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
Xu hướng đầu tư mới nâng tầm thành phố đảo Phú Quốc
Xu hướng đầu tư mới nâng tầm thành phố đảo Phú Quốc
(Ngày Nay) -“Trong tương lai gần, Phú Quốc không thể mãi là một “điểm đến” mà phải trở thành một thành phố đảo đáng sống, một trung tâm kinh tế - tài chính mới của khu vực và thế giới”, là khuyến nghị của các chuyên gia BĐS và đô thị tại hội thảo“Không gian đô thị Phú Quốc: Sự dịch chuyển mạnh mẽ của xu hướng đầu tư mới” diễn ra ngày 11/8 vừa qua.
Bảo tồn và phát huy giá trị di sản Cố đô Hoa Lư
Bảo tồn và phát huy giá trị di sản Cố đô Hoa Lư
(Ngày Nay) - Ngày 12/8, Sở Văn hóa và Thể thao tỉnh Ninh Bình phối hợp với Viện Bảo tồn di tích (Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch) tổ chức hội thảo khoa học "Nghiên cứu, bảo tồn, phát huy giá trị di sản Cố đô Hoa Lư". Hội thảo thu hút sự tham gia của nhiều nhà quản lý, nhà nghiên cứu, nhà khoa học trong lĩnh vực lịch sử, văn hóa, khảo cổ học.
Cân nhắc kỹ, lựa chọn đúng để đạt nguyện vọng đại học
Cân nhắc kỹ, lựa chọn đúng để đạt nguyện vọng đại học
(Ngày Nay) - Từ ngày 22/7 đến 17 giờ ngày 20/8, thí sinh trong cả nước thực hiện đăng ký nguyện vọng xét tuyển vào các trường đại học. Như vậy, đến nay, thời gian thí sinh cân nhắc, đăng ký xét tuyển không còn nhiều, đòi hỏi các em cần nắm vững, đầy đủ thông tin, cách thức đăng ký và chọn chính xác nguyện vọng xét tuyển để không bỏ lỡ cơ hội trúng tuyển vào ngành, trường mong muốn.
Ông Trịnh Quốc Dũng, Giám đốc Điều hành Vinamilk (Khối Phát triển vùng nguyên liệu) đại diện nhận giải thưởng Top 50 CSA.
Được đánh giá cao về 'E-S-G,' Vinamilk nhận giải phát triển bền vững
(Ngày Nay) - Ngày 10/8/2022, tại sự kiện công bố TOP 50 Doanh nghiệp Phát triển Bền vững năm 2022 (TOP 50 Corporate Sustainability Awards - CSA) do Tạp chí Nhịp Cầu Đầu Tư tổ chức, công ty Vinamilk đã được vinh danh doanh nghiệp phát triển bền vững tiêu biểu thuộc khối doanh nghiệp niêm yết.
Du khách khám phá Vịnh Hạ Long trên du thuyền riêng. (Hình ảnh: FLC Hạ Long)
3 loại hình du lịch hút khách dịp nghỉ lễ 2/9
(Ngày Nay) - Theo một đơn vị lữ hành, các tour du lịch thiên nhiên, biển đảo đang được du khách lựa chọn nhiều nhất cho kỳ nghỉ lễ và tiếp tục là xu hướng nổi bật cuối hè 2022.
Ươm mầm tài năng cho sân khấu cải lương
Ươm mầm tài năng cho sân khấu cải lương
(Ngày Nay) - Ngay sau khi thành lập sân khấu Tài năng trẻ dành cho nghệ sĩ trẻ vào tháng 7/2022, Nhà hát Cải lương Trần Hữu Trang tiếp tục cho ra mắt sân khấu Tài năng thiếu nhi vào đầu tháng 8. Hai sân khấu của Nhà hát Cải lương Trần Hữu Trang cùng ra đời với mong muốn tìm những nhân tố tốt cho sân khấu cải lương trong tương lai.
Ảnh minh họa.
Phật dạy: Giúp người tin vào luật nhân quả chính là làm điều thiện
(Ngày Nay) - Có rất nhiều loại làm phước, loại giúp đỡ thì bố thí pháp là cao quý nhất. Ta có thể giúp mọi người nhiều điều nhưng đừng bao giờ quên bố thí pháp. Mà ai cũng vậy, phải xem bố thí pháp và đem đạo lý đến cho mọi người là lý tưởng của cuộc đời mình.