Xây Lò Phản Ứng Nhiệt Hạch 13 Tỷ Mỹ Kim
PARIS: Theo thông tấn Reuters, vào ngày Thứ Ba, 21/11/2006, tại phủ tống thống Pháp, đại diện của hơn 30 quốc gia đã cùng hiện diện trong buổi lễ ký kết một văn bản quan trọng có giá trị lịch sử đối với sự phát triển năng lượng của nhân loại: Xây dựng Lò Phản Ứng Nhiệt Hạch ITER đầu tiên và lớn nhất trên thế giới trị giá 13 tỷ Mỹ kim! Lò phản ứng nhiệt hạch ITER sẽ tạo ra một bước ngoặt vô cùng quan trọng trong việc chế tạo năng lượng, bảo đảm nguồn năng lượng của thế giới trong tương lai sẽ nhiều, rẻ và an toàn. Trong buổi lễ, đại diện của Cộng Đồng Âu Châu (EU) và 6 quốc gia then chốt, gồm Hoa Kỳ, Nhật, Nga, Ấn Độ, Nam Hàn và Trung Cộng, đã chính thức ký kết, chấp thuận đóng góp ngân qũy, trí tuệ, nhân sự... để xây cất Lò Phản Ứng Nhiệt Hạch ITER tại vùng Cadarache, gần thành phố Marseille, phía nam của Pháp quốc.
Khoa học gia trên thế giới thừa nhận, đây là một dự án khổng lồ, tốn kém nhất thế giới, sau dự án xây dựng Trạm Vũ trụ quốc tế (ISS). Về mặt vật lý và mức năng lượng khổng lồ liên quan, việc xây dựng ITER sẽ tương tự như việc xây dựng một “ngôi sao” trên Trái Đất. Nó sẽ là thiết bị nhiệt hạch đầu tiên sản xuất điện năng ở cấp nhà máy điện thông thường và sẽ mở đường cho việc sản xuất điện thương mại. Mục đích của lò phản ứng ITER là tái tạo trên Trái Đất tiến trình cung cấp năng lượng tương tự như Mặt Trời và những vì sao khác trong vũ trụ bằng cách tạo ra phản ứng nhiệt hạch. Trong phản ứng nhiệt hạch, năng lượng được tạo ra khi các nguyên tử nhẹ đồng vị của Hydro kết hợp với nhau để hình thành nguyên tử nặng hơn và giải thoát một lượng nhiệt khổng lồ. Điều này khác với phản ứng nguyên tử dây chuyền, giải thoát năng lượng trên căn bản phá vỡ các nguyên tử.
Theo tính toán của các khoa học gia, bước đầu ITER có thể tạo nguồn năng lượng 500 triệu watts, nhưng tương lai, với kỹ thuật phản ứng nhiệt hạch hoàn hảo hơn, các lò phản ứng nhiệt hạch sẽ tạo nên nguồn năng lương từ 4 đến 5 tỷ watts.
Mặt Trời có một “lò phản ứng tổng hợp hạt nhân” ở lõi. Áp lực lớn và nhiệt độ 16 triệu độ C buộc hạt nhân nguyên tử hoá hợp và giải phóng năng lượng. Ước tính có bốn tỷ tấn vật chất được biến thành ánh sáng mặt trời mỗi giây. Lò phản ứng nhiệt hạch là bước tiến quan trọng trong việc phát triển năng lượng hạt nhân. Nó không có khả năng ô nhiễm như lò phản ứng hạt nhân sử dụng plutoni và uranium hiện nay.
ITER sẽ là lò phản ứng nhiệt hạch đầu tiên tạo nhiệt, nhiệt này có thể sánh với nhiệt được tạo ra từ các nhà máy nhiệt điện thông thường. ITER sẽ nung nóng hỗn hợp gồm Deuteri và Triti là hai đồng vị của Hydro, lên tới 200 triệu độ C. Các nam châm siêu dẫn sẽ giữ plasma trên ở giữa không trung trong lò phản ứng Tokamak. Deuteri và triti là nhiên liệu rẻ tiền và dồi dào. Deuteri được tách từ nước biển trong khi triti được sản xuất từ nguyên tố phổ biến - lithi. Khi được nung nóng, hai nhiên liệu này sẽ hợp nhất với nhau để tạo ra Heli và các neutron tốc độ cao. Nhiệt do neutron tạo ra sẽ được sử dụng để vận hành tuabin, tạo ra điện năng.
