Newcleo xin cấp phép lò phản ứng nhanh làm mát bằng chì ở Hoa Kỳ - Xu hướng công nghệ mới, hàm ý cho Việt Nam

Đề xuất thay đổi nguyên tắc bảo vệ bức xạ của Hoa Kỳ: Cải cách pháp quy, hay nới lỏng an toàn, bài học nào cho Việt Nam? Ủy ban Pháp quy Hạt nhân Hoa Kỳ (NRC) vừa đề xuất sửa đổi quy định bảo vệ bức xạ. Đề xuất này đã và đang thu hút sự quan tâm đặc biệt của cộng đồng hạt nhân quốc tế. Vấn đề đặt ra là: Liệu đề xuất của NRC có thực sự đồng nghĩa với việc nới lỏng an toàn bức xạ, hay chỉ là sự thay đổi trong cách tiếp cận quản lý rủi ro? Việt Nam có thể rút ra bài học gì từ cuộc tranh luận đang diễn ra tại Hoa Kỳ?

Điện hạt nhân Việt Nam - Chuẩn bị nhân lực từ hôm nay cho những nhà máy của nhiều thập kỷ tới Trong bối cảnh Việt Nam đang tái khởi động chương trình điện hạt nhân, câu hỏi đặt ra không chỉ là lựa chọn công nghệ nào hay xây dựng nhà máy ở đâu, mà còn là: Việt Nam cần bao nhiêu nhân lực và phải bắt đầu chuẩn bị từ khi nào? Trên cơ sở các hướng dẫn của IAEA về phát triển hạ tầng điện hạt nhân và mô hình dự báo nguồn nhân lực NPHR, bài viết phân tích những yêu cầu cốt lõi đối với phát triển nguồn nhân lực hạt nhân và một số hàm ý đối với Việt Nam.

I. Mở đầu:

Cuộc đua phát triển các lò phản ứng hạt nhân tiên tiến (Advanced Nuclear Reactors - ANR) đang bước sang một giai đoạn mới khi ngày càng nhiều doanh nghiệp không chỉ phát triển công nghệ, mà còn bắt đầu tiếp cận các cơ quan pháp quy để chuẩn bị cho thương mại hóa. Sau TerraPower với công nghệ lò phản ứng nhanh làm mát bằng natri (Sodium Fast Reactor - SFR), Newcleo đang trở thành một trong những doanh nghiệp được chú ý nhất trong lĩnh vực lò phản ứng nhanh làm mát bằng chì (Lead-cooled Fast Reactor - LFR).

Mới đây, Newcleo đã đệ trình Kế hoạch Làm việc với Cơ quan Pháp quy (Regulatory Engagement Plan - REP) lên Ủy ban Pháp quy hạt nhân Mỹ (NRC) đối với thiết kế LFR-AS-200, phiên bản thương mại công suất 200 MWe của công ty. Đây là bước đi quan trọng nhằm mở đường cho quá trình cấp phép tại thị trường hạt nhân lớn và có ảnh hưởng nhất thế giới.

Sự kiện này không chỉ phản ánh tham vọng toàn cầu của Newcleo, mà còn cho thấy những thay đổi đáng chú ý trong môi trường pháp lý của Mỹ đối với các công nghệ hạt nhân tiên tiến. Đồng thời, đây cũng là cơ hội để xem xét một trong những công nghệ lò phản ứng thế hệ IV được kỳ vọng sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu hạt nhân và giảm lượng chất thải phóng xạ dài hạn.

II. Môi trường pháp lý của Mỹ:

Giới thiệu:

Newcleo cho biết REP này vạch ra khuôn khổ đề xuất cho quá trình trao đổi với đội ngũ chuyên gia của NRC trước khi nộp hồ sơ chính thức, nhằm hỗ trợ công tác cấp phép cho LFR-AS-200 trong tương lai. Tài liệu này cung cấp cái nhìn tổng quan về phương thức xin cấp phép mà công ty đề xuất, cũng như lộ trình dự kiến ​​cho việc nộp các hồ sơ kỹ thuật và các hoạt động trao đổi với NRC.

Ông Stefano Buono - Giám đốc điều hành (CEO) của Newcleo, phát biểu: “Việc đệ trình hồ sơ lên ​​NRC là thành quả của nhiều năm nghiên cứu và phát triển kỹ thuật chuyên sâu cho dự án LFR-AS-200. Công nghệ lò phản ứng nhanh làm mát bằng chì mang lại giải pháp an toàn và hiệu quả vượt trội để tạo ra nguồn năng lượng sạch, đáng tin cậy. Chúng tôi mong đợi những cuộc đối thoại mang tính xây dựng với NRC trong quá trình tiến tới việc được cấp phép”.

Để hỗ trợ công tác phát triển và xin cấp phép cho công nghệ lò phản ứng của mình, Newcleo đã triển khai một chương trình nghiên cứu và phát triển quy mô quốc tế, hợp tác chặt chẽ với các phòng thí nghiệm quốc gia tại Ý, Pháp và Nhật Bản.

“Chương trình này cung cấp nền tảng thực nghiệm vững chắc cho hồ sơ an toàn và đơn xin cấp phép trong tương lai của lò phản ứng” - Newcleo cho biết. “Thông qua các cơ sở nghiên cứu chuyên dụng, Newcleo tiến hành thử nghiệm thực tế đối với công nghệ làm mát bằng chì, vật liệu, linh kiện và hệ thống lò phản ứng trong các điều kiện mô phỏng thực tế. Dữ liệu thực nghiệm thu được được sử dụng để kiểm chứng các tính toán an toàn và mô hình tính toán, hỗ trợ công tác đánh giá chất lượng vật liệu, cũng như chứng minh hiệu quả của các giải pháp kỹ thuật then chốt. Sự kết hợp giữa mô hình hóa tiên tiến và bằng chứng thực nghiệm trực tiếp này giúp củng cố cơ sở kỹ thuật cho quá trình làm việc giữa Newcleo và NRC”.

LFR-AS-200 là lò phản ứng nhanh làm mát bằng chì có công suất 200 MWe, được thiết kế để cung cấp điện năng ổn định, phát thải carbon thấp và nhiệt năng phục vụ quy trình sản xuất cho các khách hàng công nghiệp, bao gồm trung tâm dữ liệu, cơ sở sản xuất hydro, cũng như các nhà máy sản xuất xi măng và thép.

Lò phản ứng này sử dụng chì làm chất làm mát, kết hợp các đặc tính an toàn nội tại với hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao và thiết kế nhà máy nhỏ gọn. Lò được thiết kế để vận hành bằng nhiên liệu hỗn hợp oxit (MOX) độc quyền của Newcleo, được sản xuất từ ​​vật liệu hạt nhân thu hồi, hoặc dư thừa.

Theo Newcleo: Việc kết hợp phổ neutron nhanh với nhiên liệu MOX cho phép chuyển đổi các vật liệu hạt nhân tồn kho và nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng thành nguồn năng lượng sạch, đáng tin cậy với chi phí cạnh tranh; đồng thời giảm thiểu khối lượng và độc tính phóng xạ của nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng.

Newcleo đã có những thành tựu gì?

Được thành lập năm 2021 bởi nhà vật lý hạt nhân người Ý - Stefano Buono, đồng sáng lập công ty công nghệ hạt nhân Advanced Accelerator Applications. Mặc dù còn khá trẻ, Newcleo đã trở thành một trong những doanh nghiệp SMR/AMR (Lò phản ứng mô-đun nhỏ/Lò phản ứng mô-đun tiên tiến) được chú ý nhất tại châu Âu.

Đến giữa năm 2026, Newcleo đã huy động được khoảng 750-780 triệu USD từ các nhà đầu tư tư nhân. Công ty được định giá khoảng 2,4 tỷ USD trong kế hoạch niêm yết trên Nasdaq tại Mỹ.

Newcleo đã hoàn thiện thiết kế khái niệm và đang phát triển hai phiên bản thiết kế lò phản ứng làm mát bằng chì: Phiên bản LFR-AS-30 (công suất 30 MWe trình diễn) và LFR-AS-200 (công suất 200 MWe thương mại).

Newcleo đã đạt các mốc quan trọng về cấp phép. Cụ thể trong năm 2025-2026:

- Đã nộp hồ sơ “Safety Options File” cho cơ quan an toàn hạt nhân Pháp (ASNR).

- Được ASNR chấp nhận xem xét như một bước tiền cấp phép quan trọng.

- Bắt đầu các hoạt động tiền cấp phép với NRC Mỹ.

Newcleo đang đầu tư khoảng 100 triệu EUR vào các cơ sở nghiên cứu và thử nghiệm tại Trung tâm Brasimone (Ý), bao gồm: Vòng tuần hoàn chì lỏng; thử nghiệm vật liệu; thử nghiệm thiết bị; mô hình hóa và kiểm chứng mã tính toán. Công ty đã lắp đặt cơ sở thử nghiệm phi hạt nhân đầu tiên cho công nghệ LFR.

Newcleo muốn xây dựng mô hình tích hợp “chu trình nhiên liệu khép kín”, không chỉ phát triển lò phản ứng, mà còn phát triển: Nhà máy chế tạo nhiên liệu MOX; Công nghệ tái sử dụng plutoni và urani nghèo; Chiến lược giảm lượng nhiên liệu đã qua sử dụng tồn đọng.

