Tài liệu đánh giá tác động phóng xạ của nhà máy điện hạt nhân phòng thành đối với việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- Nguyễn Phƣơng Thảo ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG PHÓNG XẠ CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN PHÕNG THÀNH ĐỐI VỚI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT HẠT NHÂN Hà Nội – Năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- Nguyễn Phƣơng Thảo ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG PHÓNG XẠ CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN PHÕNG THÀNH ĐỐI VỚI VIỆT NAM Chuyên ngành : Kỹ thuật hạt nhân và Vật lý môi trƣờng LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT HẠT NHÂN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS. Nguyễn Hào Quang Hà Nội – Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn “Đánh giá tác động phóng xạ của nhà máy điện hạt nhân Phòng Thành đối với Việt Nam” là công trình nghiên cứu khoa học của riêng của tôi. Các số liệu sử dụng trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng. Kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận văn do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễn của Việt Nam. Các kết quả này chƣa từng đƣợc công bố tại bất kỳ công trình nào khác. Nếu không đúng nhƣ nêu trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về đề tài của mình. Hà Nội, ngày 11 tháng 10 năm 2017 Tác giả luận văn Nguyễn Phƣơng Thảo 1 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn các giảng viên trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đã truyền đạt cho tôi kiến thức trong thời gian học ở trƣờng; Tôi xin chân thành cảm ơn Cục An toàn bức xạ và hạt nhân đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình làm luận văn; Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Hào Quang đã tận tình hƣớng dẫn tôi hoàn thành tốt luận văn này. 2 CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ tiếng anh ARL Air Resource Laboratory CRF Core release fraction EF Từ tiếng việt Phòng thí nghiệm tài nguyên không khí Hệ số phát thải từ lõi lò hệ số thải ra môi trƣờng của đồng vị Escape fraction EPD Extended planning distance Vùng mở rộng kế hoạch ứng phó sự cố khi xảy ra sự cố lớn FPI Fission product inventory Tổng lƣợng chất phóng xạ Atomic Energy Cơ quan năng lƣợng nguyên tử quốc tế IAEA International Agency ICPD Vùng kiểm soát tiêu thụ lƣơng Ingestion and Commodities thực, thực phẩm Planning Distance ICRP International Commission Radiological Protection NCEP National centers for environment Trung tâm dự báo khí tƣợng quốc prediction gia Hoa Kỳ on NMĐHN NOAA Ủy ban quốc tế về an toàn bức xạ Nhà máy điện hạt nhân National Oceanic and Cơ quan quản lý khí tƣợng và đại Atmospheric Administration dƣơng Hoa Kỳ PAZ Precaution Action Zone Vùng bảo vệ khẩn cấp PWR Pressurized Water Reactor Lò phản ứng nƣớc áp lực RDF Reduction Fraction hệ số suy giảm của đồng vị phóng xạ phát thải Source term Số hạng nguồn Wind rose plot Phần mềm vẽ hoa gió Urgent Protection Planning Zone Vùng lập kế hoạch bảo vệ khẩn cấp S WRPLOT UPZ USNRC United States Nuclear Ủy ban pháp quy hạt nhân Hoa Kỳ Regulatory Commission 3 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Bản đồ các vị trị xây dựng nhà máy điện hạt nhân của Trung Quốc 17 Hình 1.2. Vị trí một số NMĐHN sát biên giới Việt Nam.................................17 Hình 1.3. Khoảng cách NMĐHN Trung Quốc đến Việt Nam .........................19 Hình 2.1. Mô hình minh họa các con đƣờng phát tán phóng xạ .......................25 Hình 2.2. Phƣơng pháp Lagrangian đánh giá phát tán khí. ..............................39 Hình 2.3. So sánh kết quả tính toán giữa phần mềm HYSPLIT .......................43 Hình 2.4. Hoa gió theo 16 hƣớng......................................................................45 Hình 2.5. File excel input cho WRPLOT .........................................................47 