Lịch sử phát triển và nguồn gốc của lò phản ứng hạt nhân

Lò phản ứng hạt nhân là gì? Ai tiên phong sáng tạo ý tưởng về lò phản ứng hạt nhân? Lịch sử phát triển diễn ra như thế nào ? Các công trình đáng chú ý…

Tìm hiểu về các lò phản ứng hạt nhân trong bài viết dưới đây của EVBN.

Sơ lược

Kể từ khi bắt đầu phát triển điện hạt nhân ở quy mô công nghiệp vào giữa thế kỷ 20, các thiết kế lò phản ứng cơ bản đã tiến triển để tối đa hóa hiệu quả và an toàn trên cơ sở các bài học kinh nghiệm từ các thiết kế trước. Trong tiến trình lịch sử này, có thể thấy rõ bốn thế hệ lò phản ứng riêng biệt. Các lò phản ứng thế hệ I là những lò đầu tiên sản xuất năng lượng hạt nhân dân sự — ví dụ, các lò phản ứng tại Shippingport ở Hoa Kỳ và Calder Hall ở Anh. Lò phản ứng thế hệ I còn được gọi là “lò phản ứng nguyên mẫu ban đầu”. Giữa những năm 1960 đã khai sinh ra các thiết kế Thế hệ II, hay còn gọi là “lò phản ứng điện thương mại”. Hầu hết các nhà máy điện hạt nhân đang vận hành ngày nay đều sử dụng công nghệThế hệ II.

Thiết kế thế hệ II kết hợp một số yếu tố để tăng độ an toàn của lò phản ứng và giảm rủi ro liên quan đến tai nạn. Tuy nhiên, các yếu tố Thế hệ II được coi là “hệ thống an toàn chủ động”; nghĩa là, chúng phải được kích hoạt bởi bộ điều khiển của con người và không thể hoạt động nếu năng lượng điện hệ thống đang ngừng hoạt động.

Trong nỗ lực nâng cao tính an toàn hơn nữa, một thế hệ mới của “lò phản ứng nước nhẹ tiên tiến” đã được thiết kế bắt đầu từ giữa những năm 1990. Các thiết kế Thế hệ III này kết hợp cái gọi là hệ thống an toàn thụ động vào cấu trúc lò phản ứng. Hệ thống thụ động nhằm tăng cường an toàn cho lò phản ứng bằng cách vận hành mà không có sự can thiệp của con người hoặc nguồn điện. Hai thiết kế Thế hệ III nổi bật là Lò phản ứng nước có áp suất Châu Âu (EPR) và Nhà máy tiên tiến Westinghouse 1000 (AP1000) bể phản ứng nước điều áp.

Trong thiết kế AP1000, trong trường hợp mất điện hoàn toàn (bao gồm cả máy phát điện dự phòng khẩn cấp), các thanh điều khiển sẽ rơi vào lõi lò phản ứng, ngay lập tức dừng phản ứng dây chuyền hạt nhân và nhiệt tiếp tục phân hủy sẽ được chuyển ra khỏi ngăn chứa lò phản ứng bằng hệ thống két làm mát sử dụng trọng lực. Một bể chứa, nằm bên trong cấu trúc ngăn kín, sẽ cấp nước vào lõi; nước này sẽ sôi và bốc lên như hơi nước đến đỉnh của cấu trúc ngăn chứa, nơi nó sẽ ngưng tụ và chảy trở lại hệ thống làm mát bên trong. Đến lượt nó, nhiệt của sự ngưng tụ sẽ được chuyển đến cấu trúc ngăn chứa, cấu trúc này sẽ được làm mát bằng nước chảy bằng trọng lực từ một bể chứa bên ngoài nằm trên đỉnh ngăn chứa. Nước bốc hơi ở bên ngoài ngăn chứa sẽ hoàn thành việc truyền nhiệt của lò phản ứng vào khí quyển, nơi nó sẽ tiêu tán.

