Hàn Quốc phá kỉ lục tổng hợp hạt nhân: Chúng ta đang nắm trong tay sức mạnh của Mặt Trời

Trong tiến trình đi tìm một nguồn năng lượng thay thế sạch, ta có ứng cử viên sáng giá hàng đầu là năng lượng tổng hợp hạt nhân, cho phép con người tạo ra năng lượng của một ngôi sao ngay trên Trái Đất này – nói cách khác, ta có thể nắm trong lòng bàn tay sức mạnh của Mặt Trời.

Tin vui nối tiếp tin vui, sau khi lò phản ứng tổng hợp hạt nhân của Đức đi vào hoạt động và được chứng minh là hoạt động tốt thông qua các thử nghiệm, thì cuối tuần vừa rồi, người Hàn Quốc đã lại làm nên điều kì diệu. Lò phản ứng Tokamak Siêu dẫn KSTAR đã có thể duy trì trạng thái ổn định của plasma trong 70 giây liên tục, được coi là phá vỡ mọi kỉ lục phản ứng hạt nhân tổng hợp trước đó.

Chứa đựng được loại vật chất siêu nóng này chính là điểm mấu chốt thành công của một phản ứng tổng hợp hạt nhân. Nó cũng là điểm bật của chúng ta trên con đường dài kiếm tìm một nguồn năng lượng sạch sẽ, an toàn và có tiềm năng vô hạn. Đó sẽ là nguồn năng lượng mà con người có thể yên tâm mà dựa vào đó để phát triển.

Không như phân rã hạt nhân, thứ phản ứng phân tách nguyên tử đang diễn ra trong các nhà máy hạt nhân của chúng ta, tổng hợp hạt nhân là quá trình kết hợp nguyên tử tại nhiệt độ cực kì cao. Để cho các bạn dễ hình dung, thì đó chính là thứ phản ứng vẫn diễn ra trên Mặt Trời.

Nếu như ta có thể điều khiển được và duy trì được phản ứng này một cách an toàn ở trong lò, ta sẽ có thể có được lượng năng lượng dùng trong nhiều ngàn năm mà không dùng gì ngoài một lượng nước muối lớn. Người Hàn Quốc đã cho phép loài người tiến gần hơn tới tương lai năng lượng vô tận đó.

Lò phản ứng KSTAR được đặt tại Viện nghiên cứu Năng lượng hạt nhân tổng hợp Quốc gia NFRI là một lò thuộc loại vòng tokamak. Trong lò, plasma sẽ có thể đạt tới nhiệt độ 300 triệu độ C, được giữ nguyên tại một vị trí bởi một từ trường cực mạnh.

Nếu như khối plasma ấy được giữ yên vị đủ lâu, nguyên tử hydro trong nước muối có thể kết hợp được với nhau và tạo ra những nguyên tử helium nặng hơn, phóng năng lượng ra bên ngoài. Quá trình phản ứng này cũng tương tự phản ứng plasma diễn ra trên Mặt Trời nên vì thế, người ta vẫn gọi đây là “tạo ra một Mặt Trời ngay trên Trái Đất”.

Các lò phản ứng tổng hợp hạt nhân ngày nay vẫn tiêu tốn nhiều năng lượng hơn là nó tạo ra, nhưng với mỗi lần phá kỉ lục như thế này, các nhà khoa học lại khiến con người nhích được một chút gần hơn tới cái đích cuối cùng: một lò phản ứng tổng hợp hạt nhân cung cấp năng lượng vô tận. Đó sẽ là thời khắc lịch sử của loài người hiện đại.

“Đây là một bước rất dài tiến gần hơn tới việc con người nhận ra tương lai nằm tại lò phản ứng tổng hợp hạt nhân”, NFRI công bố trong báo cáo khoa học của mình.

Các nhà khoa học có rất nhiều phương pháp chỉnh sửa lò phản ứng tổng hợp hạt nhân để có thể có được những kết quả có lợi hơn, từ chỉnh sửa áp lực plasma cho tới nhiệt độ cao nhất cần đạt tới hay thời gian duy trì plasma trong từ trường cực mạnh.

Thông thường, ta không thể (hoặc lạc quan hơn, chưa thể) có được một lò phản ứng tổng hợp hạt nhân hoàn hảo về tất cả các khía cạnh, có cái này sẽ mất cái khác và đúng là đã có những lò phản ứng khác có thể duy trì plasma trong thời gian lâu hơn, nhưng lò phản ứng KSTAR mà ta đang nói tới đây mang trong mình một loại plasma có hiệu suất cực kì cao, thích hợp hơn nhiều cho một phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Cùng lúc đó, các nhà nghiên cứu tạo NFRI cũng tạo ra “chế độ vận hành plasma” mới, cho phép lò phản ứng có thể khống chế được hoạt động khi plasma ở áp lực cao hơn cũng như ở nhiệt độ thấp hơn trong tương lai. Một khi các nhà khoa học thành công với công nghệ này, ta sẽ không phải lo ngại về những tổn hại mà lò phản ứng hạt nhân thông thường mang lại.

Tuy nhiên, ta chưa thể vui mừng với kỉ lục mới này được, bởi lẽ kết quả nghiên cứu của KSTAR vẫn là những báo cáo độc lập của NFRI, vẫn cần các nhà khoa học khác phân tích rõ xem kết quả “plasma hiệu suất lớn ở 70 giây” có thực sự hơn kỉ lục 102 giây của người Trung Quốc như báo cáo hay không.

Chưa chứng minh được thì đây chưa phải là sự thực, các nhà khoa học vẫn chưa thể sử dụng những kết quả nghiên cứu này để thuyết phục người ta rằng đây là một phương pháp sản xuất năng lượng cực kì hiệu quả. Tiềm năng rất lớn nhưng cũng như bất kì thứ gì vĩ đại khác, thành công không đến trong một sớm một chiều.

Tham khảo ScienceAlert