Mới nhất
Tiêu điểm
Bình luận
Share
Email
Lò phản ứng hạt nhân cỡ nhỏ: Đột phá công nghệ cho quân đội
Đối với Alexander Đại đế, đó là lương thực. Đối với các chiến lược gia trong Thế chiến thứ Hai, đó là nhiên liệu. Đối với thế hệ sĩ quan chỉ huy trong tương lai, yếu tố tối quan trọng trong bài toán hậu cần chính là điện năng.
Với số lượng ngày càng tăng của các hệ thống tiêu tốn điện năng, vốn đang được sử dụng và xây dựng trong quân đội, thì việc đảm bảo nguồn cung ứng năng lượng di động có thể quyết định thắng bại trên chiến trường.
Chính vì vậy mà một chương trình phát triển các lò phản ứng hạt nhân cỡ nhỏ, đủ để đặt vào một chiếc xe tải, có thể hữu dụng.
“Bộ Quốc phòng hiện đang phụ thuộc chủ yếu vào các máy phát điện chạy dầu diesel để tiếp nhiên liệu cho các căn cứ tác chiến tiền phương và tác chiến từ xa, vốn thường đòi hỏi các nguồn cung cấp hậu cần phức tạp”, bà Patty-Jane Geller, một chuyên viên của Quỹ Di sản, nói với The Epoch Times. “Đây từng là một vấn đề trong cuộc xung đột ở Trung Đông: các nguồn nhiên liệu và hậu cần của chúng ta đã trở thành mục tiêu dễ dàng”
Là đồng tác giả trong một nghiên cứu về lò phản ứng hạt nhân cỡ nhỏ hồi đầu năm nay, bà Geller cho biết, các cơ sở quân sự ở Hoa Kỳ và nước ngoài cũng được nối với hệ thống điện quốc gia, khiến chúng dễ bị ảnh hưởng từ các cuộc tấn công qua mạng.
“Năng lượng mà quân đội dùng để chiến đấu là một vấn đề thường bị coi nhẹ và được xem là đương nhiên có sẵn”, bà nói. “Tuy nhiên, khi chúng ta chuyển sang cạnh tranh nước lớn, thì đây là điều mà Quốc hội cần xem xét trong tương lai, khi công nghệ phát triển”.
Cạnh tranh với Nga và Trung Quốc
Cạnh tranh nước lớn chỉ sự trở lại của thời kỳ toàn quốc cạnh tranh với Nga, và thậm chí quan trọng hơn, là với Trung Quốc. Điều này được công nhận là một vấn đề ưu tiên trong chiến lược Quốc phòng 2018.
Vào tháng 3, văn phòng Năng lực Chiến lược (SCO) tuyên bố họ đã trao ba hợp đồng cho một cuộc cạnh tranh nhằm chế tạo một mẫu lò phản ứng hạt nhân cỡ nhỏ, gọi là Dự án Pele. The Epoch Times đã được SCO viện dẫn đến một thông báo khi dự án được công bố.
Ông Jay Dryer, giám đốc SCO, cho biết “Hoa Kỳ có nguy cơ nhường ngôi dẫn đầu về công nghệ năng lượng hạt nhân vào tay Nga và Trung Quốc. Bằng cách lấy lại vị trí dẫn đầu, Hoa Kỳ sẽ có thể cung cấp các công nghệ năng lượng hạt nhân tiên tiến và sáng tạo nhất”.
Các lò phản ứng Pele sẽ phải sản xuất ra từ một đến mười megawatt điện năng (đủ để cung cấp năng lượng cho 650-6.500 ngôi nhà) nhưng phải đủ nhỏ để lắp vào xe tải, tàu hoặc phi cơ. Các yêu cầu của Bộ Quốc phòng (DoD) cũng nêu rõ rằng chúng cần phải được cài đặt trong vòng ba ngày, ngắt hoạt động trong vòng bảy ngày và không gây rủi ro gì khác.
Theo SCO, các lò phản ứng nhỏ này sẽ “hỗ trợ một loạt các nhiệm vụ của Bộ Quốc phòng, như là tạo năng lượng cho các căn cứ tác chiến từ xa”.
SCO cũng nói rằng các lò phản ứng có thể được sử dụng để cứu trợ thảm họa và giảm chi phí đầu tư vào hạ tầng điện năng.
Theo SCO, sau hai năm, một trong ba công ty dự thi với các mẫu đã được nghiên cứu và phát triển có thể được chọn để phát triển và thử nghiệm một mẫu kế tiếp trong tương lai.
Theo Quỹ Di sản, chương trình nghiên cứu và phát triển này sẽ tiêu tốn 40 triệu USD.
Tuy nhiên, ý tưởng này đã vấp phải những lời chỉ trích từ những người quan tâm đến vấn đề an toàn và phổ biến hạt nhân, và có thể sẽ gặp khó khăn để được Quốc hội thông qua.
