Nhiều dự án điện nhiệt hạch đang được gấp rút hoàn thành, khiến giấc mơ về một nguồn năng lượng vô tận đến gần hơn.

Ngày 17/6, công ty General Fusion tuyên bố đang xây dựng một lò phản ứng nhiệt hạch tại phòng thí nghiệm nghiên cứu nhiệt hạch quốc gia Anh ở Culham. Công ty này cho biết họ hi vọng dự án sẽ đi vào hoạt động năm 2025.

Đây là thành viên mới nhất trong số các dự án lò phản ứng nhiệt hạch lớn trên thế giới, nhằm giải quyết nhu cầu năng lượng ngày càng cao của con người. Phần lớn các dự án nhắm tới thời gian hoạt động chính thức từ năm 2030-2040. Phản ứng nhiệt hạch từng được cho là công nghệ không bao giờ hoàn thành, nhưng theo Economist thì nó đang gần với thực tế hơn bao giờ hết.

Giải pháp mới cho năng lượng sạch

Được ví như những “Mặt Trời nhân tạo”, chúng áp dụng nguyên lý phản ứng nhiệt hạch hay hợp hạch giống Mặt Trời, yêu cầu đạt được nhiệt độ 100-200 triệu độ C bên trong lò, và chi phí lên đến hàng chục tỷ USD.

Phản ứng nhiệt hạch được các kỹ sư nghiên cứu từ những năm 1950, đến này vẫn chưa có lời giải đáp. ITER, siêu dự án nghiên cứu khoa học về năng lượng lớn nhất trên thế giới tới thời điểm hiện tại, là một trong những cách tiếp cận hứa hẹn nhất, với mục đích sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân làm nguồn năng lượng.

Nhiều công ty đua nhau làm "Mặt trời nhân tạo"

Lò phản ứng nhiệt hạch của General Fusion là sự kết hợp giữa phản ứng tổng hợp và giam giữ từ tính, với hàng trăm piston bao quanh nguồn plasma để tạo ra áp lực lớn.( Ảnh: General Fusion).

Để tạo ra điện, các nhà máy điện hạt nhân hiện nay dựa vào sự phân hạch, phân tách các nguyên tử nặng thành những nguyên tử nhẹ hơn. Sau đó, năng lượng được giải phóng để đun sôi nước thành hơi, làm quay các tua-bin tạo ra điện.

Ngược lại, thay vì phân tách nguyên tử, ở các nhà máy nhiệt hạch, nhiệt được tạo ra bằng cách kết hợp các nguyên tử nhẹ để tạo ra các nguyên tử nặng hơn.

Quá trình nhiệt hạch này giống như cách vận hành của Mặt trời, có thể tạo ra nguồn năng lượng sạch vô hạn, hạn chế nguy cơ về công nghệ vũ khí hạt nhân, cũng như giảm thiểu chất thải phóng xạ so với quá trình phân hạch.

Tuy nhiên, để phản ứng nhiệt hạch xảy ra, cần nhiệt trên 100 triệu độ C để kết hợp hai đồng vị hydro là deuterium và tritium lại với nhau, từ đó thu được plasma.

“Trái với quá trình phân hạch, phản ứng nhiệt hạch khó thực hiện và duy trì hơn”, Christofer Mowry, CEO của General Fusion cho biết.

Nhiều công ty đua nhau làm "Mặt trời nhân tạo"

Bên trong lò phản ứng nhiệt hạch đang được thử nghiệm tại Trung Quốc. (Ảnh: Xinhua).

Ý tưởng của General Fusion là sự kết hợp giữa phản ứng tổng hợp từ tính (MCF) và phản ứng tổng hợp giam giữ quán tính (ICF). Cách tiếp cận này được gọi là “nhiệt hạch mục tiêu từ tính“, khái niệm từ những năm 1960. Theo ông Mowry, bằng cách này, những hạn chế từ trường sẽ bị loại bỏ nhờ vào việc sử dụng xung điện mạnh tạo ra các đốm plasma ổn định trong lò phản ứng.

Tuy nhiên, các luồng plasma này chỉ kéo dài khoảng 20 mili giây, không đủ lâu để tạo nhiều năng lượng nếu đưa vào phản ứng MCF, nhưng lại đủ lâu để được nén như phản ứng ICF. Do đó, lò phản ứng General Fusion của Anh sẽ được lót bằng chì và lithium nóng chảy. Các piston dẫn động bằng khí sẽ nén lõi sau khi plasma được bơm vào, biến nó từ hình trụ thành hình cầu và tăng đáng kể tốc độ kết hợp nguyên tử.

