Các phản ứng nhiệt hạch trong tương lai bên trong tokamaks có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn so với suy nghĩ trước đây, nhờ nghiên cứu mới mang tính đột phá cho thấy định luật cơ bản cho các lò phản ứng như vậy là sai. Phản ứng tổng hợp hạt nhân có khả năng nhiều hơn nữa!
Một nghiên cứu của các nhà vật lý tại Trung tâm Plasma Thụy Sĩ của École Fédérale Polytechnique de Lausanne (EFPL) đã phát hiện ra rằng mật độ tối đa của nhiên liệu hydro gấp khoảng hai lần giới hạn Greenwald, một ước tính thu được từ các thí nghiệm hơn 30 năm trước.
Việc phát hiện ra rằng các lò phản ứng nhiệt hạch thực sự có thể hoạt động ở mật độ plasma hydro vượt quá giới hạn Greenwald mà chúng được thiết kế sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của ITER tokamak khổng lồ đang được xây dựng ở miền nam nước Pháp và sẽ ảnh hưởng lớn đến thiết kế của những người kế nhiệm ITER, được gọi là Trình diễn nhà máy điện ((DEMO) Nhà máy điện trình diễn nhiệt hạch), nhà vật lý Paolo Ricci từ Trung tâm Plasma Thụy Sĩ báo cáo.
Ricci là một trong những người đứng đầu dự án nghiên cứu, kết hợp công việc lý thuyết với kết quả của khoảng một năm thí nghiệm tại ba lò phản ứng nhiệt hạch khác nhau trên khắp châu Âu – Tokamak à Configuration Variable (TCV) của EPFL, Joint European Torus (JET) tại Culham ở Vương quốc Anh và tokamak với việc hiện đại hóa bộ chuyển hướng đối xứng trục (ASDEX) tại Viện Vật lý Plasma được đặt theo tên Max Planck tại Garching ở Đức.
Tokamaks hình bánh rán là một trong những thiết kế lò phản ứng nhiệt hạch hứa hẹn nhất có thể được sử dụng để tạo ra điện cho lưới điện. Các nhà khoa học đã làm việc trong hơn 50 năm để biến phản ứng tổng hợp có kiểm soát thành hiện thực, không giống như phản ứng phân hạch hạt nhân tạo ra năng lượng bằng cách phân tách các hạt nhân nguyên tử lớn, phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn bằng cách hợp nhất các hạt nhân rất nhỏ lại với nhau.
Quá trình nhiệt hạch tạo ra ít chất thải phóng xạ hơn nhiều so với hạt nhân và hydro giàu neutron mà nó sử dụng làm nhiên liệu tương đối dễ kiếm. Quá trình tương tự cung cấp năng lượng cho các ngôi sao như Mặt trời, do đó, phản ứng tổng hợp có kiểm soát được so sánh với "ngôi sao trong lọ", nhưng vì áp suất rất cao tại tâm của một ngôi sao không thể xảy ra trên Trái đất nên các phản ứng tổng hợp ở đây đòi hỏi nhiệt độ cao hơn so với trên mặt trời.
Ví dụ, nhiệt độ bên trong tokamak TCV có thể trên 120 triệu °C — gần gấp 10 lần nhiệt độ lõi nhiệt hạch của Mặt trời, khoảng 15 triệu °C.
Một số dự án trong lĩnh vực năng lượng nhiệt hạch hiện đang ở giai đoạn quan trọng và một số nhà nghiên cứu tin rằng tokamak đầu tiên tạo ra điện cho lưới điện có thể hoạt động vào năm 2030. Hơn 30 chính phủ trên khắp thế giới cũng đang tài trợ cho ITER tokamak, dự kiến sẽ sản xuất plasma thử nghiệm đầu tiên vào năm 2025. Tuy nhiên, ITER không được thiết kế để tạo ra điện. Nhưng tokamaks dựa trên ITER, được gọi là lò phản ứng DEMO, đã được phát triển và có thể đi vào hoạt động vào năm 2051.
Nếu bạn muốn giúp Ukraine chống lại những kẻ chiếm đóng Nga, cách tốt nhất để làm điều đó là quyên góp cho Lực lượng vũ trang Ukraine thông qua Cuộc sống tiết kiệm hoặc thông qua trang chính thức NBU.
Đọc thêm:
- Đánh giá Khoa học Viễn tưởng: Lực đẩy phản lực 'Bassard Collector' - Có thật hay không?
- Một hạt lai mới được phát hiện có thể cách mạng hóa ngành điện tử