Khi nào chúng ta có Mặt Trời nhân tạo?

Theo dõi VGT trên

Năng lượng nhiệt hạch dường như là một công nghệ quá tiềm năng và nhiều hứa hẹn, nhưng bao giờ thành sự thật?

Con người luôn đi tìm những nguồn năng lượng rẻ và sạch hơn, nhưng hai khái niệm đó thường không đi cùng với nhau. Năng lượng hóa thạch rẻ nhưng gây ô nhiễm, năng lượng tái tạo chi phí cao và hiệu quả không cao, còn năng lượng hạt nhân lại có rủi ro về phóng xạ.

Do đó, tìm kiếm một nguồn năng lượng vô tận với chi phí thấp luôn là giấc mơ của con người. Chúng ta đã có thể hình dung về giấc mơ đó với công nghệ phản ứng hợp hạch hay nhiệt hạch, cách tạo ra năng lượng của Mặt Trời, nhưng công nghệ này lại chưa sẵn sàng.

Khi nào chúng ta có Mặt Trời nhân tạo? - Hình 1

Phản ứng nhiệt hạch chính là phản ứng xảy ra ở trong lõi Mặt Trời, đem lại nguồn năng lượng cho Trái Đất hàng tỷ năm nay

Cách tạo ra năng lượng như Mặt Trời

Bên trong lõi Mặt Trời tồn tại một “lò phản ứng hạt nhân”. Khác với nguyên lý của các lò hạt nhân hiện tại trên Trái Đất là sử dụng phản ứng phân hạch, một chuỗi phản ứng tách nguyên tử uranium ra để giải phóng năng lượng; quá trình diễn ra trong lõi Mặt Trời là phản ứng nhiệt hạch thực hiện quá trình ngược lại là tổng hợp các nguyên tử với nhau.

Khi 2 hạt nhân hydro hợp nhất với nhau để trở thành heli, chúng tạo ra một nguồn năng lượng khổng lồ. Quá trình này được gọi là phản ứng hợp hạch hay nhiệt hạch. Phản ứng này tạo ra toàn bộ năng lượng, bao gồm cả ánh sáng và nhiệt của Mặt Trời.

Khi nào chúng ta có Mặt Trời nhân tạo? - Hình 2

Video đang HOT

Các nhà khoa học sẽ phải tạo ra môi trường với nhiệt độ và áp suất cực lớn, đồng thời phải kiểm soát được đầu ra của năng lượng tạo ra từ phản ứng.

Nếu phản ứng có khả năng được thực hiện trong phòng thí nghiệm, nó có thể cung cấp điện năng tải cơ bản gần như vô hạn với lượng khí thải carbon gần như bằng không. Cách dễ nhất có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm là phản ứng tổng hợp của hai đồng vị hydro khác nhau: deuterium và tritium. Sản phẩm của phản ứng là ion helium và neutron. Hầu hết nghiên cứu về phản ứng nhiệt hạch trước đây đều theo đuổi phản ứng này.

Phản ứng tổng hợp deuterium – tritium hoạt động hiệu quả nhất ở nhiệt độ 100.000.000 độ C. Các cuộn dây siêu dẫn được sử dụng để tạo ra một từ trường mạnh hơn khoảng 1 triệu lần so với từ trường của Trái Đất nhằm tạo ra các plasma. Vấn đề của các thí nghiệm phản ứng hợp hạch hiện tại là năng lượng để tạo ra và duy trì phản ứng còn lớn hơn năng lượng thu được.

Giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu sẽ liên quan đến một thí nghiệm có tên gọi là ITER đang được xây dựng tại miền nam nước Pháp. Tại lò phản ứng ITER, nguồn nhiệt tạo ra từ phản ứng tương đương nhiệt độ cung cấp để kích hoạt. Về lý thuyết, điều này có thể tạo ra nguồn dư năng lượng. Trước đây, lò phản ứng hợp hạch hiệu quả nhất chỉ tạo ra năng lượng tương đương 67% năng lượng cung cấp.

