Lò phản ứng mô-đun nhỏ là nhà máy điện hạt nhân công suất 50–300 MW, được lắp ráp tại nhà máy và chở đến dưới dạng mô-đun hoàn chỉnh. Lò phản ứng như vậy mang điện và nhiệt đến cho khu dân cư, mỏ khai thác hay hòn đảo, nơi kéo đường dây và chở nhiên liệu tốn kém. Năng lượng được cấp suốt ngày đêm trong nhiều năm mà không cần tiếp nhiên liệu mới, còn việc lắp ráp tại nhà máy được tính toán để công trình xây dựng nhanh hơn và dễ dự đoán hơn so với các nhà máy điện hạt nhân lớn.
Cách hoạt động
Nền tảng là phản ứng phân hạch urani. Hạt nhân urani-235 bắt một neutron, vỡ thành hai mảnh và phóng ra thêm hai, ba neutron, những neutron này lại làm phân hạch các hạt nhân bên cạnh. Các mảnh vỡ bay ra với tốc độ khổng lồ và làm nóng nhiên liệu, còn nhiên liệu làm nóng nước xung quanh. Nhịp của phản ứng dây chuyền được điều chỉnh bằng các thanh hấp thụ neutron dư: thanh cắm sâu hơn — phản ứng yếu đi, rút lên — phản ứng mạnh hơn. Phần còn lại giống như ở nhà máy thông thường: nhiệt, hơi nước, tua-bin, máy phát.
Kích thước nhỏ thay đổi điều quan trọng nhất — việc làm mát. Sau khi dừng lò, nhiên liệu vẫn tỏa nhiệt dư trong thời gian dài, và lượng nhiệt đó phải được dẫn đi. Vùng hoạt động càng nhỏ, càng dễ làm việc đó mà không cần bơm: nước nóng đi lên, nước nguội đi xuống, và vòng tuần hoàn tự diễn ra, chỉ nhờ vật lý. Trong nhiều thiết kế, bình sinh hơi được tích hợp ngay trong vỏ lò phản ứng, nên số đường ống có thể bị rò rỉ cũng ít đi.
Lắp ráp tại nhà máy gần với đóng tàu hơn là xây dựng: mô-đun được chế tạo trong xưởng, kiểm tra rồi chở đến địa điểm bằng đường thủy hoặc đường bộ. Các lò phản ứng cỡ này của Nga phát triển từ lò phản ứng tàu phá băng. Nhà máy nổi “Akademik Lomonosov” vận hành từ năm 2020, còn nhà máy điện hạt nhân nhỏ trên đất liền dùng lò RITM-200N đang được xây ở Yakutia — dự kiến khởi động năm 2028. Linglong One của Trung Quốc đang chạy thử nóng trước khi hòa lưới.
Đã được ứng dụng ở đâu
- Nhà máy nổi “Akademik Lomonosov” cấp điện cho Chukotka từ năm 2020.
- Yakutia: nhà máy điện hạt nhân nhỏ trên đất liền dùng lò RITM-200N, dự kiến khởi động năm 2028.
- Trung Quốc: Linglong One đang chạy thử nóng, dự kiến hòa lưới năm 2026.
- Khu dân cư xa xôi, mỏ khai thác và hải đảo, nơi kéo đường dây và chở nhiên liệu tốn kém.
Cần lưu ý
- Đây là năng lượng cấp nhà nước: dự án đi qua các công ty nhà nước, giấy phép và hiệp định liên chính phủ.
- Các tổ máy đầu tiên đắt hơn tổ máy sản xuất loạt — bài toán kinh tế chỉ thành hình khi lò phản ứng được làm theo loạt.
- Cần một hộ tiêu thụ trong nhiều thập kỷ: nhà máy xây mất nhiều năm và vận hành rất lâu.
- Xử lý nhiên liệu và chất thải là một phần của dự án ngay từ ngày đầu.