Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ năm, 20/08/2009 19:14 (GMT+7)

Mặt Trời trên Trái Đất

“Asdex Upgrade” thuộc Viện Vật lý plasma Max Planck IPP ở Munich là thiết bị nhiệt hạch lớn nhất CHLB Đức. Các nhà vật lý làm việc với nó đang cố gắng hết mình để kéo Mặt Trời trở về Trái Đất. Tuy đã tiến hành hàng ngàn thí nghiệm, họ vẫn chưa thành công bởi lẽ gặp khúc mắc ở ngay bước khởi đầu: quá trình mồi. Từ trên nửa thế kỷ nay, các nhà vật lý toàn thế giới vẫn đang chỉ loay hoay với việc mồi ngọn lửa nhiệt hạch. Thời gian quá lâu như vậy làm cho công luận mất hết hy vọng rằng thí nghiệm của họ sẽ mang một chút lợi ích gì. Nhưng chính vào lúc này, khi tia hy vọng nhỏ nhoi nhất đã biến mất, khi không một ai còn quan tâm tới vấn đề này nữa thì các nhà vật lý plasma lại đạt được tiến bộ đáng nể.

GS. Hasinger, Viện trưởng Viện IPP, vốn là nhà vật lý thiên văn sớm tối luẩn quẩn với việc khám phá các bí mật của những lỗ đen, nay cũng phải hết sức ngạc nhiên về thành tựu mà nhân viên của mình vừa đạt được. Ông khẳng định: “Chúng tôi đang đi đến rất gần bước quyết định, công việc tiến nhanh rất nhiều hơn mọi người vẫn tưởng. Nếu như có một dự án lớn như “Apollo” của Mỹ thì chắc chắn chúng tôi đã cho chạy một lò phản ứng nhiệt hạch cung cấp nhiệt và điện từ đầu thiên niên kỷ - đáng tiếc là không nước nào trên thế giới cấp nổi số tiền lớn như vậy cho các nhà vật lý”.

Buồng plasma của thiết bị nhiệt hạch.
Buồng plasma của thiết bị nhiệt hạch.
Bên trong các ngôi sao, phản ứng nhiệt hạch tự động xảy ra. Do áp suất khổng lồ, các hạt nhân hydro nhẹ kết hợp thành hêli nặng, giải phóng lượng năng lượng hầu như vô tận. Đó chính là phảnứng nhiệt hạch xảy ra từ hàng tử năm nay, cung cấp ánh sáng và nhiệt năng cho cuộc sống trên Trái Đất nảy nở, tuy nhiên lại không dễ gì mô phỏng Mặt Trời trong phòng thí nghiệm. Không có một cái máynào trên Trái Đất có thể tạo ra được áp suất lớn như trên các ngôi sao. Các nhà vật lý khắc phục nhược điểm này qua nhiệt độ còn cao hơn rất nhiều nếu so với Mặt Trời: khí hydro tích điện được đưalên 100 triệu độ C. Khi đó nó ở thể plasma và hết sức khó điều khiển. Các nam châm siêu mạnh giữ nó bay lơ lửng vì khi nó chạm thành buồng đốt, nó bị nhiễm bẩn vì vậy lạnh đi và phản ứng nhiệt hạchvốn rất nhạy cảm sẽ tắt ngay. Vấn đề vậy không phải là kết hợp các hạt nhân hydro với nhau vì các lò vi sóng khổng lồ có thể trong vòng một giây đưa chúng lên nhiệt độ cao gấp nhiều lần Mặt Trời. Tuynhiên ở phản ứng nhiệt hạch trong phòng thí nghiệm này, còn giải phóng quá ít năng lượng để được duy trì quá trình này. Nếu không có nhiệt từ ngoài đưa vào thì ngọn lửa nhiệt hạch tắt ngấm ngay, cácnhà vật lý so sánh hệt như ta phải nhóm lửa bằng củi ướt vậy.

Thí nghiệm nhiệt hạch trong buồng plasma
Thí nghiệm nhiệt hạch trong buồng plasma
Việc ngăn cách plasma chưa đủ vì vẫn có quá nhiều năng lượng bị mất đi. Khắc phục bằng cách xây lò phản ứng nhiệt hạch cực lớn. GS. Hasinger bảo: “Khi gia tăng thể tích plasma, ta tự độnggiảm mất mát nhiệt, đó là công thức gấu Bắc cực: ở vùng lạnh, động vật lo lớn dễ giữ thân nhiệt hơn những con nhỏ”.

Cũng theo mô hình này mà vài tháng tới ở Cadarache, Pháp, sẽ bắt đầu xây dựng nhà máy điện nhiệt hạch Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor – Lò phản ứng nhiệt hạch quốc tế). Lò phản ứng thí nghiệm 500MW này sinh năng lượng lớn gấp mười lần lượng nó dùng để nung nóng plasma của nó – đó thực sự là bước đột phá từ lâu vẫn hy vọng cho ngành điện hạt nhân. Nếu sau 10 năm nữa nó hoạt động tốt thì không ai còn nghi ngờ về ngành này nữa, và từ 2050 sẽ có nhà máy điện nhiệt hạch đầu tiên đi vào hoạt động.

Dự án này ngoài EU còn có Mỹ, Nga, Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản và Hàn Quốc tham gia. Phí tổn khởi đầu đã là 5 tỷ €, nhưng đến hôm nay đã biết phí tổn phát sinh ít nhất phải là 30%. Tuy nhiên nhân loại vẫn phải đầu tư vào lĩnh vực năng lượng tốn kém này vì nó hy vọng thay thế cho dầu mỏ, than và điện hạt nhân thông thường vốn vẫn gây tranh cãi.