Các ngành công nghiệp hạt nhân của một số quốc gia hiện đang lên kế hoạch cho các nhà máy điện hạt nhân Thế hệ IV, hay “nhà máy hạt nhân thế hệ tiếp theo” (NGNP), được thiết kế với mục đích xây dựng bắt đầu từ quý II của thế kỷ 21. Để một lò phản ứng được phân loại là NGNP, nó sẽ phải đáp ứng một số yêu cầu, bao gồm (1) có tính kinh tế cao, (2) kết hợp an toàn nâng cao, (3) tạo ra chất thải tối thiểu và (4) có khả năng chống sinh sôi. Một khái niệm NGNP là lò phản ứng nhiệt độ rất cao (VHTR), một lò phản ứng được điều chế bằng than chì, làm mát bằng khí heli sử dụng nhiều loại nhiên liệu có thể tạo ra đủ nhiệt để tạo ra điện và cũng cung cấp cho các quá trình công nghiệp khác, chẳng hạn như sản xuất hydro từ nước .

Các cọc nguyên tử đầu tiên

Ngay sau khi phát hiện ra sự phân hạch hạt nhân được công bố vào năm 1939, các bài báo đưa tin về khám phá này đã đề cập đến khả năng phản ứng dây chuyền phân hạch có thể được khai thác như một nguồn năng lượng.Tuy nhiên, thế chiến II bắt đầu ở châu Âu vào tháng 9 năm đó, và các nhà vật lý trong nghiên cứu phân hạch đã chuyển suy nghĩ của họ sang sử dụng phản ứng dây chuyền trong một quả bom nguyên tử.

Tại Hoa Kỳ, Pres. Franklin D.Roosevelt đã bị thuyết phục bởi một lá thư của Albert Einstein để bắt đầu một dự án bí mật dành cho mục đích này. Các dự án Manhattan bao gồm làm việc trên Uranium làm giàu để mua uranium-235 ở nồng độ cao và cũng có thể nghiên cứu phát triển lò phản ứng. Mục tiêu gồm hai phần: tìm hiểu thêm về phản ứng dây chuyền để thiết kế bom và phát triển phương pháp sản xuất một nguyên tố mới, plutonium, được cho là có thể phân hạch và có thể được phân lập từ uranium về mặt hóa học.

Việc phát triển lò phản ứng được đặt dưới sự giám sát của nhà vật lý hạt nhân thực nghiệm hàng đầu của thời đại, Enrico Fermi. Dự án của Fermi bắt đầu tại đại học Columbia và lần đầu tiên được trình diễn tại đại học Chicago, tập trung vào việc thiết kế một lò phản ứng được kiểm duyệt bằng than chì. Vào ngày 2 tháng 12 năm 1942, Fermi báo cáo đã tạo ra phản ứng dây chuyền tự duy trì đầu tiên.

Lò phản ứng của anh ấy, sau này được gọi làChicago Pile số 1 (CP-1), được làm bằng than chì nguyên chất, trong đó các sên kim loại uranium được tải về phía trung tâm với các cục uranium oxide xung quanh các cạnh. Thiết bị này không có hệ thống làm mát, vì nó dự kiến ​​sẽ được vận hành cho các mục đích thí nghiệm thuần túy với công suất rất thấp (khoảng 10 kilowatt năng lượng nhiệt). CP-1 sau đó đã được tháo dỡ và xây dựng lại tại một địa điểm phòng thí nghiệm mới ở ngoại ô Chicago, trụ sở ban đầu của nơi hiện là phòng thí nhiệm quốc gia Argonne. Thiết bị được tiếp tục phục vụ như một lò phản ứng nghiên cứu cho đến khi nó cuối cùng ngừng hoạt động vào năm 1953. ( Xem phầnbảng liệt kê các lò phản ứng hạt nhân ban đầu đáng chú ý.)