Dưới đây là bảng tổng hợp công nghệ của Newcleo so với các công ty lò SMR nổi tiếng khác:

Công ty	Công nghệ
NuScale	LWR-SMR
TerraPower	Sodium Fast Reactor
Oklo	Sodium-cooled Fast Reactor (Aurora)
X-energy	HTGR
Newcleo	Lead-cooled Fast Reactor + MOX

Tại sao Newcleo muốn xin cấp phép lò phản ứng hạt nhân ở Mỹ?

Newcleo là một công ty châu Âu, dự án trình diễn đầu tiên dự kiến đặt tại Pháp và Ý. Tuy nhiên, việc công ty chủ động khởi động quá trình cấp phép với NRC của Mỹ không đơn thuần là vấn đề pháp lý, mà là một quyết định chiến lược kinh doanh dài hạn, vì những lý do sau đây:

(1) Mỹ hiện là thị trường hấp dẫn nhất thế giới đối với SMR và lò phản ứng tiên tiến.

Trong vài năm gần đây, nhu cầu điện tại Mỹ tăng mạnh do: Trung tâm dữ liệu AI; điện toán đám mây; sản xuất chip bán dẫn và tái công nghiệp hóa. Nhiều tập đoàn công nghệ như Microsoft, Amazon, Google và Meta đang tìm kiếm nguồn điện không phát thải carbon với độ tin cậy cao, tạo ra một thị trường rất lớn cho các SMR và lò phản ứng tiên tiến.

Đối với Newcleo, nếu chỉ tập trung vào thị trường châu Âu, thì quy mô còn hạn chế. Việc tiếp cận thị trường Mỹ mở ra cơ hội thương mại lớn hơn rất nhiều.

(2) NRC là cơ quan pháp quy hạt nhân có ảnh hưởng nhất thế giới.

Trong ngành điện hạt nhân, việc được NRC chấp thuận có giá trị gần giống một “chứng chỉ quốc tế”. Nếu một thiết kế được NRC đánh giá và cấp phép, uy tín quốc tế của công nghệ đó tăng lên đáng kể. Vì vậy, đối với Newcleo, quá trình cấp phép tại Mỹ không chỉ nhằm xây dựng nhà máy ở Mỹ, mà còn giúp tăng khả năng xuất khẩu công nghệ sang các nước khác.

(3) Newcleo muốn phát triển toàn bộ chu trình nhiên liệu tại Mỹ.

Điểm đặc biệt là Newcleo không chỉ xin cấp phép cho lò phản ứng LFR-AS-200, mà còn cho cả cơ sở chế tạo nhiên liệu MOX.

Theo các tài liệu gửi NRC, công ty dự kiến xin giấy phép cho lò phản ứng chì làm mát LFR; nhà máy chế tạo nhiên liệu MOX; sở hữu và vận chuyển vật liệu hạt nhân liên quan. Điều này phù hợp với chiến lược cốt lõi của Newcleo - từ nhiên liệu tái chế, đến lò phản ứng nhanh - tái sử dụng nhiên liệu, với mục tiêu giảm lượng chất thải phóng xạ.

Lưu ý rằng: Mỹ là quốc gia có nguồn nhiên liệu đã qua sử dụng lớn nhất thế giới, nên là thị trường rất hấp dẫn cho mô hình kinh doanh của Newcleo.

(4) Hợp tác chiến lược với Oklo.

Một động lực quan trọng khác là Newcleo đã công bố hợp tác với công ty Mỹ Oklo để phát triển cơ sở chế tạo nhiên liệu phục vụ các lò phản ứng tiên tiến. Do đó, việc tiếp cận NRC là bước đi gần như bắt buộc, nếu Newcleo muốn triển khai chiến lược này trên lãnh thổ Mỹ.

(5) Môi trường pháp lý của Mỹ đang trở nên thuận lợi hơn.

Năm 2026, NRC đưa vào áp dụng khung cấp phép mới Part 53 theo hướng: Có cân nhắc đến rủi ro (risk-informed); dựa trên hiệu năng (performance-based); bao hàm công nghệ (technology-inclusive). Khung này được thiết kế riêng cho các lò phản ứng tiên tiến thay vì chỉ dựa trên kinh nghiệm đối với lò nước nhẹ truyền thống. Đồng thời, chính quyền Mỹ đang thúc đẩy các chương trình hỗ trợ triển khai lò phản ứng tiên tiến và rút ngắn thời gian cấp phép. Đối với một công nghệ mới như lò phản ứng nhanh làm mát bằng chì (LFR), đây là thời điểm thuận lợi để bắt đầu quá trình tương tác với NRC.