Radar và súng Laser
Theo ông Bryan Clark, một chuyên viên cao cấp tại Viện Hudson, dự án lò phản ứng hạt nhân quân sự cỡ nhỏ này được ra đời từ những thách thức trong hai thập kỷ qua ở Trung Đông.
Với việc quân đội ngày càng tập trung để đối mặt với Trung Quốc và Nga trong những năm gần đây, ông nghĩ rằng dự án này đã bị quên lãng, mặc dù nó vẫn sẽ là một lựa chọn chiến lược hữu ích cho các sĩ quan.
Ông đồng ý rằng những lợi thế quan trọng nằm ở việc có thể tự tin sử dụng các thiết bị tiêu hao nhiều điện năng, và cung cấp năng lượng để vận hành tác chiến từ xa.
Ông Clark nói với The Epoch Times rằng, “Bây giờ, các căn cứ tác chiến tiền phương, như quý vị thấy ở Iraq hoặc Syria hoặc Afghanistan, hoặc thậm chí ở Djibouti, thường ở xa lưới điện. Hay đúng hơn là không có lưới điện. Vì vậy, họ phải sử dụng máy phát điện bằng dầu diesel để cung ứng điện năng, có nghĩa là cần phải có một nguồn cung cấp nhiên liệu dầu cho họ từ một nơi nào khác”.
Theo ông Clark, quân đội cũng đang ngày càng chuyển sang các công nghệ điện dùng nhiều năng lượng, như hệ thống tự vệ năng lượng định hướng, laser, lò vi sóng công suất cao, chiến tranh điện tử và thậm chí cả hệ thống radar.
“G/ATOR, radar mới của Thủy quân lục chiến, và một số radar 3D và 4D đang được cải tiến để thay thế các radar patriot hiện có, chúng đều là những loại radar rất tốn điện”, ông nói.
Vốn là một cựu kỹ sư trưởng của tàu ngầm hạt nhân, ông Clark nói rằng công nghệ cơ bản đằng sau các lò phản ứng này tương tự như trong lò phản ứng của tàu ngầm và “khá đơn giản” về mặt lý thuyết.
Ông nói phần khó khăn chính là việc đơn giản hóa thiết kế.
Theo ông, “những lò phản ứng trong tàu ngầm thường có những người có thể bảo trì, khắc phục hoặc giải quyết các sự cố trong hệ thống hỗ trợ”. Tuy nhiên, với lò phản ứng cỡ nhỏ này, thì chưa có những chuyên gia kỹ thuật tương tự ở các khu vực xa, vì vậy công nghệ hiện tại cần được điều chỉnh sao cho nó không cần nhiều sự can thiệp về vận hành.
Theo ông Clark, lý tưởng nhất thì lò phản ứng sẽ được gói gọn, hàn kín, và chỉ cần một nguồn cung cấp nước định kỳ cho hệ thống làm mát, cùng với việc bảo trì hoặc điều chỉnh đơn giản nếu có sự cố.
“Đây thực sự là một thách thức kỹ thuật ở thời điểm này. Vì vậy, họ cần từ 5 đến 10 năm, và nhiều khả năng là 10 năm, để hệ thống này được hoàn thiện và triển khai ở ngoài nước”, ông nói.
Có thêm nhiều lựa chọn
Ông Clark nói rằng trừ những lúc có xung đột chính thức, lò phản ứng cỡ nhỏ sẽ chỉ hữu ích ở một số ít địa điểm. Đó là vì nhiều căn cứ tác chiến quan trọng đều đã có đủ nguồn năng lượng và các tàu Hải quân thì cũng đều có nguồn cung cấp năng lượng riêng.
Tuy nhiên, trong một cuộc xung đột, các lò phản ứng cỡ nhỏ có thể là một công cụ hữu ích cho quân đội, giúp có thêm các lựa chọn và làm các đối thủ phải thận trọng, ông Clark nói.
“Nếu quý vị bắt đầu mất nguồn cung cấp năng lượng hoặc nguồn cung cấp nhiên liệu trên diện rộng, thì những lò hạt nhân nhỏ này có thể trở nên rất quan trọng. Vì vậy, nó là một lựa chọn mà quý vị muốn có để triển khai, nhưng nó không nhất thiết là thứ mà quý vị muốn dùng thường xuyên”.
Ông nói, ví dụ, trong một cuộc xung đột ở Thái Bình Dương, nếu đường vận chuyển dầu đến Philippines bị ngừng hoặc các nhà máy lọc dầu ở Philippines bị hư hại, thì các lò phản ứng cỡ nhỏ “có thể sẽ rất hữu ích”.
Hiện giờ, chương trình Pele chỉ mới là bước khởi đầu.
Nếu Ngũ Giác Đài muốn tiếp tục chương trình này sau giai đoạn nghiên cứu và phát triển hiện tại, họ cần thuyết phục được các nhà lập pháp, bà Geller nói.
