| Nguyễn Thọ Nhân |
Hiroshima- 1945
Ngày 6-8 và 9-8-2011, tại Hiroshima và Nagasaki, nhân dịp kỷ niệm 66 năm ngày không quân Mỹ ném hai quả bom nguyên tử xuống đất Nhật, thủ tướng Nhật Bản Naoto Kan tuyên bố là ông sẽ vận động để nước mình ngừng sử dụng Điện hạt nhân. Phải chăng sau sự cố ở Fukushima Dai-ichi, nước Nhật sẽ theo gương Đức, Ý, Thuỵ sĩ…và “rút khỏi hạt nhân”?
Khi đưa ra những lời tuyên bố trên, chắc hẳn Thủ tướng Kan đã đọc bức tâm thư mà nhà khoa học hạt nhân của Việt Nam, giáo sư Phạm Duy Hiển gửi đến ông nhân dịp 100 ngày sau thảm hoạ tại nhà máy điện hạt nhân (NMĐHN) Fukushima Dai-ichi. Bức thư có đoạn viết : “…..Bài học lớn nhất rút ra từ Fukushima là con người, chứ không phải máy móc tối tân, mới chính là nhân tố quyết định bảo đảm an toàn Điện hạt nhân….Một khi nước Nhật cam kết thúc đẩy năng lượng tái tạo thì đây sẽ là bước ngoặt đáng mừng cho cả thế giới.
Nếu Fukushima là cái mốc lịch sử đáng buồn cho việc sử dụng năng lượng hạt nhân phục vụ hoà bình thì Hiroshima và Nagasaki lại là những cái mốc thảm khốc của việc sử dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích chiến tranh. Tên của hai thành phố trên các đảo Honshu và Kyushu này của Nhật Bản đã gắn liền với việc con người lần đầu tiên tung bão lửa hạt nhân để giết hại đồng loại, đi ngược lại các mục đích mà những nhà khoa học nổi tiếng trên thế giới đã đề ra khi đem tài năng và trí óc của mình chế ngự năng lượng hạt nhân, nhằm mang lại hạnh phúc cho nhân loại . (Trích trong “Năng lượng hạt nhân - Chiến tranh và Hoà bình”, tác giả Nguyễn Thọ Nhân, Nhà xuất bản Tri thức, Hà nội 2011, 336 trang)
Năng lượng hạt nhân phục vụ chiến tranh
Có lẽ kỷ nguyên hạt nhân đã bắt đầu vào mùa Giáng sinh năm 1938 tại Viện Hoá học Hoàng đế Wilhelm ở Berlin – Dahlem, khi hai nhà hoá học Otto Hahn và Fritz Strassmann lần đầu tiên tạo ra một phản ứng phân hạch có ý nghĩa. Từ năm 1940, các nhà khoa học hạt nhân hàng đầu trên thế giới tập hợp trong dự án Manhattan đã giúp nước Mỹ chế tạo thành công hai quả bom nguyên tử Little Boy (dùng urani làm nhiên liệu) và Fat Man (nguyên liệu plutôni) để ném xuống đất Nhật. Mục tiêu ban đầu của họ là đi trước nước Đức Quốc Xã trong việc sở hữu vũ khí hạt nhân. Họ không ngờ là các sản phẩm từ trí não của họ đã được sử dụng để giết hại hàng trăm nghìn người dân vô tội ở Hiroshima và Nagasaki. Phần lớn các nhà khoa học tham gia vào dự án Manhattan, kể cả Albert Einstein là người thảo bức thư gửi tổng thống Mỹ Franklin Delano Roosevelt ngày 2 tháng 8-1939 đề nghị khởi động chương trình vũ khí hạt nhân, đều chống lại việc thả bom nguyên tử trên đất Nhật, nhất là sau khi chắc chắn rằng nước Đức không có khả năng chế tạo loại vũ khí giết người hàng loạt này. Các cuộc vận động của Leo Szilard và James Franck (Nobel Vật lý năm 1925) đều vô hiệu quả. Tuy nhiên, một số ít nhà khoa học vì những tham vọng hẹp hòi hay để bảo vệ quyền lực cá nhân đã hùa theo giới chính trị và quân sự chống lại những suy nghĩ sáng suốt của các đồng nghiệp của mình. Nhà vật lý J. Robert Oppenheimer, giám đốc phòng thí nghiệm Los Alamos cũng còn ủng hộ cuộc chạy đua vũ trang hạt nhân trong việc phát triển bom hydrô. Theo ông thì “các nhà khoa học không có nhiệm vụ quyết định có nên sử dụng bom hydrô hay không. Quyết định này thuộc về nhân dân Mỹ và các đại biểu dân cử của họ.” Người ta cứ tưởng là nhân dân Mỹ đã có tiếng nói quan trọng trong vấn đề này.
