VNReport»Sự kiện & Bình luận»Quốc tế»Mỹ có đột phá về năng lượng hạt nhân

Mỹ có đột phá về năng lượng hạt nhân

12:07 - 13/12/2022

Phản ứng hạt nhân nhiệt hạch có tiềm năng trở thành nguồn năng lượng sạch và gần như vô hạn.

Bộ Năng lượng Mỹ cho biết họ sẽ công bố vào thứ Ba một bước đột phá trong nghiên cứu về phản ứng hạt nhân nhiệt hạch, từ lâu đã được cho là có tiềm năng trở thành một nguồn năng lượng sạch và gần như vô hạn.

Theo tờ Financial Times, trích dẫn 3 nguồn tin biết về thí nghiệm, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore vừa mới đạt được mức tăng năng lượng ròng trong một phản ứng nhiệt hạch, nghĩa là phản ứng tạo ra nhiều năng lượng hơn mức năng lượng mà nó tiêu thụ.

Các nhà nghiên cứu sử dụng gần 200 tia laser để đốt nóng nguyên tử hydro đến nhiệt độ 100 triệu độ C và áp suất gấp hơn 100 tỷ lần áp suất khí quyển của Trái đất. Điều kiện khắc nghiệt tạo ra một trạng thái vật chất được gọi là plasma, trong đó các nguyên tử hydro hợp nhất và sau đó giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ. Quá trình tương tự cung cấp năng lượng cho mặt trời và những ngôi sao khác.

Các nhà nghiên cứu lần đầu tiên đạt được mức tăng năng lượng ròng cho một phản ứng nhiệt hạch.

Các nhà nghiên cứu lần đầu tiên đạt được mức tăng năng lượng ròng cho một phản ứng nhiệt hạch.

Phản ứng nhiệt hạch rất được các nhà đầu tư và hàng chục công ty trên toàn cầu quan tâm vì hứa hẹn là nguồn năng lượng bền vững với môi trường hơn các nguồn dựa trên nhiên liệu hóa thạch hoặc phân hạch hạt nhân, trong đó nguyên tử bị phân tách thay vì kết hợp để giải phóng năng lượng.

Các nhà máy điện hạt nhân hiện tại tạo ra năng lượng thông qua phản ứng phân hạch hạt nhân, sản xuất khoảng 10% điện năng của thế giới và không phát thải carbon nhưng tạo ra chất thải phóng xạ có thể tồn tại hàng nghìn năm.

Phản ứng nhiệt hạch không tạo ra chất thải tồn tại lâu cũng như carbon dioxide và các loại khí nhà kính khác. Nó có tiềm năng tạo ra năng lượng gần như vô hạn bằng cách sử dụng các nguyên tố phổ biến, chẳng hạn như hydro và tạo ra năng lượng bằng cách kết hợp các nguyên tử.

Hơn 5 tỷ USD tài trợ đã đổ vào các công ty nhiệt hạch tư nhân trong những năm gần đây, theo Hiệp hội Công nghiệp Nhiệt hạch. Các công ty đang theo đuổi những thiết kế khác nhau cho lò phản ứng nhiệt hạch, nhưng hầu hết đều dựa vào phản ứng diễn ra trong plasma, một loại khí tích điện nóng, được giới hạn bởi các nam châm cực mạnh. Những công ty theo đuổi phản ứng tổng hợp quán tính bằng laser đã huy động được khoảng 180 triệu USD.

Nhưng nhiệt hạch vẫn còn một chặng đường dài trước khi nó có thể cung cấp năng lượng cho lưới điện. Một trong những trở ngại lớn nhất đối với việc thương mại hóa nhiệt hạch là cho đến nay, nó không có khả năng tạo ra cái gọi là mức tăng năng lượng ròng, trong đó năng lượng nhiệt hạch được tạo ra nhiều hơn so với năng lượng đầu vào của các chùm tia laze được sử dụng để đốt nóng nguyên tử.

Ngay cả khi các nhà khoa học chứng minh thành công mức tăng năng lượng ròng từ phản ứng, thì vẫn còn một chặng đường dài phía trước để nó tạo ra đủ năng lượng cấp điện cho lưới điện. Ví dụ, việc tạo ra ánh sáng lazer sử dụng bởi phòng thí nghiệm Lawrence Livermore tiêu tốn năng lượng và phản ứng nhiệt hạch phải tạo ra đủ năng lượng để bù cho năng lượng đó thì mới khả thi về mặt thương mại.

“Mọi người nghiên cứu về nhiệt hạch đã cố gắng chứng minh trong hơn 70 năm qua rằng có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn từ phản ứng nhiệt hạch so với năng lượng vào”, Jeremy Chittenden – giáo sư vật lý plasma tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn – cho biết.