Tập đoàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC) mới đây đã công bố thiết kế lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ tư mang tên CFR-1000, đánh dấu bước tiến quan trọng trong chiến lược phát triển năng lượng dài hạn của quốc gia đông dân nhất thế giới. Với công suất lắp đặt lên đến 1,2 gigawatt (GW), lò phản ứng này đủ sức cung cấp điện cho khoảng một triệu hộ dân, trở thành một trong những thiết kế lò neutron nhanh thương mại quy mô lớn đầu tiên do Trung Quốc tự nghiên cứu và phát triển.
Không giống như các lò phản ứng nhiệt phổ biến hiện nay vốn sử dụng neutron chậm và cần đến chất điều tiết như nước để làm chậm quá trình phân hạch, lò neutron nhanh như CFR-1000 vận hành dựa trên neutron tốc độ cao. Nhờ vậy lò phản ứng tận dụng nhiên liệu hiệu quả hơn, tối ưu hóa sản lượng điện từ nguồn uranium hiện có, đồng thời giảm thiểu lượng chất thải phóng xạ.
Một trong những đặc điểm nổi bật của thiết kế này là khả năng tạo ra plutonium-239 từ uranium-238 – một vật liệu không phân hạch có trong nhiên liệu đã qua sử dụng. Nhờ đó, CFR-1000 mở ra triển vọng xây dựng chu trình nhiên liệu hạt nhân khép kín, trong đó chất thải được tái chế và sử dụng lại thay vì bị loại bỏ hoàn toàn. Điều này không chỉ giúp kéo dài tuổi thọ của nguồn tài nguyên mà còn giảm áp lực lên môi trường và nhu cầu khai thác uranium nguyên khai.
Thay vì sử dụng nước như các lò thông thường, CFR-1000 dùng natri lỏng làm chất làm mát. Với khả năng truyền nhiệt tốt hơn, natri giúp lò phản ứng vận hành ở nhiệt độ cao hơn mà không cần làm chậm neutron, từ đó nâng cao hiệu suất tổng thể của hệ thống. Đây cũng là yếu tố then chốt để duy trì sự ổn định và an toàn trong quá trình phân hạch nhanh – một công nghệ vốn đòi hỏi kiểm soát nhiệt độ rất nghiêm ngặt.
Hiện tại, thiết kế CFR-1000 vẫn đang chờ cơ quan quản lý Trung Quốc phê duyệt và dự kiến sẽ đi vào vận hành sau năm 2030, có thể vào khoảng năm 2034. Nếu được triển khai thành công, đây sẽ là một trong những lò phản ứng neutron nhanh thương mại đầu tiên trên thế giới hoạt động ở quy mô lớn.
CNNC cho biết, Trung Quốc hiện đã tự chủ hoàn toàn công nghệ cốt lõi của lò phản ứng neutron nhanh quy mô lớn – điều mà trước đây chỉ có một số ít quốc gia đạt được. Mặc dù vẫn còn những lo ngại rằng loại lò này có thể sản sinh plutonium-239 – một nguyên liệu tiềm năng cho vũ khí hạt nhân – nhưng Diễn đàn Quốc tế Gen IV, bao gồm Trung Quốc, Mỹ, châu Âu và nhiều quốc gia phát triển khác, khẳng định rằng công nghệ thế hệ mới này đáp ứng tiêu chuẩn an toàn và thân thiện hơn với môi trường so với công nghệ lò phản ứng cũ.
Việc phát triển CFR-1000 không chỉ thể hiện năng lực công nghệ của Trung Quốc trong lĩnh vực hạt nhân mà còn là bước đi chiến lược nhằm giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và mở rộng năng lượng sạch. Cùng với các quốc gia như Nga, Mỹ và Pháp – vốn cũng đang nghiên cứu và vận hành các lò neutron nhanh như BN-800 – Trung Quốc đang từng bước định hình lại bức tranh năng lượng toàn cầu trong bối cảnh thế giới ngày càng coi trọng phát triển bền vững và an ninh năng lượng.