Theo Mowry, công ty hy vọng sẽ hoàn thiện một lò phản ứng thương mại chính thức vào 2030, với giá 50 USD/MWh, để cạnh tranh với than vì năng lượng tái tạo sẽ rẻ hơn.

Thị trường đầy tính cạnh tranh

General Fusion không phải là công ty duy nhất theo đuổi thị trường nhiệt hạch thương mại. Vào ngày 8/4, TAE Technologies, một đối thủ có trụ sở tại California, được thành lập vào năm 1998, cho biết họ đã huy động được 280 triệu USD cho một lò phản ứng của riêng mình, nâng tổng số tiền đầu tư vào công ty lên 1,1 tỷ USD.

Nhiều công ty đua nhau làm "Mặt trời nhân tạo"

Lò phản ứng nhiệt hạch của TAE Technologies tại California. (Ảnh: Techcrunch).

Lợi thế của nó là không tạo ra các neutron năng lượng cao, làm phức tạp quá trình kết hợp deuterium và tritium, thay vào đó là một phương pháp giam giữ từ tính không tạo ra từ trường hình xuyến nhưng vẫn tạo thành dòng plasma có hình xuyến.

Các đối thủ khác của General Fusion bao gồm hai công ty của Anh, First Light Fusion và Tokamak Energy, cả hai đều có trụ sở gần Culham và 2 công ty của Mỹ là Commonwealth Fusion Systems và Zap Energy.

Tuy nhiên, đây không phải hướng đi duy nhất của phản ứng nhiệt hạch, như Viện Vật lý Plasma, Max Planck, một cơ quan chính phủ Đức, đã thành công xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch Wendelstein-7x dạng “stellarator”, được dùng để duy trì khả năng kiểm soát phản ứng tổng hợp hạt nhân giam plasma nóng trong từ trường.

Hiện lò phản ứng này đang đợi phê duyệt từ Cơ quan quản lý hạt nhân của Đức. Dự kiến vào tháng 10 mọi thủ tục sẽ hoàn tất và chính thức đi vào hoạt động.

Nhiều công ty đua nhau làm "Mặt trời nhân tạo"

Lò phản ứng nhiệt hạch Wendelstein-7x dạng “stellarator” của Max Planck. (Ảnh: Physicsworld).

Lò phản ứng của General Fusion tại Culham dự kiến mở cửa vào năm 2040. Stephen Dean, người điều hành Fusion Power Associates, một tổ chức nghiên cứu và giáo dục, General Fusion chọn Culham với mục đích tiếp cận thị trường một cách nhanh chóng.

Tiến sĩ Dean cho biết các công ty hiện tại sẽ sớm thành công trong việc xây dựng một lò phản ứng tạo ra năng lượng hữu ích.

Trái với tiềm năng của phản ứng nhiệt hạch, các lò phản ứng phân hạch tiên tiến vẫn được một số nhà đầu tư để ý. Cụ thể, vào ngày 2/6, TerraPower, một công ty được Bill Gates hậu thuẫn, đã công bố kế hoạch về một nhà máy hạt nhân công nghệ cao ở Wyoming. Đây là thị trường mang tính cạnh tranh cao đầy mạo hiểm cho các nhà đầu tư.



Du lịch nhật bản, hướng dẫn du lịch Nhật và đánh giá địa điểm Nhật Bản Japan travel news, japan travel guides, japan holiday destinations and japan reviews

Bài viết hay ho mới nhất

BÀI LIÊN QUAN

Liệu có bao giờ ta lấy lại được khả năng học hỏi của thời thơ ấu không?

Trẻ nhỏ có bộ não rất tuyệt diệu: các bé có thể học hai ngôn ngữ ngay khi chúng bắt đầu tập nói. Tuổi nhỏ có vẻ là khoảng thời gian tốt nhất để học nhạc và có thể đạt được trình độ cao dễ hơn cả. Nhưng đó không…

Xem chi tiết: Liệu có bao giờ ta lấy lại được khả năng học hỏi của thời thơ ấu không?