Các lò phản ứng hạt nhân ban đầu đáng chú ý
* Sản lượng điện là nhiệt ngoại trừ trường hợp được ghi là megawatt (e), biểu thị điện.
Tên vị trí sản lượng điện * sự phân biệt khởi động
CP-1 (Chicago Pile số 1) Chicago, Ill. Thấp lò phản ứng đầu tiên 1942
ORNL Graphite, hoặc Lò phản ứng Oak Ridge Graphite (X = 10) Oak Ridge, Tenn. 3,8 megawatt lò phản ứng dải megawatt đầu tiên 1943
Y-Boiler (LOPO) Los Alamos, NM Thấp lò phản ứng nhiên liệu được làm giàu đầu tiên Năm 1944
CP-3 (Cọc số 3 ở Chicago) Chicago, Ill. 300 kilowatt lò phản ứng nước nặng đầu tiên Năm 1944
ZEEP (Cọc thí nghiệm không năng lượng) Sông Chalk, Ont. Thấp lò phản ứng đầu tiên của Canada Năm 1945
Hanford Richland, rửa sạch. > 100 megawatt lò phản ứng công suất cao đầu tiên Năm 1945
Clementine Los Alamos, NM 25 kilowatt lò phản ứng quang phổ neutron nhanh đầu tiên Năm 1946
NRX Sông Chalk, Ont. 42 megawatt lò phản ứng nghiên cứu thông lượng cao đầu tiên Năm 1947
NGỦ Harwell, Eng. Thấp lò phản ứng đầu tiên của Anh Năm 1947
ZOE (EL-1) Châtillon, Fr. 150 kilowatt lò phản ứng đầu tiên của Pháp Năm 1948
LITR (Lò phản ứng thử nghiệm cường độ thấp) Oak Ridge, Tenn. 3 megawatt lò phản ứng nhiên liệu tấm đầu tiên 1950
EBR-1 (Lò phản ứng của người chăn nuôi thử nghiệm số 1) Thác Idaho, Idaho 1,4 megawatt nhà chăn nuôi đầu tiên và hệ thống lò phản ứng đầu tiên sản xuất điện 1951
JEEP-1 Kjeller, cũng không. 350 kilowatt lò phản ứng quốc tế đầu tiên (Na Uy-Hà Lan) 1951
STR (Lò phản ứng nhiệt tàu ngầm) Thác Idaho, Idaho nguyên mẫu lò phản ứng tàu ngầm Năm 1953
BORAX-III Thác Idaho, Idaho 3,5 megawatt (e) lò phản ứng đầu tiên của Hoa Kỳ có khả năng tạo ra năng lượng điện đáng kể Năm 1955
Hội trường Calder A Hội trường Calder, Eng. 20 megawatt (e) lò phản ứng đầu tiên trên thế giới để sản xuất điện thương mại quy mô lớn Năm 1956

Sau khi thí nghiệm CP-1 thành công, các kế hoạch nhanh chóng được soạn thảo để xây dựng các lò phản ứng sản xuất đầu tiên (để sản xuất plutonium được sử dụng trong bom nguyên tử). Đây là những ngày đầu Hanford, Washington, các lò phản ứng, là thiết bị làm mát bằng nước, sử dụng nhiên liệu uranium tự nhiên, được kiểm duyệt bằng than chì. Là một dự án dự phòng, một lò phản ứng sản xuất được thiết kế làm mát bằng không khí đã được xây dựng tại Oak Ridge, Tennessee.

Khi các cơ sở ở Hanford thành công, lò phản ứng này được hoàn thành để phục vụ như một lò phản ứng X-10 tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge ngày nay. Lò phản ứng nghiên cứu nhiên liệu làm giàu đầu tiên được hoàn thành tại Los Alamos, New mexico, vào năm 1944 khi uranium-235 được làm giàu có sẵn cho mục đích nghiên cứu. Tất cả những nỗ lực này đã lên đến đỉnh điểm trong Trinity, vụ thử nghiệm đầu tiên của một thiết bị nổ nguyên tử, diễn ra vào ngày 16 tháng 7 năm 1945, tại Alamogordo, New Mexico.

Ngay cả trước chiến tranh, người ta đã công nhận rằng nước nặng là chất điều tiết notron tuyệt vời và có thể dễ dàng sử dụng trong thiết kế lò phản ứng. Trong Dự án Manhattan, đặc điểm thiết kế khả thi này đã được giao cho một nhóm nghiên cứu của Canada, vì các cơ sở sản xuất nước nặng đã tồn tại ở Canada. Vào cuối năm 1945, ngay sau khi chiến tranh kết thúc, dự án của Canada đã thành công trong việc xây dựng một lò phản ứng nghiên cứu nhiên liệu uranium tự nhiên, được điều tiết bằng nước nặng, cái gọi là ZEEP, tại Chalk River, Ontario.

Vì thiếu thông tin về kỹ thuật tách uranium-235, những nỗ lực đầu tiên của Anh, diễn ra sau chiến tranh, tập trung vào việc sử dụng uranium tự nhiên làm nhiên liệu. Năm 1947, GLEEP (Cọc thí nghiệm năng lượng thấp bằng than chì), một lò phản ứng làm mát bằng không khí với bộ điều tiết than chì và nhiên liệu kim loại uranium phủ nhôm , được xây dựng và đi vào hoạt động quan trọng tại Harwell, Berkshire,Anh, tạo ra 100 kilowatt năng lượng nhiệt. Năm sau, một lò phản ứng của Pháp có công suất tương tự, được gọi là EL-1 (cho “nước nặng 1”) hoặc Zoé (cho “công suất không, ôxít uranium, nước nặng”), được xây dựng tại Châtillon, gần Paris. CácLò phản ứng của Pháp cũng sử dụng uranium không đắt tiền trong nhiên liệu của nó.

Năm 1943 Liên Xô bắt đầu một chương trình nghiên cứu chính thức để tạo ra một phản ứng phân hạch có kiểm soát, khám phá sự phân tách đồng vị và nghiên cứu các thiết kế bom nguyên tử. Sau chiến tranh, chương trình bắt đầu đạt được những tiến bộ đáng kể đối với việc thiết kế vũ khí phân hạch; song song đó, các lò phản ứng được thiết kế với mục đích sản xuất plutonium cấp độ vũ khí. Phản ứng dây chuyền đầu tiên của Liên Xô diễn ra ở Moscow vào cuối năm 1946, sử dụng một đống uranium tự nhiên đã được kiểm duyệt bằng than chì thử nghiệm được gọi là F-1. Lò phản ứng sản xuất plutonium đầu tiên đi vào hoạt động tại khu phức hợp Chelyabinsk-40 ở dãy núi Ural của Nga vào năm 1948.

Từ lò phản ứng sản xuất đến lò phản ứng công suất thương mại

Dự án điện hạt nhân sớm nhất của Hoa Kỳ đã được bắt đầu vào năm 1946 tại Oak Ridge, nhưng chương trình này đã bị hủy bỏ vào năm 1948, với phần lớn nhân sự được chuyển sang chương trình lò phản ứng hải quân. Năm 1953, lò phản ứng nguyên mẫu đầu tiên được khởi động (dẫn đến việc phóng tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên vào năm sau, Nautilus), và cũng là vào năm 1953 Pres. Dwight D.Eisenhower đã công bố chương trình Atoms for Peace.

Nguyên tử cho Hòa bình thiết lập nền tảng cho một cường quốc hạt nhân chính thức của Hoa Kỳcũng như xúc tiến hợp tác quốc tế về điện hạt nhân. Chương trình điện hạt nhân của Hoa Kỳ được dành cho việc phát triển một số loại lò phản ứng. Ba trong số các loại này cuối cùng đã chứng tỏ thành công theo nghĩa chúng vẫn là loại lò phản ứng thương mại ngày nay hoặc như các hệ thống được lên kế hoạch sử dụng thương mại trong tương lai. Đây là lò phản ứng giống nhanh (bây giờ được gọi là lò phản ứng kim loại lỏng, hoặc LMR), lò phản ứng có nước áp(PWR) và lò phản ứng nước sôi (BWR).

LMR đầu tiên là Lò phản ứng Người chăn nuôi thử nghiệm, EBR-I, được thiết kế tại phòng thí nghiệm quốc gia Argonne và được xây dựng tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho hiện nay là Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho gần thác Idaho, Idaho. EBR-I là một thử nghiệm ban đầu để chứng minh sự lai tạo, và vào năm 1951, nó đã sản xuất ra dòng điện đầu tiên từ nhiệt hạt nhân. Một nhà lai tạo thử nghiệm lớn hơn nhiều,EBR-II, được phát triển và đưa vào sử dụng (cùng với việc phát điện) vào năm 1963.

Nguyên lý của BWR lần đầu tiên được chứng minh trong một lò phản ứng nghiên cứu ở Oak Ridge, nhưng việc phát triển loại lò phản ứng này cũng được giao cho Argonne, công ty đã xây dựng một loạt các hệ thống thí nghiệm được chỉ định BORAX ở Idaho. Năm 1955, một trong số những lò này, BORAX-III, trở thành lò phản ứng đầu tiên của Hoa Kỳ đưa năng lượng vào một dây chuyền tiện ích trên cơ sở liên tục. Một nguyên mẫu thực sự, Lò phản ứng nước sôi thử nghiệm, được đưa vào vận hành vào năm 1957. Trong khi đó, nguyên tắc của PWR đã được chứng minh trong các lò phản ứng hải quân, vàPhòng thí nghiệm năng lượng nguyên tử Bettis của chương trình lò phản ứng hải quân được chỉ định xây dựng một nguyên mẫu dân sự tại cảng hàng hải, Pennsylvania. Lò phản ứng này, là lò phản ứng lớn nhất trong số các nguyên mẫu lò phản ứng điện , được đưa lên mạng vào năm 1957; nó thường được ca ngợi là lò phản ứng quy mô thương mại đầu tiên ở Hoa Kỳ.

Năm 1949, Những nỗ lực hạt nhân của Liên Xô đã đạt được kết quả với vụ thử bom nguyên tử đầu tiên . Một thập kỷ sau, Liên Xô đưa tàu mặt nước chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên của họ, tàu phá băng Lenin, vào hoạt động cùng với việc Hoa Kỳ hạ thủy tàu chiến mặt nước chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên, tàu tuần dương Long Beach.

Sau khi thiết lập sự hiện diện của mình giữa các cường quốc hạt nhân, Liên Xô đã hướng tới những nỗ lực đáng kể đối với việc sử dụng năng lượng hạt nhân để tạo ra năng lượng điện thông qua một chu trình hơi nước tiêu chuẩn. Năm 1954, một lò phản ứng sản xuất plutonium được kiểm duyệt bằng than chì đã được sửa đổi ở Obninsk, Nga, để tạo ra máy phát điện chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên trên thế giới.

Vào giữa những năm 1960, Liên Xô đã đưa vào sử dụng hai chiếc BWR 100 megawatt đã được kiểm duyệt bằng than chì. Ngay sau đó, các lò phản ứng bắt đầu được xây dựng trên khắp Liên bang Xô Viết, xếp hạng công suất danh nghĩa tăng đều đặn. Năm 1973, thiết bị Reaktor công suất 1.000 megawatt đầu tiên Bolshoy Moshchnosti Kanalny (RBMK; “lò phản ứng kênh công suất cao”) đã đi vào hoạt động nghiêm trọng.

RBMK là một thiết kế nước có áp suất khác thường, ban đầu được dự định để sản xuất plutonium cũng như tạo ra điện, trong đó lõi được kiểm duyệt bằng than chì. Ngành công nghiệp điện hạt nhân của Liên Xô cũng đã xây dựng một thiết kế PWR thông thường hơn, Vodo-Vodyanoy Energetichesky Reaktor (VVER; “lò phản ứng điện điều tiết bằng nước làm mát bằng nước”), giống như thiết kế PWR của Hoa Kỳ, được phát triển từ công việc ban đầu được thực hiện trên các nhà máy điện hải quân .

