Siêu bão Mặt Trời kinh hoàng đến mức nào?

Ủy ban Pháp quy hạt nhân Mỹ (NRC) tuyên bố rằng một cơn bão Mặt Trời cực đoan có thể làm sụp đổ lưới điện và dẫn đến hư hại lõi lò phản ứng tại nhiều nhà máy điện hạt nhân. Ảnh: Reuters.

Vào ngày 14/5/1921, một cơn bão Mặt Trời mạnh bất thường - sau này được gọi là “Bão Đường sắt New York” - đã chiếu sáng bầu trời đêm thành phố bằng cực quang rực rỡ. Trên đại lộ Broadway, đám đông dừng chân thưởng ngoạn “vòm trời rực cháy” không bị lu mờ bởi ánh đèn thành phố.

Nhưng chỉ sáng hôm sau, dòng điện cảm ứng quá mức đã khiến hệ thống tín hiệu và chuyển mạch của Đường sắt Trung tâm New York tại Manhattan bị tê liệt, khiến tàu hỏa ngừng hoạt động.

Tệ hơn, một tháp điều khiển đường sắt tại giao lộ Park Avenue và phố 57 bốc cháy, khói nghi ngút lan xa, khiến người dân trên phố "ho sặc sụa và nghẹt thở vì khói độc lan rộng cả khu phố".

Hiện tượng này xảy ra khi các hạt tích điện từ bão Mặt Trời bao phủ Trái đất, gây ra bão từ và tạo dòng điện cảm ứng trong lòng đất - từ đó xâm nhập vào hệ thống lưới điện.

Nếu một siêu bão Mặt Trời với cường độ tương tự năm 1921 xảy ra ngày nay, hậu quả sẽ nghiêm trọng hơn nhiều: Lưới điện, hệ thống thông tin liên lạc và hàng loạt cơ sở hạ tầng quan trọng có thể sụp đổ trong nhiều tháng trời.

Đặc biệt, sự cố mất điện diện rộng sẽ kéo theo tai nạn tại các nhà máy điện hạt nhân - một kịch bản ác mộng với nguy cơ phát tán phóng xạ nghiêm trọng.

Nguy cơ vượt xa Chornobyl

Các nhà khoa học cảnh báo: Khả năng một siêu bão Mặt Trời đủ sức làm tê liệt lưới điện hiện đại xảy ra không chỉ là lý thuyết, mà thực tế có thể xảy ra thường xuyên hơn một lần trong thế kỷ.

Tháng 7/2012, một siêu bão Mặt Trời - được ước tính còn mạnh hơn cơn bão năm 1921 - đã đi qua quỹ đạo Trái Đất, và chỉ cách hành tinh xanh đúng một tuần.

Đáng lo ngại, khu vực Đông Bắc, Trung Tây trên và vùng Tây Bắc Thái Bình Dương của Mỹ, nơi tập trung phần lớn các nhà máy điện hạt nhân thương mại, lại là các khu vực địa chất dễ bị tổn thương nhất trước dòng điện cảm ứng từ bão từ.

Một cơn bão Mặt Trời vào tháng 2/2022 được cho là đã đánh sập 40 vệ tinh SpaceX mới phóng. Ảnh: Reuters.

Trong kịch bản mất điện kéo dài hàng tháng, các nhà máy điện hạt nhân sẽ mất hoàn toàn nguồn điện ngoài - điều kiện bắt buộc để vận hành an toàn. Mặc dù có các máy phát điện diesel dự phòng, các hệ thống này chỉ đủ duy trì hệ thống làm mát trong vài ngày, không thể chịu được hàng tuần hay hàng tháng.

Cho đến nay, chưa nhà máy điện hạt nhân nào ở Mỹ từng mất điện ngoài quá một tuần. Tuy nhiên, từ năm 2012, Ủy ban Pháp quy hạt nhân Mỹ (NRC) đã cảnh báo rằng một siêu bão Mặt Trời có thể làm sụp đổ lưới điện và gây ra tổn thất lõi lò phản ứng tại nhiều nhà máy hạt nhân cùng lúc.

Không chỉ các lò phản ứng đang vận hành, các hồ chứa nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng tại nhà máy điện hạt nhân cũng là điểm yếu chí tử.

Trong điều kiện mất điện dài hạn, nếu nước làm mát trong các bể chứa này bốc hơi hoặc không được bơm bổ sung, các thanh nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng - vốn cực kỳ nóng và phóng xạ - sẽ bị nung nóng quá mức và bắt lửa, phát tán lượng lớn chất phóng xạ vào không khí.

Thông thường, các hồ chứa nhiên liệu đã qua sử dụng tại Mỹ chứa lượng nhiên liệu tương đương sáu lõi lò phản ứng, và được chất đầy đến mức gần như chật kín.

Điều này làm tăng nguy cơ xảy ra hỏa hoạn và phát tán phóng xạ trên diện rộng. Theo các nhà khoa học, nếu một bể chứa nhiên liệu hạt nhân dày đặc bị bốc cháy, lượng phóng xạ cesium-137 phát tán ra có thể gấp 10 lần thảm họa Chornobyl.

Điều đó đồng nghĩa với hàng nghìn km2 đất đai bị nhiễm xạ, hàng triệu người có thể nhiễm phóng xạ liều cao, dẫn đến ung thư sớm hoặc tiềm ẩn nguy cơ ung thư.

Ngược lại, nếu các hồ chứa được làm thưa và quản lý tốt, nguy cơ sẽ giảm đi đáng kể. Trong trường hợp hồ chứa thưa bị mất nước làm mát, lượng phóng xạ phát tán ước tính chỉ bằng 1% so với kịch bản tồi tệ nhất nói trên.

Giải pháp bị trì hoãn

Dẫu vậy, phương hướng giải quyết không phải hoàn toàn "mù mịt". Giải pháp an toàn và bền vững đã có: Chuyển toàn bộ nhiên liệu đã qua sử dụng (sau khi được làm mát ít nhất 5 năm) sang dạng lưu trữ khô - tức lưu trữ trong các thùng thép và bê tông khép kín, không cần nước làm mát và được thiết kế để ngăn chặn hoàn toàn bức xạ ion hóa.

Việc chuyển đổi này trên quy mô toàn quốc được các chuyên gia đánh giá là “tương đối rẻ”, chỉ dưới 5,5 tỷ USD. So với chi phí kinh tế khổng lồ của một thảm họa phóng xạ trên diện rộng, con số này gần như không đáng kể.

Từ năm 2014, Thượng nghị sĩ Edward Markey (Massachusetts) đã đề xuất Dự luật Lưu trữ khô nhiên liệu hạt nhân, nhằm cấm việc chất quá tải nhiên liệu đã qua sử dụng trong các hồ chứa.

Tuy nhiên, dù đã nhiều lần tái đề xuất, dự luật vẫn chưa được Quốc hội thông qua. Trong khi đó, ngành công nghiệp hạt nhân Mỹ vẫn trì hoãn xử lý vấn đề, đặt lợi ích kinh tế trước an toàn cộng đồng.

Trong bối cảnh nguy cơ thảm họa kép từ bão Mặt Trời và sự cố hạt nhân ngày càng hiện hữu, Quốc hội Mỹ cần nhanh chóng hành động.

Việc chuyển nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng sang lưu trữ khô không chỉ là một giải pháp kỹ thuật, mà còn là trách nhiệm đạo đức – để bảo vệ hàng triệu sinh mạng và môi trường sống cho các thế hệ mai sau.

Phương Linh