Nhật ký Fukushima

Kỳ 1: Phóng xạ ở Nhật có lan đến nước ta không?

SGTT.VN - Để kịp thời cập nhật thông tin, và nhận diện đúng mức nguy cơ hạt nhân Fukushima, Sài Gòn Tiếp Thị đã mời giáo sư Phạm Duy Hiển, nguyên viện trưởng viện Hạt nhân Đà Lạt giữ chuyên mục Nhật ký Fukushima.

Ảnh 1: Đường đi của bụi phóng xạ theo hướng bắc – đông bắc và vị trí của Việt Nam. Ảnh:

Phóng xạ đang tăng lên ở Fukushima, vượt lên trên ngưỡng gây tác hại rõ rệt đến sức khoẻ con người, nhất là các nhân viên trụ lại tại cơ sở hạt nhân Fukushima, và chắc còn tiếp tục tăng lên trong những ngày tới.

Ngày 12.3, sau khi có tin phóng xạ đã tung ra môi trường bên ngoài nhà máy, được hỏi liệu nó có lan đến Việt Nam không và tác hại thế nào, một chức sắc đã nhanh nhảu: “Chúng tôi đang theo dõi... nhưng chưa thấy gì!” Thật ra, quan trắc phóng xạ trong môi trường không đơn giản như ngồi ở nhà bật tivi lên để “theo dõi” trận đá bóng trên sân vận động Mỹ Đình. Đây là một khoa học liên ngành, khá phức tạp.

phóng xạ không đi nhanh như ánh sáng để chưa đầy tích tắc đã đến Việt Nam. Thậm chí, nó lan truyền còn chậm hơn sóng thần, khoảng 800km/h. Bụi phóng xạ lan theo các khối không khí, mỗi ngày chỉ đi được vài trăm cây số, tựa như gió mùa đông bắc lan đến miền Bắc nước ta trong các bản tin thời tiết hàng ngày.

Kiểm tra phóng xạ cho người dân tại Nhật Bản. Ảnh: AFP

Thứ hai, “có mời” chưa chắc nó đến. Mà nó đã không đến thì máy móc có tối tân bao nhiêu cũng không phát hiện ra, nói chi đến tác hại lên sức khoẻ con người. Ở một thời điểm nhất định sau khi bốc lên, nó lan truyền theo một quỹ đạo nhất định.

Trong sáu ngày qua và mấy ngày tới nó thường đi thẳng ra biển phía đông Fukushima, trong vòng cung đông nam – bắc. Vì chưa có số liệu khí tượng cho nhiều ngày tới, nên để hình dung chất phóng xạ sẽ lan theo hướng nào, ta có thể nhờ cơ quan Khí quyển và đại dương Mỹ, nơi có cơ sở dữ liệu quan trắc khí tượng đầy đủ từ trước đến giờ, tính giúp quỹ đạo lan truyền cho cùng thời kỳ này năm ngoái, từ 15.3 đến 10.4.2010.

Trên ảnh 1 là các quỹ đạo lan truyền trong 96 giờ (bốn ngày), mỗi ngày bắt đầu từ 0 giờ GMT. Ta thấy chúng chỉ đi về hướng bắc – đông bắc. Kết quả tính toán cho thấy nếu lan đến nước ta, nó phải mất không ít hơn năm ngày.

Thứ ba, trên đường lan truyền nồng độ phóng xạ trong không khí bị pha loãng rất nhanh, nên khi đến nước ta tác hại sẽ giảm hẳn so với điểm xuất phát (hôm qua Thủ tướng Ôn Gia Bảo đã trấn an dân Trung Quốc đừng quá lo chuyện này!). Ảnh thứ hai giúp ta hình dung quá trình pha loãng này. Sau một ngày lan truyền, nồng độ phóng xạ trong không khí giảm đi 1.000 lần so với vị trí ban đầu. Sau bốn, năm ngày sẽ còn giảm nhiều hơn nữa. Lại phải giả thiết thêm là nếu có mưa trên đường lan truyền, nhất là ở điểm xuất phát, nồng độ còn pha loãng thêm. Điều kiện thời tiết ở điểm xuất phát ảnh hưởng rất lớn, có thể làm cho mức độ phóng xạ tại đó thăng giáng nhiều lần giữa buổi trưa (lúc phóng xạ thường bốc lên rất cao), và ban đêm (phóng xạ thường lẩn quẩn trong tầng khí quyển sát đất).

Rất tiếc, hiện nay chưa có thông tin về lượng chất phóng xạ thoát ra từ nhà máy nên ảnh 2 chỉ cho ta ấn tượng về mức độ pha loãng phóng xạ trong quá trình lan truyền, không thể nói gì cụ thể và thực tế hơn.