Hình 3.1. Kết quả hoa gió NMĐHN Phòng Thành năm 2016 .........................51 Hình 3.2. Xác định các góc ảnh hƣởng đến Việt Nam .....................................51 Hình 3.3. Đánh giá phát tán tháng 1 .................................................................53 Hình 3.4. Đánh giá phát tán tháng 2 .................................................................54 Hình 3.5. Đánh giá phát tán tháng 3 .................................................................55 Hình 3.6. Đánh giá phát tán tháng 4 .................................................................56 Hình 3.7. Đánh giá phát tán tháng 5 .................................................................57 Hình 3.8. Đánh giá phát tán tháng 6 .................................................................58 Hình 3.9. Đánh giá phát tán tháng 7 .................................................................59 Hình 3.10. Đánh giá phát tán tháng 8 ...............................................................60 Hình 3.11. Đánh giá phát tán tháng 9 ...............................................................61 Hình 3.12. Đánh giá phát tán tháng 10 .............................................................62 Hình 3.13. Đánh giá phát tán tháng 11 .............................................................63 Hình 3.14. Đánh giá phát tán tháng 12 .............................................................64 Hình 3.15. Phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành sau 5 giờ .................66 Hình 3.16. Phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành sau 8 giờ .................67 Hình 3.17. Phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành sau 18 giờ ...............67 Hình 3.18. Phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành sau 24 giờ ...............68 Hình 3.19. Phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành sau 36 giờ ...............68 Hình 3.20. Phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành sau 48 giờ ...............69 4 Hình 3.21. Phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành sau 60 giờ ...............69 Hình 3.22. Phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành sau 72 giờ ...............70 Hình 3.23. Phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành sau 84 giờ ...............70 Hình 3.24. Phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành sau 96 giờ ...............71 5 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Số liệu phát thải phóng xạ trong tai nạn hạt nhân Fukushima [10] ..14 Bảng 1.2. Kích thƣớc vùng sự cố đƣợc IAEA khuyến cáo[3] ..........................20 Bảng 2.1. Thông số về kiểu lò CPR-1000 ........................................................23 Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật của bình sinh hơi CPR-1000 ..............................23 Bảng 2.3. Thông số kỹ thuật của tòa nhà lò CPR-1000 ....................................24 Bảng 2.4. Các con đƣờng phát thải chất phóng xạ vào môi trƣờng[2] .............26 Bảng 2.5. Tổng lƣợng thành phần phóng xạ trong vùng hoạt[2] ......................29 Bảng 2.6. Thành phần chất phóng xạ trong chất làm mát[2] ............................31 Bảng 2.7. Hệ số phát thải từ lõi lò CRF[2] .......................................................32 Bảng 2.8. Các cơ chế làm suy giảm phát thải phóng xạ[2] ..............................34 Bảng 2.9. Hệ số làm suy giảm của các cơ chế ..................................................36 Bảng 2.10. Đánh giá tốc độ rò rỉ .......................................................................37 Bảng 2.11. Hệ số rò rỉ EF .................................................................................38 Bảng 2.12. Tƣơng quan giữa hƣớng gió và góc thuộc hƣớng gió đó ...............46 Bảng 2.13. Phân chia lớp tốc độ gió: ................................................................46 