Mặt cắt lò phản ứng nhiệt hạch Iter
Mặt cắt lò phản ứng nhiệt hạch Iter
























Khi các nhà máy điện nhiệt hạch cỡ 1000 MW này đi vào hoạt động, một giờ nó chỉ dùng 1kg hydro nặng (đơteri, dễ lấy từ nước biển), tức là tương đương 11000 tấn than. Tất cả những vấn đề gay cấn nhưhiệu ứng nhà kính ở than, nguy hiểm (ở hỏng hóc nhỏ nhất thì phản ứng tự tắt ngay) biến mất, còn chất thải phóng xạ là thành bình bị nơtron bắn dễ giải quyết vì nó bán rã sau 100 năm.

Một thành công lớn của IPP nữa là mới đây, các nhà vật lý tăng năng lượng ra lên gấp đôi nhờ cho phụ gia nitơ vào plasma làm nó nóng hơn. Có lẽ nitơ ngăn cách thành bình tốt hơn. (Theo Der Spiegel số 1, tháng 1, 2009).

Xem Thêm

Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Vận dụng tư tưởng Hồ Chí Minh về công tác thông tin khoa học và công nghệ trong kỷ nguyên vươn mình của dân tộc
Trong giai đoạn phát triển mới, khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số đang trở thành những động lực quan trọng của tăng trưởng, trong đó thông tin khoa học và công nghệ (KH&CN) ngày càng được xem là nguồn lực chiến lược. Việc vận dụng tư tưởng Hồ Chí Minh về công tác thông tin KH&CN có ý nghĩa thiết thực, góp phần xây dựng nền tảng tri thức phục vụ phát triển nhanh và bền vững.
Chủ tịch Hội đồng Lý luận Trung ương Nguyễn Xuân Thắng: Doanh nghiệp phải là chủ thể kiến tạo tăng trưởng và đổi mới mô hình kinh tế
Chủ tịch Hội đồng Lý luận Trung ương Nguyễn Xuân Thắng nhấn mạnh, đất nước đang rất cần một bước chuyển về chất sâu sắc: lớn lên bằng năng suất, mạnh lên bằng sáng tạo và đi xa bằng trách nhiệm. Trong đó, doanh nghiệp chính là lực lượng tiên phong trong sự nghiệp đổi mới...
Chủ tịch Bùi Thị Minh Hoài dự Đại hội đại biểu toàn quốc Hội Luật gia Việt Nam lần thứ XV, nhiệm kỳ 2026-2031
Sáng 7/10, tại Hà Nội, Đại hội đại biểu toàn quốc Hội Luật gia Việt Nam lần thứ XV, nhiệm kỳ 2026-2031 đã diễn ra phiên trọng thể. Bà Bùi Thị Minh Hoài - Ủy viên Bộ Chính trị, Bí thư Trung ương Đảng, Chủ tịch Ủy ban Trung ương MTTQ Việt Nam dự và phát biểu chỉ đạo tại Đại hội.
Lào Cai: Ra mắt "lá chắn số" CDSH E-learning bảo vệ thanh niên trên không gian mạng
Sáng 6/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lào Cai phối hợp cùng Trung tâm Phát triển Khoa học công nghệ và Chăm sóc sức khỏe cộng đồng (YENBAI CDSH) và Câu lạc bộ Trí thức trẻ tổ chức Sự kiện ra mắt Bộ công cụ tự học trực tuyến CDSH E-learning. Sự kiện thuộc khuôn khổ Dự án “Thanh niên trong công tác phòng ngừa rủi ro trên không gian mạng” do Liên minh Châu Âu tài trợ.
Hội nghị Trung ương 4: Phát huy sức sáng tạo con người trong giai đoạn phát triển mới
Phát biểu tại Khai mạc Hội nghị lần thứ Tư Ban Chấp hành Trung ương Đảng, khóa XIV, Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm nêu rõ, Hội nghị Trung ương lần thứ Tư vừa phải giải quyết những điều kiện để thực hiện hiệu quả các quyết sách, vừa phải chuẩn bị cơ sở lý luận, tổ chức và con người cho sự phát triển lâu dài của đất nước.
Lào Cai: Thúc đẩy tiếp cận tín dụng xanh trong chuỗi giá trị bảo vệ rừng
Ngày 5/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lào Cai phối hợp với Trung tâm Phát triển Khoa học Công nghệ và Chăm sóc sức khỏe cộng đồng (YENBAI CDSH) tổ chức Hội thảo “Tài chính vi mô, tín dụng xanh và khả năng tiếp cận vốn của các chủ thể kinh tế quy mô nhỏ trong chuỗi giá trị bảo vệ rừng”.
Lâm Đồng: Hội thảo Giải pháp phát triển kinh tế ban đêm đến năm 2030
Sáng 1/10, tại Trung tâm Hành chính tỉnh Lâm Đồng, Sở Văn hóa, Thể thao và Du lịch phối hợp với Trường Đại học Kinh tế - Tài chính TP Hồ Chí Minh tổ chức Hội thảo khoa học về phát triển kinh tế ban đêm tỉnh Lâm Đồng. Với sự tham dự của đại diện lãnh đạo UBND tỉnh, lãnh đạo các sở, ban, ngành, địa phương cùng gần 100 chuyên gia, nhà khoa học, nhà quản lý và đại diện cộng đồng doanh nghiệp.