Ảnh 2: Nồng độ phóng xạ trong không khí giảm dần trên đường lan truyền (màu biểu thị nhạt dần).

Thứ tư, nó có đến, chưa chắc đã phát hiện được. Trong nhiều năm gần đây, rất nhiều dự án về phóng xạ môi trường được nhà nước tài trợ, nhưng kết quả khoa học quá ít ỏi. Nhớ lại hơn 25 năm trước, chúng ta là nước độc nhất trong vùng Đông Nam Á ghi được phóng xạ từ Chernobyl và nghiên cứu quy luật của chúng, kết quả khoa học này vẫn còn lưu giữ trong các tạp chí quốc tế.

Các hãng thông tấn hôm 16.3 đưa tin tình trạng ở nhà máy điện hạt nhân Fukushima là “gần Chernobyl”. Một số chuyên gia đã nâng tai nạn lên cấp 6 theo thang quốc tế, chỉ dưới Chernobyl (cấp 7, cao nhất) (xem box). Mong cho điều tồi tệ nhất không xảy ra. Nhưng nếu lò bị nổ do áp suất và nhiệt độ quá cao (tuy vẫn chưa phải là Chernobyl), thì phóng xạ sẽ nhiều hơn và bốc lên cao hơn, nên hoàn toàn có thể phát hiện được ở Việt Nam bằng những thiết bị hiện có.

Trong bất cứ tình huống nào, nhân cơ hội này phải tổ chức nghiêm túc lại công tác quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường. Đây không phải là lúc nói mà không làm gì đúng thực chất. Fukushima cách ta hơn 5.000km, nhưng rồi đây nhà máy điện hạt nhân sẽ ở ngay trong nước ta, hoặc chỉ cách biên giới 60km phía bên Trung Quốc.

Kỳ 2: Cái nghiệp hạt nhân

SGTT.VN - Với những ai đã trót mang lấy cái nghiệp “hạt nhân” vào thân, tuần lễ qua là những ngày dài và đêm thâu cùng ăn cùng ngủ với Fukushima.

Lính cứu hoả phun nước vào làm mát lò phản ứng số 3, hôm 18.3. Ảnh: Kyodo

Ăn lấy lệ, ngủ chập chờn, những đám khói bụi phóng xạ hết màu xám đến màu trắng đục trên bầu trời xứ hoa anh đào đang mùa nở rộ luôn lởn vởn trong đầu cùng bao nhiêu câu hỏi dập dồn: việc gì đã đến và việc gì sẽ đến? Hết thắc mắc lại day dứt rồi tự vấn: chả lẽ một khoa học đẹp đến thế lại có thể mang bất hạnh đến cho con người đúng vào lúc mà những nổi bất hạnh do thiên nhiên gây ra đã quá đủ? Và chỉ ai quên hết gốc gác mới tự mình tước đi cái quyền lo lắng, liệu điện hạt nhân ở Việt Nam rồi sẽ ra sao?

Tiếc thay, đang lúc này, khi mà ngay các chuyên gia hàng đầu thế giới liên tục bị ngỡ ngàng trước bao nhiêu kịch bản chưa hề được trải nghiệm, thậm chí chưa hề nghĩ đến, ta lại nghe những khẳng định chắc như đinh đóng cột rằng “Việt Nam sẽ có lò phản ứng (LPU) thế hệ III với cơ chế an toàn thụ động tiên tiến và an toàn hơn nhiều so với lò thuộc thế hệ II ở Fukushima”.

Lò thế hệ III và cơ chế an toàn thụ động là gì mà nghe như phép thần vậy? Sau những sự cố lớn ở Three Miles Island (Mỹ) và Chernobyl (Ukraine), công nghệ LPU tiến lên thế hệ III có tính năng an toàn thụ động, nghĩa là ít bị tác động bởi những sai sót do thiết bị và con người có thể dẫn đến tan chảy lõi lò. Lò nước sôi (BWR) ở Fukushima được thiết kế cách đây hơn 40 năm nên những yếu tố an toàn thụ động như thế còn hạn chế. Nhưng những sự cố vừa qua, cùng những hậu quả nặng nề của chúng, không phải do lò BWR thiếu yếu tố an toàn thụ động. Đặc biệt, tai họa được xem là nghiêm trọng nhất trong chuỗi sự kiện ở Fukushima liên quan đến bể chứa nhiên liệu đã cháy càng không hề dính dáng gì đến những nguyên lý cao siêu về an toàn thụ động cả (phần sau sẽ trình bày chi tiết về tai họa này).

Thật ra, chính toàn bộ sự kiện ở Fukushima đã khẳng định điều ngược lại có tính nguyên tắc:

Đối với mọi công nghệ phức tạp và tiềm ẩn nhiều hiểm nguy thì dù máy móc có tinh xảo bao nhiêu vẫn không thể sánh được bộ óc và trái tim của con người.

Thử nghiệm bạn sẽ thấy khẳng định trên còn chắc hơn cả đinh đóng cột. Giả thử bạn phải chuẩn bị cho một hành trình dài và được cấp trên cho phép chọn một trong hai chiếc xe đang đợi sẵn. Xe thứ nhất có tay lái tự động, hết sức tối tân, đắt tiền, nhưng ngồi trước tay lái là một anh chàng kiếm được đâu đó tấm bằng lái dởm, lại hay rượu chè, ba hoa. Xe thứ hai thô sơ và rẻ tiền hơn nhiều, nhưng có tài xế chuyên nghiệp, nghiêm túc, chú tâm. Bạn sẽ bước lên xe nào? Chắc bạn sẽ bảo: “Nếu đằng nào cũng phải đi, thì hãy cho tôi lên xe thứ nhất nhưng phải hoán đổi tài xế”. Ồ không! Xe nào tài xế ấy chứ, cấp trên không đồng ý. “Thế thì thà lên xe thứ hai còn hơn!”.

Câu chuyện hôm nay, bể chứa nhiên liệu đã cháy

Sau một thời gian cháy trong LPU, khoảng 1/3 số thanh nhiên liệu sẽ được rút ra đưa vào bể chứa, thay vào đó là các thanh mới. Những hạt nhân uranium 235 (U-235) đã cháy do phân hạch làm đôi để lại trong thanh nhiên liệu những mảnh vỡ phóng xạ cực mạnh. Chúng là những đồng vị sống từ hàng giờ đến hàng nghìn năm. Lâu hàng chục năm là hai đồng vị xê si (Cs) và strong xi (Sr), hàng nghìn năm có plutonium (Pu), một đồng vị không có trong thiên nhiên, nó do uranium biến hóa ra trong LPU, thường được sử dụng làm bom nguyên tử. Cho nên, các bó nhiên liệu sau khi vớt ra khỏi lò phải được làm nguội bằng nước tuần hoàn trong vài chục năm, chờ cho phóng xạ rã bớt mới chuyển đến nơi tái chế.

Bảo quản và chôn cất nhiên liệu đã cháy là món nợ chưa giải quyết xong của công nghệ điện hạt nhân hiện nay. Những nguy cơ lan truyền vũ khí hạt nhân, rơi vào tay bọn khủng bố, và tác động lâu dài đến môi trường sống trên Trái đất đã làm cho nhiên liệu đã cháy trở thành điểm huyệt khiến điện hạt nhân bị chống đối ở các nước phương Tây. Khó khăn này càng được tô đậm thêm bởi những sự kiện vừa qua ở Fukushima.

Ở lò số 4 có một bể chứa làm bằng thép không gỉ dày 1 cm, sâu 12 m, đựng được 2.000 mét khối nước. Tại đây có 1.479 bó nhiên liệu đã cháy, mỗi bó cao 4,5 m, chìm dưới đáy bể, chừa lại hơn 7 m nước phía trên vừa dùng làm lớp cản xạ vừa để cần cẩu có thể vận chuyển chúng từ thùng lò sang hoặc mang đi tái chế. Đặt bể chứa và lò phản ứng trong cùng một tòa nhà có thuận lợi trong vận chuyển các bó nhiên liệu đã cháy bằng cần cẩu, nhưng cũng rất mất an toàn. Nhiều chuyên gia cảnh cáo bể chứa xây trong cùng một nhà với LPU chẳng khác nào đẻ ra một cặp sơ sinh dính đôi. Hóa ra thật! Nếu tình trạng nghiêm trọng hiện nay ở bể chứa mà không giải quyết được, thì LPU bên cạnh cho dù còn nguyên vẹn, cũng sẽ bất hoạt, vì chẳng ai dám đến gần.

Sáng ngày 15.3, một tiếng nổ lớn phát ra từ nhà lò số 4 làm tung cả mái. Các chuyên gia chẳng hiểu việc gì đã xảy ra. Lò số 4 đã ngừng hoạt động từ cuối năm ngoái, nhiên liệu đã được rút hết ra khỏi lò rồi. Nhưng ba giờ sau lại nổ tiếp, khói bốc lên qua mái nhà bị thủng, để lại cả một bầu trời khói trắng đục kéo dài rất lâu. Phóng xạ khu vực xung quanh tăng lên rất cao khiến nhân viên không thể tiếp cận được vào nơi này. TEPCO quyết định rút nhân viên khỏi hiện trường, chỉ để lại những người rất thiết yếu.

