Năng lượng hạt nhân có thể tái tạo theo nhiều tiêu chuẩn nhưng nhiên liệu hạt nhân thì không. Điều này khiến các nhà khoa học tranh luận khá gay gắt về khả năng tái tạo của năng lượng hạt nhân.
Năng lượng tái tạo là gì?
Năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng trong đó các nguồn lực cần thiết có thể tái tạo theo thang thời gian của con người. Nói cách khác, các tài nguyên để tạo nên nó sẽ không cạn kiệt khi con người sử dụng bởi lẽ chúng được bổ sung một cách tự nhiên.
Các ví dụ phổ biến nhất về tài nguyên tái tạo bao gồm gió, ánh sáng mặt trời, thủy triều, sóng, năng lượng địa nhiệt và sinh khối. Con người dự đoán mặt trời sẽ tiếp tục cháy ít nhất trong 5 tỷ năm nữa, gió là sản phẩm phụ tự nhiên của nhiệt trong khí quyển, thủy triều được tạo ra bởi mặt trăng và hoạt động địa nhiệt của trái đất không có dấu hiệu chấm dứt. Việc sản xuất năng lượng sinh khối dựa vào vật liệu hữu cơ, hiện đang phát triển với nguồn cung dồi dào và dự kiến sẽ không cạn kiệt. Như vậy, tất cả các nguồn năng lượng kể trên sẽ tái tạo nhanh chóng và có sẵn gần như là vô hạn.
Năng lượng hạt nhân có nguồn gốc từ lõi của nguyên tử.
Tài nguyên không thể tái tạo là tài nguyên không thể được bổ sung với tốc độ tương đương hoặc lớn hơn so với con số mà chúng được tiêu thụ. Điều này có nghĩa nguồn cung của tài nguyên không tái tạo là hữu hạn. Nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu và khí đốt tự nhiên... có thể đã thúc đẩy sự phát triển công nghiệp của trái đất trong 2 thế kỷ qua. Việc con người tiêu thụ không biết mệt mỏi và phụ thuộc sâu vào các tài nguyên này dẫn đến sự gia tăng đáng kể lượng khí thải carbon và dẫn đến biến đổi khí hậu. Tuy nhiên nó cũng dẫn đến nhu cầu ngày càng cấp bách phải sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo với lượng khí thải carbon nhỏ hơn.
Năng lượng hạt nhân được sản xuất như thế nào?
Năng lượng hạt nhân có nguồn gốc từ lõi của nguyên tử. Chúng giải phóng một lượng năng lượng đáng kinh ngạc (nhiệt) và neutron khi bị tách ra trong quá trình phân hạch hạt nhân. Các neutron va chạm với các neutron khác, do đó tách ra nhiều nguyên tử hơn và giải phóng nhiều năng lượng hơn. Đây là một phản ứng dây chuyền. Từ đây, nhiệt lượng khổng lồ được giải phóng và sau đó được sử dụng để tạo ra hơi nước làm quay các tua-bin và tạo ra điện.
Trong lõi các lò phản ứng hạt nhân là nhiên liệu uranium nhưng chỉ một phần nhỏ nhiên liệu này được sử dụng trong hầu hết các nhà máy. Điều này dẫn đến một lượng chất thải hạt nhân được sinh ra và sau đó phải được lưu trữ an toàn. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, các tiến bộ khoa học đã giúp chất thải hạt nhân được đưa vào quy trình tái chế. Về cơ bản, các nhà máy sẽ đưa chất thải trở lại lò phản ứng để khai thác nhiều năng lượng tiềm năng hơn.
Quá trình tái chế chất thải hạt nhân này được thực hiện khá tốn kém, liên quan đến các thao tác hóa học cẩn thận và cũng tạo ra chất thải ở dạng lỏng. Sản phẩm cuối cùng của quy trình này có chu kỳ bán rã ngắn hơn nhiều so với chất thải hạt nhân truyền thống (hàng trăm năm so với hàng triệu năm).
Năng lượng hạt nhân có thể tái tạo không?
Những người khẳng định năng lượng hạt nhân có thể tái tạo có lập luận chính rằng lượng khí thải carbon là gần như không có. Đồng thời, lượng chất thải trong quá trình sản xuất cũng có thể quản lý (và có khả năng tái sử dụng). Sản xuất năng lượng hạt nhân không trực tiếp tạo ra bất kỳ khí thải carbon nào - khác hoàn toàn so với việc tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch. Nó là nguồn năng lượng tạo ra lượng carbon thấp thứ hai thế giới, sau thủy điện. Đồng thời, không giống như chất thải từ việc tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch, các hạt, chất thải của nhiên liệu hạt nhân có kích thước rất nhỏ.
Lập luận của những người khẳng định năng lượng hạt nhân là tái tạo được xuất phát từ tiềm năng sản xuất uranium. Hiện nay, lượng uranium sẵn có đã được chiết xuất có thể được sử dụng trong 1000 năm tới. Các chuyên gia còn cho rằng lượng uranium thực tế có thể lớn hơn con số trên rất nhiều. Đồng thời, trong tương lai khi khoa học phát triển thì nó còn có thể chiết xuất từ nước biển hoặc các nguồn khác với số lượng lớn, đủ để duy trì năng lượng hạt nhân trong hàng tỉ năm.
Những người cho rằng năng lượng hạt nhân là không thể tái tạo cho rằng hiện nay chúng ta không thể khai thác tất cả uranium sẵn có trên hành tinh. Mặc dù có thể có những tiến bộ khoa học trong tương lai nhưng điều này vẫn là không thể nên tài nguyên của dạng năng lượng này là hữu hạn. Ngoài ra, chất thải được tạo ra từ quá trình tạo ra năng lượng hạt nhân có thể nhỏ gọn nhưng việc giữ an toàn cho nó vẫn là một mối quan tâm lớn. Đặc biệt, do chu kỳ bán rã Uranium-235 (loại nhiên liệu hạt nhân phổ biến nhất) nằm trong phạm vi hàng triệu năm khi không thể tái chế.
Như vậy, tranh luận về năng lượng hạt nhân có thể tái tạo hay không hiện tại xoay quanh sự hữu hạn của uranium. Để trả lời câu hỏi này, chúng ta phải chờ vào tương lai để xem tiến bộ khoa học có giúp biến uranium trở nên vô hạn hay không.