Bảng 2.14. Hệ số chuyển đổi nồng độ phóng xạ sang liều[2] ..........................48 Bảng 2.15. Các hành động bảo vệ dân chúng dựa trên giá trị phóng xạ đo đƣợc trong không khí của IAEA[2] ...................................................................................49 Bảng 2.16. Các hành động bảo vệ dân chúng dựa trên giá trị phóng xạ đo đƣợc trong không khí của Việt Nam[17]..............................................................................50 Bảng 3.1. Thống kê xác suất hƣớng gió ...........................................................52 Bảng 3.2. Phân bố gió theo tháng .....................................................................65 Bảng 3.3. Phân loại những khu vực bị ảnh hƣởng theo nồng độ tƣơng đối .....72 Bảng 3.4. Xác định số hạng nguồn (S) trong khi NMĐHN Phòng Thành vận hành bình thƣờng.......................................................................................................73 Bảng 3.5. Tính suất liều trong không khí khi NMĐHN vận hành bình thƣờng ...................................................................................................................................74 6 Bảng 3.6. Tính suất liều cho một số khu vực của Việt Nam khi NMĐHN vận hành bình thƣờng.......................................................................................................74 Bảng 3.7. Tính mức liều đóng góp trong 1 năm từ NMĐHN Phòng Thành khi vận hành bình thƣờng ................................................................................................75 Bảng 3.8. Xác định số hạng nguồn ST trong trƣờng hợp NMĐHN xảy ra sự cố hƣ hại vỏ thanh nhiên liệu .........................................................................................76 Bảng 3.9. Giá trị suất liều khi NMĐHN xảy ra sự cố hƣ hại vỏ thanh nhiên liệu ...................................................................................................................................76 Bảng 3.10. Giá trị suất liều cho các khu vực bị ảnh hƣởng khi NMĐHN xảy ra sự cố hƣ hại vỏ thanh nhiên liệu ...............................................................................77 Bảng 3.11. Xác định số hạng nguồn S trong trƣờng hợp NMĐHN xảy ra sự cố tan chảy lõi lò ............................................................................................................78 Bảng 3.12. Giá trị suất liều khi NMĐHN xảy ra sự cố tan chảy lõi lò .............78 Bảng 3.13. Giá trị suất liều cho các khu vực bị ảnh hƣởng khi NMĐHN xảy ra sự cố tan chảy lõi lò...................................................................................................79 7 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 9 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC MỐI NGUY HIỂM TỪ NMĐHN 11 1.1. Một số tai nạn NMĐHN trên thế giới ........................................................11 1.1.1. Tai nạn NMĐHN Chernobyl ...............................................................11 1.1.2. Tai nạn NMĐHN Fukushima ..............................................................13 1.2. Tình hình phát triển các NMĐHN của Trung Quốc ..................................15 1.3. Nguy cơ từ NMĐHN Phòng Thành ...........................................................18 CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA NMĐHN PHÕNG THÀNH ĐỐI VỚI MÔI TRƢỜNG 22 2.1. NMĐHN Phòng Thành Trung Quốc .........................................................22 2.2. Xác định số hạng nguồn phát thải từ NMĐHN .........................................24 2.1.1. Tổng lƣợng chất phóng xạ (FPI) .........................................................27 2.1.2. Hệ số phát thải từ lõi lò (CRF) ............................................................32 2.1.3. Hệ số suy giảm phát thải phóng xạ (RDF) ..........................................33 2.1.4. Hệ số rò rỉ ra môi trƣờng (EF) ............................................................37 2.2. Phát tán chất phóng xạ trong môi trƣờng khí ............................................38 2.2.1. Mô hình phát tán phóng xạ trong môi trƣờng khí ...............................38 2.2.2. Sử dụng phần mềm Hysplit để tính toán phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành..........................................................................................40 2.2.3. Dữ liệu khí tƣợng ................................................................................44 2.3. Đánh giá liều từ NMĐHN trong không khí ...............................................47 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG PHÓNG XẠ 51 NMĐHN PHÕNG THÀNH ĐỐI VỚI VIỆT NAM 51 3.1. Xác định hƣớng phát tán chiếm ƣu thế ảnh hƣởng đến Việt Nam từ NMĐHN Phòng Thành .............................................................................................51 3.2. Xác định nồng độ phóng xạ tƣơng đối trong không khí từ NMĐHN Phòng Thành 66 3.3. Đánh giá ảnh hƣởng từ NMĐHN Phòng Thành đến Việt Nam ................72 3.3.1. NMĐHN Phòng Thành hoạt động bình thƣờng ..................................73 3.3.2. NMĐHN Phòng Thành xảy ra sự cố hƣ hại vỏ thanh nhiên liệu 3.3.3. NMĐHN Phòng Thành xảy ra sự cố tan chảy lõi lò ...........................77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC 1. QUI TRÌNH LẤY SỐ LIỆU KHÍ TƢỢNG TỪ NOAA 83 PHỤ LỤC 2. QUY TRÌNH SỬ DỤNG PHẦN MỀM VẼ HOA GIÓ WRPLOT 89 PHỤ LỤC 3. QUY TRÌNH SỬ DỤNG PHẦN MỀM HYSPLIT 91 8 MỞ ĐẦU Từ thế kỷ 20, việc áp dụng năng lƣợng nguyên tử ngày càng rộng rãi và phổ biến trong tất cả các lĩnh vực, trong đó kể đến nhà máy điện hạt nhân, đã đƣợc nhiều quốc gia chấp nhận và sử dụng bởi những ƣu thế đáng kể so với những nguồn năng lƣợng truyền thống khác. Những ƣu thế đó bao gồm sự chủ động trong nhiên liệu sử dụng, công suất ổn định không phụ thuộc điều kiện thời tiết, thân thiện với môi trƣờng trong điều kiện hoạt động bình thƣờng v.v. Tuy nhiên điện hạt nhân có nhƣợc điểm quan trọng là khả năng xảy ra sự cố gây ảnh hƣởng nghiêm trọng tới con ngƣời và môi trƣờng, chi phí khắc phục sự cố rất cao. Trên thế giới đã xảy ra nhiều sự cố liên quan đến lò phản ứng hạt nhân gây hậu quả rất nghiêm trọng nhƣ: sự cố Three Mile Island tại Hoa Kỳ năm 1979, sự cố Chernobyl tại Ukraina năm 1986, sự cố Fukushima tại Nhật Bản năm 2011 đã đặt ra nhiều vấn đề cần xử lý trong công tác ứng phó sự cố, đánh giá phát tán phóng xạ ảnh hƣởng đến Việt Nam. Khi xảy ra sự cố bức xạ và hạt nhân, tùy thuộc vào mức độ trầm trọng của sự cố, đặc tính của nguồn phóng xạ hoặc vật liệu hạt nhân, nhiên liệu hạt nhân, điều kiện khí tƣợng, chất phóng xạ có thể phát tán ra môi trƣờng ngoài khu vực xảy ra sự cố và gây ảnh hƣởng phóng xạ tới con ngƣời và môi trƣờng. Một trong những yếu tố quan trọng trong việc tránh bị chiếu xạ là phát hiện sớm sự hiện diện của chất phóng xạ tại khu vực có khả năng bị ảnh hƣởng bởi sự cố. Hiện nay, trên thế giới nhiều phần mềm máy tính đƣợc xây dựng phục vụ việc mô phỏng phát tán chất phóng xạ (IXP, PAVAN, XOQDOQ, RASCAL v.v). Mặc dù nƣớc ta vẫn chƣa xây dựng NMĐHN tuy nhiên mối nguy hiểm đối với nhà máy điện hạt nhân vẫn tồn tại vì ngay cạnh biên giới của nƣớc ta có một số nhà máy điện hạt nhân của Trung Quốc đang hoạt động hoặc có kế hoạch vận hành trong thời gian tới điển hình là NMĐHN Phòng Thành cách Móng Cái khoảng 60km và trung tâm thủ đô Hà Nội khoảng 300 km. Do đó, việc tính toán đánh giá phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành là cần thiết. Căn cứ vào các yêu cầu thực tiễn nêu trên, luận văn đƣợc thực hiện và lấy tên là “Đánh giá tác động phóng xạ của nhà máy điện hạt nhân Phòng Thành đối với Việt Nam”. 