Chính quyền Tổng thống Mỹ Donald Trump đang thúc đẩy các cuộc đàm phán với một số doanh nghiệp nhằm chuyển đổi lượng plutoni cấp độ vũ khí từ thời Chiến tranh Lạnh thành nhiên liệu cho các lò phản ứng hạt nhân thế hệ mới. Đây là một phần trong chiến lược đa hướng nhằm bảo đảm nguồn điện phục vụ sự bùng nổ của các trung tâm dữ liệu tại Mỹ.

Tuy nhiên, kế hoạch này có thể đối mặt với nhiều trở ngại, bao gồm nguy cơ chậm tiến độ và chi phí an ninh rất lớn, do plutoni là vật liệu cực kỳ nguy hiểm.

Một khối plutoni có kích thước tương đương quả bưởi, nếu rơi vào tay những người có ý đồ xấu, có thể được sử dụng để chế tạo một vũ khí hạt nhân có sức công phá tương đương quả bom nguyên tử mà Mỹ từng thả xuống Nagasaki trong Chiến tranh Thế giới thứ hai. Ngay cả bụi của nguyên tố phóng xạ này, với chu kỳ bán rã lên tới 24.000 năm, cũng có thể gây chết người nếu hít phải.

Ông Ross Matzkin-Bridger, người từng tham gia các chương trình bảo đảm an ninh vật liệu plutoni trên toàn cầu tại Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) và Cơ quan An ninh Hạt nhân Quốc gia Mỹ (NNSA), cảnh báo: “Đó là plutoni cấp độ vũ khí, tức loại vật liệu có thể được sử dụng để chế tạo vũ khí hạt nhân. Tôi lo ngại rằng cuối cùng người dân Mỹ sẽ phải gánh chịu một phần đáng kể những rủi ro từ chương trình này”.

Trong nhiều thập kỷ, việc lưu trữ plutoni luôn là bài toán đau đầu đối với chính phủ Mỹ. Nỗ lực tận dụng nguồn vật liệu này phản ánh xu hướng tìm kiếm các giải pháp mới của ngành công nghiệp hạt nhân nhằm hiện thực hóa mục tiêu tăng gấp 4 lần công suất điện hạt nhân của Mỹ vào năm 2050 mà Tổng thống Donald Trump đề ra, trong bối cảnh nhu cầu điện năng từ các trung tâm dữ liệu ngày càng gia tăng.

Hạ nghị sĩ Bill Foster của bang Illinois, thành viên Đảng Dân chủ và là nhà vật lý duy nhất trong Quốc hội Mỹ, cho biết ông “ngay lập tức cảnh giác cao độ” khi nghe về đề xuất này. Theo ông Foster, chương trình có thể phải đối mặt với các chi phí an ninh cực lớn để bảo đảm khả năng chống lại các mối đe dọa khủng bố. Các bên liên quan cũng cần đánh giá kỹ hiệu quả kinh tế của những cơ sở như vậy trước khi triển khai.

Bộ Năng lượng Mỹ cho biết phần lớn nhân sự làm việc tại các cơ sở xử lý plutoni sẽ phải đáp ứng các yêu cầu thẩm tra an ninh ở mức cao nhất. Các công ty tham gia chương trình cũng sẽ phải trình kế hoạch chi tiết về an ninh và an toàn vật liệu trong quá trình ổn định, đóng gói, vận chuyển và lưu trữ plutoni.

Một người phát ngôn của Văn phòng Năng lượng Hạt nhân thuộc DOE cho biết: “Bộ Năng lượng không dự kiến chi trả các khoản bảo vệ chuyên biệt liên quan đến chống phổ biến vũ khí hạt nhân, an ninh và sức khỏe cần thiết để xử lý plutoni”.

Các công ty được lựa chọn

Năm ngoái, chính quyền Tổng thống Donald Trump đã chấm dứt kế hoạch xử lý plutoni còn lại trước đây và chuyển sang thúc đẩy phương án sử dụng vật liệu này làm nhiên liệu hạt nhân.

Năm doanh nghiệp hiện đang tham gia đàm phán chuyên sâu với chính quyền Mỹ hiện nay gồm Oklo, Exodys Energy, SHINE Technologies, Standard Nuclear và Flibe Energy.

