Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ ba, 20/06/2006 00:29 (GMT+7)

Lò phản ứng nhiệt hạch khổng lồ sắp được xây dựng

Xét về giá thành thì đây là lần đầu tư lớn thứ hai cho công việc khám phá của nhân loại, sau trạm quỹ đạo quốc tế. Lò phản ứng có tên là ITER (Viết tắt từ tiếng Anh: International Thermonuclearr Experimental Reactor) xây dựng tại Cadarache cách Marsylia 50 km, ở miền nam nước Pháp. Các quốc gia EU đầu tư bước đầu tổng cộng 10 tỉ euro để xây dựng và khai thác lò phản ứng.


Địa điểm xây dựng lò đã được thoả thuận từ năm ngoái, tuy nhiên vấn đề cần được bàn luận là tài chính và luật, trong đó có bản quyền sở hữu trí tuệ đối với hàng trăm giải pháp kỹ thuật. Ngoài đại diện EU, tham gia ký kết còn có đại diện Nga, Mỹ, và 4 quốc gia châu Á là Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc và Ấn Độ. Cách đây vài tháng, Ấn Độ bày tỏ mong muốn tham gia vào cuộc thử nghiệm nhiệt hạch, cuộc thử nghiệm mà nếu thành công thì sẽ mở ra một khả năng mới đáp ứng tất cả nhu cầu năng lượng thế giới trong vài ba trăm năm.


Phản ứng tổng hợp nhiệt hạch sưởi ấm chúng ta mỗi ngày, từ bình minh cho đến hoàng hôn. Lý do là mặt trời chiếu sáng được nhờ plasma nóng bên trong lòng nó. Những hạt nhân nguyên tố hiđrô kết hợp với nhau dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cực cao, hàng chục triệu độ C - kết quả là hạt nhân hêli hình thành. Trong thời gian xảy ra phản ứng nhiệt hạch rất nhiều năng lượng được giải phóng ra.


Từ hơn nửa thế kỷ nay, các nhà vật lý đã biết cách tạo ra món “súp plasma” nói trên ở ngay trên trái đất. Người ta đã từng dựa vào nguyên lý tổng hợp nhiệt hạch để sản xuất ra bom hiđrô. Thật đáng tiếc là trải qua vài chục năm thử nghiệm mà các nhà khoa học vẫn không thể xây dựng được lò phản ứng hoạt động tương tự như mặt trời - nghĩa là đốt nóng liên tục plasma đặc để lấy năng lượng. Những thiết bị hiện nay chỉ có thể hoạt động trong vài ba phút. “Đó là sự khác nhau cơ bản giữa lò phản ứng uran truyền thống và lò phản ứng hiđrô - TSKH. Andrzey Galkowski, giám đốc Viện Vật lý Plasma và Vi tổng hợp laser ở Vacsava (Ba Lan), giải thích – Trong lò phản ứng uran, các phản ứng phân rã diễn ra tự động, hầu như ngay lập tức, và khó khăn chính ở đây là làm sao hãm chúng lại. Trong lò phản ứng hiđrô, tất cả diễn ra ngược lại – hạt nhân hiđrô đẩy nhau và cần phải có nhiệt độ thật cao để buộc chúng liên kết với nhau”.


ITER là dụng cụ đầu tiên trong lịch sử nhân loại với nhiệm vụ duy trì phản ứng nhiệt hạch như một “mặt trời nhỏ” trên trái đất. Bộ phận quan trọng nhất của nó là một buồng lớn hình vành khăn, trong đó plasma được nung nóng đến 100 triệu độ C. Như vậy nhiệt độ ở đây cao hơn so với trên mặt trời và có tác động đẩy nhanh tốc độ phản ứng. Do phải cần rất nhiều năng lượng để đốt plasma, cho nên những lò phản ứng nhiệt hạch hiện nay tiêu thụ nhiều năng lượng hơn là sản xuất ra năng lượng. Lò phản ứng công suất lớn nhất có tên là JET (ở Culham, phía nam nước Anh) sản xuất ra hơn hai phần ba số năng lượng so với năng lượng nó nhận vào.