Một kilogam nhiên liệu nhiệt hạch sẽ tạo ra mức năng lượng tương đương mười triệu kilôgam nhiên liệu hoá thạch (than đá). Trong Mặt Trời và các ngôi sao, lực hấp dẫn lớn tạo ra các điều kiện để quá trình hợp nhất nguyên tử xảy ra tự nhiên. Tuy nhiên, trên Trái đất, đạt được những điều kiện này khó khăn hơn và phải sử dụng các phương pháp thay thế. Để sử dụng phản ứng nhiệt hạch như một nguồn năng lượng, cần nung nóng một loại khí tới nhiệt độ hơn 100 triệu độ C, nóng hơn nhiều lần nhiệt độ ở trung tâm Mặt Trời. Đây chính là một thách thức lớn về công nghệ mà các khoa học gia khi xây dựng ITER phải vượt qua để đi đến thành công.
Trong một bài viết nhan đề, “Nguồn năng lượng nguyên tử: lợi hay hại"” tác giả Phương Duy cũng đã phân tích cho thấy năng lực nguyên tử gồm có 2 loại: nguyên tử phân hạch (fission ) và nguyên tử kết hợp (fusion). Theo tác giả PD, dù nguồn năng lượng phát sinh từ sự kết hợp nguyên tử vẫn còn ở giai đoạn thử nghiệm, nhưng đây là một tiến trình rất khả quan và lâu dài cho nhân loại. Ông viết: “Sự kết hợp (fusion), một diễn tiến do nhà bác học siêu việt người Úc Sir Mark Oliphant khám phá, dùng năng lượng mặt trời và các vì sao. Một khi đạt được thành tựu, đây sẽ là nguồn năng lượng vô hạn và sạch sẽ nhất. Như tên gọi, năng lượng kết hợp phát sinh ra từ sự kết kợp lại các hạt nhân ánh sáng (deuterium và tritium, 2 nguyên tố đồng vị của phân tử hydro) bằng một sức nén cực mạnh, ở nhiệt độ cực cao trong một môi trường có từ tính. Phản ứng kết hợp giống phản ứng phân hạch ở chỗ không tạo ra khí ô nhiễm. Khác nhau ở chỗ: phản ứng phân hạch tạo ra phó phẩm là phế liệu phóng xạ, trong khi sự kết hợp hoàn toàn trong sạch, các phế liệu thải ra chỉ phát sinh một cách gián tiếp qua phản ứng trung hoà (neutron activation) bên trong phạm vi của thành lò phản ứng không thoát ra ngoài. Với kỹ thuật hiện đại, người ta cỏ thể tái chế các lò sản xuất năng lượng kết hợp trong 100 năm hay ngắn hơn nữa nếu dùng hợp kim (alloy) và các loại gốm(ceramic) tân kỳ”.
Tác giả PD cũng cho biết: “Deuterium có rất nhiều trong phân tử nước. Nguồn nước thì vô hạn và có ở khắp nơi trên mặt đất, vì vậy, thế giới sẽ giảm bớt được cường độ căng thẳng (về chính trị) vì sự tranh giành các nguồn tiếp tế năng lượng. So sánh về sự phát sinh năng lượng, sự kết hợp sản sinh năng lượng nhiều gấp 4 lần sự phân hạch, và đáng kinh ngạc hơn, gấp 10 triệu lần nhiều hơn than đá. Đáng nói hơn, nguồn dự trữ deuterium trên thế giới sẽ còn hữu hiệu cho năng lượng hàng triệu năm nữa. Có nghĩa, năng lượng không còn vần đề lo lắng cả về 2 phương diện chính trị và kinh tế. Thêm vào đó, phản ứng kết hợp tuyệt đối an toàn. Tắt nguồn nhiệt năng tạo kết hợp, sự phản ứng ngưng theo. Không có phản ứng dây chuyền, không nóng chảy, không có sự phát nổ.”
Tưởng cũng nên nói thêm, ITER là một acronym (một dạng viết tắt gồm những mẫu tự có thể tạo thành một từ được phát âm hoàn chỉnh) của International Thermonuclear Exprimen -tal Reactor. Trong quá trình phát triển và ứng dụng kỹ thuật nhiệt hạch, các khoa học gia dần dần có khuynh hướng chỉ dùng chữ ITER và loại bỏ International Thermonuclear Exprimen -tal Reactor để tránh những tác động tâm lý bất lợi, hậu quả từ những tai nạn do các “lò phản ứng nguyên tử” gây ra trong thời gian mấy chục năm qua. Hơn nữa, trong tiếng Latin, “iter” là một từ có nghĩa là “ddạo” là “ddường”, nên việc dùng chữ ITER sẽ tạo cho mọi người có ấn tượng tích cực “phản ứng nhiệt hạch” là “con đường” tất yếu trong kỹ nghệ chế tạo năng lượng cho con người trong tương lai. (SGT tổng hợp)
Gửi ý kiến của bạn
