Thứ bảy 25/01/2020 21:05 24h qua English RSS
Hotline: 094 540 6866

Vì sao Trung Quốc và nhiều nước chạy đua làm Mặt Trời nhân tạo?

07:37 | 01/12/2019

Trong công cuộc tìm kiếm năng lượng sạch, Trung Quốc và nhiều quốc gia đang tìm đến giải pháp lò phản ứng nhiệt hạch.

Nhu cầu năng lượng của con người dường như không bao giờ có giới hạn. Từ các loại năng lượng hóa thạch, chúng ta bắt đầu tìm hiểu về năng lượng hạt nhân, sau đó là các hình thức năng lượng tái tạo.

Tuy nhiên, bất kỳ hình thức năng lượng nào cũng có những nhược điểm. Năng lượng hóa thạch rẻ nhưng gây ô nhiễm, năng lượng tái tạo chi phí cao và hiệu quả không cao, còn năng lượng hạt nhân lại có rủi ro về phóng xạ. Tìm kiếm một nguồn năng lượng vô tận là ước mơ của con người.

vi sao trung quoc va nhieu nuoc chay dua lam mat troi nhan tao
Minh họa quá trình phản ứng nhiệt hạch. Ảnh: BBC.

Thực tế trong tự nhiên có một nguồn năng lượng gần như vô tận: năng lượng từ Mặt Trời. Năng lượng của ngôi sao này đến từ "lò" phản ứng nhiệt hạch bên trong lõi. Do vậy, sử dụng lý thuyết tương tự để tạo ra những "Mặt Trời nhân tạo" đang là mục tiêu của rất nhiều nhà khoa học.

Nguyên lý hình thành năng lượng của Mặt Trời

Bên trong lõi Mặt Trời tồn tại một "lò phản ứng hạt nhân". Khác với nguyên lý của các lò hạt nhân hiện tại trên Trái Đất là sử dụng phản ứng phân hạch, một chuỗi phản ứng tách nguyên tử uranium ra để giải phóng năng lượng; quá trình diễn ra trong lõi Mặt Trời là phản ứng nhiệt hạch thực hiện quá trình ngược lại là tổng hợp các nguyên tử với nhau.

Khi 2 hạt nhân hydro hợp nhất với nhau để trở thành heli, chúng tạo ra một nguồn năng lượng khổng lồ. Quá trình này được gọi là phản ứng hợp hạch hay nhiệt hạch. Phản ứng này tạo ra toàn bộ năng lượng, bao gồm cả ánh sáng và nhiệt của Mặt Trời.

vi sao trung quoc va nhieu nuoc chay dua lam mat troi nhan tao
Mặt Trời là lò phản ứng nhiệt hạch khổng lồ. Ảnh: Getty.

Trước đây người ta cho rằng phản ứng nhiệt hạch chỉ có thể xảy ra trong lõi Mặt Trời. Đó là bởi nhiệt độ ở lõi Mặt Trời rất nóng, lên đến hàng triệu độ C, khiến cho các nguyên tử chỉ tồn tại ở dạng ion hóa hay plasma. Áp suất bên trong lõi của những ngôi sao khổng lồ khiến cho các hạt nhân có thể va chạm và kết hợp với nhau thành một hạt nhân nặng hơn.

Dựa trên nguyên lý này, các nhà khoa học đã tìm cách tạo ra phản ứng nhiệt hạch bằng cách cung cấp nhiệt độ và áp suất cực lớn.

Công nghệ này có vẻ tốt đến không thể tin nổi: hiệu suất năng lượng cao, chất thải ít và kiểm soát được. Nhưng nó là sự thật.

Tim Luce, khoa học gia trưởng tại dự án Iter.

Đây cũng chính là phản ứng tạo ra ánh sáng và nhiệt của mặt trời, tạo ra nguồn năng lượng vô tận siêu sạch cho loài người nếu tìm được cách kiểm soát phản ứng nhiệt hạch. Một trong những thiết kế được sử dụng phổ biến nhất là lò phản ứng tomatak. Được các nhà vật lý Liên Xô vẽ ra vào thập niêm 1950, lò phản ứng này sử dụng từ trường cực mạnh để tạo áp suất, ép plasma bên trong lòng của lò.