Chứng kiến cảnh tượng thảm khốc của hai vụ nổ bom nguyên tử ở Hiroshima và Nagasaki, các nhà khoa học, nhất là những người tham gia vào dự án Manhattan đã vô cùng công phẫn và họ cảm thấy hối hận. Chính Albert Einstein cũng đã nói : “Nếu tôi biết rằng người Đức không sản xuất được bom nguyên tử thì tôi đã không động đến một ngón tay.” Einstein là người ký tên cuối cùng vào bản Tuyên ngôn mang tên ông và tên huân tước Bertrand Russell chỉ hai ngày trước khi ông qua đời. Bản tuyên ngôn Russell-Einstein mang chữ ký của 11 nhà khoa học hàng đầu trên thế giới, trong số đó có 9 người đoạt giải thưởng Nobel, kết luận với những lời lẽ sau: “Đây là vấn đề (khả năng xảy ra chiến tranh hạt nhân) chúng tôi trình ra trước quý vị, khắc nghiệt và đáng sợ, và không sao né tránh được, đó là chúng ta có thể tiêu diệt nhân loại hay không họăc nhân loại có từ bỏ chiến tranh hay không.” Bản tuyên ngôn Russell-Einstein về sau trở thành cương lĩnh của phong trào Pugwash, nơi hội tụ lương tâm của các nhà khoa học ở cả hai khối Đông và Tây để chống lại cuộc chạy đua vũ trang hạt nhân. Ngoài phong trào Pugwash mà người phụ trách chính là Joseph Rotblat, một nhà vật lý đã tham gia vào dự án Manhattan, nhiều tổ chức khác cũng do các đồng sự của ông trong chương trình chế tạo vũ khí này sáng lập và điều khiển, tất cả đều nói lên trách nhiệm xã hội của các nhà khoa học là chống chiến tranh hạt nhân. Ta có thể kể Liên đoàn các nhà khoa học nguyên tử (FAS, Federation of Atomic Scientists) của Eugene Rabinowitch, Hội đồng cho một thế giới sống được (CLW, Council for a Livable World) của Leo Szilard, Liên đoàn thế giới những người làm công tác khoa học (WFSW, World Federation of Scientific Workers) của Eric Burhop. Nhiều người khác bị nghi ngờ là đã cung cấp các tài liệu bí mật hạt nhân cho phía Liên Xô vì họ không muốn để cho Mỹ độc quyền sở hữu loại vũ khí giết người hàng loạt này sau khi chiến tranh kết thúc. Hai quả bom nguyên tử ném xuống Hiroshima và Nagasaki cũng có mục đích đe doạ Liên Xô khi thế giới bước vào thời kỳ hậu chiến. Trong số các nhà khoa học “điệp viên” được biết đến, ta có thể kể Klaus Fuchs, Bruno Pontecorvo, Alan Nunn May, Theodore Hall.
Năng lượng hạt nhân phục vụ cho hoà bình và điện hạt nhân
Sau năm 1945, rất nhiều nhà khoa học hạt nhân đem tài trí của mình góp sức vào việc nghiên cứu các ứng dụng hoà bình của năng lượng hạt nhân mà đặc biệt là các đề tài sinh học phóng xạ. Các nghiên cứu của họ trên các mặt lý thuyết và thực nghiệm đã dẫn đến những phát minh rất quan trọng trong việc tìm hiểu vũ trụ và vật chất. Ta có thể kể các lý thuyết tổng hợp hạt nhân trong vũ trụ của Hans Bethe và William Fowler, lý thuyết lượng tử và các hạt cơ bản của Julian Schwinger, lý thuyết từ hạt nhân của Isidor Rabi, Norman Ramsey, Felix Bloch, lý thuyết về laser và maser của Alfred Kastler hay Nicolai Basov.
