Lò phản ứng tổng hợp hạt nhân ở Hàn Quốc đạt 100 triệu độ C

Quá trình này đã bị dừng sau 30 giây do giới hạn phần cứng.
Lò phản ứng tổng hợp hạt nhân ở Hàn Quốc đạt 100 triệu độ C

Một lò phản ứng tổng hợp hạt nhân do các nhà nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Seoul (SNU) ở Hàn Quốc phát triển đã đạt nhiệt độ trên 100 triệu độ C, đưa chúng ta tiến gần hơn đến năng lượng tổng hợp hạt nhân, New Scientist đưa tin.

Phản ứng tổng hợp hạt nhân là một phương pháp sản xuất điện đầy hứa hẹn vì một lượng lớn năng lượng được giải phóng khi hai hạt nhân có trọng lượng nguyên tử thấp kết hợp với nhau. Ưu điểm quan trọng nhất của phản ứng tổng hợp hạt nhân là sản phẩm cuối cùng của quá trình không phải là chất phóng xạ và do đó không yêu cầu các biện pháp ngăn chặn phóng xạ từ công nghệ phân hạch hạt nhân.

Mặt trời của chúng ta tạo ra năng lượng bằng phản ứng tổng hợp hạt nhân, nhưng nhân loại vẫn còn vài thập kỷ nữa mới có thể khai thác phản ứng tổng hợp hạt nhân. Giống như Mặt trời, chúng ta cần nhiệt độ cao bên trong lò phản ứng nhiệt hạch để quá trình hoạt động. Nhiệt độ cao biến vật chất thành plasma và lưu giữ lại.

Cách để lưu trữ plasma
Các nhà khoa học vẫn đang tìm cách chứa plasma bên trong lò phản ứng tổng hợp hạt nhân. Một trong những phương pháp như vậy là sử dụng từ trường để tạo ra một rào cản vận chuyển cạnh (ETB), tạo ra một áp suất cắt mạnh gần thành lò phản ứng để ngăn nhiệt và plasma thoát ra ngoài. Một biện pháp khác là tạo ra một áp suất cao hơn gần trung tâm của plasma, được gọi là hàng rào vận chuyển bên trong (ITB).

Yong-Su Na và các đồng nghiệp tại SNU đã sử dụng một sửa đổi của kỹ thuật ITB và đạt được tiến bộ. Các thí nghiệm của họ được thực hiện tại Nghiên cứu nâng cao Tokamak siêu dẫn Hàn Quốc (KSTAR) dường như làm tăng nhiệt độ ở lõi plasma, và đã vượt quá 100 triệu độ C.

Đây là một bước quan trọng của phản ứng tổng hợp hạt nhân vì chúng ta cần duy trì nhiệt độ cao để chiết xuất năng lượng từ quá trình này. Cả ETB và ITB đều được biết là tạo ra sự bất ổn định. Tuy nhiên, phương pháp được các nhà nghiên cứu tại KSTAR sử dụng đã cho thấy sự ổn định và chỉ phải dừng lại do hạn chế về phần cứng.

Các nhà nghiên cứu không hoàn toàn hiểu cơ chế hoạt động khiến plasma ổn định ở nhiệt độ cao như vậy nhưng tin rằng sự tăng cường điều chỉnh ion nhanh (FIRE) hoặc các ion năng lượng hơn ở lõi plasma là yếu tố không thể thiếu đối với sự ổn định.

New Scientist cho biết trong báo cáo của mình, thiết bị KSTAR hiện đã ngừng hoạt động và các thành phần carbon của các bức tường bên trong của nó đang được thay thế bằng vonfram để cải thiện khả năng tái sử dụng sau các lần thử nghiệm. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng các thí nghiệm trong tương lai sẽ dài hơn và giúp họ tiến tới một lò phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Các chuyên gia nói với New Scientist rằng những khám phá như vậy chắc chắn đã thúc đẩy lĩnh vực phản ứng tổng hợp hạt nhân. Tuy nhiên, các vấn đề của công nghệ giờ đây đã rời xa vật lý. Câu hỏi lớn nhất cần giải quyết là liệu chúng ta có thể khai thác năng lượng từ lò phản ứng nhiệt hạch một cách kinh tế, trong đó nhiệt có thể được sử dụng để thực hiện một số công việc. Nếu không có điều này, công nghệ sẽ không thể mở rộng quy mô.

May mắn thay, chúng ta có thể mong đợi nhiều câu trả lời hơn cho các câu hỏi của mình khi một hợp tác quốc tế về phản ứng tổng hợp hạt nhân, ITER, cố gắng sản xuất năng lượng ròng tại lò phản ứng tổng hợp hạt nhân lớn nhất thế giới vào năm 2025.

Như Ý
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM