Công nghệ điện hạt nhân phát triển theo thời gian như thế nào?

1789. Martin Klaproth (nhà hóa học người Đức) phát hiện ra uranium và được đặt theo tên của hành tinh Uranus.

1895. Wilhelm Roentgen (nhà vật lý người Đức), trong khi tiến hành các thí nghiệm với tia cathode, phát hiện ra bức xạ ion hóa, một loại tia mới và khác biệt. Những tia bí ẩn này, Roentgen gọi là “tia X”. Ông nhận Giải Nobel Vật lý năm 1901 cho khám phá này.

1896. Antoine Henri Becquerel (nhà vật lý người Pháp) phát hiện ra quặng pitchblende, một loại quặng chứa radium và uranium.

1897. Joseph John Thomson (nhà vật lý người Anh) phát hiện ra electron, trong khi cũng đang nghiên cứu tia cathode. Ông nhận Giải Nobel Vật lý năm 1906 cho khám phá này.

1898. Marie Curie (nhà vật lý, hóa học người Ba Lan) phát hiện ra nguyên tố radium và polonium, phân lập từ pitchblende.

1899. Ernest Rutherford (nhà vật lý người New Zealand) phát hiện ra hai loại tia phát ra từ radium. Ông gọi loại đầu tiên là tia alpha, loại thứ hai có khả năng xuyên thấu hơn là tia beta.

1900. Frederick Soddy (Anh) quan sát thấy sự phân rã tự phát của các nguyên tố phóng xạ thành các biến thể. Ông gọi chúng là các đồng vị.

1901. Ernest Rutherford và Frederick Soddy công bố lý thuyết phân rã phóng xạ.

1903. A. H. Becquerel cùng với Pierre và Marie Curie nhận Giải Nobel Vật lý cho các khám phá về phóng xạ tự nhiên từ năm 1896 và năm 1898.

1908. Ernest Rutherford nhận Giải Nobel Hóa học về nghiên cứu sự phân rã các nguyên tố và tính chất hóa học các chất phóng xạ. Ông chứng minh rằng phóng xạ liên quan đến sự phân rã tự phát của các nguyên tử thành các vật chất khác, chưa được xác định.

1911. Ernest Rutherford phát hiện ra hạt nhân của nguyên tử. Ông xác định rằng, khối lượng của nguyên tử tập trung ở hạt nhân của nó.

1911. Frederick Soddy phát hiện ra các nguyên tố phóng xạ tự nhiên có một số đồng vị khác nhau với cùng một tính chất hóa học.

1911. Marie Curie nhận Giải Nobel Hóa học, cho việc cô lập radium, polonium và các nghiên cứu về tính chất hóa học của chúng.

1913. Niels Bohr (Đan Mạch) công bố lý thuyết về cấu trúc nguyên tử, kết hợp lý thuyết hạt nhân với lý thuyết lượng tử, thúc đẩy sự hiểu biết về nguyên tử và cách các electron được sắp xếp xung quanh hạt nhân của nó.

1919. Ernest Rutherford bắn phá khí nitơ bằng các hạt alpha từ nguồn radium, phát hiện ra sự sắp xếp lại hạt nhân. Thí nghiệm thu được các nguyên tử của một đồng vị oxy và các proton. Sự chuyển đổi nitơ thành oxy này là phản ứng hạt nhân đầu tiên hình thành một cách nhân tạo.

1925. Werner Heisenberg, Max Born (Đức) và sau đó là Erwin Schrödinger (Áo) xây dựng cơ học lượng tử. Werner Heisenberg được trao Giải Nobel Vật lý năm 1932 về việc sáng tạo ra cơ học lượng tử.

1929. Ernest O. Lawrence (Hoa Kỳ) hình thành ý tưởng về máy gia tốc cyclotron đầu tiên, thiết bị tạo ra các chùm năng lượng cao, làm tăng đáng kể tốc độ mà các proton có thể được đưa vào hạt nhân nguyên tử. Ông nhận Giải Nobel Vật lý năm 1939 cho phát minh này.

1929. John Crockcroft và E. T. S. Walton (Vương quốc Anh) phát triển thiết bị điện áp cao để tăng tốc proton, được gọi là máy gia tốc tuyến tính. Với thiết bị này, họ nghiên cứu các phản ứng hạt nhân (biến đổi nguyên tử) và được trao Giải Nobel Vật lý năm 1951.

1931. Harold Clayton Urey (nhà hóa học, vật lý Hoa Kỳ) phát hiện ra deuterium, đồng vị của hydro chứa một proton và một neutron. Ông được trao Giải Nobel Hóa học vào năm 1934 về khám phá này.

1932. James Chadwick (Vương quốc Anh) phát hiện ra neutron, cũng như nghiên cứu deuterium, được gọi là hydro nặng, được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân.

1932. John Crockcroft and E. T. S. Walton (Vương quốc Anh) tạo ra biến đổi hạt nhân bằng cách bắn phá (phân tách) các nguyên tử bằng các proton được gia tốc bởi “máy gia tốc tuyến tính” của họ.

