Nga sắp kích hoạt lò hạt nhân "loại đặc biệt" chưa từng xuất hiện, thế giới muốn có phải "chờ" 16 năm nữa

Siêu phẩm này có tên Lò hạt nhân Brest-OD-300.

Trong đó, Brest-OD-300 là cụm viết tắt của Lò phản ứng an toàn tự nhiên nhanh - Thí điểm toàn diện - Công suất 300 MWe.

Nằm trong chương trình "Proryv" (Đột phá) của Tập đoàn Năng lượng Nguyên tử Nhà nước Rosatom (Nga), Brest-OD-300 khi đi vào vận hành sẽ là lò hạt nhân đầu tiên trên thế giới sử dụng chất làm mát bằng chì – một công nghệ lò phản ứng nhanh thế hệ IV (Generation IV) đột phá, mới nhất của Nga và thế giới.

Lò phản ứng neutron nhanh làm mát bằng chì Brest-OD-300, là một phần của Tổ hợp Năng lượng Thử nghiệm Thế hệ IV (ODEK), đang được phát triển tại Tổ hợp Hóa chất Siberia (SCC) ở Vùng Tomsk nhằm mục đích chứng minh tính khả thi của công nghệ an toàn tự nhiên, chất làm mát bằng chì nguyên chất, chu trình nhiên liệu khép kín – bước đột phá trong năng lượng hạt nhân thế hệ IV mà thế giới chưa từng có.

Trước đó vào tháng 9/2025, Tổng thống Nga Vladimir Putin tuyên bố nước này sẽ xây dựng nhà máy điện hạt nhân chu trình nhiên liệu khép kín đầu tiên trên thế giới tại Vùng Tomsk. 

Công nghệ hoàn toàn mới này của Nga - nếu được chứng minh - sẽ giúp tái sử dụng tới 99% nhiên liệu đã cháy, giảm chất thải phóng xạ xuống hàng trăm lần và mở rộng nguồn tài nguyên uranium lên gấp 140 lần so với lò hạt nhân truyền thống. 

Nuclear Engineering International Magazine (NEI Magazine) tháng 11/2025 cho biết, bất chấp nhiều thách thức, Brest-OD-300 hiện đang được xây dựng và dự kiến sẽ đi vào hoạt động năm 2028 hoặc 2029. Ban đầu, Rosatom dự định đưa lò phản ứng vào hoạt động năm 2026.

Mục tiêu là một chu trình nhiên liệu hạt nhân khép kín (closed fuel cycle) thế giới chưa từng có nhằm tái sử dụng plutonium và uranium từ nhiên liệu đã cháy, giảm chất thải phóng xạ dài hạn, tận dụng uranium tự nhiên hiệu quả hơn.

"Nếu đạt được các đặc tính đã định, Brest-OD-300 sẽ là một bước tiến hướng tới năng lượng của tương lai” - Giáo sư Georgy Tikhomirov, Phó Giám đốc Viện Vật lý và Công nghệ Hạt nhân thuộc Đại học Tổng hợp Nghiên cứu Hạt nhân Quốc gia (MEPhI) Nga, nhận định.

Đột phá của "siêu phẩm hạt nhân" thế giới chưa ai có của Nga là gì?

Công nghệ này sử dụng nhiên liệu nitride hỗn hợp uranium-plutonium (SNUP) – dày đặc hơn nhiên liệu MOX thông thường, cho phép đốt cháy hiệu quả uranium-238 và cả các actinide nhỏ, giảm thể tích chất thải phóng xạ dài hạn xuống mức tối thiểu.

Điểm nổi bật nhất là chất làm mát bằng chì nguyên chất, với nhiệt độ hoạt động cao khoảng 500-600°C, điểm nóng chảy trên 300°C, đảm bảo an toàn thụ động tự nhiên - chì không cháy khi tiếp xúc không khí hay nước (khác hẳn natri dễ gây cháy nổ), phân bố nhiệt đều, cho phép lưu thông tự nhiên mà không cần bơm.

Một ưu điểm khác của các lò phản ứng thuộc dự án "Proryv" là chúng không chỉ có thể sử dụng uranium và plutonium làm nhiên liệu, mà còn dùng cả các actinide phụ (dãy gồm 15 nguyên tố hóa học kim loại phóng xạ). Đó là neptunium, americium và curium được hình thành trong nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng.

Những chất khá hiếm này phân tách mạnh mẽ và tạo ra phần lớn hoạt tính phóng xạ của nhiên liệu đã qua sử dụng. Chúng không phù hợp làm nhiên liệu cho các lò phản ứng truyền thống thông thường. Nhưng với Brest-OD-300 lại có thể đốt cháy tới 80 kg các actinide này trong một chu kỳ nạp nhiên liệu.

Khác với các lò phản ứng VVER truyền thống, lò phản ứng Brest-OD-300 có cấu trúc tích hợp. Thân lò không phải là cấu trúc hoàn toàn bằng kim loại, mà là cấu trúc kim loại-bê tông, có các khoang kim loại để đặt thiết bị mạch sơ cấp. Trong quá trình xây dựng, không gian giữa các khoang được lấp đầy dần bằng chất độn bê tông. 

Vì các bộ phận phải chịu được nhiệt độ cao hơn nên cần phải phát triển các loại thép đặc biệt có thể chịu được nhiệt độ lên đến 600 độ C. Chính người Nga giải được bài toán này. Đầu tháng 3/2026, Bộ phận cơ khí TsNIITMASH của Rosatom đã chế tạo được loại thép austenit mới có khả năng chịu nhiệt mức 500-600 độ C.

Thế giới phải chờ 16 năm nữa mới có công nghệ hạt nhân Nga này

Với người Nga, Brest-OD-300 không chỉ là một lò hạt nhân công suất 300 MWe, mà còn là "linh hồn" của Tổ hợp Năng lượng Thử nghiệm Thế hệ IV (ODEK). 

Ngoài lò phản ứng BREST-OD-300, ODEK cũng sẽ bao gồm các cơ sở chu trình nhiên liệu hạt nhân tại chỗ – một tổ hợp sản xuất nhiên liệu hỗn hợp urani-plutoni nitrua, cũng như một mô-đun tái chế nhiên liệu hạt nhân đã chiếu xạ, World Nuclear News thông tin.

Cũng theo World Nuclear News, giai đoạn vận hành ban đầu của Tổ máy thử nghiệm (có lò Brest-OD-300) sẽ tập trung vào hiệu suất và sau khoảng 10 năm (tức là khoảng năm 2038 hoặc 2039) nó sẽ hướng đến mục tiêu thương mại. 

Theo kế hoạch, nếu lò này hoạt động trơn tru với công suất 300 MWe, thì phiên bản 1200 MWe sẽ ra đời tiếp theo, có tên: BREST-1200. Nga lên kế hoạch sản xuất 8 đơn vị BREST-1200 vào năm 2042, đồng thời xuất khẩu công nghệ hạt nhân tân tiến này ra thế giới cùng năm. Nghĩa là thế giới phải chờ 16 năm nữa mới có được công nghệ này.

Brest-OD-300 không chỉ sản xuất điện mà còn hứa hẹn tính khả thi của chu trình nhiên liệu khép kín, giúp nhân loại khai thác năng lượng hạt nhân bền vững, giảm phụ thuộc uranium tự nhiên và giải quyết vấn đề chất thải – một bước ngoặt thực sự trong lịch sử năng lượng hạt nhân.