9 - Mục đích nghiên cứu của luận văn: đánh giá ảnh hƣởng từ việc phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành đến Việt Nam khi vận hành bình thƣờng cũng nhƣ khi xảy ra các sự cố. - Đối tƣợng nghiên cứu của luận văn: Mức liều từ các đám mây phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành ảnh hƣởng đến Việt Nam. Để từ đó xác định đƣợc các ảnh hƣởng do phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành gây ra. - Phạm vi nghiên cứu: Luận văn giới hạn nghiên cứu, xác định sự phát tán phóng xạ gây ảnh hƣởng đến Việt Nam qua môi trƣờng không khí và tập trung đánh giá vào khu vực Đông Bắc Bộ - khu vực nguy cơ ảnh hƣởng nặng từ phát tán phóng xạ NMĐHN Phòng Thành. Vấn đề khó khăn đầu tiên là hầu hết các phần mềm chỉ giới hạn tính toán trong phạm vi 80 km. Do đó, để có thể đánh giá ảnh hƣởng tới Việt Nam, đề tài sử dụng đến phần mềm Hysplit cho phép tính toán nồng độ phóng xạ với phạm vi rộng lên tới hàng nghìn km. Ngoài ra phần mềm Hysplit có sẵn hệ thống dữ liệu khí tƣợng toàn cầu cho phép tính toán phát tán phóng xạ ảnh hƣởng đến Việt Nam. Do đó, luận văn đã sử dụng phần mềm Hysplit để tính toán phát tán. Bố cục của luận văn gồm các nội dung chính nhƣ sau: CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC MỐI NGUY HIỂM TỪ NMĐHN CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA NMĐHN PHÒNG THÀNH ĐỐI VỚI MÔI TRƢỜNG CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG PHÓNG XẠ NMĐHN PHÕNG THÀNH ĐỐI VỚI VIỆT NAM Với các kết quả nghiên cứu trong luận văn mong rằng sẽ góp phần trong việc tính toán, đánh giá phát tán phóng xạ từ NMĐHN Phòng Thành, từ đó xác định đƣợc ảnh hƣởng của sự cố từ NMĐHN Trung Quốc, tƣ vấn cho cơ quan quản lý nhà nƣớc trong việc chuẩn bị và triển khai ứng phó sự cố, xây dựng các kịch bản ứng phó sự cố, diễn tập ứng phó sự cố và từng bƣớc nâng cao năng lực ứng phó với sự cố bức xạ, sự cố hạt nhân của Việt Nam. 10 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC MỐI NGUY HIỂM TỪ NMĐHN 1.1. Một số tai nạn NMĐHN trên thế giới Trên thế giới đã xảy ra nhiều sự cố bức xạ và hạt nhân gây hậu quả rất nghiêm trọng liên quan đến NMĐHN. Những hậu quả từ các sự cố này gây ảnh hƣởng lớn đến môi trƣờng xung quanh và còn gây ảnh hƣởng đến các nƣớc xung quanh. Một số tai nạn NMĐHN gây ra hậu quả nghiêm trọng nhƣ: Chernobyl (Ukraina), Fukushima (Nhật). 1.1.1. Tai nạn NMĐHN Chernobyl Tóm tắt sự cố NMĐHN Chernobyl nằm ở thị trấn Pripyat, Ukraina, cách 18 km về phía Tây Bắc thành phố Chernobyl, 16 km từ biên giới Ukraina và Belarus, và khoảng 110 km phía bắc Kiev. Nhà máy có bốn lò phản ứng kiểu RBMK-1000. Sự cố xảy ra đối với tổ lò số 4 vào ngày 26/4/1986. Năng lƣợng đột ngột tăng vọt ở mức cao làm tan chảy lõi lò phản ứng hạt nhân, nhiên liệu bị hƣ hỏng. Một vụ nổ xảy ra đã tạo một lỗ trên mái của toàn nhà lò phản ứng khiến một lƣợng lớn chất phóng xạ từ lõi lò phát thải vào bầu khí quyển. Đây đƣợc coi là vụ tai nạn hạt nhân trầm trọng nhất trong lịch sử năng lƣợng hạt nhân. Do không có tƣờng chắn, đám mây bụi phóng xạ tung lên từ nhà máy lan rộng ra nhiều vùng phía tây Liên bang Xô Viết, Đông và Tây Âu. Nhiều vùng rộng lớn thuộc Ukraina, Belarus và Nga bị ô nhiễm nghiêm trọng, dẫn tới việc phải sơ tán và tái định cƣ cho hơn 336.000 ngƣời. Khoảng 60% đám mây phóng xạ đã rơi xuống Belarus. Thảm hoạ này phát ra lƣợng phóng xạ lớn gấp bốn trăm lần so với quả bom nguyên tử đƣợc ném xuống Hiroshima. Đánh giá hậu quả[10] - Đối với nhân viên: khoảng 600 nhân viên ứng phó sự cố, những ngƣời phải làm việc trong khu vực nhà máy vào đêm xảy ra tai nạn, là những ngƣời phải nhận liều phơi nhiễm cao nhất. Các tác động cấp tính do bức xạ (acute radiation sickness) đã đƣợc ghi nhận đối với 134 nhân viên ứng phó sự cố, trong đó 41 ngƣời nhận 11 đƣợc liều toàn thân gây bởi chiếu ngoài nhỏ hơn 2.1 Gy, 93 ngƣời nhận đƣợc liều cao hơn và bị tác động cấp nghiêm trọng (bao gồm 50 ngƣời nhận liều từ 2.2 đến 4.1 Gy, 22 ngƣời từ 4.2 đến 6.4 Gy và 21 ngƣời từ 6.5 đến 16 Gy). Đặc biệt liều da (skin doses) do tác động của bức xạ beta xảy ra đối với 8 ngƣời, gây