1934. Frédéric và Irène Joliot-Curie (Pháp) phát hiện ra phóng xạ nhân tạo. Họ nhận Giải Nobel Hóa học năm 1935 cho công trình nghiên cứu của mình.

1934. Enrico Fermi (người Hoa Kỳ gốc Ý) chiếu xạ uranium bằng neutron, tạo ra nguyên tố siêu uranium (transuranic) đầu tiên, vượt trội hơn uranium. Nhưng ông không nhận ra rằng mình đã phân tách nguyên tử, có nghĩa là thực hiện được phản ứng phân hạch hạt nhân đầu tiên trên thế giới. Ông nhận Giải Nobel Vật lý năm 1938 cho khám phá này.

1938. Otto Hahn và Fritz Strassmann (Đức) chứng minh phản ứng phân hạch hạt nhân không chỉ giải phóng rất nhiều năng lượng mà còn giải phóng thêm các neutron, có thể tạo phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, dẫn đến giải phóng năng lượng khổng lồ.

1939. Hans Albrecht Bethe (nhà vật lý Hoa Kỳ, gốc Đức) nhận ra sự hợp nhất của các hạt nhân hydro, tạo thành deuterium, giải phóng năng lượng. Ông cho rằng, phần lớn năng lượng phát ra từ Mặt trời là kết quả của phản ứng tổng hợp hạt nhân. Ông nhận Giải Nobel Vật lý năm 1967 cho khám phá này.

1940. Philip Abelson và Edwin McMillan (Hoa Kỳ) sử dụng máy gia tốc Berkeley, chứng minh rằng các neutron bị giữ bởi uranium-238, dẫn đến việc tạo ra các nguyên tố 93 (neptunium) và 94 (plutonium).

1940. Sau những đóng góp ban đầu của Philip Abelson và Edwin McMillan, Glenn Theodore Seaborg (Hoa Kỳ) thành công trong việc tạo ra nguyên tố có số nguyên tử là 94, đặt tên là plutonium. Các nhà vật lý Hoa Kỳ xác nhận rằng plutonium có thể phân hạch.

1940. Konstantin Petrzhak và Georgiy Flyorov, các nhà nghiên cứu tại Viện Radium (Liên Xô), phát hiện ra phản ứng phân hạch tự phát của uranium.

1942. Enrico Fermi và các nhà khoa học tại Đại học Chicago (Hoa Kỳ), đạt được phản ứng phân hạch hạt nhân có kiểm soát đầu tiên. Enrico Fermi tiến hành quy trình này bằng cách sử dụng lò phản ứng, gọi là “Chicago Pile 1”.

1942. Nhà máy tách đồng vị uranium bắt đầu được xây dựng tại Oak Ridge, Tennessee, Hoa Kỳ.

1945. Uranium-235 đầu tiên được tách ra tại Oak Ridge, Tennessee, Hoa Kỳ.

1946. Phản ứng dây chuyền hạt nhân tự duy trì trong uranium đạt được trong lò phản ứng F-1 tại Phòng thí nghiệm số 2, Viện Kurchatov ở Moscow. F-1 là lò phản ứng đầu tiên ở Liên Xô và châu Âu đạt được phản ứng dây chuyền hạt nhân tự duy trì.

1951. Lò phản ứng hạt nhân thử nghiệm (EBR I) do Phòng thí nghiệm năng lượng Argonne thiết kế, vận hành, đặt tại Idaho, Hoa Kỳ trở thành lò phản ứng hạt nhân đầu tiên tạo ra điện. EBR I tạo ra nguồn điện thắp sáng bốn bóng đèn, sau đó tạo ra đủ điện thắp sáng toàn bộ cơ sở.

1953. Lò phản ứng nước sôi thử nghiệm đầu tiên được xây dựng tại Idaho, Hoa Kỳ.

1954. Liên Xô đưa nhà máy điện hạt nhân đầu tiên xây dựng cho mục đích dân sự đi vào hoạt động. Nhà máy điện hạt nhân AM-1 Obninsk công suất khoảng 5 MW.

1955. Arco, bang Idaho là thị trấn đầu tiên của Hoa Kỳ sử dụng năng lượng hạt nhân. Nguồn điện của thị trấn được cung cấp bởi một lò phản ứng nước sôi thử nghiệm, có tên là Borax III.

1955. Lò phản ứng hạt nhân thử nghiệm (EBR I), bang Idaho, Hoa Kỳ, bị tan chảy một phần trong quá trình thử nghiệm với sự thay đổi của dòng chất làm mát. Nguyên nhân được cho là do sự giãn nở vì nhiệt của các thanh nhiên liệu.

1956. Anh khánh thành nhà máy điện hạt nhân thương mại đầu tiên trên thế giới. Lò phản ứng loại Magnox nhỏ, sử dụng nhiên liệu uranium tự nhiên, chất làm chậm là than chì và làm mát bằng carbon dioxide. Sau đó, Anh phát triển các lò phản ứng làm mát bằng khí tiên tiến.

1956. Pháp khởi động lò phản ứng đầu tiên với thiết kế khí - than chì tương tự như loại Magnox. Các mô hình thương mại hoạt động từ năm 1959. Sau đó, Pháp quyết định sử dụng lò PWR tiêu chuẩn, đây là chiến lược rất tiết kiệm chi phí.