Lò phản ứng ITER có nhiệm vụ phải thay đổi điều này. Theo tính toán của các nhà vật lý, nó sẽ đủ lớn để trở thành cỗ máy sản xuất năng lượng netto. Công suất của nó là 500 Megawatt. Trong buồng phản ứng, hạt nhân đơtơri sẽ kết hợp với hạt nhân triti (hai đồng vị hiếm của hiđrô). TSKH. Galkowski giải thích: “Từ hỗn hợp đó sẽ giải phóng ra nhiều năng lượng nhất. Cũng có thể cho hạt nhân hiđrô thường hay hạt nhân đơtơri va chạm với nhau, nhưng khi đó lượng năng lượng thu được sẽ ít hơn và việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân như vậy sẽ không có giá trị kinh tế”.


Từ hiđrô thường rất dễ dàng tạo được đơtơri nhưng rất khó tạo ra triti vì đây là đồng vị không bền. Người ta đã từng tạo ra triti trong một số lò phản ứng truyền thống với liti. Tuy nhiên trong trường hợp nhà máy điện nhiệt hạch, việc cung cấp triti từ bên ngoài là không khả thi và không được tính đến. Do đó, ITER phải tự tạo ra triti. Như vậy, ITER sẽ là một công cụ khác thường. Nó sản xuất không chỉ năng lượng, mà còn một phần nhiên liệu cho mình nữa.


Các nhà vật lý phải chờ đợi ít nhất là 10 năm nữa thì ITER mới sẵn sàng vận hành. Thoả thuận được ký kết vừa qua nói rằng việc khởi công xây dựng lò phản ứng ở Cadarache sẽ tiến hành muộn nhất là vào đầu năm 2007 và thi công trong thời gian 10 năm.


Theo các nhà phê bình, hiện tại có rất nhiều khó khăn cản trở việc xây dựng nhà máy điện nhiệt hạch đầu tiên và có lẽ mục đích thương mại của nó là không khả thi. Tất cả sẽ kết thúc ở việc các nhà khoa học nhận được một thứ “đồ chơi” đắt tiền để tiến hành thí nghiệm.


TSKH.Galkowski có ý kiến khác. Ông cho rằng thay cho cụm từ “vấn đề khó khăn” nên dùng cụm từ “thách thức”. Ông nói: “Đúng là có nhiều điều chưa rõ ràng, nhưng nếu chúng ta không xây dựng nhà máy điện nhiệt hạch như ITER thì chúng ta không thể nào tiến lên phía trước được. Những nghiên cứu đối với các lò phản ứng nhiệt hạch đang hoạt động cũng như các mẫu mô phỏng của máy tính cho thấy đây là hướng đi đúng”.


Một trong những khó khăn lớn đối với các nhà khoa học là những neutron sinh ra trong quá trình liên kết hạt nhân. Chúng sẽ bắn phá lớp vỏ bao quanh của lò phản ứng, làm hỏng và làm nhiễm xạ nó. Hiện nay các bộ phận lắp ráp lò đều được tráng một lớp kim loại quý - berin hoặc volfram. Tuy nhiên về lâu dài cần phải có loại vật liệu mới chịu được nhiệt độ cao trong thời gian dài và không bị nhiễm xạ sớm. Hiện nay, không có loại vật liệu nào như vậy.


Người ta cũng chưa biết làm thế nào để xây dựng những mô đun thu nhận năng lượng từ các neutron và chuyển năng lượng cho tuốc bin phát điện. Một thách đố tiếp theo là sản xuất triti bên trong lò phản ứng như thế nào.


Những thách thức tương tự đối với các nhà vật lý còn khá nhiều. Cuộc tranh luận làm thế nào để có lò phản ứng còn kéo dài trên các tạp chí khoa học. Nếu như thí nghiệm kết thúc thành công và đúng hạn, khi đó người ta sẽ quyết định chính thức việc xây dựng nhà máy điện nhiệt hạch đầu tiên trên trái đất, đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng của nhân loại.


