Tập đoàn hạt nhân quốc gia Trung Quốc (CNNC) cho biết, việc đào đường hầm xoắn ốc tại phòng thí nghiệm nghiên cứu ngầm Beishan, gần thành phố Jiuquan, tỉnh Cam Túc đã hoàn tất. Đây là cột mốc xây dựng quan trọng tại phòng thí nghiệm Beishan, một trong những cơ sở lớn nhất thuộc loại này trên thế giới được thiết kế để xử lý chất thải phóng xạ.
Phòng thí nghiệm này, nằm sâu dưới sa mạc Gobi, sẽ được sử dụng để kiểm tra tính phù hợp của địa điểm lưu trữ lâu dài chất thải phóng xạ mức độ cao. Dự án do CNNC phát triển, nhằm giải quyết một trong những thách thức nhạy cảm nhất đối với năng lượng hạt nhân: việc xử lý an toàn và vĩnh viễn các vật liệu phóng xạ.
Năng lượng hạt nhân vẫn là nguồn năng lượng hiệu quả cao, ít phát thải carbon, và khoảng 99% chất thải phóng xạ được phân loại là mức độ thấp hoặc trung bình, sẽ phân rã dần xuống mức độ vô hại theo thời gian. Thách thức lớn nhất vẫn là quản lý chất thải hạt nhân được phân loại mức độ cao, chiếm khoảng 1% và phải được cách ly an toàn trong hàng trăm nghìn năm.
Việc xác định địa điểm thích hợp cho một cơ sở hạt nhân sâu trong lòng đất, phức tạp không kém việc xây dựng, đòi hỏi các tầng đá rộng lớn, ổn định, có khả năng bao bọc an toàn một kho chứa ngầm. Sau gần ba thập kỷ nghiên cứu, Trung Quốc đã chọn vùng Beishan xa xôi của tỉnh Cam Túc, nổi tiếng với địa chất cổ xưa và vững chắc.
Các nghiên cứu bắt đầu từ năm 1996, với việc khoan gần 100 lỗ khoan thăm dò để đánh giá cấu trúc và độ ổn định của khu vực. Dự án chuyển sang giai đoạn thực hiện sau khi được cơ quan quản lý phê duyệt năm 2019, đặt cơ sở cho quá trình xây dựng với các công nghệ tiên tiến hiện đang thực hiện. Lễ khởi công xây dựng tổ chức vào tháng 6/2021.
Nằm sâu dưới sa mạc, phòng thí nghiệm Beishan đang dần hình thành thông qua thiết kế vô cùng phức tạp. Cấu trúc cốt lõi của nó bao gồm một đường hầm xoắn ốc dài, ba giếng thẳng đứng, hai hầm chứa nằm ngang. Đường hầm xoắn ốc mới hoàn thành có chiều dài khoảng 6,9 km, đường kính khoảng 7 mét, độ dốc ổn định 10%.
Hai giàn thử nghiệm công nghệ hạt nhân sẽ được xây dựng ở độ sâu lần lượt là 280 mét và 560 mét. Tháng 4/2023, việc đào hầm tại phòng thí nghiệm Beishan đạt đến độ sâu 280 mét, độ sâu của giàn thử nghiệm công nghệ đầu tiên trong số hai giàn thử nghiệm được lên kế hoạch.
Việc xây dựng đường hầm này đặc biệt khó khăn, vì nền đá là đá granite cực kỳ cứng, hình thành hơn 250 triệu năm trước, các phương pháp đào thông thường không hiệu quả và có nguy cơ làm hư hại chính đá. Đạt độ sâu khoảng 560 mét dưới mặt đất, độ sâu cực lớn của phòng thí nghiệm đã tạo ra các thách thức đặc biệt quan trọng về an toàn trong quá trình xây dựng.
Để giải quyết thách thức này, các kỹ sư dựa vào máy khoan Beishan số 1, cỗ máy đột phá được phát triển tại Trung Quốc, để khoan xuyên qua đá cứng và di chuyển trong đường hầm dốc, quanh co. Các khúc cua gấp của đường hầm cũng thử thách khả năng của cỗ máy khổng lồ sử dụng để đào hầm. Trong quá trình đào hầm, kiểm soát thiệt hại việc đào đá được thực hiện đến mức độ centimet.