Khi nhiệt độ và áp suất đủ lớn, các hạt nhân bên trong plasma sẽ bị ép vào với nhau để hình thành hạt nhân mới, đồng thời phóng thích neutron và năng lượng. Năng lượng này làm nóng bề ngoài của phần lòng, nhiệt độ này chính là năng lượng thu được.

Những dự án đầy tham vọng

Đến nay, phản ứng nhiệt hạch vẫn chưa thể trở thành chìa khóa cho cơn khát năng lượng vô tận của con người. Lý do rất đơn giản: để tạo được một lượng năng lượng nhất định từ lò phản ứng nhiệt hạch, con người đang phải tiêu tốn nhiều hơn số đó để tạo môi trường và các chất hóa học phù hợp.

vi sao trung quoc va nhieu nuoc chay dua lam mat troi nhan tao
Những vòng xuyến với chu vi tới 900 m của dự án lò phản ứng nhiệt hạch ITER. Ảnh: Bloomberg.

Để có được tritium, người ta có thể phải thực hiện một phản ứng phụ sau quá trình hợp hạch, hay khai thác từ nước chứa nhiều deuterium. Tuy nhiên các hình thức này đều rất tốn kém.

Chúng tôi chờ đợi sẽ đạt mức hòa năng lượng vào năm 2022, và bắt đầu cung cấp năng lượng vào 2030.

Jonathan Carling, Giám đốc công ty thiết kế Tokamak Energy.

Phòng thí nghiệm Jet, nơi có máy tomatak mạnh nhất châu Âu chỉ sử dụng nhiên liệu là deuterium và tritium cho những thử nghiệm quan trọng nhất. Năm 1997, Jet sử dụng nhiên liệu có 50% deuterium và 50% tritium, đạt được mức năng lượng đầu ra 16 MW so với năng lượng để đốt nóng 24 W. Tỷ lệ này, còn gọi là Q, đạt 0,67. Đây là kỷ lục đến giờ vẫn chưa có lò phản ứng nhiệt hạch nào vượt qua, hay nói cách khác chưa có thiết bị nào "lãi" về mặt năng lượng.

Trung Quốc - nước tiêu thụ điện nhiều nhất thế giới - cũng không thể đứng ngoài cuộc chơi này. Họ có nhiều dự án nhiệt hạch đang triển khai cùng lúc, trong đó dự án HL-2M đã gần tới giai đoạn đi vào hoạt động. HL-2M được đặt tại thành phố Lạc Sơn, tỉnh Tứ Xuyên, là kết quả nghiên cứu của Công ty nguyên tử quốc gia Trung Quốc và Viện Vật lý Tây Nam. Nhiệt độ bên trong thiết bị này có thể lên tới 200 triệu độ C, tức là nóng hơn khoảng 13 lần so với nhiệt độ lõi Mặt Trời.

vi sao trung quoc va nhieu nuoc chay dua lam mat troi nhan tao
Lò phản ứng nhiệt hạch HL-2M của Trung Quốc sẽ đi vào hoạt động năm sau. Ảnh: Xinhua.

Ngoài HL-2M, Trung Quốc còn một dự án nhiệt hạch khác tại thành phố Hợp Phì, tỉnh An Huy. Lò phản ứng siêu dẫn tiên tiến EAST tại đây đã đạt đến nhiệt độ 100 triệu độ C.

Dự án nhiệt hạch lớn nhất đang được triển khai là ITER, lò phản ứng được đặt tại Pháp. Đây là một đại dự án, với sự kết hợp từ 35 quốc gia. Lò phản ứng này có tổng kinh phí 22 tỷ USD, và hiện đã hoàn thành khoảng 65%. ITER sẽ đi vào hoạt động năm 2025.

Chúng ta chưa thể chắc chắn về thời gian, nhưng lý thuyết khoa học cơ bản đã đủ và vấn đề là kỹ thuật vật liệu mà thôi.

Wade Allison, Giáo sư vật lý tại Đại học Oxford.

"Đây là lần đầu tiên trong lịch sử loài người các quốc gia đại diện cho hơn một nửa nhân loại và 80% GDP đã bắt tay với nhau để đạt một mục đích chung rất quan trọng", Bernard Bigot, Tổng giám đốc của ITER chia sẻ.

Trong khoảng 10 năm qua, rất nhiều tiến bộ về vật liệu giúp các nhà khoa học đến gần hơn với mục tiêu đạt được mức năng lượng "hòa vốn" từ các lò phản ứng nhiệt hạch. Giấc mơ thu được nguồn năng lượng bất tận từ phản ứng nhiệt hạch có lẽ cũng không còn là bất khả thi.