ra tác động cấp từ 10 đến 30 lần liều chiếu toàn thân gây bởi bức xạ chiếu ngoài. - Liều bức xạ đối với dân chúng do hậu quả của phát thải phóng xạ từ lò phản ứng bị hƣ hại dẫn đến sự nhiễm xạ đối với đất đai trong một vùng rộng lớn. Dựa trên tính toán tác động bức xạ, sự phát thải I-131 và Cs-137 tƣơng ứng với hoạt độ 1,760 và 85 PBq gây ra tác động quan trọng nhất. Trong đó, đồng vị I-131 là tác nhân chủ yếu gây ra liều tuyến giáp thông qua con đƣờng chiếu trong trong một vài tuần sau tai nạn, còn Cs-137 gây ra liều đối với các cơ quan bên trong và mô theo cả hai cơ chế chiếu ngoài và chiếu trong. Trong vòng một vài tuần sau tai nạn, khoảng 116,000 ngƣời đã đƣợc sơ tán khỏi khu vực bị nhiễm xạ nặng nhất của Uknaine và Belarus. Liều tuyến giáp của những ngƣời này thay đổi theo lứa tuổi, nơi ở và thời điểm sơ tán. Ví dụ, đối với cƣ dân vùng Pripyat, những ngƣời đƣợc sơ tán khẩn cấp trong vòng 48 giờ sau tai nạn, liều tuyến giáp trung bình là 0.17 Gy, từ 0.07 đối với ngƣời lớn đến 2 Gy đối với trẻ sơ sinh. Đối với toàn bộ những ngƣời đi sơ tán, liều tuyến giáp trung bình là 0.47 Gy. Liều tuyến giáp cũng đƣợc đánh giá cho các cƣ dân trong khu vực nhiễm xạ, nhƣng không đi sơ tán. Ví dụ, đối với trẻ sơ sinh liều tuyến giáp là 1 Gy, đối với ngƣời lớn giá trị liều nhỏ hơn khoảng 10 lần. - Đối với môi trƣờng: trong vài tuần đầu tiên sau tai nạn đồng vị I-131 là tác nhân chính gây ra liều bức xạ, đóng góp của các hạt nhân sống dài là khá nhỏ. Tuy nhiên, từ năm 1987 liều gây ra đối với dân chúng trong khu vực nhiễm xạ chủ yếu là do tác động chiếu ngoài từ các đồng vị Cs -134 và Cs-137 lắng đọng trên mặt đất và chiếu trong do nhiễm bẩn của hai đồng vị này vào thức ăn. Đóng góp của các đồng vị khác thƣờng là khá nhỏ, có thể kể đến Sr-90 và các son khí chứa các đồng vị plutonium. Liều hiệu dụng trung bình gây bởi Cs-134 và Cs-137 trong 10 năm đầu tiên sau tai nạn đối với cƣ dân trong khu vực nhiễm xạ khoảng 10 mSv. Không có nghi ngờ nào về mối quan hệ giữa lƣợng chất phóng xạ phát thải trong tai nạn 12 Chernobyl và số lƣợng tăng đột biến của bệnh nhân ung thƣ tuyến giáp đƣợc ghi nhận trong khu vực nhiễm xạ trong 14 năm qua. Bên cạnh hiệu ứng liều gây bởi I131, cũng cần đánh giá tác động gây bởi các đồng vị phóng xạ sống ngắn khác của Iodine nhƣ I-132, I-133, I-135. 1.1.2. Tai nạn NMĐHN Fukushima Tóm tắt sự cố NMĐHN Fukushima thuộc thế hệ đầu tiên của ngành năng lƣợng hạt nhân Nhật Bản, sử dụng công nghệ lò nƣớc sôi (BWR). Nhà máy bao gồm 6 tổ máy, với tổng công suất điện 4696 MWe, tổ máy số 1 đƣợc đƣa vào vận hành từ năm 1971. Khi tai nạn kép động đất sóng thần xảy ra các tổ máy 1-2-3 đang hoạt động, tổ máy 4-5-6 đã dừng để bảo trì. Trận động đất mạnh 9.0 richter xảy ra lúc 14: 46 ngày 11/3 ở ngoài khơi Nhật Bản gần nhà máy điện hạt nhân Fukushima làm mất toàn bộ lƣới điện, kèm theo các đợt sóng thần cao tới 15m xảy ra lúc15:35 cùng ngày đã làm các máy phát diezen ngừng hoạt động, vô hiệu hóa hoàn toàn các hệ thống an toàn của tổ hợp NMĐHN. Lò phản ứng không đƣợc cấp nƣớc bổ sung để tải nhiệt dƣ, lƣợng nƣớc trong lò giảm dần dẫn đến nhiên vật liệu nóng chảy hoàn toàn, phá hỏng vỏ lò phản ứng và tòa nhà lò tại các tổ máy số 1, 2, 3. Trong diễn biến tai nạn, ngƣời ta còn nhận thấy vai trò sinh nhiệt từ các phản ứng oxy hóa vật liệu, tác động của hiện tƣợng nổ hydro trong nhà lò, dẫn đến sự phá hủy nghiêm trọng nhà lò và gây thất thoát một lƣợng lớn chất phóng xạ ra môi trƣờng. Đánh giá hậu quả[10] Theo nghiên cứu của Viện An toàn Hạt nhân của Pháp (IRSN) từ 21/3 đến giữa tháng 7/2011 đã có lƣợng hoạt độ 27.1 petabecquerel (1 petabecquerel = 1015 Bq) đồng vị phóng xạ Cs-137 tuôn vào biển. Đây là lƣợng phóng xạ do con ngƣời gây ra lớn nhất từ trƣớc đến nay đối với môi trƣờng hải dƣơng. Nhƣng rất may, các dòng hải lƣu của đại dƣơng đã phân tán Cs-137 khá mạnh. Mặc dù vậy mức độ của nó vẫn còn khoảng 0.004 Bq/lít