Máy bay trực thăng múc nước biển để thả xuống bể chứa nhiên liệu nhà lò số 4. Máy bay lấy được 7,5 tấn nước mỗi lần. Ảnh: Reuters

Lúc này, các chuyên gia khắp nơi “ngơ ngác” trong khi có rất nhiều thông tin khó kiểm chứng. Sau đó, các bức ảnh chụp từ trên cao qua mái nhà bị thủng cho thấy cháy lớn không phải ở LPU mà ở ngay bể chứa. Máy bay hải quân Mỹ phải quay trở về trước khi chạm vào vùng phóng xạ rất cao. Màn bí ẩn đã được vén dần lên, thế là bể chứa nhiên liệu đã cháy. Không có bơm nước tải nhiệt, nước sôi bốc hơi, cạn đi, tia gamma không bị nước cản nên chiếu thẳng lên trời. Các thanh nhiên liệu quá nóng và phơi ra không khí, phản ứng ô xy hóa của zircon (Zr) trong vỏ bọc bằng hợp kim zircaloy tạo ra khí hydro, gặp ô xy trong không khí gây ra nổ.

Nhà lò số 4 sau đó đã tràn ngập tia phóng xạ. Tưởng tượng một hố to tướng sâu 12 m, mỗi bề 13 m, dưới đáy là một lớp vật liệu phóng xạ cực mạnh nóng chảy nham nhở. Tia gamma không chỉ chiếu thẳng lên trời mà còn chiếu lên thành bể, tường nhà, mái nhà, từ đấy tán xạ theo đủ mọi góc, “quay cuồng” nhiều lần trước khi bị một vật cản nào đó hấp thụ.

Lúc này rất cần biết liệu trong bể chứa có còn nước không? Các chuyên gia Mỹ cho rằng nước đã bốc hơi hết cả. TEPCO bảo vẫn còn, và cảnh báo điều đáng sợ nhất lúc này là nguy cơ trở lại tới hạn (re-criticality) của các bó nhiên liệu. Nếu điều tồi tệ này xảy ra, bể chứa sẽ trở thành một lò phản ứng không điều khiển được mà lại không có nắp đậy. Một chuyên gia đâu đó bên kia Thái Bình Dương la lên: “Bể chứa vốn được thiết kế sao cho các bó nhiên liệu xếp cách nhau đủ xa để phản ứng dây chuyền không xảy ra cơ mà! Nếu bể đã khô thì khả năng xảy ra tới hạn càng ít hơn, vì không có nước làm chậm nơ trôn. Hay là người Nhật xếp lại (re-racking) để nhét thêm nhiều bó nhiên liệu hơn?”. Tính toán số bó nhiên liệu do TEPCO cung cấp, ông lại càng khẳng định lập luận của mình. Nhưng có lẽ TEPCO nói đúng. Các bó nhiên liệu cao hơn 4 mét giờ đây có còn hàng lối gì nữa đâu. Chúng xiêu vẹo xô đổ vào nhau, nhiều khả năng xảy ra tới hạn lắm.

TEPCO huy động vòi phun nước tìm cách cho nước vào bể chứa. Trên bầu trời, máy bay trực thăng mang nước tưới xuống. Gió tạt mạnh, nước tung tóe khắp nơi. Một blogger viết: “Dưới đất là vòi rồng cảnh sát, trên không là máy bay chữa cháy rừng”. Qua hàng thập kỷ phát triển điện hạt nhân có mấy ai nghĩ rằng một ngày nào đó sẽ chứng kiến quang cảnh này? Mỗi chiếc trực thăng mang 7,5 tấn nước, chỉ thả được một phần nhỏ trúng đích. Bao nhiêu chuyến trực thăng mới đổ được 700 mét khối vào bể để ít nhất một phần ba bể có nước. Nhưng biết làm sao? Lúc này phải làm mọi chuyện cốt sao tránh được những tai nạn tồi tệ hơn.

Tin giờ chót 18.3: nước vẫn thả xuống nhà lò, và hình như cố gắng này đã mang lại hiệu quả.

19.3: đã phát hiện được i ốt phóng xạ trong sữa và rau bó xôi ở miền đông bắc nước Nhật. Các nhà khoa học Mỹ ở Sacramento, California phát hiện xê nôn phóng xạ (Xe-133) trong không khí đến từ Fukushima. Sẽ có bình luận trong số sau.

GS. Phạm Duy Hiển