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
Các chuyên gia cho rằng, trong bối cảnh mới, doanh nghiệp cần tái cấu trúc để nâng cao năng lực cạnh tranh.
Tái cấu trúc doanh nghiệp để nâng cao năng lực cạnh tranh
(Ngày Nay) -  Trong bối cảnh kinh tế thế giới biến động, doanh nghiệp Việt Nam cần chủ động tái cấu trúc chiến lược, tài chính, công nghệ và nhân lực nhằm nâng cao khả năng thích ứng, củng cố sức cạnh tranh và hướng tới tăng trưởng bền vững.
Nghệ sĩ Sơn.K: Khi "Giải cứu thế giới" thắp lại nhịp gõ xoan trong lòng người trẻ
Nghệ sĩ Sơn.K: Khi "Giải cứu thế giới" thắp lại nhịp gõ xoan trong lòng người trẻ
(Ngày Nay) - Sau khi lên sóng tại chương trình Tinh Hà Say Hi, tiết mục “Giải cứu thế giới” của Sơn.K cùng các nghệ sĩ gây chú ý khi đưa âm hưởng Hát Xoan Phú Thọ vào dòng chảy âm nhạc đương đại. Không bó hẹp trong lối thể hiện truyền thống, những giai điệu dân gian được làm mới, mang đến trải nghiệm âm nhạc vừa quen thuộc với thị hiếu giới trẻ, vừa gợi mở nét độc đáo của di sản. 
Đại sứ Ngô Minh Nguyệt chụp ảnh lưu niệm cùng Chủ tịch Ủy ban Đối ngoại Thượng viện Uruguay, Sebastian Da Silva (thứ tư từ trái sang) và đại diện Nhóm nghị sỹ hữu nghị Uruguay-Việt Nam tại Quốc hội Uruguay. (Ảnh: Diệu Hương/TTXVN)
Việt Nam thúc đẩy hợp tác toàn diện với Uruguay
(Ngày Nay) - Đại sứ Ngô Minh Nguyệt nhấn mạnh Việt Nam và Uruguay có mối quan hệ hữu nghị truyền thống, được xây dựng trên nền tảng tôn trọng lẫn nhau, đoàn kết và hợp tác cùng có lợi.
Nhà văn Nguyễn Nhật Ánh và ông Từ Châu - Quyền Tổng lãnh sự quán Trung Quốc tại TPHCM trao giải Nhất cuộc thi dịch văn học Việt - Trung, Trung - Việt 2026 cho bạn Nguyễn Ngọc Kim Ánh - sinh viên ĐH KHXH&NV (ĐH Quốc gia TPHCM)
Trao giải cuộc thi dịch văn học Việt - Trung, Trung - Việt 2026
(Ngày Nay) -Sáng 20/10, tại ĐH Hoa Sen (TPHCM), cuộc thi dịch văn học Việt - Trung, Trung - Việt mùa 2 năm 2026 đã chính thức trao giải, với sự tham dự của Quyền Tổng lãnh sự quán Trung Quốc tại TPHCM, các hội viên Hội Nhà văn TPHCM và nhà văn Nguyễn Nhật Ánh - vừa được dịch một số tác phẩm sang Hoa ngữ và sẽ phát hành tại quốc gia tỷ dân.
Phát triển du lịch văn hóa Ninh Bình trong không gian mới từ phụng dưỡng thiên nhiên đến phát triển kinh tế di sản
Phát triển du lịch văn hóa Ninh Bình trong không gian mới từ phụng dưỡng thiên nhiên đến phát triển kinh tế di sản
(Ngày Nay) - Đối với Ninh Bình, đây không chỉ là nhận thức mà còn là định hướng xuyên suốt trong quá trình xây dựng chiến lược phát triển ngành du lịch. Ninh Bình nhận thức rằng: Di sản không chỉ là ký ức và tài sản của quá khứ, mà còn là nguồn lực quan trọng cho phát triển hôm nay và mai sau.
Lãnh đạo tỉnh Quảng Trị kiểm tra tiến độ xây dựng Trường Phổ thông nội trú tiểu học và trung học cơ sở Đakrông.
Quảng Trị dự kiến thí điểm dạy tiếng Lào tại 2 trường nội trú vùng biên từ năm học 2027 - 2028
(Ngày Nay) - Từ năm học 2027 - 2028, tỉnh Quảng Trị dự kiến thí điểm dạy tiếng Lào cho học sinh lớp 6 tại Trường Phổ thông nội trú tiểu học và trung học cơ sở Đakrông và Trường Phổ thông nội trú tiểu học và trung học cơ sở Dân Hóa. Chương trình hướng tới tăng cường giao lưu ngôn ngữ, văn hóa và thúc đẩy quan hệ hữu nghị giữa các địa phương khu vực biên giới Việt Nam – Lào.