Nếu Fukushima là cái mốc lịch sử đáng buồn cho việc sử dụng năng lượng hạt nhân phục vụ hoà bình thì Hiroshima và Nagasaki lại là những cái mốc thảm khốc của việc sử dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích chiến tranh. Tên của hai thành phố trên các đảo Honshu và Kyushu này của Nhật Bản đã gắn liền với việc con người lần đầu tiên tung bão lửa hạt nhân để giết hại đồng loại, đi ngược lại các mục đích mà những nhà khoa học nổi tiếng trên thế giới đã đề ra khi đem tài năng và trí óc của mình chế ngự năng lượng hạt nhân, nhằm mang lại hạnh phúc cho nhân loại . (Trích trong “Năng lượng hạt nhân - Chiến tranh và Hoà bình”, tác giả Nguyễn Thọ Nhân, Nhà xuất bản Tri thức, Hà nội 2011, 336 trang)
Năng lượng hạt nhân phục vụ chiến tranh
Có lẽ kỷ nguyên hạt nhân đã bắt đầu vào mùa Giáng sinh năm 1938 tại Viện Hoá học Hoàng đế Wilhelm ở Berlin – Dahlem, khi hai nhà hoá học Otto Hahn và Fritz Strassmann lần đầu tiên tạo ra một phản ứng phân hạch có ý nghĩa. Từ năm 1940, các nhà khoa học hạt nhân hàng đầu trên thế giới tập hợp trong dự án Manhattan đã giúp nước Mỹ chế tạo thành công hai quả bom nguyên tử Little Boy (dùng urani làm nhiên liệu) và Fat Man (nguyên liệu plutôni) để ném xuống đất Nhật. Mục tiêu ban đầu của họ là đi trước nước Đức Quốc Xã trong việc sở hữu vũ khí hạt nhân. Họ không ngờ là các sản phẩm từ trí não của họ đã được sử dụng để giết hại hàng trăm nghìn người dân vô tội ở Hiroshima và Nagasaki. Phần lớn các nhà khoa học tham gia vào dự án Manhattan, kể cả Albert Einstein là người thảo bức thư gửi tổng thống Mỹ Franklin Delano Roosevelt ngày 2 tháng 8-1939 đề nghị khởi động chương trình vũ khí hạt nhân, đều chống lại việc thả bom nguyên tử trên đất Nhật, nhất là sau khi chắc chắn rằng nước Đức không có khả năng chế tạo loại vũ khí giết người hàng loạt này. Các cuộc vận động của Leo Szilard và James Franck (Nobel Vật lý năm 1925) đều vô hiệu quả. Tuy nhiên, một số ít nhà khoa học vì những tham vọng hẹp hòi hay để bảo vệ quyền lực cá nhân đã hùa theo giới chính trị và quân sự chống lại những suy nghĩ sáng suốt của các đồng nghiệp của mình. Nhà vật lý J. Robert Oppenheimer, giám đốc phòng thí nghiệm Los Alamos cũng còn ủng hộ cuộc chạy đua vũ trang hạt nhân trong việc phát triển bom hydrô. Theo ông thì “các nhà khoa học không có nhiệm vụ quyết định có nên sử dụng bom hydrô hay không. Quyết định này thuộc về nhân dân Mỹ và các đại biểu dân cử của họ.” Người ta cứ tưởng là nhân dân Mỹ đã có tiếng nói quan trọng trong vấn đề này.