nƣớc biển của Thái Bình Dƣơng, tức là cao gấp đôi 13 so với thập niên 1960. Bảng 1.1 cho biết hoạt độ phóng xạ của các đồng vị phát thải trong sự cố Fukushima. Bảng 1.1. Số liệu phát thải phóng xạ trong tai nạn hạt nhân Fukushima [10] Đồng vị Hoạt độ tổng Hoạt độ tổng Hoạt độ phát Hoạt độ phát cộng 24 giờ sau cộng 90 ngày thải khi 10% thải khi 10% khi dập lò sau khi dập lò nhiên liệu bị hƣ nhiên liệu bị (TBq) (TBq) hại (TBq) nóng chảy (TBq) 133 Xe 4.68E+6 3.99E+1 0.1995 3.99 I 2.21E+6 1.03E+3 5.15 7.725E+1 Cs 2.38E+5 2.28E+5 3510 5.265E+4 131m 2.52E+5 9.0E-17 0 2.766E-18 90 1.90E+5 1.83E+5 0 6.456E+3 3.36E+6 6.82E+5 0 3.415E+2 La 4.50E+6 3.73E+4 0 1.940E+1 141 Ce 4.08E+6 5.99E+5 0 3.300E+2 140 Ba 4.16E+6 3.24E+4 0 3.888E+2 131 137 Te Sr 103 Ru 140 Đối với môi trƣờng khí và đất trồng, sự nhiễm xạ Xedi lên đến 300 Bq/m2 trong bán kính 50 km. Mật độ dân cƣ trung bình của Nhật Bản là 339 ngƣời/km2, cao hơn hẳn so với Ukraine nơi xảy ra thảm họa hạt nhân Chernobyl với 77 ngƣời/km2. Theo tờ báo Japan Today ngày 11/3/2015, sau 4 năm của thảm họa kép động đất sóng thần, chính quyền địa phƣơng vẫn còn đang tìm cách xử lý chất thải 14 phóng xạ hạt nhân. Hàng ngày, các đội công nhân vẫn phải dọn dẹp rác thải bị ô nhiễm bởi chất phóng xạ bỏ vào các bao nhựa và chất thành đống ở các ruộng lúa bỏ hoang và các khu đất trống của ngƣời dân sống tại các thị trấn Okuma, Tomioka, Naraha và Namie thuộc huyện Futaba, tỉnh Fukushima. Ƣớc tính lƣợng rác thải này lên đến 30 triệu tấn. Theo kết quả nghiên cứu công bố tháng 6 năm 2014 của một nhóm nhà khoa học thuộc Viện Khoa học và Bức xạ quốc gia Nhật Bản về mức phơi nhiễm phóng xạ trong tuyến giáp của trẻ em từ 3-5 tuổi sống xung quanh nhà máy điện hạt nhân Fukushima sau 3 năm xảy ra sự cố đƣợc xác định là dƣới 30 mSv trong hầu hết các ca thăm khám. Cơ quan này khẳng định, mức nhiễm xạ này thấp hơn rất nhiều so với ngƣỡng phơi nhiễm có thể gây ra các bệnh ung thƣ tuyến giáp hoặc bệnh bạch cầu. Cũng theo một công bố đầu năm 2014 của Đại học Fukushima thực hiện kiểm tra tuyến giáp cho hơn 96.000 trẻ em từ 1-5 tuổi trong số hơn 300,000 ngƣời tuổi dƣới 40 ở khu vực xảy ra thảm họa, thì phát hiện có đến 40% số trẻ đã xuất hiện những u hoặc hạch cổ, triệu chứng ban đầu của bệnh ung thƣ tuyến giáp. 1.2. Tình hình phát triển các NMĐHN của Trung Quốc Trung Quốc đang thực hiện chính sách chiến lƣợc phát triển năng lƣợng "kinh tế, sạch sẽ và an toàn" để thúc đẩy cuộc cách mạng năng lƣợng, đẩy mạnh cải cách về các loại hình sản xuất và sử dụng năng lƣợng, tối ƣu hóa cơ cấu cung cấp năng lƣợng, tăng cƣờng sử dụng năng lƣợng một cách hiệu quả và xây dựng hệ thống năng lƣợng hiện đại sạch, phát thải ít cacbon, an toàn và hiệu quả. Trung Quốc phát triển năng lƣợng phi hóa thạch song song với việc sử dụng hiệu quả năng lƣợng hóa thạch, dần dần giảm tỷ lệ tiêu thụ than, tăng tỷ lệ tiêu thụ khí đốt tự nhiên và tăng đáng kể tỷ lệ tiêu thụ năng lƣợng tái tạo nhƣ năng lƣợng gió, năng lƣợng mặt trời, năng lƣợng địa nhiệt và năng lƣợng hạt nhân. Đến năm 2020, tỷ lệ của năng lƣợng phi hóa thạch trong mức tiêu thụ năng lƣợng cơ bản ở Trung Quốc sẽ đạt 15%, tỷ lệ tiêu thụ khí tự nhiên sẽ là hơn 10% và tỷ lệ tiêu thụ than sẽ đƣợc kiểm soát dƣới mức 62%. 15 Trong thời gian từ 2013-2015, tỷ lệ sản xuất điện từ năng lƣợng nhiệt ở Trung Quốc đã từng bƣớc giảm dần, từ 78.36% trong năm 2013 xuống 74.94% vào năm 2015; tỷ lệ sản xuất điện từ năng lƣợng gió và năng lƣợng mặt trời đã tăng từ 2.78% vào năm 2013 đến 4.32% trong năm 2015, và điện hạt nhân tăng từ 2.10% vào năm 2013 đến 3.01% trong năm 2015. Kể từ năm 1978, Trung Quốc đã trải qua 03 giai đoạn phát triển điện hạt nhân: (1) Giai đoạn 1 (từ 1978 đến 2004): bắt đầu phát triển; (2) Giai đoạn 2 (từ 2004 đến 2011): tăng tốc phát triển; (3) Giai đoạn 3 (từ sau 2011): phát triển với tốc độ cao. Từ 2013-2015, sản lƣợng điện tích lũy hàng năm tạo ra bởi năng