(6) Tạo lợi thế cạnh tranh trước các đối thủ SMR khác.

Hiện nay nhiều công ty đang chạy đua để giành vị trí dẫn đầu tại thị trường Mỹ. Nên nếu Newcleo chờ đến khi lò trình diễn tại châu Âu hoàn thành rồi mới tiếp cận NRC thì có thể mất nhiều năm. Khởi động quá trình tiền cấp phép ngay từ bây giờ giúp công ty rút ngắn đáng kể thời gian đưa sản phẩm ra thị trường Mỹ.

Quy trình cấp phép lò phản ứng hạt nhân ở Mỹ được thực hiện như thế nào?

NRC xem xét ba nội dung chính: An toàn hạt nhân (Safety Review); Tác động môi trường (Environmental Review); Điều trần công khai và tham vấn các bên liên quan.

(1) Giai đoạn tiền cấp phép (Pre-Application).

Đây chính là giai đoạn mà Newcleo đang thực hiện hiện nay. Thông thường doanh nghiệp sẽ:

Bước 1: Thông báo ý định với NRC: Gửi thư thông báo ý định (Letter of Intent); Mô tả dự án; Dự kiến địa điểm; Công nghệ lò phản ứng; Kế hoạch phát triển.

Bước 2: Xây dựng Regulatory Engagement Plan (REP). Đây là kế hoạch làm việc giữa doanh nghiệp và NRC: Những vấn đề kỹ thuật cần trao đổi; Lịch trình nộp hồ sơ; Các chủ đề an toàn cần làm rõ; Kế hoạch đánh giá từng giai đoạn.

Bước 3: Các cuộc họp kỹ thuật tiền cấp phép. Trong giai đoạn này NRC và doanh nghiệp thường tổ chức hàng chục cuộc họp về: Thiết kế lò phản ứng; Nhiên liệu; Hệ thống an toàn; PSA (Đánh giá an toàn dựa trên xác suất); Bảo vệ bức xạ; Quản lý sự cố nặng; An ninh hạt nhân; Chu trình nhiên liệu.

Đối với Newcleo, đây là giai đoạn nhằm giúp NRC hiểu rõ công nghệ LFR trước khi hồ sơ chính thức được nộp.

(2) Lựa chọn con đường cấp phép.

Hiện nay NRC có ba con đường chính để cấp phép lò phản ứng:

(A) Part 50 - Phương pháp truyền thống. Đây là con đường được sử dụng cho phần lớn các nhà máy điện hạt nhân hiện nay, gồm hai giấy phép riêng biệt: Giấy phép xây dựng (Construction Permit - CP) và Giấy phép vận hành (Operating License - OL).

Nhược điểm: Kéo dài, rủi ro pháp lý lớn, nhà đầu tư phải chờ đến cuối dự án mới được cấp phép vận hành.

(B) Part 52 - Combined License (COL). Đây là con đường phổ biến nhất cho các dự án điện hạt nhân mới.

NRC cấp một giấy phép tích hợp: Kết hợp xây dựng và vận hành (Combined Construction and Operating License - COL).

Ưu điểm: Giảm rủi ro cho nhà đầu tư, dự báo tiến độ tốt hơn, hiện được sử dụng rộng rãi cho các dự án mới.

(C) Part 53 - Khung cấp phép mới cho lò phản ứng tiên tiến. Đây là điểm rất đáng chú ý đối với Newcleo.

Tháng 3/2026, NRC chính thức ban hành 10 CFR Part 53, một khung cấp phép hoàn toàn mới dành cho các lò phản ứng tiên tiến.

Các nguyên tắc cốt lõi: Bao hàm công nghệ, có cân nhắc đến rủi ro (risk-informed), dựa trên hiệu năng (performance-based).

Nói cách khác, NRC không bắt buộc mọi thiết kế phải giống lò nước nhẹ (LWR) truyền thống, mà đánh giá dựa trên mức độ an toàn thực tế của công nghệ đó. Đây chính là loại khung pháp lý phù hợp với: LFR của Newcleo; Lò phản ứng nhanh Natrium của TerraPower; Aurora của Oklo; Các lò muối nóng chảy; Các lò khí nhiệt độ cao.

(3) Hồ sơ xin cấp phép chính thức.

Sau khi kết thúc giai đoạn tiền cấp phép, doanh nghiệp phải nộp bộ hồ sơ rất lớn, thường lên tới hàng chục nghìn trang. Các nội dung chính gồm: Báo cáo phân tích an toàn (SAR); Báo cáo đánh giá môi trường; Kế hoạch an ninh.

(4) NRC đánh giá hồ sơ.

