Em muốn được biết nhà máy điện hạt nhân là gì vậy ạ?

Hi bạn, nhà máy điện hạt nhân là những nhà máy sản xuất điện bằng năng lượng hạt nhân. Tiện đây thì có nhiều cách để một nhà máy sản xuất điện. Điển hình là thuỷ điện và nhiệt điện, như bạn vẫn thường nghe nói.

Các nhà máy điện hạt nhân chính là một dạng nhà máy nhiệt điện. Tức là chúng tạo ra điện năng nhờ vào sức nóng, hơi nước ("steam" - nước được đun đến một nhiệt độ cao sẽ bốc hơi). Tuy nhiên, khác với các nhà máy nhiệt điện thông thường, nhà máy điện hạt nhân làm nóng và tạo ra hơi nước dựa vào các chuỗi phản ứng phân rã hạt nhân, còn gọi là phản ứng phân hạch (nuclear fission).

Hơi nước sau đó sẽ làm quay các tua-bin (turbine) trong nhà máy. Rồi đến lượt các tua-bin sẽ khởi động bộ phận trực tiếp tạo ra điện năng (electric generator). Hình sau đây là cấu tạo phía trong & cách hoạt động của một nhà máy điện hạt nhân:

Vậy thì quá trình tạo ra nhiệt năng trong nhà máy điện hạt nhân diễn ra như thế nào? Mình sẽ lấy ví dụ này cho dễ hiểu:

Bạn hãy hình dung đến một toà nhà cao tầng. Toà nhà cao tầng này được xây dựng từ vô số những viên gạch, được kết dính với nhau bằng xi-măng. Với những toà nhà được xây dựng một cách kiên cố vững chắc, nó sẽ không dễ bị đổ vỡ. Tuy nhiên, những toà nhà được xây dựng một cách cẩu thả, thì những viên gạch trong toà nhà ít được kết dính hơn, và nó dễ bị đổ vỡ hơn (ví dụ như khi có thiên tai xảy ra).

Bây giờ, hãy tưởng tượng rằng toà nhà đó bị đổ vỡ. Khi nó đổ sập xuống, toàn bộ gạch, ngói, vôi vữa...trong toà nhà rơi rớt khắp nơi. Quá trình rơi rớt và vỡ vụn của những gạch, ngói...này thải ra một lượng nhiệt năng nhất định, cùng vô số khói bụi vào môi trường xung quanh, và cả những tác động vật lý (nếu ở gần toà nhà, gạch ngói có thể rớt trúng đầu bạn...).

Lần này, chúng ta sẽ tiến vào thế giới vi mô của các nguyên tố hoá học. Thay vì các toà nhà, bạn hãy hình dung đến một nguyên tố, ví dụ như Hydro (H2) hay Heli (He) chẳng hạn...Cũng giống như toà nhà, mỗi nguyên tố được cấu tạo từ những thành phần còn nhỏ bé hơn nó: nguyên tử (atom), hạt nhân nguyên tử (nuclei) bao gồm proton và neutron, các electron...

Và cũng giống như các toà nhà, trong thế giới hoá học, có những nguyên tố rất "chắc chắn" và khó bị đổ vỡ, phân rã, nhưng cũng có những nguyên tố dễ bị phân rã hơn. Và khi những nguyên tố này bị phân rã, chúng cũng sinh ra một lượng nhiệt năng nhất định, và cả những tác động vật lý vào môi trường xung quanh. Thay vì việc rơi gạch ngói vào đầu người đi đường, việc phân rã của các nguyên tố sẽ phân tán các neutron trong nguyên tử của nguyên tố đó.

Các neutron này, khi va trúng phải những nguyên tử khác, sẽ tiếp tục làm các nguyên tử đó phân rã (vì cấu tạo của chúng vốn đã không "chắc chắn"), và việc phân rã lại tiếp tục phân tán thêm những neutron khác nữa. Quá trình này cứ thế diễn ra liên tục và tạo ra một nhiệt năng khổng lồ (vì trong không gian quanh ta có vô số kể nguyên tử). Nhiệt năng khổng lồ này lại giúp sản xuất một lượng điện khổng lồ. Quá trình này còn được gọi là chuỗi phản ứng hạt nhân (nuclear chain reaction).

Hình ảnh trên là chuỗi phản ứng hạt nhân của nguyên tố Uranium 235 - nguyên tố thích hợp nhất cho việc tạo ra các phản ứng hạt nhân trong nhà máy, vì nó chứa một lượng lớn rất nhiều neutron.

Đó cũng là lý do tại sao năng lượng hạt nhân được hứa hẹn là sẽ giúp thay đổi nền công nghiệp toàn cầu, nhất là vào những năm 50-60. Tuy nhiên, việc xây dựng các nhà máy điện hạt nhân là khá tốn kém, cũng như mang nhiều rủi ro cho con người (chế tạo bom nguyên tử, rò rỉ phóng xạ...). Đây là một cách thức sản xuất điện rất có tiềm năng, tuy nhiên đòi hỏi sự giám sát phát triển rất gắt gao.

Xin chia sẻ đôi dòng như vậy. :)))