Chứng kiến cảnh tượng thảm khốc của hai vụ nổ bom nguyên tử ở Hiroshima và Nagasaki, các nhà khoa học, nhất là những người tham gia vào dự án Manhattan đã vô cùng công phẫn và họ cảm thấy hối hận. Chính Albert Einstein cũng đã nói : “Nếu tôi biết rằng người Đức không sản xuất được bom nguyên tử thì tôi đã không động đến một ngón tay.” Einstein là người ký tên cuối cùng vào bản Tuyên ngôn mang tên ông và tên huân tước Bertrand Russell chỉ hai ngày trước khi ông qua đời. Bản tuyên ngôn Russell-Einstein mang chữ ký của 11 nhà khoa học hàng đầu trên thế giới, trong số đó có 9 người đoạt giải thưởng Nobel, kết luận với những lời lẽ sau: “Đây là vấn đề (khả năng xảy ra chiến tranh hạt nhân) chúng tôi trình ra trước quý vị, khắc nghiệt và đáng sợ, và không sao né tránh được, đó là chúng ta có thể tiêu diệt nhân loại hay không họăc nhân loại có từ bỏ chiến tranh hay không.” Bản tuyên ngôn Russell-Einstein về sau trở thành cương lĩnh của phong trào Pugwash, nơi hội tụ lương tâm của các nhà khoa học ở cả hai khối Đông và Tây để chống lại cuộc chạy đua vũ trang hạt nhân. Ngoài phong trào Pugwash mà người phụ trách chính là Joseph Rotblat, một nhà vật lý đã tham gia vào dự án Manhattan, nhiều tổ chức khác cũng do các đồng sự của ông trong chương trình chế tạo vũ khí này sáng lập và điều khiển, tất cả đều nói lên trách nhiệm xã hội của các nhà khoa học là chống chiến tranh hạt nhân. Ta có thể kể Liên đoàn các nhà khoa học nguyên tử (FAS, Federation of Atomic Scientists) của Eugene Rabinowitch, Hội đồng cho một thế giới sống được (CLW, Council for a Livable World) của Leo Szilard, Liên đoàn thế giới những người làm công tác khoa học (WFSW, World Federation of Scientific Workers) của Eric Burhop. Nhiều người khác bị nghi ngờ là đã cung cấp các tài liệu bí mật hạt nhân cho phía Liên Xô vì họ không muốn để cho Mỹ độc quyền sở hữu loại vũ khí giết người hàng loạt này sau khi chiến tranh kết thúc. Hai quả bom nguyên tử ném xuống Hiroshima và Nagasaki cũng có mục đích đe doạ Liên Xô khi thế giới bước vào thời kỳ hậu chiến. Trong số các nhà khoa học “điệp viên” được biết đến, ta có thể kể Klaus Fuchs, Bruno Pontecorvo, Alan Nunn May, Theodore Hall.
Năng lượng hạt nhân phục vụ cho hoà bình và điện hạt nhân
Sau năm 1945, rất nhiều nhà khoa học hạt nhân đem tài trí của mình góp sức vào việc nghiên cứu các ứng dụng hoà bình của năng lượng hạt nhân mà đặc biệt là các đề tài sinh học phóng xạ. Các nghiên cứu của họ trên các mặt lý thuyết và thực nghiệm đã dẫn đến những phát minh rất quan trọng trong việc tìm hiểu vũ trụ và vật chất. Ta có thể kể các lý thuyết tổng hợp hạt nhân trong vũ trụ của Hans Bethe và William Fowler, lý thuyết lượng tử và các hạt cơ bản của Julian Schwinger, lý thuyết từ hạt nhân của Isidor Rabi, Norman Ramsey, Felix Bloch, lý thuyết về laser và maser của Alfred Kastler hay Nicolai Basov.
 Hiroshima- 1945 |
Ngày nay, việc sử dụng các kỹ thuật hạt nhân, các tia phóng xạ iôn hoá, các chất đồng vị phóng xạ đánh dấu đã được phát triển rộng rãi trong tất cả các ngành y học, nông nghiệp, công nghiệp, khí tượng - thuỷ văn, địa chất … và đã phục vụ đắc lực cho nền kinh tế quốc dân ở nhiều nước, kể cả ở Việt Nam ta.