Sau khi tiếp nhận hồ sơ:

Giai đoạn 1: Xem xét tiếp nhận - NRC kiểm tra hồ sơ có đầy đủ hay không; có đủ cơ sở để bắt đầu đánh giá hay không.

Giai đoạn 2: Xem xét kỹ thuật chi tiết tiết - Các nhóm chuyên gia NRC sẽ đánh giá vật lý lò phản ứng; thủy nhiệt; nhiên liệu; PSA; vật liệu; bảo vệ bức xạ; ứng phó sự cố; môi trường.

Trong quá trình này NRC thường gửi hàng trăm câu hỏi bổ sung (RAIs - Requests for Additional Information).

(5) Điều trần công khai và quyết định cấp phép.

NRC công bố kết quả đánh giá: Báo cáo đánh giá an toàn (Safety Evaluation Report); Báo cáo tác động môi trường (Environmental Impact Statement). Sau đó có thể tổ chức tham vấn cộng đồng; điều trần công khai; xem xét khiếu nại. Cuối cùng Ủy ban NRC đưa ra quyết định cấp, hoặc từ chối giấy phép.

Việc Newcleo lựa chọn khởi động quá trình cấp phép tại Mỹ không chỉ phản ánh sự thay đổi của môi trường pháp lý, mà còn cho thấy mức độ tự tin của doanh nghiệp đối với công nghệ LFR. Để hiểu rõ hơn ý nghĩa của bước đi này, cần xem xét các đặc điểm kỹ thuật và lợi thế của công nghệ lò phản ứng nhanh làm mát bằng chì mà Newcleo đang phát triển.

III. Công nghệ của lò phản ứng sử dụng chì làm chất làm mát:

Lò phản ứng nhanh làm mát bằng chì (Lead-cooled Fast Reactor - LFR) là một loại lò phản ứng neutron nhanh thế hệ IV, sử dụng chì lỏng nóng chảy thay cho nước để tải nhiệt ra khỏi vùng hoạt. Đây là một trong sáu công nghệ lò phản ứng tiên tiến được Diễn đàn Quốc tế Thế hệ IV (GIF) lựa chọn để phát triển trong tương lai.

Nguyên lý hoạt động:

Ở các nhà máy điện hạt nhân hiện nay, nước vừa đóng vai trò chất làm mát vừa làm chậm neutron. Ngược lại, trong lò LFR: Chì lỏng được dùng làm chất làm mát; Neutron hầu như không bị làm chậm; Lò hoạt động trong phổ neutron nhanh (fast spectrum).

Tại sao lại dùng chì?

Chì có một số đặc tính rất hấp dẫn đối với công nghệ lò phản ứng tiên tiến:

Nhiệt độ sôi rất cao: Chì sôi ở khoảng 1.740°C, cao hơn rất nhiều so với nhiệt độ vận hành của lò phản ứng. Vì vậy, hệ thống sơ cấp có thể làm việc ở áp suất gần áp suất khí quyển. Điều này giúp giảm đáng kể nguy cơ vỡ đường ống áp suất cao; mất nước làm mát kiểu LOCA như ở lò nước nhẹ.

Không cháy và không phản ứng mạnh với nước: Khác với natri lỏng của lò SFR, chì không cháy trong không khí; không phản ứng dữ dội với nước. Đây là một lợi thế lớn về an toàn.

Khả năng tải nhiệt tốt: Chì có độ dẫn nhiệt cao và khả năng tích trữ nhiệt lớn, giúp loại bỏ nhiệt dư sau khi dừng lò hiệu quả hơn.

Tại sao gọi là lò phản ứng neutron nhanh?

LFR không sử dụng chất làm chậm neutron. Neutron sinh ra từ phân hạch vẫn giữ năng lượng cao và tiếp tục gây phân hạch mới. Điều này cho phép sử dụng urani hiệu quả hơn; đốt cháy plutoni; tiêu hủy một phần actinide thứ cấp trong nhiên liệu đã qua sử dụng; hỗ trợ phát triển chu trình nhiên liệu khép kín. Chính vì vậy Newcleo đặc biệt quan tâm tới nhiên liệu MOX và tái chế nhiên liệu đã qua sử dụng.

Ưu điểm chính của LFR:

An toàn thụ động cao: Nhờ áp suất thấp; chì không sôi ở nhiệt độ vận hành; quán tính nhiệt lớn. Nhiều thiết kế LFR hướng tới khả năng tự loại bỏ nhiệt dư bằng đối lưu tự nhiên mà không cần nhiều hệ thống an toàn chủ động.

Giảm lượng chất thải phóng xạ dài hạn: Do sử dụng phổ neutron nhanh nên LFR có khả năng tái sử dụng plutoni; đốt cháy actinide thứ cấp. Qua đó làm giảm giảm khối lượng và độc tính dài hạn của một phần dòng chất thải chứa plutoni và actinide thứ cấp.