lƣợng hạt nhân ở Trung Quốc tăng đều đặn, là 112.1 tỷ kWh, 130.58 tỷ kWh và 168.319 tỷ kWh, chiếm khoảng 2.1%, 2.35% và 3.01% trong tổng lƣợng điện trong cả nƣớc trong ba năm tƣơng ứng. Theo báo cáo của Cơ quan Năng lƣợng nguyên tử quốc tế (IAEA), tính đến ngày 20/9/2016 Trung Quốc đã có 35 tổ máy điện hạt nhân đang hoạt động (tổng công suất là 31.617 MW), 20 tổ máy khác đang đƣợc xây dựng (tổng công suất là 22.956 MW) và có 42 dự án tổ máy điện hạt nhân khác nằm trong kế hoạch xây dựng (tổng công suất là 47.930 MW). Kế hoạch dài hạn của Trung Quốc cho chƣơng trình phát triển điện hạt nhân là xây mới khoảng 170 tổ máy điện hạt nhân, có tổng công suất khoảng 195.000 MW (2050) nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện năng và giảm dần lƣợng khí phát thải gây nóng lên toàn cầu. Hình 1.1 là vị trí các NMĐHN đƣợc xây dựng. Trong giai đoạn Kế hoạch năm năm lần thứ 13, Trung Quốc sẽ xây dựng NMĐHN sử dụng công nghệ nội địa hóa đã đƣợc chứng minh an toàn chủ yếu dọc theo bờ biển và hoàn thành xây dựng dự án lò AP1000 tại Sanmen, Haiyang và các dự án điện hạt nhân khác cũng sẽ đƣợc hoàn thành. Dự án HPR1000 tại Phúc Thanh và Phòng Thành Cảng sẽ đƣợc xây dựng. Dự án xây dựng CAP1400 tại Rongcheng và các dự án điện hạt nhân mới khác dọc theo vùng ven biển sẽ đƣợc bắt đầu. Dự án giai đoạn III của NMĐHN Tianwan sẽ đƣợc đẩy mạnh và cũng sẽ tích cực thực hiện các công việc của giai đoạn trƣớc đó cho dự án NMĐHN xây dựng trong đất liền. 16 Đến năm 2020, công suất lắp đặt các tổ máy NMĐHN đang vận hành sẽ đạt 58 GW, và công suất lắp đặt của tổ máy đang xây dựng sẽ đạt hơn 30 GW. Hình 1.2 trình bày Kế hoạch xây dựng các nhà máy điện hạt nhân trong lục địa của Trung Quốc sát biên giới Việt Nam. Hình 1..1. Bản đồ các vị trị xây dựng nhà máy điện hạt nhân của Trung Quốc Hình 1.2. Vị trí một số NMĐHN sát biên giới Việt Nam 17 Hiện nay Trung Quốc đang sắp ra Luật mới cho phép xây dựng các nhà máy điện hạt nhân trong đất liền. Và theo kế hoạch mới họ sẽ xây dựng nhiều nhà máy trên đất liền. Một số nhà máy trong kế hoạch mới này sát với Cao Bằng (khoảng cách gần nhất 30 km đƣờng thẳng). Rất nhiều tổ máy theo kế hoạch mới này là công nghệ AP1000 của Westinghouse (USA), hoặc phiên bản AP1000 theo thiết kế Trung Quốc. Tất cả công nghệ của các NMĐHN này của Trung Quốc thuộc thế hệ II và II+ và đƣợc cải tiến từ công nghệ lò của các nƣớc tiên tiến khác trên thế giới, trong khi các NMĐHN trên thế giới mới đƣa vào vận hành hoặc đang trong quá trình xây dựng chủ yếu thuộc thế hệ III và III+. Điển hình 2 tổ máy đang vận hành của NMĐHN Phòng Thành sử dụng công nghệ lò CPR-1000 là kiểu lò nƣớc áp lực thế hệ II+ đƣợc thiết kế dựa trên lò phản ứng với công suất là 900 MWe của Pháp (công nghệ lò thế hệ II của Pháp với tỷ lệ nội địa hóa 70-80% ở Trung Quốc). Ngành công nghiệp điện hạt nhân Trung Quốc tuy đƣợc đánh giá là có những phát triển vƣợt bậc nhƣng các công nghệ do Trung Quốc nội địa hóa (nhƣ CPR, CNP, Hualong-1) vẫn chƣa đƣợc cộng đồng hạt nhân quốc tế đánh giá cao về an toàn hạt nhân, chất lƣợng thiết bị, năng lực ứng phó và kiểm soát sự cố khẩn cấp,… cũng nhƣ thiếu các thông tin để có thể thực hiện đánh giá an toàn công nghệ điện hạt nhân của Trung Quốc. 1.3. Nguy cơ từ NMĐHN Phòng Thành Hiện nay có một số NMĐHN của Trung Quốc đang vận hành ở gần biên giới Việt Nam gồm có: - NMĐHN Xƣơng Giang (19°27′38.7″N 108°53′59.7″E): thuộc đảo Hải Nam, cách huyện đảo Vân Đồn thành phố Cẩm Phả, Quảng Ninh 185 km. Theo kế hoạch có 4 tổ máy sử dụng công nghệ lò nƣớc áp lực CPR-600. Tổ máy 1 đƣợc xây dựng vào 25 tháng 4 năm 2010 và bắt đầu vận hành 2014. Tổ máy số 2 đƣợc xây dựng vào năm 2011 và vận hành vào 2015. Còn tổ máy số 3, 4 đã có kế hoạch xây dựng trong giai đoạn 2016-2018. - NMĐHN Trƣờng Giang (21°42′30″N 112°15′40″E): thuộc tỉnh Quảng Đông cách biên giới Việt Nam hơn 200 km. Tổng cộng có 6 tổ máy, trong đó có 4 tổ máy 18