: “Năng lượng được giải phóng trong quá trình biến đổi hạt nhân bao gồm năng lượng phân hạch, năng lượng nhiệt hạch, năng lượng do phân rã chất phóng xạ; là năng lượng sóng điện từ có khả năng ion hoá vật chất và năng lượng các hạt được gia tốc”.2 Lịch sử phát triển năng lƣợng nguyên tử trên Thế giới Lịch sử của năng lƣợng nguyên tử khởi đầu với việc xây dựng mô hình nguyên tử. Năm 1912, nhà vật lý Ernest Rutherford (1871 - 1937) ngƣời Anh, sau khi phát hiện ra hạt nhân nguyên tử đã cùng với nhà vật lý Niels Bohr (1885 - 1962) ngƣời Đan Mạch đề xuất một mô hình nguyên tử: Nguyên tử gồm một hạt nhân tích điện dƣơng đƣợc bao quanh bởi các electron [20]. Năm 1913, Rutherford phát hiện ra proton. Năm 1932, nhà vật lý James Chadwick (1891 - 1974) ngƣời Anh phát hiện ra nơtron.
Năm 1939, nhà vật lý Frederic Joliot-Curie (1900 - 1958) ngƣời Pháp cùng với các trợ lý là Lew Kowaski và Hans Von Halban đã chứng minh rằng hiện tƣợng phân rã hạt nhân (phân hạch) uran kéo theo sự toả nhiệt rất lớn [20]. Việc phát hiện ra phản ứng dây chuyền sau này cho phép khai thác năng lƣợng nguyên tử. Trong Đại chiến thế giới lần thứ II (1939-1945), các nghiên cứu về hiện tƣợng phân hạch đƣợc tiếp tục tiến hành ở Mỹ, với sự tham gia của các nhà khoa 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com học từ châu Âu di cƣ sang đó. Kế hoạch Mahattan đƣợc phát động với mục đích chế tạo vũ khí hạt nhân mà hệ quả là các vụ nổ hạt nhân (bom nguyên tử) ở hai thành phố Hiroshima và Nagasaki (Nhật Bản) vào tháng 8/1945 [20].
Ngay sau chiến tranh, những nghiên cứu về năng lƣợng phân hạch đƣợc tiếp tục tiến hành để sử dụng vào mục đích dân sự. Ở Pháp, ủy hội năng lƣợng nguyên tử Pháp (Commissariat à l'énergie Atomique CEA) đƣợc thành lập vào năm 1945 [20]. Nhiệm vụ của Cơ quan nghiên cứu này là giúp nƣớc Pháp làm chủ đƣợc nguyên tử trong các lĩnh vực nghiên cứu, y tế, năng lƣợng, công nghiệp, an ninh và quốc phòng. Sau chiên tranh, chính quyền Mĩ khuyến khích phát triển năng lƣợng nguyên tử cho các mục đích dân sự hòa bình.
Quốc hội Mĩ đã thành lập Ủy ban Năng lƣợng Nguyên tử (AEC) vào năm 1946. AEC đã ủy quyền xây dựng Lò Tái sinh Thực nghiệm I tại một địa điểm ở Idaho. Lò phản ứng ấy phát điện lần đầu tiên từ năng lƣợng nguyên tử vào ngày 20/12/1951 [16]. Một mục tiêu chính trong nghiên cứu hạt nhân vào giữa thập niên 1950 là chứng tỏ rằng năng lƣợng nguyên tử có thể phát điện dùng cho mục đích thƣơng mại.
Nhà máy phát điện thƣơng mại đầu tiên chạy bằng năng lƣợng nguyên tử đặt tại Shippingport, Pennsylvania. Nó đạt tới công suất thiết kê trọn vẹn vào năm 1957 [16]. Các lò phản ứng nƣớc nhẹ kiểu nhƣ Shippingport sử dụng nƣớc bình thƣờng để làm nguội lõi lò phản ứng trong phản ứng dây chuyền. Chúng là mẫu thiết kế tốt nhất khi ấy cho nhà máy điện nguyên tử.