Hiệu suất nhiệt cao hơn: Do nhiệt độ làm việc cao hơn lò nước nhẹ truyền thống nên hiệu suất phát điện có thể được cải thiện.

Những thách thức kỹ thuật:

Mặc dù rất hứa hẹn, LFR vẫn chưa được thương mại hóa rộng rãi vì còn một số thách thức lớn:

Ăn mòn vật liệu: Chì lỏng ở nhiệt độ cao có thể ăn mòn vỏ thanh nhiên liệu; đường ống; thiết bị trao đổi nhiệt. Đây hiện là một trong những vấn đề R&D quan trọng nhất.

Nhiệt độ nóng chảy cao: Chì nóng chảy ở khoảng 327°C. Nếu nhiệt độ giảm quá thấp, chì có thể đông đặc; gây tắc nghẽn hệ thống. Do đó việc duy trì nhiệt độ và quy trình khởi động/dừng lò phức tạp hơn lò natri.

Khối lượng rất lớn: Chì nặng hơn nước khoảng 11 lần. Điều này làm tăng tải trọng kết cấu; yêu cầu đối với bơm tuần hoàn; yêu cầu thiết kế chống động đất.

Mặc dù còn nhiều thách thức kỹ thuật cần được chứng minh trong thực tế, LFR đang được nhiều chuyên gia xem là một trong những ứng cử viên tiềm năng của thế hệ lò phản ứng tiên tiến. Điều này đặt ra một số câu hỏi quan trọng về triển vọng thương mại, chiến lược nhiên liệu và ý nghĩa đối với các quốc gia đang xem xét phát triển điện hạt nhân như Việt Nam.

IV. Gợi ý định hướng chính sách cho Việt Nam:

Lò phản ứng làm mát bằng chì có ưu điểm gì so với lò natri của TerraPower và Oklo?

Cả Newcleo, TerraPower và Oklo đều lựa chọn phổ neutron nhanh, vì đây là hướng công nghệ có tiềm năng sử dụng nhiên liệu hiệu quả hơn và hỗ trợ phát triển chu trình nhiên liệu khép kín. Tuy nhiên, điểm khác biệt lớn nhất nằm ở chất làm mát. Trong khi TerraPower (Natri) và một số thiết kế của Oklo sử dụng natri lỏng, Newcleo sử dụng chì lỏng.

Về mặt an toàn, chì có một số ưu điểm đáng chú ý. Thứ nhất, chì không cháy trong không khí và không phản ứng mãnh liệt với nước. Ngược lại, natri có thể bốc cháy khi tiếp xúc với không khí, hoặc phản ứng mạnh với nước, đòi hỏi các biện pháp thiết kế và vận hành bổ sung nhằm kiểm soát nguy cơ này. Thứ hai, nhiệt độ sôi của chì rất cao (khoảng 1.740°C), cho phép hệ thống sơ cấp vận hành ở áp suất thấp với biên độ an toàn nhiệt lớn hơn.

Ngoài ra, chì có khả năng che chắn bức xạ gamma tốt hơn natri, góp phần giảm yêu cầu đối với một số cấu trúc bảo vệ. Tuy nhiên, công nghệ chì cũng có những thách thức riêng như ăn mòn vật liệu, khối lượng riêng lớn và nguy cơ đông đặc khi nhiệt độ giảm xuống dưới điểm nóng chảy. Vì vậy, chưa thể khẳng định LFR vượt trội hoàn toàn so với SFR. Mỗi công nghệ đều có ưu điểm, hạn chế riêng, và thành công thương mại cuối cùng sẽ phụ thuộc vào khả năng chứng minh độ tin cậy, tính kinh tế trong vận hành thực tế.

Tại sao Newcleo lựa chọn nhiên liệu MOX thay vì HALEU như nhiều SMR khác?

Phần lớn các SMR và AMR hiện nay, bao gồm Natri của TerraPower, hay Aurora của Oklo, dựa vào nhiên liệu HALEU (High-Assay Low-Enriched Uranium) - tức urani làm giàu dưới 20% U-235. Tuy nhiên, nguồn cung HALEU trên thế giới hiện còn hạn chế và đang trở thành một trong những nút thắt lớn nhất đối với việc triển khai các lò phản ứng tiên tiến.

