Fusion Energy Explained – Future or Failure

Đơn vị tiền tệ căn bản của vũ trụ chính là năng lượng.

Năng lượng thắp sáng nhà của chúng ta,

cung cấp cho ta thực phẩm,

và giúp ta vận hành máy tính.

Có rất nhiều cách để tạo ra năng lượng:

Đốt nhiên liệu hóa thạch,

phân tách nguyên tử

hoặc dùng tấm pin năng lượng mặt trời.

Những cái gì cũng có mặt trái của nó.

Nhiên liệu hóa thạch thì vô cùng độc hại,

rác thải phóng xạ thì... ừm, phóng xạ,

và chúng ta không có đủ pin để dự trữ năng lượng cho những ngày nhiều mây.

Dù thế, Mặt trời dường như có một nguồn năng lượng miễn phí vô hạn.

Có cách nào giúp chúng ta tạo ra một mặt trời trên trái đất không nhỉ?

Chúng ta có thể bỏ lọ một ngôi sao không?

Mặt trời tỏa sáng là nhờ có phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Nói chung, tổng hợp hạt nhân là một quá trình nhiệt hạch,

có nghĩa là các nguyên liệu phải cực kì nóng, nóng tới mức

các nguyên tử bị tách ra khỏi các electron,

tạo nên plasma, nơi các hạt nhân và các electron

di chuyển tự do.

Vì hạt nhân mang điện tích dương, cho nên chúng đẩy nhau.

Để có thể thắng lực đẩy này

các hạt phải di chuyển cực kì, cực kì nhanh.

Trong trường hợp này, cực kì nhanh bằng với cực kì nóng:

lên tới hàng triệu độ.

Các ngôi sao ăn gian để có thể đạt tới nhiệt độ này.

Chúng khổng lồ đến mức áp lực trong lõi của chúng

sinh ra nhiệt để ép các hạt nhân lại với nhau

đến khi chúng hợp lại và phản ứng,

tạo ra các hạt nhân nặng hơn và giải phóng năng lượng trong quá trình tổng hợp.

Chính sự giải phóng năng lượng này

hối thúc các nhà khoa học thu thập năng lượng

từ các nhà máy năng lượng thế hệ mới:

Lò phản ứng hạt nhân.

Ở trên Trái đất, không thể thực hiện cách dùng-bạo-lực này để

tạo ra phản ứng tổng hợp.

Cho nên nếu chúng ta muốn xây dựng một lò phản ứng tạo ra năng lượng từ phản ứng tổng hợp,

thì phải sáng tạo lên.

Tới nay, các nhà khoa học đã nghĩ ra 2 phương pháp để tạo ra plasma

đủ nóng để xảy ra phản ứng tổng hợp:

Loại lò phản ứng đầu tiên là dùng từ trường

để ép plasma trong một lò phản ứng hình khuyên

nơi phản ứng xảy ra.

Các lò phản ứng kiểu này, ví dụ như lò phản ứng ITER ở Pháp,

Dùng nam châm siêu dẫn được làm lạnh bằng heli lỏng

tới sát mức nhiệt độ không tuyệt đối.

Nghĩa là họ sở hữu một trong những lò phản ứng nhiệt độ thấp lớn nhất trong vũ trụ.

Loại thứ hai, gọi là giam quán tính,

dùng các xung điện từ laser siêu mạnh

để làm nóng bề mặt của một cục nhỏ nhiên liệu,

làm cho nó phát nổ,

khiên cho nhiên liệu đặc và nóng tới mức có thể thực hiện phản ứng tổng hợp.

Thật ra,

Một trong những tia laser mạnh nhất thế giới

được dùng để làm thí nghiệm tổng hợp hạt nhân

tại NIF ở Mỹ.

Những thú nghiệm kiểu này và tương tự trên toàn cầu

cho tới nay, vẫn chỉ là thí nghiệm.

Các nhà khoa học vẫn đang ngày đêm phát triển công nghệ này.

Và cho dù họ có thể nhận được phản ứng tổng hợp,

thì bây giờ, việc làm thí nghiệm tốn nhiều năng lượng hơn

số năng lượng nhận được sau thí nghiệm.

