Cắm dây dẫn vào "Mặt trời" để dùng điện suốt đời

0 Trần Biên (Theo Eurekalert/Sciencealert)
ANTD.VN - Một loạt các phản ứng diễn ra tương tự trên Mặt trời đang được các nhà khoa học Mỹ triển khai trong dự án “Mặt trời thu nhỏ”, một nhà máy điện nhiệt hạch có khả năng mang lại nguồn năng lượng gần như vô tận cho con người với độ an toàn được đánh giá cao.

ảnh 1Lò phản ứng nhiệt hạch của các nhà khoa học Mỹ

Không rác thải phóng xạ

Hiện tại, các nhà vật lý thuộc Phòng thí nghiệm Năng lượng Plasma Princeton, Mỹ (PPPL) đang tiến hành thử nghiệm dự án “Mặt trời thu nhỏ”. Dự kiến, nếu thành công, công trình này sẽ đi tiên phong trong lĩnh vực sản xuất, cung cấp năng lượng an toàn đối với con người, sạch và thân thiện với môi trường. Các nhà khoa học khẳng định nó có thể cung cấp nguồn năng lượng vô tận cho cuộc sống, chấm dứt sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch trong mọi hoạt động như hiện nay, bao gồm cả việc sản xuất điện năng. “Chúng tôi đang mở ra những lựa chọn mới cho các nhà máy sản xuất điện trong tương lai”, Jonathan Menard, người đứng đầu công trình nghiên cứu, Giám đốc chương trình nâng cấp NSTX-U tại PPPL cho biết.

Theo đó, mô hình thiết bị thử nghiệm “Mặt trời thu nhỏ” có một tokamak hình cầu liên khối. Trong đó, tokamak là thiết bị dùng để tạo ra các phản ứng kết hợp điều khiển được ở trong môi trường plasma. Hiện trên thế giới chỉ có 2 thiết bị như vậy được chế tạo, đó là National Spherical Torus Experiment-Upgrage (NSTX-U) ở PPPL và Mega Ampere Spherical Tokamak (MAST) ở Trung tâm nghiên cứu Năng lượng Nhiệt hạch ở Culham, Vương quốc Anh. Được biết, hầu hết các nhà máy điện hạt nhân hiện sử dụng phản ứng phân hủy hạch để tạo ra năng lượng nhờ quá trình phân rã hạt nhân. Tuy hiệu suất nó mang lại rất cao nhưng chi phí tạo ra các phản ứng trên là rất đắt đỏ, đồng thời chất thải phóng xạ nó tạo ra cũng rất nguy hiểm đối với nhân loại.

Đối với công trình của các nhà vật lý Mỹ, phản ứng nhiệt hạch sẽ tạo ra năng lượng nhờ kết hợp hạt nhân nên an toàn hơn và không tạo ra các chất thải phóng xạ khác. Tuy nhiên, điều kiện cần để có được sự an toàn và thiết bị hoạt động là phản ứng này cần có nhiệt độ cao hơn Mặt trời. Đó cũng chính là lý do các nhà khoa học đã sử dụng tokamak hình cầu, bởi tokamak có thể tạo ra plasma, trạng thái thứ tư của vật chất khi ở nhiệt độ và áp suất rất cao, từ đó giúp kích thích phản ứng nhiệt hạch với từ trường tương đối thấp nên chi phí giảm tối đa. 

Nền móng cho lĩnh vực năng lượng nhiệt hạch

Các nhà khoa học cho biết, hoạt động của “Mặt trời thu nhỏ” gồm 3 bước: Đầu tiên, plasma sẽ được tạo ra bằng cách sử dụng khí hydro siêu nóng (khoảng 150 triệu độ C) ở trong phòng thí nghiệm. Bước tiếp theo, các nhà khoa học cho áp suất tăng lên để nén plasma khiến cho các hạt nhân va chạm với nhau tạo thành phản ứng nhiệt hạch. Các cuộn dây dẫn xung quanh sẽ tạo ra từ trường rất mạnh trong quá trình tạo phản ứng này. Nhiệt tỏa ra từ phản ứng nhiệt hạch sẽ được dùng để tự duy trì hoạt động của thiết bị và phần còn lại chuyển thành điện năng. 

Ngoài ra, trong khi các tokamak thông thường có hình xuyến giống bánh vòng và kích thước khá cồng kềnh không phù hợp với thiết bị. Tuy nhiên, tokamak hình cầu trong như lõi táo và kích thước nhỏ gọn sẽ giúp các nhà khoa học Mỹ thuận tiện hơn trong quá trình thử nghiệm. Với sự thành công của các nhà khoa học tại PPPL và việc nâng cấp MAST ở Culham cũng thuận lợi thì việc phát triển các nhà máy điện nhiệt hạch trong tương lai sẽ tạo ra nguồn năng lượng sạch gần như vô tận, chấm dứt việc phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng làm cho Trái đất nóng lên và gây ô nhiễm môi trường. Đây có thể coi là bước đặt nền móng cho sự phát triển của lĩnh vực năng lượng nhiệt hạch tương lai, tạo ra một Mặt trời trên Trái đất và cắm dây điện vào nó mà sử dụng”, Jonathan Menard nói.

bình luận(0 bình luận)

Cùng chuyên mục
Top