Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ bảy, 05/09/2009 05:40 (GMT+7)

Xây dựng Dự án nhà máy điện hạt nhân lớn nhất trong lịch sử

Phản ứng tổng hợp hạt nhân tự xảy ra bên trong các vì sao. Dưới một áp suất khủng khiếp, các hạt nhân hydro (H) nhẹ tổng hợp thành Heli (He). Năng lượng được giải phóng trong quá trình đó lớn đến mức gần như không thể tưởng tượng được. Trong hàng tỷ năm qua, phản ứng tổng hợp hạt nhân cung cấp ánh sáng và nhiệt cho sự sống trên trái đất. Thế nhưng người ta không thể mô phỏng mặt trời một cách đơn giản trong phòng thí nghiệm trên địa cầu.

Không một cỗ máy nào trên trái đất có khả năng tạo nên một áp suất cao như trên các ngôi sao. Các nhà khoa học cố gắng bù trừ khiếm khuyết này bằng cách đốt nóng dòng khí hydro tích điện lên đến 100 triệu độ C để tạo ra nhiệt độ lớn hơn cả bề mặt mặt trời. Nhưng điều khiển plasma thành hình là việc khó. Người ta phải dùng nhiều nam châm cực mạnh để giữ nó lơ lửng trong lò phản ứng, vì một khi chạm vách lò nó sẽ bị lẫn tạp chất và nguội đi, khiến quá trình tổng hợp hạt nhân ngừng ngay lập tức.

"Nếu chúng tôi tăng thể tích của plasma thì thất thoát nhiệt sẽ tự động giảm xuống", ông Hasinger giải thích.

Để chứng minh rằng phản ứng tổng hợp hạt nhân thật sự có khả năng sản xuất năng lượng, các nhà khoa học dự định xây một cỗ máy khổng lồ. Trong vài tháng tới một nhà máy tổng hợp hạt nhân mang tên "Iter" sẽ được xây tại trung tâm nghiên cứu hạt nhân Cadarache ở miền nam nước Pháp. Theo tính toán, lò thí nghiệm có công suất 500 MW sẽ cung cấp gấp 10 lần số năng lượng phải tiêu tốn để đun nóng plasma của nó. Ông Hasinger nói: "Trong10 đến 12 năm nữa, khi Iter bắt đầu hoạt động, sẽ chẳng còn ai hoài nghi rằng liệu đây có phải là một sự đầu tư tốt hay không".

Ngoài EU còn có Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản và Hàn Quốc tham gia dự án trị giá 5 tỷ Euro này. Ngay hiện giờ người ta đã dự đoán rằng chi phí cho Iter còn tăng thêm 30% nữa.

Trong một phản ứng tổng hợp hạt nhân, khối lượng được biến đổi thành năng lượng. Vì thế nên một lò phản ứng có công suất 1.000 MW cần rất ít chất đốt: 1 kg hydro có thể cung cấp điện tương đương với 11.000 tấn than.

Hydro nặng (tức đơteri) có thể được sản xuất với khối lượng gần như vô tận từ nước biển. Người ta sẽ không còn phụ thuộc vào những nguyên liệu hóa thạch như dầu mỏ hay khí đốt nữa. Khác với một nhà máy nhiệt điện, lò phản ứng tổng hợp hạt nhân không giải phóng bất kỳ loại khí thải độc hại nào vào bầu khí quyển.

Nguy cơ xảy ra rủi ro cũng gần như không có, vì quá trình tổng hợp sẽ tự ngừng ngay khi có một sự cố nhỏ nhất. Chất thải phóng xạ hình thành khi bắn hạt neutron giàu năng lượng vào vách phía trong của lò phản ứng. Chỉ sau khoảng 100 năm, độ phóng xạ của chúng yếu đến mức không thể gây nguy hiểm.

Chất đốt triti cũng có độ an toàn tương tự. Đồng vị này của H có hoạt tính phóng xạ yếu, chu kỳ bán phân rã chỉ vào khoảng 12,3 năm. Trong lò phản ứng Iter, triti sẽ được pha trộn vào plasma của đơteri nhằm nâng cao hiệu suất năng lượng.

Lò phản ứng (hình vẽ) tại trung tâm nghiên cứu hạt nhân Cadarache ở Nam Pháp. Ảnh: Spiegel Cách đây vài tuần, các nhà vật lý học tại Garching vừa khám phá một cách mới để cải tiến quá trình tổng hợp. Qua nhiều thí nghiệm chưa được công bố, họ phát hiện rằng pha trộn nitơ (N) vào hỗn hợp mang lại hiệu quả rất lớn.

Thay vì nguội đi do lẫn tạp chất, nhiệt độ của plasma trong lò phản ứng lại tăng lên - và đồng thời năng lượng được giải phóng cũng tăng gấp đôi. "Chúng tôi chưa thật sự thấu hiểu hết hiện tượng này, nhưng rõ ràng N làm tăng độ cách nhiệt", Hasinger nói.

Thách thức lớn nhất đối với các nhà nghiên cứu là xây dựng một bẫy từ tốt hơn để giữ plasma. Tất cả các lò phản ứng tổng hợp bình thường đều có một điểm yếu về kết cấu: Nhiều xung điện được bắn vào khí H tích điện để tạo nên từ trường giữ plasma, đồng thời cũng làm cho nó trở nên khó kiểm soát hơn.

"Chúng tôi buộc plasma tự xây nhà giam cho nó bằng các xung điện. Nó phản ứng lại bằng cách lồng lên trong bẫy từ này giống như một con thú hoang và tìm cách thoát ra ngoài. Vì thế nên phải liên tục điều chỉnh dòng điện", Hasinger kể.

Trong thời gian tới, các chuyên gia của Viện Max Planck sẽ thử nghiệm một lựa chọn khác ổn định hơn. Tại một chi nhánh của viện ở thành phố Greifswald, lò phản ứng thí nghiệm "Wendelstein 7-X" (trị giá trên 400 triệu Euro) đang được xây dựng. Nó hoạt động dựa trên một nguyên tắc kết cấu hoàn toàn khác.

Điểm đặc biệt của "Wendelstein 7-X" là bẫy từ chỉ do các cuộn dây dẫn điện bên ngoài tạo thành, plasma được giam giữ an toàn ở bên trong. Nhờ siêu máy tính hiện đại nhất thế giới người ta có thể tính toán được hình dáng chính xác của những cuộn nam châm này. Mỗi một cuộn nam châm nặng 6 tấn, trị giá 1 triệu Euro và người ta sử dụng tới 70 cuộn như vậy. Khi được nối lại với nhau, chúng tạo nên một bẫy từ khổng lồ.

Lò phản ứng (hình vẽ) tại trung tâm nghiên cứu hạt nhân Cadarache ở Nam Pháp. Ảnh: Spiegel

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.
Đắk Lắk: Liên hiệp Hội - Thành viên tích cực của Mặt trận trong giai đoạn mới
Là thành viên của Mặt trận Tổ quốc Việt Nam tỉnh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Đắk Lắk phát huy vai trò tập hợp, đoàn kết đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ, làm cầu nối giữa trí thức với Đảng, Nhà nước và Nhân dân. Trong giai đoạn mới, Liên hiệp Hội tỉnh tăng cường phối hợp, phát huy nguồn lực trí tuệ, góp phần củng cố khối đại đoàn kết và thúc đẩy Đắk Lắk phát triển bền vững.