Công nghệ này còn cần phải phát triển nhiều

trước khi nó có thể thực hiện được ngoài thực tế.

Và cũng có thể là không bao giờ.

Việc xây dựng một lò phản ứng tổng hợp trên trái đất là bất khả thi.

Nhưng, nếu khả thi, thì nó sẽ trở nên vô cùng hiệu quả,

khi mà một cốc nước biển

có thể tạo ra nhiều năng lượgn như đốt một thùng dầu,

nhưng không có chất thải.

Đó là bới vì phản ứng tổng hợp dùng Hiđrô hoặc Hêli làm nhiên liệu,

và nước biển thì chứa đầy Hiđrô.

Nhưng không phải loại Hiđrô nào cũng dùng được:

Ta cần dùng đồng vị của Hiđrô, có thêm nơtron, gọi là Deuterium và Tritium

để xảy ra phản ứng.

Deuterium khá ổn định, và có thể được tìm thấy khá nhiều trong nước biển,

nhưng, Trituim thì khác.

Nó có tính phóng xạ, và chỉ có khoảng 20 kg

Tritium tồn tại trên Trái đất, chủ yế trong các đầu đạn hạt nhân

khiến nó trở nên rất vô cùng đắt đỏ.

Cho nên, chúng ta cần tìm ra một người bạn đồng hành khác cho Deuterium thay vì Tritium.

Hêli-3, một đồng vị của Hêli, là một thay thế tuyệt vời.

Tuy nhiên,

nó cũng khá là hiếm trên Trái đất.

Nhưng Mặt trăng có thể là câu trả lời.

Hơn 1 tỉ năm qua,

gió mặt trời đã tạo nên một lượng lớn

hêli-3 trên Mặt trăng.

Thay vì làm ra Hêli-3, chúng ta có thể khai thác chúng.

Nếu chúng ta có thể dùng đá Mặt trăng để lấy hêli,

chúng ta sẽ có đủ năng lượng cung câpd cho cả thế giới

trong vòng hàng nghìn năm.

Thêm một lý do nữa để thiết lập căn cứ trên Mặt trăng,

nếu bạn vẫn chưa bị thuyết phục.

Được rồi, có thể bạn đang nghĩ việc tạo ra một mặt trời mini

nghe có vẻ khá là nguy hiểm.

Nhưng thật ra, nó lại an toàn hơn hầu hết các loại nhà máy năng lượng hiện tại.

Một lò phản ứng không giống như một nhà máy điện hạt nhân

có thể bị nóng chảy,

nếu phản ứng thất bại,

thì plasma sẽ giãn nở, nguội đi và phản ứng sẽ dừng lại.

Nói đơn giản, nó không phải một quả bom.

Sự phóng xạ của nhiên liệu như Tritium

có thể gây nguy hại tới môi trường.

Tritium có thể liên kết với Ôxi, tạo thành nước phóng xạ

rất nguy hại nếu bị rỉ ra một trường.

May thay, chỉ hơn vài gam Tritium được sử dụng mỗi lần,

nên một lượng nhỏ rỉ ra sẽ bị bão hòa

Nên như tôi đã bảo bạn

rằng năng lượng chúng ta sẽ thu thập được gần như là vô hạn

mà không gây hại cho môi trường

đơn cử là nước.

Vậy có vấn đề gì nữa? Giá cả.

Chúng ta không biết rằng liệu năng lượng tổng hợp có khả thi về mặt thương mại.

Kể cả khi nó hoạt động được, thì vẫn có thể không thể được xây dựng do quá đắt.

Và cái chính đó là nó vẫn chưa được chứng minh.

Đây là một cuộc cá cược trị giá 10 tỉ đô.

Với sô tiền đó ta có thể đầu tư vào nguồn năng lượng khác sạch hơn

mà đã được chính minh.

Có lẽ chúng ta nên thoát khỏi vấn đề này.

Hoặc có lẽ,

khi nguồn vốn là vô hạn, năng lượng sạch cho tất cả mọi người,

Nó có đáng để mạo hiểm không?