Nhưng ứng dụng hoà bình quan trọng nhất của năng lượng hạt nhân là việc sử dụng phản ứng phân hạch để tạo ra điện năng trong các nhà máy điện hạt nhân (NMĐHN). Các bằng sáng chế phát minh của Leo Szilard (số 630726 tại Anh), của Enrico Fermi và Leo Szilard (số 2708656 ở Mỹ) hay của Frédéric Joliot-Curie ở Pháp ngày 4-5-1933 cũng như các công trình của Igor Kurchatov ở Nga đều nhắm tới mục đích chế tạo các lò phản ứng hạt nhân sinh ra năng lượng.
Sự khác biệt cơ bản của các phản ứng phân hạch sinh năng lượng trong các vũ khí và trong các nhà máy điện hạt nhân là tính điều khiển được trong các NMĐHN. Vì một lý do nào đấy do người điều khiển phạm sai lầm hay do các thiết bị điều khiển không hoạt động được với độ an toàn mong muốn thì các NMĐHN cũng nguy hiểm không kém gì các quả bom nguyên tử.
Các NMĐHN đầu tiên được thiết kế theo mô hình của “pin” thí nghiệm CP-1 (Chicago Pile No 1) của Enrico Fermi, dùng graphit làm chậm nơtron để tạo ra các phản ứng phân hạch. Khoảnh khắc pin CP-1 đạt trạng thái tới hạn ngày 2-12-1942 là một cái mốc lịch sử của ngành hạt nhân trên thế giới mặc dù công suất điện phát ra lúc ấy chỉ bằng 0,5 watt, đủ để thắp sáng một bóng đèn leo lét. Mãi đến năm 1951, khi một dòng điện phát ra từ lò phản ứng EBR-1 tại Arco (bang Idaho ở Mỹ) thắp sáng được 4 bóng đèn thì người ta mới nói đến việc sản xuất điện từ các lò phản ứng hạt nhân. Các NMĐHN bắt đầu được xây dựng ở nhiều nơi trên thế giới dựa vào những kỹ thuật và những thiết bị khác nhau tuỳ theo nhu cầu và khả năng chế tạo ở từng nước. Những nhà máy điện hạt nhân đầu tiên ở Anh theo kỹ thuật Magnox (Magnesium- Uranium oxide) hay ở Pháp theo kỹ thuật UNGG (Uranium naturel – Graphite – Gaz) đều có mục đích sản xuất plutôni cho các chương trình vũ khí hạt nhân là chính, các NMĐHN đầu tiên ở Anh còn mang tên Pippa (Plutonium and Power Production). Ở Canada, kỹ thuật lò phản ứng Candu (Canada Deuterium Uranium) đã được chế tạo phù hợp với khả năng sản xuất công nghiệp của nước này. Còn ở Mỹ vì có đầy đủ urani giàu sản xuất từ nhà máy Oak Ridge và vì muốn có các lò phản ứng gọn nhẹ dùng cho các tàu ngầm nguyên tử, người ta đã phát triển kỹ thuật lò phản ứng nước nhẹ gồm lò phản ứng nước áp suất (PWR, Pressurized Water Reactor) và lò phản ứng nước sôi (BWR, Boiling Water Reactor). Hiện nay, phần lớn các NMĐHN trên thế giới đều sử dụng kỹ thuật lò PWR. Ở Nga, NMĐHN đầu tiên được xây dựng ở Obninsk sử dụng một kỹ thuật độc đáo về sau phát triển thành lò RBMK (lò phản ứng công suất lớn có nhiều kênh) nổi tiếng vì sự cố Chernobyl năm 1986. Nước Nga cũng có một loại lò PWR mang tên VVER (Lò phản ứng sản xuất điện nước - nước).