Ứng dụng "Shazam cho chim" nhận diện tiếng hót với độ chính xác không tưởng

Công cụ Sound ID dựa trên học máy của Merlin Bird ID cho kết quả ấn tượng khi nhận dạng được tiếng hót của từng chú chim một dù môi trường nhiều tạp âm. Trên thị trường hiện nay có không ít ứng dụng nhận dạng các loài chim dựa…

Xem chi tiết: Ứng dụng "Shazam cho chim" nhận diện tiếng hót với độ chính xác không tưởng

Bật mí về Katyusha - giàn pháo phản lực khiến phát xít Đức khiếp sợ

Trong báo cáo về cuộc phản công của Hồng quân Liên Xô năm 1941, một lính Đức bị bắt đã nói rằng: “Hỏa lực từ tên lửa của Hồng quân khiến con người như phát điên”, ám chỉ sức mạnh của Katyusha, loại pháo phản lực phóng loạt đầy uy…

Xem chi tiết: Bật mí về Katyusha - giàn pháo phản lực khiến phát xít Đức khiếp sợ

Hoàng đế nắm trong tay điểm yếu gì mà khiến thị vệ nào cũng phục tùng, không dám làm phản?

Hoàng đế phong kiến thường có 1001 tuyệt chiêu để tự bảo vệ mình. Một trong số đó là nắm chắc điểm yếu của những kẻ tùy tùng. Từ xa xưa, bên cạnh tiền bạc, quyền lực luôn là một niềm khao khát của rất nhiều người, có thể nói…

Xem chi tiết: Hoàng đế nắm trong tay điểm yếu gì mà khiến thị vệ nào cũng phục tùng, không dám làm phản?

Phát hiện tượng cẩm thạch không đầu 1.800 năm tuổi ở Thổ Nhĩ Kỳ

Bức tượng bằng cẩm thạch mô tả một người phụ nữ mặc áo choàng đứng trên bục, hiện chưa rõ danh tính và mục đích điêu khắc. Phòng Khai quật thuộc Bộ Văn hóa và Du lịch Thổ Nhĩ Kỳ thông báo, phát hiện tượng cẩm thạch 1.800 năm tuổi…

Xem chi tiết: Phát hiện tượng cẩm thạch không đầu 1.800 năm tuổi ở Thổ Nhĩ Kỳ

Ứng dụng lốp xe không hơi của NASA cho xe đạp

Startup Mỹ ứng dụng công nghệ do NASA phát triển cho robot sao Hỏa vào lốp xe đạp dưới mặt đất nhằm tăng độ bền và tính hiệu quả. NASA hợp tác với SMART Tire, startup có trụ sở tại Los Angeles, để sử dụng công nghệ lốp xe không…

Xem chi tiết: Ứng dụng lốp xe không hơi của NASA cho xe đạp

Video: Hổ mang đất bất ngờ tấn công gà mẹ đang ấp trứng, trận chiến sẽ có kết quả ra sao?

Con rắn hổ mang đã chủ động tấn công gà mẹ nhưng nó đã gặp phải đối thủ “cứng cựa”. Rắn hổ mang đất tấn công gà mẹ. Một con rắn hổ mang đất (Tên khoa học là Naja kaouthia) đang lang thang tìm kiếm con mồi thì phát hiện…

Xem chi tiết: Video: Hổ mang đất bất ngờ tấn công gà mẹ đang ấp trứng, trận chiến sẽ có kết quả ra sao?

Lần đầu tiên phát hiện ra hiện tượng dữ dội: Hố đen nuốt chửng sao neutron

Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra 2 trường hợp 2 hố đen nuốt chửng những ngôi sao neutron – những vật thể được cho là đặc nhất vũ trụ. Sóng hấp dẫn phát ra từ 2 sự kiện trên đã được…

Xem chi tiết: Lần đầu tiên phát hiện ra hiện tượng dữ dội: Hố đen nuốt chửng sao neutron

Thiết bị khóa hàm răng cho người muốn giảm cân

Dựng tóc gáy với hàm răng kinh dị "làm thịt" cả tàu ngầm của cá mập cắt bánh quy

Khám phá thực đơn 120 món của phi hành gia Trung Quốc trên trạm vũ trụ

Rắn đuôi chuông xuất hiện tràn lan ở California

Hơn 34 người đột tử trong 1 ngày vì nắng nóng "vạn năm có một" ở Canada

NASA đã tìm được "hành tinh sống được" suốt 1 triệu năm

Sốc với "bóng ma" như thời hiện đại giữa thành phố cổ 3.000 năm

Internet vệ tinh phủ sóng toàn cầu từ tháng 8

Bài viết khác

Latest News Around The World Verified News Explorer Channel Network