Newcleo lựa chọn một hướng đi khác là sử dụng nhiên liệu MOX (Mixed Oxide Fuel), được chế tạo từ hỗn hợp plutoni và urani tái chế. Lựa chọn này phù hợp với chiến lược phát triển chu trình nhiên liệu khép kín của công ty. Thay vì coi nhiên liệu đã qua sử dụng là chất thải cần lưu giữ lâu dài, Newcleo xem đây là nguồn tài nguyên năng lượng có thể tái khai thác trong các lò phản ứng neutron nhanh. Cách tiếp cận này mang lại hai lợi ích chiến lược. Thứ nhất, giảm sự phụ thuộc vào nguồn cung HALEU vốn đang rất khan hiếm. Thứ hai, tạo ra mô hình kinh doanh tích hợp từ tái chế nhiên liệu đến phát điện, qua đó gia tăng giá trị kinh tế của các vật liệu hạt nhân đã qua sử dụng. Tuy nhiên, việc sản xuất và sử dụng MOX đòi hỏi hạ tầng tái chế nhiên liệu, hệ thống kiểm soát vật liệu hạt nhân và khung pháp quy phức tạp hơn đáng kể so với nhiên liệu urani thông thường.

Liệu công nghệ LFR có thực sự giúp giảm lượng chất thải phóng xạ dài hạn hay không?

Câu trả lời là có, nhưng cần nhìn nhận một cách thận trọng và thực tế. LFR không làm biến mất chất thải phóng xạ. Điều mà công nghệ này có thể thực hiện là giảm một phần khối lượng, độc tính và thời gian tồn tại của các đồng vị phóng xạ dài hạn thông qua việc tái sử dụng plutoni và chuyển hóa (transmutation) một phần các actinide thứ cấp trong nhiên liệu đã qua sử dụng.

Trong chu trình nhiên liệu mở của các lò nước nhẹ hiện nay, phần lớn plutoni và actinide được lưu giữ cùng nhiên liệu đã qua sử dụng trong thời gian rất dài. Ngược lại, lò phản ứng neutron nhanh có khả năng phân hạch các đồng vị này và chuyển chúng thành năng lượng hữu ích. Về lý thuyết, điều này giúp giảm gánh nặng đối với các cơ sở lưu giữ chất thải địa chất sâu trong tương lai. Tuy nhiên, ngay cả trong một chu trình nhiên liệu khép kín, vẫn tồn tại các sản phẩm phân hạch có hoạt độ cao cần được quản lý lâu dài. Do đó, LFR không loại bỏ nhu cầu xử lý và chôn cất chất thải phóng xạ, mà chủ yếu làm giảm quy mô và độc tính dài hạn của dòng chất thải cuối cùng. Đây là một cải thiện đáng kể, nhưng không phải là giải pháp triệt để cho bài toán chất thải hạt nhân.

Khung cấp phép Part 53 của NRC sẽ tác động thế nào đến cuộc đua SMR và AMR toàn cầu?

Việc NRC ban hành Part 53 có thể được xem là một trong những thay đổi quan trọng nhất của lĩnh vực pháp quy hạt nhân trong nhiều thập niên qua. Trong nhiều năm, phần lớn hệ thống cấp phép hạt nhân được xây dựng dựa trên kinh nghiệm vận hành lò nước nhẹ truyền thống. Điều này khiến các công nghệ mới như lò natri, lò chì, lò khí nhiệt độ cao, hay lò muối nóng chảy gặp nhiều khó khăn, vì phải chứng minh sự phù hợp với các yêu cầu vốn được thiết kế cho một công nghệ khác. Part 53 được xây dựng theo hướng có cân nhắc đến rủi ro (risk-informed), dựa trên hiệu năng (performance-based) và bao hàm công nghệ (technology-inclusive). Điều này cho phép NRC tập trung đánh giá mức độ an toàn thực tế của từng thiết kế thay vì yêu cầu mọi công nghệ phải tuân theo cùng một khuôn mẫu.

Nếu được triển khai hiệu quả, Part 53 có thể rút ngắn thời gian cấp phép, giảm rủi ro đầu tư và thúc đẩy đổi mới công nghệ. Quan trọng hơn, do NRC là cơ quan pháp quy có ảnh hưởng lớn nhất thế giới, những nguyên tắc của Part 53 nhiều khả năng sẽ được các quốc gia khác tham khảo trong quá trình xây dựng khung pháp lý cho SMR và AMR. Điều này có thể tạo động lực mới cho cuộc đua thương mại hóa các lò phản ứng tiên tiến trên phạm vi toàn cầu.

Việt Nam có nên theo dõi các công nghệ lò phản ứng nhanh (như LFR) trong giai đoạn sau năm 2040 hay không?