Hiện nay trên thế giới có 443 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động tại 30 quốc gia với tổng công suất thiết kế đạt 396 GW, điện năng sản xuất chiếm tỷ trọng 14% trong tổng điện năng toàn thế giới, với những nước như Pháp tỷ trọng này lên đến 75% hay Nhật Bản (trước sự cố Fukushima) là 30%. Theo dòng thời gian, các thế hệ lò phản ứng công suất đã có những cải tiến cả về kỹ thuật, kinh tế và nhất là độ an toàn. Các NMĐHN dùng lò phản ứng thế hệ 1 đã ngừng hoạt động, phần lớn các lò phản ứng hiện nay thuộc thế hệ 2 và thế hệ 3, một số lò thế hệ 3+ đang được xây dựng. Người ta dự tính vào khoảng năm 2035-2040 các lò phản ứng thế hệ 4 sẽ ra đời. Sau sự cố Fukushima, ngành điện hạt nhân đang bước vào một thời kỳ suy thoái mới, Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế IAEA đã giảm xuống còn một nửa số các NMĐHN họ ước tính sẽ đưa vào sử dụng từ nay đến năm 2035.
Mặc dù Điện hạt nhân đã có những đóng góp đáng kể vào việc bảo đảm năng lượng cho nền kinh tế của thế giới phát triển nhưng sau các sự cố Three Mile Island ở Mỹ năm 1979 và thảm hoạ Chernobyl ở Nga năm 1986, ngành công nghiệp điện hạt nhân đã đi vào một giai đoạn thoái trào, các nước công nghiệp lớn như Mỹ, Đức, Anh đã ngừng việc xây dựng các NMĐHN mới. Mãi đến những năm cuối thế kỷ 20, ngành này bắt đầu hồi phục vì năng lượng hạt nhân tỏ ra có ưu thế trong việc giảm khí nhà kính gây ra biến đổi khí hậu và cũng vì các nhiên liệu hoá thạch bắt đầu bị cạn kiệt. Nhưng ngày 11 tháng 3-2011, thảm hoạ Fukushima xảy ra trên đất Nhật, sự chống đối năng lượng hạt nhân lại có những lý do mới để phát triển. Cho đến nay, các lý do chính để người dân các nước không tán thành việc xây dựng các NMĐHN là:
- việc xử lý các chất thải phóng xạ chưa được giải quyết thấu đáo, các chất thải này có thể gây nguy hiểm cho nhiều thế hệ con người trong nhiều thế kỷ,
- nguy cơ phổ biến vũ khí hạt nhân có thể phá hoại nền hoà bình thế giới và trật tự trong nhiều khu vực,
- các sự cố hạt nhân, đã xảy ra do sơ suất của con người thiếu văn hoá an toàn ngay ở cả những nước tiên tiến nhất như Mỹ, Nga, Nhật có thể dẫn đến những thiệt hại hàng trăm tỷ USD kéo dài trong nhiều thập kỷ.
 |
Đối với những nước có thu nhập trung bình muốn có một chương trình phát triển lâu dài điện hạt nhân, có lẽ vấn đề giá đầu tư sẽ mang tính chất quyết định vì người ta không thể hy sinh nhiều phúc lợi xã hội để dấn thân vào một chương trình thiếu tính kinh tế, nhất là khi phải đi vay để các thế hệ mai sau lo việc thanh toán. Năm 2007, giá đầu tư cho một kW điện hạt nhân là 3500 USD (theo báo cáo của Viện Công nghệ Massachusetts), năm 2008 giá này đã lên 4038 USD (theo Connecticut Integrated Resource Plan) và năm 2011 con số này là 5339 USD (theo Energy Information Administration của Mỹ). Còn nếu tính thêm tiền lãi thì giá phải trả sau 12 năm có thể gấp ba lần giá ban đầu. Trong khi ấy thì năng lượng điện sản xuất từ than đá, khí đốt, dầu mỏ cũng như từ các nguồn năng lượng tái tạo có thể ngày càng thấp.
Nói tóm lại, việc sử dụng năng lượng hạt nhân để phát điện có thể tạo ra nhiều vấn đề không lường trước được mà ngay từ đầu, Einstein cũng đã phải cảnh báo khi ông nói: “Vì tôi không đoán trước được năng lượng hạt nhân sẽ trở thành một mối lợi lâu dài, nên tôi phải nói rằng hiện nay nó là một mối đe doạ.”
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
