Máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới có thể dừng hoạt động vì thiếu điện

Serge Claudet, chủ tịch hội đồng quản lý năng lượng của Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu (CERN), cho biết đang soạn thảo kế hoạch đóng cửa một số máy gia tốc hạt của tổ chức vào những thời điểm khẩn cấp nhất về năng lượng. Và CERN cũng đang xem xét việc có thể ngừng hoạt động của Máy gia tốc hạt lớn (Large Hadron Collider - LHC), cỗ máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới, nếu cần thiết.

“Mối quan tâm thực sự của chúng tôi là sự ổn định của lưới điện, bởi vì chúng tôi làm tất cả những gì có thể để ngăn chặn tình trạng mất điện trong khu vực của mình”, ông Claudet nói.

Các hoạt động chuẩn bị này tiếp tục cho thấy tác động sâu rộng của sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp năng lượng từ Nga của châu Âu. Các biện pháp khẩn cấp hiện đang được đưa ra sau khi tập đoàn năng lượng khổng lồ Gazprom PJSC của Nga cho biết hôm thứ Sáu tuần trước rằng họ sẽ ngừng vô thời hạn việc cung cấp khí đốt tự nhiên thông qua đường ống dẫn khí Nord Stream, huyết mạch chính để cung cấp nhiên liệu cho châu Âu, đẩy châu lục này tiến gần hơn đến việc tự phân phối khí đốt khi mùa đông đến gần.

Nga đã đình chỉ vô thời hạn các dòng khí đốt tự nhiên đến châu Âu thông qua đường ống Nord Stream vào thứ Sáu, đẩy khối này tiến gần hơn đến việc phân bổ khí đốt khi mùa đông đến gần.

Các nhà tiêu thụ năng lượng lớn trên khắp lục địa này đang có kế hoạch cắt giảm tiêu thụ trong mùa đông, khi nhu cầu khí đốt và điện đạt đỉnh để phục vụ nhu cầu sưởi ấm. Một số nhà máy ở châu Âu, từ lò luyện thép đến nhà máy sản xuất phân bón, đang phải đóng cửa do giá điện và khí đốt tăng cao khiến họ không thể cạnh tranh trên thị trường toàn cầu.

Trong khi đó, CERN nằm trên một khu phức hợp rộng lớn nằm giữa biên giới Pháp-Thụy Sĩ và là một trong những khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất của Pháp. Vào lúc hoạt động cao điểm, nó tiêu thụ điện năng gần 200 megawatt, nhiều hơn một phần ba so với thành phố Geneva gần đó.

Còn với Máy gia tốc hạt lớn, thành tích khoa học lớn nhất của nó là vào năm 2012 đã xác nhận về sự tồn tại của hạt Higgs, một hạt có khối lượng bằng tất cả các hạt khác. Hiện tại, LHC đang thăm dò các đặc tính của hạt Higgs và tìm kiếm các hạt có thể tạo thành vật chất tối, chất mà các nhà khoa học lý thuyết cho rằng nó lan tỏa khắp vũ trụ nhưng cho đến nay vẫn chưa bị phát hiện. LHC hoạt động bằng cách tăng tốc các proton và các hạt khác theo các hướng ngược nhau xung quanh một đường vòng dài 27 km, sau đó đập chúng vào nhau với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng để kiểm tra các hạt tồn tại trong thời gian ngắn xuất hiện sau vụ va chạm.

LHC là một trong tám máy gia tốc trong khu phức hợp. Và mục đích của CERN là giữ cho LHC hoạt động và tránh việc đóng cửa đột ngột có thể làm gián đoạn cỗ máy trị giá 4,4 tỷ USD này, theo ông Claudet.

Ông cũng cho biết CERN đang thảo luận với nhà cung cấp điện của mình, công ty điện lực EDF SA của Pháp, và nhận được cảnh báo rằng trung tâm này sẽ cần tiêu thụ ít điện hơn. CERN sẽ ưu tiên tắt các máy gia tốc khác ngoài LHC, giảm mức tiêu thụ điện của trung tâm xuống tới 25%.