1956. Lò phản ứng nghiên cứu hạt nhân Apsara được Trung tâm nghiên cứu nguyên tử Bhabha đưa vào sử dụng. Apsara là lò phản ứng nghiên cứu hạt nhân đầu tiên ở Ấn Độ và cả châu Á.

1957. Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) thành lập ngày 29/7/1957. Cơ quan này giám sát các lò phản ứng và nhà máy điện hạt nhân trên thế giới để đảm bảo vận hành vì mục đích hòa bình.

1957. Lò phản ứng hạt nhân số 1 tại khu phức hợp hạt nhân Windscale của Anh bốc cháy, các sản phẩm phân hạch đã thoát vào khí quyển. Nhưng đám cháy được kiểm soát, tránh được thảm họa trong gang tấc. Đây là vụ tai nạn tồi tệ nhất trong lịch sử công nghiệp hạt nhân của Vương quốc Anh.

1957. Nhà máy điện hạt nhân Shippingport quy mô đầu tiên ở Hoa Kỳ, bắt đầu hoạt động ở Shippingport, Pennsylvania. Lò phản ứng nước áp suất (PWR) của nhà máy có thể tạo ra 60 MWe điện, hoạt động đến năm 1982.

1959. Tại Hoa Kỳ, Anh, Pháp, Liên Xô, một số lò phản ứng neutron nhanh thử nghiệm đã sản xuất điện. Lò cuối cùng trong số này đóng cửa năm 2009. Điều này khiến lò BN-600 của Nga trở thành lò phản ứng nhanh thương mại duy nhất, cho đến khi có thêm BN-800 vào năm 2016.

1960. Lò phản ứng nước sôi (BWR) do Phòng thí nghiệm Argonne, Hoa Kỳ phát triển, được General Electric thiết kế cho nhà máy điện hạt nhân tư nhân đầu tiên ở Hoa Kỳ được khởi động, nhà máy Dresden 1 công suất 250 MWe.

1962. Canada khởi động lò phản ứng đầu tiên sử dụng nhiên liệu uranium tự nhiên và nước nặng làm chất làm chậm và chất làm mát.

1964. Liên Xô vận hành lò phản ứng VVER (Veda-Vodyanoi Energyhesky Reaktor) đầu tiên, lò phản ứng làm mát bằng nước, công suất 210 MW tại nhà máy điện hạt nhân Novovoronezh ở khu vực Volga.

1966. Nhật Bản đưa nhà máy điện hạt nhân đầu tiên ở nước này đi vào hoạt động thương mại. Nhà máy điện hạt nhân Tokai công suất phát điện 166 MW.

1973. Nhà máy điện hạt nhân Zion, Illinois, công suất trên 1.000 MW đầu tiên của Hoa Kỳ, đi vào hoạt động, có 2 lò phản ứng nước áp suất (PWR). Nhà máy này đã đóng cửa năm 1998.

1974. Liên Xô vận hành lò phản ứng RBMK lớn đầu tiên, công suất 1.000 MW tại nhà máy điện hạt nhân Leningrad.

1979. Sự cố tại nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island, bang Pennsylvania, Hoa Kỳ ngày 28/3/1979 là vụ tai nạn nghiêm trọng nhất trong lịch sử ngành công nghiệp điện hạt nhân Hoa Kỳ. Sự cố thiết bị, các vấn đề liên quan đến thiết kế và lỗi vận hành dẫn đến sự tan chảy một phần lõi lò phản ứng TMI-2.

1984. Trung Quốc bắt đầu xây dựng nhà máy điện hạt nhân đầu tiên, nhà máy điện hạt nhân Tần Sơn, phát điện năm 1991. Lò phản ứng CNP-300 thuộc loại lò phản ứng nước áp suất.

1986. Vụ nổ tại lò phản ứng số 4 ở nhà máy điện hạt nhân Chernobyl gần Kiev, Ukraine (khi đó thuộc Liên Xô) ngày 26/4/1986, làm vỡ cấu trúc ngăn chặn và phát tán một lượng lớn bức xạ. Đây là vụ tai nạn điện hạt nhân lớn nhất trong lịch sử ngành công nghiệp điện hạt nhân thế giới.

1992. Lò phản ứng nước sôi tiên tiến (ABWR) đầu tiên trên thế giới, Kashiwazaki-Kariwa 6 công suất 1.350 MWe được xây dựng tại Nhật Bản, đưa vào sử dụng năm 1996. Đây là lò phản ứng BWR thế hệ thứ ba.

2002. Ngày 30/4, nhà máy điện hạt nhân Obninsk nằm ở Nga, lâu đời nhất thế giới, đóng cửa lò phản ứng duy nhất của mình.

2023. Trung Quốc đưa vào hoạt động nhà máy điện hạt nhân thế hệ 4 đầu tiên trên thế giới. Nhà máy Shidaowan của công ty Huaneng ở tỉnh Sơn Đông, hoạt động thương mại ngày 6/12/2023, sử dụng lò phản ứng nhiệt độ cao làm mát bằng khí (HTGR).