"Tôi nghiên cứu về nhiệt hạch bởi tôi tin tưởng rằng đây là điều cần thiết để thay đổi thế giỡi. Tôi tin rằng rồi chúng ta sẽ làm được", Ian Chapman, Giám đốc Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Vương quốc Anh nói với Guardian.

Điều gì xảy ra nếu Mặt Trời lớn gấp đôi hiện tại? Nếu kích thước Mặt Trời tăng gấp đôi, con người và toàn bộ sinh vật trên Trái Đất sẽ diệt vong.

Theo Nhật Minh/Zing.vn

Cùng chuyên mục
  • tuoi tre bo xay dung nghien cuu khoa hoc gan lien voi thuc tien

    (Xây dựng) - Nhân dịp năm mới 2020, phóng viên Báo Xây dựng đã có cuộc trò chuyện với anh Bùi Chí Hiếu - Ủy viên BCH Đảng bộ Bộ Xây dựng, Bí thư Đoàn Thanh niên Bộ Xây dựng về kết quả công tác đoàn và phong trào thanh niên năm 2019 và kế hoạch thực hiện phong trào thanh niên năm 2020.

  • viet nam co the la bieu tuong tiep theo cua su troi day chau a

    Thủ tướng Nguyễn Xuân Phúc nhận định: “Việt Nam có thể sẽ là biểu tượng tiếp theo của sự trỗi dậy châu Á, nếu tầm nhìn 2045 trở thành hiện thực với quyết tâm chuyển đổi số của chúng ta”.

  • nhieu diem moi trong xay dung tieu chuan quy chuan ky thuat

    (Xây dựng) - Một trong những nhiệm vụ được Bộ Xây dựng tập trung triển khai trong năm 2019 và các năm tiếp theo là thực hiện Đề án Hoàn thiện Hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật xây dựng (Đề án 198). Đến nay Ban chỉ đạo Đề án đã lập được danh mục, nội dung chính các quy chuẩn (QC) kỹ thuật xây dựng, đồng thời cũng định hướng để biên soạn mới hệ thống tiêu chuẩn quốc gia ngành Xây dựng đáp ứng nhu cầu phát triển bền vững của ngành và phù hợp thông lệ quốc tế.

  • mang 5g sa giup nguoi dung co the xem cac noi dung thuc te ao

    Nếu mạng 5G SA được thương mại hóa thì thời gian truy cập của người dùng sẽ nhanh hơn 2 lần so với phương thức NSA, hiệu suất xử lý dữ liệu cao hơn gấp 3 lần.

  • cong ty cp gom dat viet dn dau tien cua nganh dat set nung viet nam duoc cong nhan dn khoa hoc cong nghe

    (Xây dựng) - Tin vui đến với cộng đồng DN, đặc biệt “làng đất sét nung Việt Nam”, mới đây ngày 09/9/2019, Cty CP Gạch ngói Đất Việt (Đông Triều, Quảng Ninh) vừa được Sở KH&CN tỉnh Quảng Ninh công nhận là “DN Khoa học & Công nghệ” đầu tiên của Ngành công nghiệp “Đất sét nung Việt Nam” đóng tại địa phương (trên tổng số hơn 19.000 DN sản xuất CN toàn địa bàn tỉnh Quảng Ninh). Hiện Cty CP Gạch ngói Đất Việt là DN duy nhất của ngành Đất sét nung cả nước vinh dự đạt danh hiệu này; được hưởng các quyền lợi cùng chế độ ưu đãi của Nhà nước trong việc khuyến khích đầu tư công nghệ mới cũng như nghiên cứu khoa học - áp dụng tiến bộ của KHKT-CN trong thực tiễn sản xuất tại đơn vị.

  • nhat ban sap dua ra chien luoc phat trien mang 6g

    Trong bối cảnh nhiều nước khác đã bắt đầu bàn luận về cách khai thác công nghệ 6G, Nhật Bản đặt mục tiêu vạch ra chiến lược trên và dẫn đầu trong các nỗ lực tiêu chuẩn hóa.

Xem thêm
  • cong dung diet te bao ung thu cua nhieu loai thuoc khong chua ung thu

    Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng gần 50 loại thuốc không nhằm chữa ung thư nhưng có thể tiêu diệt một số tế bào ung thư đồng thời cô lập một số tế bào ung thư khác.