“Tôi nghĩ rằng khi đó chúng ta sẽ phải đối mặt với nhiều rào cản”, bà nói. “Năng lượng hạt nhân chắc chắn là thứ luôn bị ngăn cản từ cả hai đảng. Người ta luôn sẵn sàng phản đối bất cứ điều gì có liên quan đến vật liệu hoặc năng lượng hạt nhân”.
“Nhưng tôi nghĩ rằng chúng ta phải cẩn thận để nhìn nhận dự án này một cách đúng đắn. Chúng ta không xây dựng những lò phản ứng hạt nhân khổng lồ giữa một cuộc xung đột ở ngoài nước, vốn sẽ gây ra nhiều rắc rối. Đây là một chương trình nghiên cứu nhằm phát triển một lò phản ứng hạt nhân nhỏ gọn, an toàn để Bộ quốc phòng sử dụng trong cạnh tranh nước lớn. Và tôi nghĩ quan trọng là đề án này tiếp tục được tiến hành và không bị dừng lại chỉ vì nó là công nghệ hạt nhân”.
Dầu TRISO
Bà Geller cho biết có những yêu cầu an toàn nghiêm ngặt với các tính năng an toàn thụ động.
Nhiên liệu hạt nhân trong lò phản ứng nhỏ, được gọi là nhiên liệu hạt đẳng hướng ba cấu trúc (Tri-structural Isotropic particle fuel – TRISO), được làm từ hạt nhân uranium có kích thước bằng hạt giống cây anh túc, và được bọc trong một hệ thống ba lớp bảo vệ để ngăn rò rỉ phóng xạ trong tiến trình phân rã.
Theo Phòng Năng lượng Hạt nhân, “Nói một cách đơn giản, các hạt TRISO không thể tan chảy trong lò phản ứng và có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt vượt quá ngưỡng của các nhiên liệu hạt nhân hiện tại”.
Nếu một quốc gia hoặc tổ chức bất hảo nào đó chiếm được một lò phản ứng, thì sẽ gây ra một sự “ảnh hưởng lớn”, bà Geller nói. Tuy nhiên, bà cho rằng “phải có rất nhiều yếu tố cần thiết thì điều đó mới xảy ra”.
Các lò phản ứng cỡ nhỏ này có thể ở dưới lòng đất và chúng rất có thể sẽ được bảo vệ trước sự tấn công, bà nói. Ngũ Giác Đài cũng sẽ xem xét nơi đặt chúng.
Tuy nhiên, các nhà phê bình nói rằng không thể đảm bảo việc ngăn chặn rò rỉ trong trường hợp bị tấn công động lực, ví dụ như tấn công bằng tên lửa.
“Thật khó có thể tưởng tượng rằng một vụ nổ trực tiếp trong lõi lò phản ứng sẽ không dẫn đến sự phát tán các chất nhiễm phóng xạ”, ông Edwin Lyman, giám đốc Dự Án An Toàn Hạt Nhân của Liên Minh Các Nhà Khoa Học Quan Ngại (Union of Concerned Scientists), đã viết trong một bài báo về một đề xuất tương tự trên Bản Tin Nguyên Tử.
“Một lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động về cơ bản là một cái hộp chứa đầy chất phóng xạ, bao gồm một số hạt nhân phóng xạ rất dễ bay hơi, trong điều kiện áp suất hoặc nhiệt độ cao”.
“Ngay cả một lò phản ứng nhỏ cỡ 1 megawatt điện sẽ chứa một lượng lớn các đồng vị có tính phóng xạ cao và tồn tại lâu như Caesium-137. Đây là một quả bom tiềm ẩn lớn hơn nhiều lần so với các nguồn bức xạ y tế đang gây lo ngại cho các chuyên gia an toàn”.
Bất kể việc cuối cùng Ngũ Giác Đài sẽ đi được bao xa với Chương trình Pele, ý tưởng về các nhà máy điện hạt nhân quy mô nhỏ vốn vay mượn từ công nghệ tàu ngầm hiện đang được chú trọng trên khắp thế giới, chẳng hạn như nhà máy Rolls Royce 440 megawatt do Anh Quốc đặt hàng, một nhà máy điện hạt nhân nổi do Nga chế tạo, và một nhà máy điện nổi của Trung Quốc hiện đang được xây dựng.
Năm ngoái, Nga đã bắt đầu vận hành nhà máy hạt nhân nổi đầu tiên tại Bắc Cực. Với khả năng cung cấp 70 megawatt điện, nhà máy Admiral Lomonosov được chế tạo từ hai trong số các lò phản ứng mà Nga sử dụng để cung cấp năng lượng cho đội tàu phá băng của mình.
Năm 2016, Trung Quốc cũng đã tuyên bố rằng họ đang xây dựng một mẫu nhà máy điện hạt nhân nổi, dự kiến sẽ hoàn thành trong năm nay. Danh mục sử dụng của nó bao gồm cung cấp năng lượng cho việc thăm dò mỏ dầu và các đảo xa ở Biển Đông.
Tác giả: Simon Veazey
