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

Phát biểu của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm tại Hội nghị toàn quốc quán triệt một số nghị quyết, chỉ thị của Bộ Chính trị
Sáng 3/9, Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm có bài phát biểu quan trọng chỉ đạo Hội nghị toàn quốc nghiên cứu, học tập, quán triệt và triển khai thực hiện một số nghị quyết, chỉ thị của Bộ Chính trị. Ban biên tập vusta.vn trân trọng giới thiệu toàn văn phát biểu của đồng chí Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm.
GS.VS Châu Văn Minh dâng hương tưởng niệm Chủ tịch Hồ Chí Minh tại Viện 69
Nhân kỷ niệm 81 năm Quốc khánh nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (2/9/1945 - 2/9/2026) và ngày giỗ lần thứ 57 của Chủ tịch Hồ Chí Minh, ngày 2/9, GS.VS Châu Văn Minh, Bí thư Đảng ủy, Chủ tịch VUSTA, Chủ tịch Hội đồng Khoa học cấp Nhà nước về bảo quản, giữ gìn lâu dài, bảo vệ tuyệt đối an toàn thi hài Chủ tịch Hồ Chí Minh cùng đoàn công tác đã dâng hương tưởng niệm Chủ tịch Hồ Chí Minh.
Đại hội đại biểu toàn quốc Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031
Sáng 28/8, Đại hội đại biểu toàn quốc Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031 đã diễn ra phiên trọng thể tại Trung tâm Hội nghị Quốc gia, Hà Nội. Đồng chí Bùi Thị Minh Hoài - Ủy viên Bộ Chính trị, Bí thư Trung ương Đảng, Bí thư Đảng ủy MTTQ, các đoàn thể Trung ương, Chủ tịch Ủy ban Trung ương MTTQ Việt Nam dự và phát biểu chỉ đạo Đại hội.