Theo Interesting Engineering, các nhà địa chất Trung Quốc mới đây tuyên bố, họ phát hiện ra Thorium, kim loại phóng xạ tồn tại với số lượng khổng lồ ở vùng biên giới Trung Quốc, có thể là chìa khóa để cung cấp năng lượng gần như vô hạn, có thể cung cấp đủ nhiên liệu cho nước này trong khoảng 60.000 năm.
Tại khu phức hợp khai thác Bayan Obo ở Nội Mông có thể chứa lượng thorium đủ lớn để đáp ứng nhu cầu năng lượng cho quốc gia này trong thời gian “gần như vô hạn”. Nguyên tố phóng xạ nhẹ này có thể được sử dụng để phát triển lò phản ứng muối nóng chảy, một công nghệ hạt nhân mới, có khả năng tạo ra nguồn năng lượng khổng lồ.
Các nhà khoa học ước tính khu khai thác Bayan Obo có thể sản xuất tới 1 triệu tấn thorium nếu khai thác hết công suất. Họ cũng cho biết tài nguyên thorium có thể được khai thác từ chất thải quặng và nếu được tận dụng đúng cách, nó có thể giúp giảm phụ thuộc toàn cầu vào nhiên liệu hóa thạch.
Các nhà nghiên cứu còn khẳng định rằng thực tế, chất thải từ một địa điểm khai thác quặng sắt ở Nội Mông trong 5 năm qua đã chứa đủ thorium để đáp ứng nhu cầu năng lượng của Mỹ trong hơn 1.000 năm. Đây là một phần của cuộc đua toàn cầu, khi Trung Quốc, Nga và Mỹ đang phát triển công nghệ hạt nhân để biến năng lượng hạt nhân trở thành nguồn cung cấp chính trong tương lai.
Thorium là một kim loại màu bạc có thể sản sinh năng lượng nhiều gấp 20 lần uranium. Khác với lò phản ứng dựa vào uranium, lò phản ứng muối nóng thorium (TMSR) rất nhỏ gọn, không đòi hỏi nước làm mát, không thể nóng chảy và tạo ra rất ít chất thải phóng xạ tồn tại lâu dài. Năm ngoái, Trung Quốc thông qua kế hoạch xây dựng nhà máy điện TMSR đầu tiên trên thế giới ở sa mạc Gobi. Dự kiến, dự án thí điểm này sẽ sản xuất 10 megawatt điện và vận hành năm 2029.
Nghiên cứu kết thúc vào năm 2020 và công bố trên tạp chí Geological Review nhấn mạnh thorium có thể cách mạng hóa sản xuất năng lượng trên toàn cầu và giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch như thế nào. Một nhà địa chất học giấu tên ở Bắc Kinh giải thích về tầm quan trọng của phát hiện. “Trong hơn một thế kỷ, các quốc gia tham gia vào những cuộc chiến tranh giành nhiên liệu hóa thạch. Thực ra nguồn năng lượng vô tận nằm ngay bên dưới chân chúng ta. Hãy tưởng tượng tàu chở hàng chạy bằng lò phản ứng lớn cỡ thùng container, chạy qua đại dương trong nhiều năm mà không cần nạp nhiên liệu”, nhà khoa học cho biết.
Nghiên cứu cho thấy Trung Quốc có ít nhất 233 khu vực giàu thorium trên toàn quốc, với trữ lượng thorium cao gấp 500 lần so với uranium-232, nguyên tố thường dùng trong các lò phản ứng hạt nhân hiện nay. Thorium, dù không tự phân hạch, có thể trở thành nguồn nhiên liệu vô tận khi chuyển hóa thành uranium-233 trong lò phản ứng muối nóng chảy. Điều này giúp giảm thiểu chất thải hạt nhân và nguy cơ tai nạn hạt nhân.
Trong lò phản ứng muối nóng chảy, thorium được trộn với lithium fluoride và đun nóng tới nhiệt độ cao, sau đó được bắn phá bằng neutron, giúp thorium chuyển thành uranium-233, tạo ra năng lượng. Quá trình này không chỉ tiết kiệm nguyên liệu mà còn giảm thiểu lượng chất thải hạt nhân và nguy cơ tan chảy hạt nhân.
Trung Quốc đã bắt đầu xây dựng nhà máy điện hạt nhân muối nóng chảy thorium đầu tiên trên thế giới tại Sa mạc Gobi, với mục tiêu sản xuất 10 megawatt điện vào năm 2029. Lò phản ứng này sẽ giúp Trung Quốc tiến gần hơn đến mục tiêu độc lập năng lượng, đồng thời mở ra triển vọng cho nguồn năng lượng sạch, ổn định và bền vững trong tương lai.
Thorium, vốn dễ tìm thấy hơn uranium và có khả năng tạo ra năng lượng gấp 200 lần so với uranium, được cho là một giải pháp tiềm năng cho nhu cầu năng lượng toàn cầu. Tuy nhiên, việc chiết xuất thorium với chi phí thấp vẫn là một thách thức lớn. Mặc dù vậy, các nghiên cứu về thorium đang chủ yếu được Trung Quốc dẫn đầu, trong khi Mỹ cũng đang tiến hành nghiên cứu các chu trình nhiên liệu dựa trên nguyên tố này.
Với khả năng tạo ra ít chất thải hạt nhân và có thể tái chế dễ dàng hơn, thorium được xem là một tương lai đầy hứa hẹn cho ngành năng lượng toàn cầu, mở ra cơ hội cho một nguồn năng lượng bền vững, ít gây hại cho môi trường.
Thorium có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các con tàu chở hàng, với các lò phản ứng nhỏ gọn có thể hoạt động liên tục nhiều năm mà không cần tiếp nhiên liệu, giúp tiết kiệm chi phí và giảm thiểu tác động môi trường. Điều này không chỉ có ý nghĩa về mặt năng lượng, mà còn có thể thay đổi cách thức vận hành của ngành vận tải toàn cầu.
Nghiên cứu thorium của Trung Quốc trùng hợp với những tiến bộ trong công nghệ lực đẩy hạt nhân. Trung Quốc gần đây công bố KUN-24AP, thiết kế tàu container hạt nhân chạy bằng thorium đầu tiên trên thế giới. Ước tính chính xác về tổng trữ lượng thorium của Trung Quốc được giữ bí mật do quy định về an ninh quốc gia, nhưng phát hiện mới nhất cho thấy nước này đang sở hữu nguồn năng lượng sạch gần như vô hạn.
Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức lớn xung quanh phát hiện. Khai thác thorium từ quặng đất hiếm đòi hỏi lượng lớn axit và năng lượng, tạo ra hàng trăm tấn nước thải trên mỗi gram thorium tinh lọc.
Thanh Hoàn