    09:24 | 22/01/2020
  • cong dung va loi ich cua be tong cot thep

    (Xây dựng) – Bê tông cốt thép là sự kết hợp của bê tông xi măng truyền thống với cốt thép. Sự kết hợp này sử dụng cường độ nén của bê tông kết hợp với cường độ kéo của thép để ứng dụng cho nhiều loại tải trọng khác nhau.

    10:17 | 21/01/2020
  • cuo c ca ch ma ng cong nghie p 40 da u tu nhan lu c de do t pha

    Thế giới đang bắt đầu bước vào cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, một cuộc cách mạng sản xuất mới gắn liền với những đột phá chưa từng có về công nghệ, liên quan đến kết nối Internet, điện toán đám mây, in 3D, công nghệ cảm biến, thực tế ảo…

    09:32 | 21/01/2020
  • nang cao hieu qua thong tin co so dua tren ung dung cntt

    Hiện đại hóa hệ thống thông tin cơ sở nhằm đổi mới phương thức cung cấp thông tin, nâng cao chất lượng nội dung thông tin để cung cấp, trao đổi thông tin theo hướng chủ động, kịp thời, chính xác và hiệu quả; hình thành cơ sở dữ liệu, số hóa nguồn thông tin cơ sở đáp ứng yêu cầu cung cấp thông tin nguồn tuyên truyền, phổ biến đến người dân và phục vụ công tác quản lý nhà nước về thông tin cơ sở.

    19:37 | 20/01/2020
  • ra mat ung dung tong hop mien phi phuc vu nhan dan trong dip tet canh ty 2020

    Ngày 19/1, Công ty Cổ phần Tiến bộ Quốc tế (AIC) cho ra mắt ứng dụng mang tên “9999 TẾT” nhằm phục vụ nhu cầu về mọi mặt đời sống của nhân dân trong dịp Tết Canh Tý 2020. Đây được coi là cuốn cẩm nang thông minh về Tết, sử dụng công nghệ để tổng hợp những vấn đề liên quan đến Tết trên các lĩnh vực văn hoá, đời sống, giao thông, du lịch, y tế, mua sắm, giải trí, lễ hội, tin tức thời sự...

    08:00 | 20/01/2020
  • nhung diem khac biet lon giua hai the he mang di dong 4g va 5g

    Ba điểm khác biệt chính giữa 4G và 5G là tốc độ nhanh hơn, băng thông cao hơn và "độ trễ" thấp hơn hoặc thời gian trễ trong giao tiếp giữa các thiết bị và máy chủ.

    18:36 | 19/01/2020
  • phat hien sieu trai dat rat gan he mat troi

    Các nhà thiên văn học tìm thấy ngoại hành tinh Proxima c quay xung quanh ngôi sao lùn đỏ Proxima Centauri, cách Trái Đất chỉ 4,2 năm ánh sáng.

    21:38 | 18/01/2020
  • viettel thuc hien cuoc goi 5g dau tien tren thiet bi 5g make in vietnam

    (Xây dựng) – Ngày 17/1, tại trụ sở Tổng Công ty Công nghiệp Công nghệ cao Viettel, Bộ trưởng Bộ Thông tin và Truyền thông Nguyễn Mạnh Hùng và Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ Chu Ngọc Anh đã đến kiểm tra công tác nghiên cứu, sản xuất thiết bị mạng 5G của Viettel. Sự kiện còn có sự tham dự của Chủ nhiệm Ủy ban Khoa học Công nghệ và Môi trường của Quốc hội Phan Xuân Dũng và lãnh đạo Tập đoàn Viettel.

    15:55 | 18/01/2020
  • nha khoa hoc ban giam nhe rui ro thien tai cho asean

    Hà Nội - Hơn 200 đại biểu là nhà khoa học, hoạch định chính sách trong nước và quốc tế cùng thảo luận giải pháp phát triển bền vững khu vực ASEAN.

    20:56 | 17/01/2020
  • mo cua tram nghien cuu 100 trieu usd o nam cuc

    BRAZIL - Trạm nghiên cứu khoa học Comandante Ferraz rộng 4.500 m2 hôm 14/1 chính thức được đưa vào hoạt động trên hòn đảo King George.

    14:22 | 17/01/2020
...

Tin bài cuối cùng

Không còn dữ liệu để load