Nguồn: Gazeta; gdtd.com.vn, số 64,

Xem Thêm

Phát huy vai trò, trách nhiệm của đội ngũ trí thức trong sự nghiệp đổi mới, xây dựng và bảo vệ Tổ quốc
Ngày 25/6/2025, tại Tp. Huế, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) chủ trì, phối hợp với Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Huế (Liên hiệp Hội TP. Huế) tổ chức Hội thảo “Phát huy vai trò, trách nhiệm của đội ngũ trí thức để góp phần tích cực cho sự nghiệp đổi mới, xây dựng và bảo vệ Tổ quốc theo tinh thần Nghị quyết số 45-NQ/TW ngày 24/11/2023”.
An Giang: 8 giải pháp thực hiện đột phá phát triển khoa học công nghệ
Đến nay, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh (Liên hiệp hội tỉnh) đã tập hợp được 40 hội, tổ chức thành viên với 9.554 hội viên cá nhân, trong đó có hơn 3.451 hội viên trí thức. An Giang xác định và đề ra mục tiêu về đột phá phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số (KHCN, ĐMST, CĐS) đến năm 2030.
Thanh Hoá: Hội thảo KH về giải quyết tình trạng thiếu lao động ở nông thôn, lao động trực tiếp tham gia SX nông nghiệp
Sáng ngày 27/5/2025, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh (Liên hiệp hội) phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ, Viện Nông nghiêp tổ chức Hội thảo khoa học với chủ đề “Giải pháp giải quyết tình trạng thiếu lao động sản xuất ở khu vực nông thôn, lao động có kỹ thuật, tay nghề cao trực tiếp tham gia sản xuất nông nghiệp, nhất là nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao, nông nghiệp hữu cơ”.
Bình Thuận: Đẩy mạnh ứng dụng khoa học, công nghệ vào sản xuất
Sáng ngày 27/5, tại thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh tổ chức hội thảo khoa học với chủ đề “Giải pháp đột phá trong ứng dụng tiến bộ khoa học, công nghệ vào thực tiễn quản lý và sản xuất trên địa bàn tỉnh Bình Thuận”.

Tin mới

Thắp nến tri ân nhân Kỷ niệm 78 năm Ngày Thương binh Liệt sĩ
Ngày 24/7, nhân kỷ niệm 78 năm Ngày Thương binh - Liệt sĩ (27/7/1947–27/7/2025), Đoàn TNCS Hồ Chí Minh Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam phối hợp cùng Đoàn Thanh niên Hội Nhà báo Việt Nam và Liên minh Hợp tác xã Việt Nam trang trọng tổ chức Chương trình “Thắp nến tri ân” tưởng niệm các Anh hùng liệt sĩ tại Nghĩa trang Mai Dịch (Cầu Giấy, Hà Nội).
Tuổi trẻ VUSTA tự hào được rèn luyện, trưởng thành dưới cờ Đảng quang vinh
Đại hội Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam (VUSTA) nhiệm kỳ 2025–2030 được tổ chức thành công vào sáng ngày 21/7. Tại Đại hội, đại diện Đoàn Thanh niên VUSTA đã có bài phát biểu chúc mừng đại hội. Bí thư Đoàn Thanh niên Lê Thị Thủy khẳng định: “Tuổi trẻ VUSTA tự hào được rèn luyện, trưởng thành dưới cờ Đảng quang vinh và luôn xác định rõ vai trò, trách nhiệm của mình trong công cuộc đổi mới đất nước”.
Cuộc thi sáng tác biểu trưng (logo) Đảng uỷ Mặt trận Tổ quốc, các đoàn thể Trung ương
Hướng tới chào mừng Đại hội Đảng bộ Mặt trận Tổ quốc, các đoàn thể Trung ương lần thứ I, nhiệm kỳ 2025-2030, Cuộc thi sáng tác biểu trưng (logo) Đảng uỷ Mặt trận Tổ quốc, các đoàn thể Trung ương và biểu trưng (logo) Đại hội đại biểu Đảng bộ Mặt trận Tổ quốc, các đoàn thể Trung ương lần thứ I, nhiệm kỳ 2025 – 2030 được chính thức khởi động từ ngày 18/7/2025.