Câu trả lời là có, nhưng chưa nên coi đây là lựa chọn ưu tiên trong giai đoạn triển khai các nhà máy điện hạt nhân đầu tiên. Trong giai đoạn từ nay đến khoảng năm 2040, ưu tiên hàng đầu của Việt Nam vẫn nên là các công nghệ đã được chứng minh ở quy mô thương mại như VVER-1200, AP1000, APR-1400, Hualong One, hoặc các SMR nước nhẹ có mức độ trưởng thành công nghệ cao. Đây là những công nghệ có cơ sở dữ liệu vận hành lớn, chuỗi cung ứng tương đối hoàn chỉnh và khung pháp quy quốc tế tương đối ổn định.

Tuy nhiên, về dài hạn, Việt Nam cần duy trì năng lực theo dõi và đánh giá các công nghệ thế hệ IV, trong đó có LFR. Nếu các dự án của Newcleo, TerraPower, Oklo và các nhà phát triển khác chứng minh được tính khả thi về kỹ thuật và kinh tế trong thập niên 2030, thì sau năm 2040 các công nghệ này có thể trở thành lựa chọn hấp dẫn cho các ứng dụng công nghiệp chuyên biệt, sản xuất hydro, cung cấp nhiệt công nghiệp, hoặc hỗ trợ phát triển chu trình nhiên liệu tiên tiến. Do đó, định hướng phù hợp đối với Việt Nam hiện nay không phải là đầu tư sớm vào LFR, mà là chủ động theo dõi, tham gia các chương trình hợp tác quốc tế, đào tạo chuyên gia và xây dựng năng lực đánh giá công nghệ để sẵn sàng tiếp cận khi các công nghệ lò phản ứng nhanh bước sang giai đoạn thương mại hóa thực sự.

Việt Nam cần theo dõi LFR như một công nghệ dài hạn, nhưng không nên đánh đồng mức độ sẵn sàng công nghệ của LFR với các lò nước nhẹ hoặc SMR nước nhẹ đang được triển khai hiện nay.

V. Kết luận:

Việc Newcleo khởi động quá trình cấp phép lò phản ứng nhanh làm mát bằng chì LFR-AS-200 tại Mỹ cho thấy cuộc đua thương mại hóa các công nghệ hạt nhân tiên tiến đang bước sang giai đoạn mới. Bên cạnh cuộc cạnh tranh về công nghệ giữa các thiết kế sử dụng natri, chì, khí nhiệt độ cao, hay muối nóng chảy, một yếu tố ngày càng quan trọng là khả năng thích ứng với các khung pháp lý mới theo hướng có cân nhắc đến rủi ro, dựa trên hiệu năng và bao hàm công nghệ.

Đối với Newcleo, lợi thế nổi bật không chỉ nằm ở công nghệ LFR, mà còn ở tham vọng xây dựng mô hình chu trình nhiên liệu khép kín dựa trên nhiên liệu MOX và tái sử dụng vật liệu hạt nhân đã qua sử dụng. Nếu được chứng minh thành công ở quy mô thương mại, đây có thể là một hướng tiếp cận mới nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên hạt nhân và giảm gánh nặng quản lý chất thải phóng xạ dài hạn.

Tuy nhiên, cần nhìn nhận khách quan rằng, LFR hiện vẫn đang ở giai đoạn phát triển và trình diễn công nghệ. Các vấn đề về vật liệu, ăn mòn, vận hành chì lỏng và tính cạnh tranh kinh tế vẫn cần được kiểm chứng thông qua các dự án thực tế trong thập niên tới. Vì vậy, mức độ trưởng thành công nghệ của LFR hiện chưa thể so sánh với các lò nước nhẹ thế hệ III+, hoặc các SMR nước nhẹ đang được triển khai thương mại.

Đối với Việt Nam, bài học quan trọng từ trường hợp Newcleo không phải là lựa chọn ngay công nghệ LFR, mà là chủ động theo dõi các xu hướng công nghệ và pháp lý đang định hình tương lai của ngành điện hạt nhân thế giới. Trong ngắn hạn và trung hạn, ưu tiên vẫn nên là các công nghệ đã được chứng minh ở quy mô thương mại. Trong dài hạn, việc duy trì năng lực đánh giá các công nghệ thế hệ IV, bao gồm lò phản ứng nhanh làm mát bằng chì, sẽ giúp Việt Nam có thêm lựa chọn chiến lược khi chương trình điện hạt nhân bước sang giai đoạn phát triển cao hơn.

Sự kiện Newcleo xin cấp phép tại Mỹ, vì vậy không chỉ là câu chuyện của một doanh nghiệp, hay một công nghệ cụ thể, mà còn phản ánh xu thế chuyển dịch của ngành công nghiệp hạt nhân toàn cầu sang các hệ thống an toàn hơn, linh hoạt hơn và sử dụng tài nguyên nhiên liệu hiệu quả hơn trong thế kỷ XXI./.

HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM