Năng lượng nhiệt hạch - không còn là giấc mơ xa vời

0:00 / 0:00
0:00
(Ngày Nay) - Chứa năng lượng gấp 10 triệu lần 1kg than đá, gấp 3-4 lần năng lượng được tạo ra từ phản ứng phân hạch, không thải ra khí nhà kính hay chất phóng xạ. Và con người đang tiến gần hơn tới việc chạm 1 tay vào loại năng lượng này.
(Ảnh minh hoạ)
(Ảnh minh hoạ)

Ngày 11/2, các nhà khoa học tại Trung tâm Culham về Năng lượng Nhiệt hạch ở Oxfordshire một cơ sở thí nghiệm nhiệt hạch ở Oxfordshire (Anh), đã giải phóng 59 mêga jun (MJ) nhiệt lượng trong 5 giây - tương đương khoảng 14kg thuốc nổ TNT - bằng một lò phản ứng hạt nhân có tên Joint European Torus (JET). Đây là một kỷ lục mới của nhân loại, gấp đôi kỷ lục trước đó là 21,7 MJ được thiết lập vào năm 1997 cũng bởi cơ sở này.

Mặc dù chỉ kéo dài 5 giây, phản ứng dừng lại không phải do hết năng lượng, mà bởi thiết bị hỗ trợ trở nên quá nóng. Điều này mở ra tương lai tươi sáng rằng, với những trang thiết bị tốt hơn, các phản ứng nhiệt hạch sẽ kéo dài 5 phút, hoặc 5 tiếng, thậm chí là vài ngày. Tuy nhiên, xét về tính hiệu quả, năng lượng đầu ra của phản ứng trên vẫn ít hơn năng lượng đầu vào. Nói cách khác, thí nghiệm chưa "có lãi" về mặt năng lượng - thành tựu chưa một phản ứng nhiệt hạch nào đạt tới.

Năng lượng nhiệt hạch - không còn là giấc mơ xa vời ảnh 1

Lò phản ứng nhiệt hạch hình bánh vòng JET tại Trung tâm Culham về Năng lượng Nhiệt hạch ở Oxfordshire, Anh.

Phản ứng nhiệt hạch (hay phản ứng tổng hợp hạt nhân) mô phỏng lại quá trình phản ứng ở lõi của các ngôi sao như Mặt Trời. Đó quá trình hai hạt nhân nguyên tử nhẹ hợp lại với nhau để tạo thành một hạt nhân nặng hơn đồng thời giải phóng một lượng lớn năng lượng.

Nhưng vì sao thành tựu trên vẫn xứng đáng nhận được sự quan tâm của xã hội? Bởi năng lượng nhiệt hạch có tiềm năng cung cấp năng lượng sạch trên quy mô toàn cầu. 1kg nhiên liệu nhiệt hạch chứa năng lượng gấp khoảng 10 triệu lần so với 1kg than, dầu hoặc khí đốt. Năng lượng nhiệt hạch không thải ra khí nhà kính và không để lại chất thải phóng xạ, vì vậy những thảm hoạ như Chernobyl hay Fukushima sẽ không xảy ra. Đó là những đặc điểm mà không loại hình năng lượng nào khác có được.

Nhiều người sẽ thắc mắc vì sao tiềm năng của năng lượng nhiệt hạch vẫn chưa được khai phá. Để tạo ra phản ứng nhiệt hạch, lò phản ứng phải đạt nhiệt độ gấp 10 lần nhiệt độ tại tâm Mặt Trời - khoảng 150 triệu độ C. Không chỉ vậy, lò phản ứng còn phải tạo ra một mạng lưới từ trường vô hình mạnh hơn của Trái đất 80.000 lần để kiểm soát và hạn chế nhiên liệu.

"Lò phản ứng nhiệt hạch không thể tạo ra tai nạn nguyên tử, vì việc tạo năng lượng hợp hạch không dựa trên phản ứng chuỗi như phân hạch." - Tổ chức Năng lượng nguyên tử Quốc tế (IAEA)

Nhưng các nhà khoa học đang ngày càng tiến xa hơn. Tháng 8/2021, một thí nghiệm nhiệt hạch tại Mỹ suýt chút nữa đã "lãi" về năng lượng. Tháng 12/2021, các nhà khoa học Trung Quốc đã thành công trong việc đốt nóng lò phản ứng với nhiệt độ 150 triệu độ C và kiểm soát vật chất trong đó, dù chưa có loại nhiên liệu cần thiết. Và trong 3 tháng cuối năm 2021, tổng vốn đầu tư vào phát triển năng lượng nhiệt hạch đã tăng hơn gấp đôi lên con số 4,2 tỷ USD.

Năng lượng nhiệt hạch - không còn là giấc mơ xa vời ảnh 2

Bên trong lò phản ứng JET. (Ảnh: Shutterstock)

Năng lượng của các phản ứng nhiệt hạch được cung cấp từ loại nhiên liệu dựa trên hai đồng vị của hydro là deuterium và tritium. Sau khi kết hợp với nhau, chúng sẽ tạo thành khí heli - loại khí vô hại với môi trường. Trong khi deuterium có rất nhiều trong nước biển, tritium lại cực kỳ hiếm và chỉ được sản xuất trong các lò phản ứng hạt nhân.

Dù vậy, sẽ còn rất lâu cho đến khi bạn dùng năng lượng nhiệt hạch để thắp sáng ngôi nhà của mình. Những nhà máy thử nghiệm sẽ chỉ xuất hiện sớm nhất vào năm 2025, và năng lượng nhiệt hạch sẽ không được đưa vào lưới điện trong ít nhất là 30 năm nữa. Chúng ta sẽ vẫn phải dựa rất nhiều vào năng lượng hạt nhân ( được tạo ra từ phản ứng phân hạch) và năng lượng tái tạo.

Tái tạo lại phản ứng của những vì sao là thử thách công nghệ lớn nhất từ trước đến nay của con người. Nhưng nếu chúng ta có thể sử dụng năng lượng nhiệt hạch để sản xuất điện, đó sẽ là một bước ngoặt của lịch sử nhân loại, tương tự như việc phát hiện ra điện hoặc phát minh ra động cơ đốt trong.

Theo The Guardian
OpenAI phát hiện thêm vụ xâm nhập hệ thống Chính phủ Australia
OpenAI phát hiện thêm vụ xâm nhập hệ thống Chính phủ Australia
(Ngày Nay) - Công ty công nghệ OpenAI của Mỹ vừa thông báo phát hiện thêm một vụ xâm nhập trái phép vào hệ thống của một cơ quan chính phủ tại Australia, đánh dấu lỗ hổng an ninh mạng nghiêm trọng thứ hai được xác nhận chỉ trong vòng vài tuần qua.
Nghệ thuật năm châu hội tụ tại Hoàng thành Thăng Long
Nghệ thuật năm châu hội tụ tại Hoàng thành Thăng Long
(Ngày Nay) - Trong không gian di sản Hoàng thành Thăng Long, tối 2/10 những làn điệu cải lương, chèo, dân ca cùng âm nhạc đến từ nhiều quốc gia đã tạo nên một bức tranh nghệ thuật đa sắc màu. Qua chuỗi chương trình “Hòa nhạc Năm Châu”, nghệ thuật hiện diện gần gũi với cộng đồng, để người dân và du khách trực tiếp thưởng thức, giao lưu và cảm nhận những giá trị văn hóa của Việt Nam và thế giới.
Xác định các điểm nguy cơ, phòng chống sốt xuất huyết trong mùa mưa
Xác định các điểm nguy cơ, phòng chống sốt xuất huyết trong mùa mưa
(Ngày Nay) - Chiều 2/10, Trung tâm Kiểm soát bệnh tật thành phố Đà Nẵng cho biết, đến ngày 1/10/2026, toàn thành phố ghi nhận 4.251 trường hợp mắc sốt xuất huyết Dengue (tăng 2,4 lần so với cùng kỳ năm 2025); 283 ổ dịch (tăng 3,9 lần). Ngành Y tế cảnh báo nguy cơ dịch tiếp tục gia tăng trong mùa mưa nếu các biện pháp phòng, chống không được triển khai quyết liệt.
Chính thức khởi động Festival Piano Talent mùa thứ Tư
Chính thức khởi động Festival Piano Talent mùa thứ Tư
(Ngày Nay) - Sáng ngày 2/10, tại Hà Nội, cuộc thi Vietnam International Piano Talent Competition 2027 - Tài năng Piano Quốc tế Việt Nam 2027 đã chính thức được khởi động. Cuộc thi do Viện Phát triển Giáo dục và Văn hóa Việt Nam tổ chức, dưới sự bảo trợ của Liên hiệp các Hội UNESCO Việt Nam cùng sự phối hợp của PIARA Nhật Bản. 
Ban Chủ trì họp báo giới thiệu Tuần Sân khấu Việt Nam tại Pháp 2026.
Sân khấu mở lối đưa văn hóa Việt đến công chúng quốc tế
(Ngày Nay) - Tuần Sân khấu Việt Nam tại Pháp lần đầu tiên được tổ chức tại Paris, quy tụ nhiều loại hình nghệ thuật từ rối nước, kịch nói, múa đương đại đến tuồng, chèo, cải lương. Không chỉ giới thiệu di sản, chương trình hướng tới tạo không gian để nghệ sĩ Việt Nam và Pháp gặp gỡ, đối thoại và đồng sáng tạo.