Hướng đi mới của giới khoa học

Một số nghiên cứu được công bố gần đây cho thấy các nhà nghiên cứu đang tìm một hướng đi khác cho phản ứng nhiệt hạch. Nhà vật lý lý thuyết Heinrich Hora và các đồng nghiệp tại đại học New South Wales đã đăng ký bản quyền cho một công nghệ mới, thay vì sử dụng các đồng vị hydro lại kết hợp nguyên tử hydro và boron. Cụ thể, họ sẽ dùng tia laser cực mạnh để tạo từ trường và tia laser thứ hai để đốt nóng nhiên liệu hydro – boron nhằm mục đích đạt đến điểm đánh lửa nhiệt hạch.

Khi một hạt nhân hydro (một proton đơn) kết hợp với hạt nhân boron-11, nó sẽ tạo ra ba hạt nhân helium chứa nhiều năng lượng. So với phản ứng deuterium – tritium, cách này có ưu điểm khi không tạo ra bất kỳ hạt neutron nào. Lưu trữ neutron tạo ra từ phản ứng nhiệt hạch vốn vẫn là thách thức.

Khi nào chúng ta có Mặt Trời nhân tạo? - Hình 3

Thách thức của phản ứng kích hoạt bằng laser là độ chính xác và ổn định của tia laser.

Tuy nhiên, phản ứng hydro – boron rất khó kích hoạt. Giải pháp mà Hora đưa ra là sử dụng tia laser để đốt nóng một viên nhiên liệu nhỏ đến nhiệt độ đánh lửa và một tia laser khác để làm nóng cuộn dây kim loại nhằm tạo ra từ trường chứa plasma. Họ phải sử dụng các xung laser rất ngắn, chỉ vài nano giây. Từ trường của buồng phản ứng hydro – boson phải gấp khoảng 1.000 lần phản ứng deuterium – tritium.

Hora và các đồng nghiệp tuyên bố rằng quá trình của họ sẽ tạo ra một hiệu ứng “tuyết lở” trong viên nhiên liệu, điều đó có nghĩa là sẽ xảy ra nhiều phản ứng tổng hợp khác nhau hơn dự kiến. Nhóm nghiên cứu này nhận định họ có thể tạo ra lò phản ứng nhiệt hạch bền vững trong vòng 5 năm tới. Tuy nhiên, theo Science Alert thì dự báo này là hơi lạc quan.

Đã có nhiều cơ quan tổ chức trên thế giới cố gắng hoàn thành quá trình này. Chẳng hạn, Cơ quan Năng lượng Hoa Kỳ đã từng thử nghiệm bằng cách dùng 192 chùm tia laser chiếu vào một mục tiêu nhỏ và gần đạt đến điều kiện kích hoạt phản ứng. Tuy nhiên, họ chưa thể kiểm soát chính xác góc chiếu tia laser, độ ổn định của tia. Đây là những biến số khiến cho phản ứng chưa thể hoàn thành.

Nếu được đưa vào sử dụng, một nhà máy điện sẽ phải thực hiện chiếu tia laser 10 lần/giây. Trong khi đó, các thử nghiệm mới đạt tần suất nhiều nhất 2 lần/ngày.

Hiện nay, hy vọng lớn nhất để đạt tới năng lượng nhiệt hạch vẫn là dự án ITER, một nỗ lực hợp tác đa quốc gia. Lò phản ứng này có tổng kinh phí 22 tỷ USD, và hiện đã hoàn thành khoảng 65%. ITER sẽ đi vào hoạt động năm 2025.

Theo Zing

Năm sau, Mặt Trời nhân tạo của Trung Quốc đi vào hoạt động

Bằng cách tạo ra phản ứng nhiệt hạch giống như trong phần lõi của Mặt Trời, các thiết bị do Trung Quốc sản xuất có thể đạt tới nhiệt độ hàng trăm triệu độ C.