Oklo cho rằng plutoni có thể trở thành nguồn nhiên liệu quan trọng cho đến khi Mỹ mở rộng được nguồn cung urani trong nước, bao gồm HALEU - loại urani làm giàu ở mức 5 đến 20%, cao hơn nhiên liệu đang được sử dụng tại các lò phản ứng thương mại hiện nay và phần lớn hiện được sản xuất tại Nga.

Bà Bonita Chester, người phát ngôn của Oklo, cho rằng việc sử dụng plutoni làm nhiên liệu cho các lò phản ứng hạt nhân sẽ loại bỏ nhu cầu thực hiện một chương trình khác của chính phủ Mỹ vốn tốn kém và tiềm ẩn nhiều rủi ro, đó là pha loãng rồi xử lý. Theo bà, Oklo sẽ đầu tư vào hoạt động vận chuyển, hạ tầng sản xuất nhiên liệu cũng như toàn bộ yêu cầu cấp phép liên quan đến an toàn, an ninh và bảo đảm hạt nhân. Tuy nhiên, bà không công bố ước tính chi phí cụ thể.

Ông Carl Perez, Giám đốc điều hành của Exodys Energy, cho biết công ty dự định xây dựng một cơ sở trên khu đất do chính phủ liên bang quản lý để xử lý plutoni cấp độ vũ khí thành nhiên liệu hạt nhân. Theo ông, không cơ sở nào có thể nhận được giấy phép và phê duyệt cần thiết tại Mỹ nếu không giải quyết đầy đủ các yêu cầu về bảo vệ người lao động, an toàn tổng thể và kiểm soát vật liệu theo các tiêu chuẩn hiện hành.

Trong khi đó, ông Greg Piefer, Giám đốc điều hành kiêm nhà sáng lập SHINE Technologies, cho biết công ty có nhiều kinh nghiệm trong xử lý và quản lý vật liệu hạt nhân. Ông cho rằng sau khi plutoni được sử dụng để phát điện trong lò phản ứng, nó không còn là mối nguy hiểm như trước.

“Một trong những cách có trách nhiệm nhất để xử lý plutoni cấp độ vũ khí là sử dụng nó để phát điện”, ông Piefer nói.

Hai công ty còn lại tham gia đàm phán là Standard Nuclear và Flibe Energy hiện chưa bình luận về vấn đề này.

Lịch sử nhiều trở ngại

Lịch sử chuyển đổi plutoni thành nhiên liệu tại Mỹ từng gặp nhiều khó khăn. Năm 2000, Mỹ cam kết chuyển plutoni thành nhiên liệu oxit hỗn hợp (MOX) để sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân. Tuy nhiên, trong nhiệm kỳ đầu tiên của Tổng thống Donald Trump, chương trình MOX đã bị hủy bỏ vào năm 2018 sau khi chính quyền kết luận dự án sẽ cần thêm khoảng 48 tỷ USD, ngoài 7,6 tỷ USD đã được chi trước đó.

Hiện nay, Oklo dự định sử dụng plutoni trong các lò phản ứng nhanh mà công ty đang phát triển. Oklo cho hay, công nghệ này hiệu quả hơn so với các lò phản ứng dự kiến sử dụng nhiên liệu MOX trước đây. Theo các tính toán nội bộ của công ty, 1 tấn plutoni khi được sử dụng trong lò phản ứng nhanh có thể cung cấp đủ điện cho gần 1 triệu hộ gia đình Mỹ trong vòng một năm.

Tuy nhiên, cho đến nay, các lò phản ứng nhanh tại Mỹ mới chỉ được sử dụng cho mục đích nghiên cứu, chưa được triển khai để sản xuất điện thương mại.

Ông Ernest Moniz, Bộ trưởng Năng lượng Mỹ dưới thời Tổng thống Barack Obama, cho rằng việc pha loãng plutoni vẫn là giải pháp xử lý đơn giản và ít tốn kém hơn.

“Tôi dự đoán cuối cùng Chính phủ Mỹ vẫn sẽ phải chi trả phần lớn các chi phí liên quan đến chương trình này, bao gồm cả các biện pháp an ninh cần thiết để bảo vệ plutoni cấp độ vũ khí”, ông Moniz nhận định.