Ngành công nghiệp bí mật ngày càng liên quan nhiều hơn đến việc phát triển các lò phản ứng nƣớc nhẹ sau khi Shippingport đi vào hoạt động. Các chƣơng trình năng lƣợng nguyên tử đã chuyển sự tập trung sang việc phát triển các công nghệ lò phản ứng khác. Ngành công nghiệp điện nguyên tử ở Mĩ phát triển nhanh chóng trong thập niên 1960. Các công ty thực dụng đã nhìn thấy dạng sản xuất điện này thật kinh tế, sạch về mặt môi trƣờng và an toàn.
Tuy nhiên, vào thập niên 1970 và 1980, sự tăng 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com trƣởng bị chậm lại. Nhu cầu điện giảm đi và các lo ngại về điện nguyên tử ngày càng tăng, ví dụ nhƣ sự an toàn lò phản ứng, vấn đề chất thải, và những xem xét môi trƣờng khác [16]. Tuy nhiên, nƣớc Mĩ vẫn có số lƣợng nhà máy điện nguyên tử đang hoạt động nhiều gấp đôi so với bất kì nƣớc nào trên Thế Giới vào năm 1991, chiếm hơn một phần tƣ số lƣợng nhà máy đang hoạt động trên Thế Giới. Năng lƣợng nguyên tử cung cấp gần 22% điện năng sản xuất ở nƣớc Mĩ [16].
Cuối năm 1991, 31 quốc gia khác cũng có nhà máy điện nguyên tử đang khai thác thƣơng mại hoặc đang xây dựng [16]. Đó là một sự chuyển giao công nghệ điện nguyên tử rộng khắp và ấn tƣợng. Trong thập niên 1990, nƣớc Mĩ phải đối mặt trƣớc một vài vấn đề năng lƣợng chính, và đã phát triển một vài mục tiêu chính cho năng lƣợng nguyên tử, đó là: Duy trì sự an toàn cao và các chuẩn thiết kế; Giảm rủi ro kinh tế; Giảm rủi ro điều tiết; Thiết lập một chƣơng trình chất thải hạt nhân mức cao thật hiệu quả. Một vài trong số những mục tiêu năng lƣợng nguyên tử này đã đƣa vào Chính sách Năng lƣợng năm 1992, đƣợc kí thành luật (nƣớc Mĩ) vào tháng 10 cùng năm [16].
Nƣớc Mĩ đang hành động để đạt tới những mục tiêu này theo nhiều phƣơng thức khác nhau. Chẳng hạn, Bộ Năng lƣợng Mĩ gánh vác một số nỗ lực chung với ngành công nghiệp hạt nhân để phát triển thế hệ tiếp theo của các nhà máy điện nguyên tử. Những nhà máy đã và đang đƣợc thiết kế ngày một an toàn hơn và hiệu quả hơn. Đây cũng là một nỗ lực nhằm làm cho nhà máy điện nguyên tử dễ xây dựng hơn bằng cách chuẩn hóa thiết kế và đơn giản hóa các đòi hỏi bản quyền, mà không giảm bớt các tiêu chuẩn an toàn.
Trong lĩnh vực quản lí chất thải, các kĩ sƣ đang phát triển những phƣơng pháp mới và những địa điểm mới dùng cất trữ chất thải phóng xạ tạo ra bởi các nhà máy điện nguyên tử và những quá trình hạt nhân khác. Mục tiêu của họ là giữ chất thải hạt nhân cách xa môi trƣờng sống và con ngƣời trong những khoảng thời gian rất lâu. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu năng lƣợng nhiệt hạch hạt nhân. Sự nhiệt hạch xảy ra khi các nguyên tử liên kết lại – hay hợp nhất – thay vì phân tách ra.
Nhiệt hạch là năng lƣợng đã cấp nguồn cho mặt trời. Trên Trái dât, nhiên liệu nhiệt hạch hứa hẹn nhất là deuterium, một dạng hydrogen. Nó có trong nƣớc và dồi dào. Nó cũng tạo ra chất thải kém độ phóng xạ hơn so với sự phân hạch.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chƣa thể sản xuất năng lƣợng có ích từ sự nhiệt hạch và vẫn đang trong tiến trình nghiên cứu. Nghiên cứu trong những lĩnh vực hạt nhân khác vẫn tiếp tục trong thập niên 1990. Công nghệ hạt nhân giữ vai trò quan trọng trong y khoa, công nghiệp, khoa học, và thực phẩm và nông nghiệp, cũng nhƣ phát điện. Ví dụ, các bác sĩ sử dụng các đồng vị phóng xạ để nhận dạng và nghiên cứu các nguyên nhân gây bệnh.
Họ còn dùng chúng để tăng liệu pháp điều trị y khoa truyền thống. Trong công nghiệp, các đồng vị phóng xạ đƣợc dùng để đo những chiều dày vi mô, dò tìm những dị thƣờng trong vỏ bọc kim loại, và kiểm tra các mối hàn. Các nhà khảo cổ sử dụng kĩ thuật hạt nhân để xác dịnh niên đại các vật thời tiền sử một cách chính xác và định vị các khiếm khuyết ở các tƣợng đài và nhà cửa. Bức xạ hạt nhân đƣợc dùng để bảo quản thực phẩm.
Nó giữ đƣợc nhiều vitamin hơn so với đóng hộp, đông lạnh hoặc sấy khô [16]. Nghiên cứu hạt nhân còn mang lợi ích cho nhân loại theo nhiều kiểu. Nhƣng ngày nay, ngành công nghiệp hạt nhân phải đối mặt trƣớc những vấn đề lớn, rất phức tạp. Làm thế nào chúng ta có thể giảm tối thiểu các rủi ro? Tƣơng lai sẽ tùy thuộc vào kĩ nghệ tiên tiến, nghiên cứu khoa học, và sự tham gia của mọi công dân.3 Lợi ích và bất cập của việc sử dụng năng lƣợng nguyên tử 1.1 Lợi ích Theo nghiên cứu "Công nghệ hạt nhân vì tương lai bền vững" của IAEA vào tháng 6/2012, công nghệ hạt nhân có 6 lợi ích to lớn trong nỗ lực xây dựng tƣơng lai bền vững, bao gồm: 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thứ nhất, tăng trƣởng dân số, thúc đẩy phát triển kinh tế, và thay đổi lối sống đòi hỏi nguồn tài nguyên hơn bao giờ hết.
Khai thác quá mức nguồn tài nguyên đã bắt đầu làm tổn hại đến tự nhiên nhƣ đa dạng sinh học, không khí sạch, nƣớc sạch và đất canh tác, một xu hƣớng đe dọa tính bền vững của phát triển. Để giúp chính phủ các nƣớc thành viên đạt đƣợc khả năng áp dụng lớn hơn, IAEA đã phát triển một phƣơng pháp mới để mô hình hóa các tƣơng tác phức tạp này gọi là CLEWS (Chiến lƣợc khí hậu, sử dụng đất, năng lƣợng và nƣớc) cho phép phân tích đồng thời và gắn kết tất cả các lĩnh vực này. Thứ hai, cơ hội sử dụng nƣớc đủ, an toàn ngày càng tăng có thể đƣợc thực hiện thông qua các kỹ thuật hạt nhân. Kỹ thuật này giúp chỉ ra các nguồn nƣớc ngầm với chi phí thấp và nhanh hơn bất kỳ phƣơng pháp nào khác.
Kỹ thuật hạt nhân cũng nâng cao hiệu quả của hệ thống thủy lợi, sử dụng 70% tất cả các nguồn nƣớc ngọt. Thứ ba, cơ hội sử dụng năng lƣợng giá rẻ trực tiếp cải thiện phúc lợi của con ngƣời. Dự báo hiện nay cho thấy nhu cầu điện tăng tới 60 đến 100% vào năm 2030. Là một nguồn năng lƣợng carbon thấp, điện nguyên tử có thể giảm tối đa phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính và giảm thiểu các tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu.
IAEA giúp các nƣớc đang sử dụng hoặc đƣa vào điện nguyên tử thực hiện một cách an toàn, an ninh, kinh tế và bền vững. Các tiêu chuẩn an toàn, sự hỗ trợ và các đánh giá của IAEA đang làm tăng tính an toàn cho lĩnh vực này. IAEA cũng xác minh năng lƣợng nguyên tử chỉ đƣợc sử dụng cho mục đích hòa bình, trực tiếp góp phần vào hòa bình và an ninh. Thứ tƣ, cơ hội sử dụng nguồn lƣơng thực bền vững sẽ vẫn là một thách thức lớn trong những thập kỷ tới.
Dựa trên thực tế và tiêu thụ hiện nay, sản xuất nông nghiệp sẽ phải tăng khoảng 70% vào năm 2050 để đáp ứng nhu cầu [18].