Các nhà khoa học Trung Quốc vừa hoàn thành bước đột phá lớn trong lĩnh vực năng lượng sạch, bằng cách nạp lại nhiên liệu mới vào lò phản ứng muối nóng chảy thorium đang hoạt động, đánh dấu bước tiến đáng kể trong việc sử dụng thorium như một giải pháp an toàn và dồi dào hơn, thay thế cho uranium trong ngành năng lượng hạt nhân.

Lò phản ứng thorium thử nghiệm này đặt tại sa mạc Gobi và tạo ra 2 MW. Lò phản ứng này không cần dùng nước làm mát do sử dụng muối nóng chảy và carbon dioxide để truyền nhiệt và sản xuất điện, trong khi thorium đóng vai trò là nguồn nhiên liệu. Thiết kế này làm giảm đáng kể khả năng xảy ra sự cố tan chảy, với lượng chất thải phóng xạ ít hơn nhiều so với các lò phản ứng sử dụng uranium hiện tại.

Các chuyên gia từ lâu coi lò phản ứng thorium là bước tiến tiếp theo trong đổi mới năng lượng. Trung Quốc không chỉ dẫn đầu trong phát triển công nghệ này, một số nhà khoa học ước tính, Trung Quốc có đủ trữ lượng thorium, về mặt lý thuyết có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng của nước này trong 20.000 năm tới.

Thorium là kim loại màu bạc, có thể tạo ra năng lượng gấp 200 lần so với uranium. Thorium có một số lợi thế hơn uranium khi làm nhiên liệu hạt nhân. Thorium dồi dào hơn uranium khoảng 3 đến 4 lần trong lớp vỏ Trái đất, tạo ra ít chất thải phóng xạ hơn, dễ kiểm soát hơn trong các phản ứng hạt nhân. Các sản phẩm phụ của thorium cũng khó phù hợp để chế tạo vũ khí, khiến nó trở thành lựa chọn an toàn hơn cho mục đích sử dụng vì hòa bình.

Không giống như lò phản ứng dựa trên uranium, lò phản ứng muối nóng chảy thorium nhỏ gọn, không cần làm mát bằng nước, tạo ra rất ít chất thải phóng xạ tồn tại lâu dài. Thiết kế lò phản ứng hoạt động ở áp suất khí quyển và tự nhiên, hạn chế tình trạng quá nhiệt, cải thiện tính an toàn tổng thể. Những đặc điểm này khiến lò phản ứng thorium trở nên hấp dẫn trong xu hướng chuyển đổi sang các nguồn năng lượng sạch và an toàn.

Vào những năm 1960, các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã xây dựng và thử nghiệm lò phản ứng muối nóng chảy ban đầu, nhưng sau gần một thập kỷ, sau cùng Hoa Kỳ đã hủy bỏ chương trình này để chuyển sang sử dụng công nghệ hạt nhân dựa trên uranium.

Lò phản ứng muối nóng chảy sử dụng thorium được xây dựng và vận hành bởi Viện vật lý ứng dụng Thượng Hải thuộc Viện hàn lâm khoa học Trung Quốc, hiện trở thành lò phản ứng thorium đầu tiên và duy nhất trên thế giới. Dự án này sẽ thúc đẩy phát triển hàng loạt công nghệ tiên tiến bao gồm sản xuất vật liệu và thiết bị cao cấp, với triển vọng tạo ra năng lượng hạt nhân an toàn hơn, thân thiện hơn với môi trường.

Việc xây dựng lò phản ứng hiện tại bắt đầu năm 2018. Lò phản ứng đạt trạng thái tới hạn vào tháng 10/2023, đạt công suất hoạt động tối đa vào tháng 6/2024 và hoàn thành thành công quá trình nạp lại thorium đang hoạt động chỉ 4 tháng sau đó.

Trung Quốc hiện đang xây dựng một lò phản ứng muối nóng chảy thorium lớn hơn nhiều, dự kiến ​​đạt trạng thái tới hạn vào năm 2030 và tạo ra 10 MW điện.