Vào tháng 7 vừa qua, trung tâm tăng cường LHC để đập các hạt lại với nhau ở mức năng lượng cao nhất từng đạt được trong một máy gia tốc hạt. Bước đi đó được đưa ra ngay sau khi Moscow bắt đầu giảm lưu lượng khí đốt qua đường ống Nord Stream sau cuộc xâm lược Ukraine và quyết định của phương Tây áp đặt các biện pháp trừng phạt đối với Moscow. Cuộc khủng hoảng năng lượng còn tăng thêm do sự cố mất điện tại hạm đội các lò phản ứng hạt nhân của Pháp , một nguồn cung cấp điện chính cho lục địa này.

Trên thực tế, nếu tắt LHC, trung tâm sẽ tiết kiệm được 25% điện năng nữa. Bởi khi hoạt động, một nam châm siêu dẫn sẽ được làm lạnh đến -456 độ F để bẻ cong chùm hạt, và việc này đòi hỏi một lượng điện năng đáng kể ngay cả khi chùm tia đã tắt. Bởi việc cho phép nam châm nóng lên có thể khiến các thí nghiệm ở LHC bị lùi lại trong nhiều tuần. Do đó, nguồn điện năng mà LHC tiêu thụ luôn rất lớn.

“Đó là một hành động tự nguyện,” ông Claudet nói. "Bạn sẽ không muốn làm vỡ đồ chơi của mình."

Các quan chức CERN đang đưa ra một kế hoạch tạm dừng các thí nghiệm và họ sẽ trình bày vấn đề với đại diện của các chính phủ tài trợ vào cuối tháng. Là một tổ chức liên quốc gia, lãnh thổ của CERN không chính thức thuộc về Thụy Sĩ hay Pháp về mặt pháp lý. Và các nước thành viên sẽ đóng góp ngân sách hoạt động cho CERN, đơn cử như trong năm 2008 là khoảng 664 triệu Euro.

Ông Claudet nói: “Nếu chúng ta được cấp ngân sách để làm khoa học và tự nguyện ngừng các chương trình khoa học để tiết kiệm hao năng lượng, phải đảm bảo rằng chúng ta có được sự hỗ trợ của các quốc gia tương ứng.”

Nguồn cung điện đặc biệt bị thắt chặt ở Pháp vì công ty điện lực EDF đã phát hiện ra sự ăn mòn đường ống trên một trong những thiết kế lò phản ứng phổ biến nhất của họ, khiến công ty phải đưa 12 lò trong số đó đi sửa chữa. Các quan chức cho biết họ đặt mục tiêu khởi động lại các lò phản ứng trước khi kết thúc mùa đông.

RTE, công ty vận hành lưới điện của Pháp, cho biết nước này cần cắt giảm 15% lượng điện tiêu thụ trong mùa đông này vào giờ cao điểm để tránh mất điện. Sự thiếu hụt khí đốt khiến nhiên liệu trở nên ít hơn cho các nhà máy điện chạy bằng khí đốt, vốn thường được sử dụng để tăng nhanh nguồn cung khi lưới điện căng thẳng.

Các công ty ở châu Âu thường có các điều khoản trong hợp đồng với các nhà cung cấp điện để yêu cầu họ giảm mức tiêu thụ trong thời gian cao điểm. Đối với một nhà máy, điều đó có nghĩa là tạm thời ngừng dây chuyền sản xuất và dựa vào nguồn hàng tồn kho để cung cấp cho khách hàng.

Tuy nhiên, hợp đồng của CERN với EDF không có điều khoản như vậy, theo ông Claudet. Trung tâm này đang có một lịch trình hoạt động chặt chẽ để tiến hành các thí nghiệm, đặc biệt khi LHC hoạt động từ tháng 5 đến tháng 12. Các máy gia tốc hạt thường vận hành 24 giờ một ngày, vì chúng cần quãng thời gian dài cần thiết để tạo ra đủ va chạm và xác nhận một kết quả thử nghiệm.

"Một kho các hạt ở năng lượng cao?", ông Claudet nói. "Không, chúng tôi xin lỗi vì không có thứ gì như thế."

Tham khảo WSJ, CERN