Trong nước Anh, GLEEP được tiếp nối vào cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950 bằng việc xây dựng các lò phản ứng Windscale số 1 và số 2 được làm mát bằng không khí, sản xuất plutonium cho chương trình vũ khí hạt nhân sơ khai của Anh. (Vụ thử bom nguyên tử đầu tiên của Anh diễn ra vào năm 1952.) Qua sông Calder từ Windscale, một lò phản ứng mới, calder Hall A, đã làm nên lịch sử vào năm 1956 bằng cách sản xuất thế hệ phát điện đầu tiên trên thế giới ở quy mô thương mại (đồng thời sản xuất plutonium cho vũ khí).

Các lò phản ứng Calder Hall được làm mát bằng khí carbon dioxide nén và sử dụng nhiên liệu kim loại uranium tự nhiên được bọc trong một lớp phủ magie mới . Do có lớp bọc, các lò phản ứng kiểu Calder Hall còn được gọi là lò phản ứng Magnox. Tiếp tục từ công nghệ này, Anh tiếp tục phát triển Lò phản ứng làm mát bằng khí tiên tiến (AGR), sử dụng nhiên liệu làm giàu uranium dioxide, do đó cho phép nhiệt độ phản ứng cao hơn và phát điện hiệu quả hơn. AGR nguyên mẫu được chế tạo tại Windscale và trở nên quan trọng vào năm 1963. Các AGR thương mại được chế tạo ở Vương quốc Anh trong suốt những năm 1980.

Pháp theo một mô hình đã được sửa đổi của Anh với các lò phản ứng làm mát bằng khí, được điều chế bằng than chì G1, G2 và G3, lần đầu tiên hoạt động nghiêm trọng tại Marcoule, trên sông Rhone ở miền nam nước Pháp, vào năm 1956–59. Các lò phản ứng này cung cấp năng lượng cho máy phát điện đồng thời sản xuất plutonium cho chương trình vũ khí hạt nhân của Pháp. (Vụ thử bom nguyên tử đầu tiên của Pháp diễn ra vào năm 1960.) Tuy nhiên, sau khi ban đầu tập trung vào các lò phản ứng khí, Pháp đã chuyển sang phát triển các lò phản ứng nước nhẹ. Cuối cùng, các nhà máy điện hạt nhân thương mại của Pháp đã được tiêu chuẩn hóa trên ba thiết kế PWR cơ bản.

Canada nắm giữ nguồn dự trữ quặng uranium dồi dào cũng như khả năng sản xuất hàng loạt nước nặng đã được thiết lập thông qua thiết kế lò phản ứng Canada Deuterium Uranium (CANDU), hoạt động dựa trên uranium tự nhiên hoặc được làm giàu rất nhẹ được điều tiết bằng nước nặng (deuterium oxide). Lò phản ứng CANDU đầu tiên – sản xuất khoảng 20 megawatt điện – đã trở nên quan trọng vào năm 1962 tại Rolphton, Ontario, trên sông Ottawa. Nhà máy điện hạt nhân thương mại đầu tiên của Canada, đặt tại Pickering, Ontario, trên bờ hồ Ontario, đi vào hoạt động năm 1971. Đến cuối thế kỷ này, hơn 20 lò phản ứng CANDU đã được xây dựng ở Canada, và nhiều lò phản ứng khác đã được xây dựng ở nước ngoài.

Cho đến những năm 1970, tất cả các nhà máy điện hạt nhân quy mô thương mại đều sử dụng neutron nhiệt làm cơ chế chính để phân hạch. (Để giải thích về năng lượng của nơtron, xem ở trên Các nowtron nhiệt, trung gian và nhanh. Tuy nhiên, vào năm 1973, Liên Xôđã trình diễn lò phản ứng neutron nhanh thương mại đầu tiên, được xây dựng trên bờ biển caspi gần khu vực ngày nay là Aqtau, Kazakhstan. Lò phản ứng, ngoài việc cung cấp năng lượng nhiệt cho nhà máy điện 120 megawatt, còn sử dụng nhiệt của nó để khử muối nước từ Caspi – một khái niệm mới để sử dụng thay thế năng lượng hạt nhân sau đó đã được áp dụng ở các khu vực khác trên thế giới. Một số nguyên mẫu lò phản ứng neutron nhanh trước đây đã được phát triển ở Hoa Kỳ, Vương quốc Anh và các nơi khác ở Liên Xô; tuy nhiên, chưa có quốc gia nào mở rộng công nghệ này lên mức hữu ích về mặt kinh tế.

Sự phát triển của các chương trình hạt nhân

Của nguyên mẫu năng lượng hạt nhân thương mạicác nhà máy được xây dựng ở Hoa Kỳ vào cuối những năm 1950 và đầu những năm 1960, những loại thành công nhất sử dụng hệ thống lò phản ứng nước nhẹ, PWR hoặc BWR. Từ giữa những năm 1960, các đơn vị lớn hơn đã được đặt hàng với kỳ vọng ngày càng tăng việc sử dụng năng lượng hạt nhân cho mục đích thương mại, và vào đầu những năm 1970, các đơn đặt hàng nhà máy hạt nhân đến với tốc độ nhanh đến mức quy mô các đơn vị được tăng lên để giảm số lượng các dự án riêng biệt mà mỗi nhà cung cấp sẽ phải cung cấp nhân viên được đào tạo.

Tuy nhiên, vào những năm cuối của thập kỷ này, sự gia tăng các đơn đặt hàng ở Hoa Kỳ đã kéo theo một số lượng lớn các dự án bị hủy bỏ, một phần là kết quả của việc giảm mạnh ước tính về tốc độ tăng trưởng nhu cầu điện. tương lai. Nó bắt đầu xuất hiện rằng những cây mới đơn giản là không cần thiết. Hơn nữa, chi phí của các nhà máy hạt nhân mới đã bắt đầu leo ​​thang đến mức kinh tế của chúng trở nên đáng ngờ.

Cuối cùng, nỗi sợ hãi của công chúng về năng lượng hạt nhân, vốn luôn là một yếu tố, đã được đưa lên đầu bởi Three Mile năm 1979. Sau sự kiện đó, không một lò phản ứng mới nào được chấp thuận ở Hoa Kỳ cho đến năm 2012, khi ủy ban điều tiết hạt nhân đã phê duyệt việc xây dựng hai PWR ở Augusta, Georgia. Vào thời điểm đó, nhu cầu ngày càng tăng về điện, cũng như những cải tiến trong thiết kế lò phản ứng và chính phủ khuyến khích lắp đặt các nhà máy điện không phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, đã tạo ra tiềm năng cho sự tái sinh của điện hạt nhân ở Hoa Kỳ.

Nhiều quốc gia khác trên thế giới đã áp dụng năng lượng hạt nhân như một phần của chiến lược năng lượng của họ vào cuối thế kỷ 20. Hầu hết các chương trình đều sử dụng công nghệ lò phản ứng nước nhẹ kiểu BWR hoặc PWR. Pháp, sau cú sốc dầu của những năm 1970, coi năng lượng hạt nhân như một nguồn năng lượng chiến lược, được theo đuổi vì lý do an ninh quốc gia cũng như độc lập về năng lượng, và do đó nước này đầu tư mạnh vào công nghệ thay vì dựa vào các thiết kế của Mỹ.

CácĐội tàu PWR do ngành công nghiệp hạt nhân của Pháp phát triển cuối cùng đã thành công trong việc sản xuất hơn 3/4 năng lượng điện của đất nước . Vào cuối thế kỷ này, một số nhà cung cấp lò phản ứng châu Âu, bao gồm Areva của Pháp và Siemens của Đức, đã sản xuất một thiết kế PWR thế hệ III tiên tiến được gọi là Lò phản ứng điều áp châu Âu hoặc Lò phản ứng công suất tiến hóa (EPR). Thiết kế EPR tiêu chuẩn mang lại công suất điện khoảng 1.650 megawatt; vào đầu thế kỷ 21, việc xây dựng bắt đầu trên một số đơn vị ở Châu Âu cũng như ở Trung Quốc.

Nhật Bản, một quốc gia đặc biệt phụ thuộc vào nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch truyền thống của nước ngoài, đã trở thành một thành viên tích cực của cộng đồng nghiên cứu hạt nhân vào đầu những năm 1960; nó bắt đầu khai thác năng lượng hạt nhân như một nguồn điện ngay sau đó. Lò phản ứng đầu tiên của nó để sản xuất điện được khởi công vào năm 1963, và lò phản ứng thương mại đầu tiên của nó, một thiết kế làm mát bằng khí của Anh, bắt đầu hoạt động vào năm 1966. Sau khi xây dựng ban đầu, Nhật Bản chuyển sang lò phản ứng nước nhẹ.

Đến năm 2011, năm  cảy ra tai nạn Fukushima, Nhật Bản đã xây dựng hơn 50 BWR và PWR để sản xuất điện thương mại và đang tạo ra gần một phần ba lượng điện từ các nhà máy điện hạt nhân. Các lò phản ứng nước nhẹ đầu tiên ở Nhật Bản là thiết kế của Mỹ, nhưng Nhật Bản đã tiếp tục phát triển các BWR và PWR tiên tiến của riêng mình. Nhật Bản cũng đang phát triển các cơ sở để xử lý lại nhiên liệu lò phản ứng đã qua sử dụng của chính họ thay vì vận chuyển nhiên liệu đến các nhà máy ở châu Âu. Sau vụ tai nạn Fukushima, tất cả các lò phản ứng ở Nhật Bản, khi chúng ngừng hoạt động để bảo trì, không được phép khởi động lại trừ khi chúng có thể vượt qua các bài kiểm tra an toàn và căng thẳng mới.

Là một phần của chương trình vũ khí hạt nhân, Trung Quốc đã phát triển lò phản ứng và công nghệ tái chế vào những năm 1950 và 1960, lúc đầu với sự trợ giúp của Liên Xô nhưng sau đó đã sử dụng nguồn lực đáng kể của chính họ. (Vụ thử nghiệm thiết bị nổ nguyên tử đầu tiên của Trung Quốc diễn ra vào năm 1964.) Đến thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 21, Trung Quốc đã phát triển trở thành nước tiêu thụ năng lượng lớn nhất thế giới, và các nhà lãnh đạo nước này đã ban hành một kế hoạch năng lượng chiến lược bao gồm một tăng gấp đôi sản lượng điện hạt nhân trong giai đoạn 2005–2020.

Mười bốn nhà máy điện hạt nhân đã hoạt động và hơn 25 nhà máy đang được xây dựng, và nhiều nhà máy khác đang được lên kế hoạch. Nhà máy điện hạt nhân quy mô thương mại đầu tiên ở Trung Quốc đã bắt đầu hoạt động vào năm 1994 tại Vịnh Daya trên bờ biển tỉnh Quảng Đông, gần Hongkong. Các lò phản ứng ở Vịnh Daya là PWR theo thiết kế của Pháp và PWR đã tạo thành nền tảng cho sự phát triển của Trung Quốc vào thế kỷ 21 — mặc dù các lò phản ứng CANDU cũng đã được xây dựng và cả lò phản ứng làm mát bằng khí nhiệt độ cao (HTGR) và lò phản ứng kim loại lỏng nơtron nhanh (LMR) đang được xem xét cho tương lai dài hạn. Là một phần trong nỗ lực năng lượng chiến lược của mình, Trung Quốc, cũng như Nhật Bản, đã phát triển công nghệ tái chế để tạo ra một chu trình nhiên liệu hạt nhân khép kín.

Tin liên quan