Những nhà khoa học Trung Quốc đã tìm cách "tái tạo" Mặt Trời bằng một thiết bị phản ứng hạt nhân, có thể coi như Mặt Trời nhân tạo. Theo Tân Hoa Xã, thiết bị này hiện đã hoàn thành và sẽ đi vào hoạt động từ năm 2020.

Thiết bị có tên gọi HL-2M được đặt tại thành phố Lạc Sơn, tỉnh Tứ Xuyên, là kết quả nghiên cứu của Công ty nguyên tử quốc gia Trung Quốc và Viện Vật lý Tây Nam. Mặc dù là Mặt Trời nhân tạo, thiết bị này có thể đạt đến nhiệt độ lên tới 200 triệu độ C, tức là nóng hơn khoảng 13 lần so với nhiệt độ lõi Mặt Trời.

Các lò phản ứng hạt nhân hiện hành sử dụng phản ứng phân hạch - một chuỗi phản ứng tách nguyên tử uranium ra để giải phóng năng lượng. Trong khi đó, phản ứng nhiệt hạch thực hiện quá trình ngược lại là tổng hợp các nguyên tử với nhau.

Năm sau, Mặt Trời nhân tạo của Trung Quốc đi vào hoạt động - Hình 1

Quá trình lắp ráp thiết bị HL-2M đã hoàn thành vào tháng 6. Ảnh: Xinhua.

Khi 2 hạt nhân hydro hợp nhất với nhau để trở thành heli, chúng tạo ra một nguồn năng lượng khổng lồ. Quá trình này được gọi là phản ứng hợp hạch hay nhiệt hạch. Trước đây người ta cho rằng phản ứng nhiệt hạch chỉ có thể xảy ra trong lõi Mặt Trời.

Nếu biết cách kiểm soát phản ứng nhiệt hạch, con người có thể tạo ra nguồn năng lượng vô tận và siêu sạch. Những nhà khoa học nguyên tử trên khắp thế giới vẫn đang tìm cách để kiểm soát phản ứng nhiệt hạch bên trong các thiết bị mà học tạo ra.

"Không có gì đảm bảo mọi vấn đề đều đã được kiểm soát. Tuy nhiên nếu chúng tôi không thử nghiệm, chắc chắn là sẽ chẳng giải quyết được vấn đề gì", giáo sư Gao Zhe của đại học Thanh Hoa nói với South China Morning Post.

Đây là sự hợp tác giữa Trung Quốc và một dự án thử nghiệm năng lượng nguyên tử quốc tế (ITER) có trụ sở tại Pháp. Dự án này bao gồm các thử nghiệm ở 35 quốc gia và dự tính hoàn thành năm 2025.

Ngoài HL-2M, Trung Quốc còn một dự án nhiệt hạch khác tại thành phố Hợp Phì, tỉnh An Huy. Lò phản ứng siêu dẫn tiên tiến EAST tại đây đã đạt đến nhiệt độ 100 triệu độ C.


Theo Zing

Bạn thấy bài viết này có hữu ích không?
Có;
Không

Tin liên quan

Tin đang nóng

Thuê giúp việc cho bố, ngờ đâu lại xảy ra tình huống ngang trái khiến tôi và em gái luống cuống, không thể chấp nhận sự thật (Phần cuối)Thuê giúp việc cho bố, ngờ đâu lại xảy ra tình huống ngang trái khiến tôi và em gái luống cuống, không thể chấp nhận sự thật (Phần cuối)
05:42:10 27/03/2025
Trúc Anh (Mắt Biếc) rơi nước mắt: "1 tháng sau khi tôi cắt phăng 3 cọng tóc cuối cùng, bà nội chỉ nhìn thôi đã bật khóc"Trúc Anh (Mắt Biếc) rơi nước mắt: "1 tháng sau khi tôi cắt phăng 3 cọng tóc cuối cùng, bà nội chỉ nhìn thôi đã bật khóc"
07:06:41 27/03/2025
Vô tình về nhà sớm, tôi chết lặng khi thấy mẹ làm việc này trong bếp liền vội vã đưa bà về quê ngayVô tình về nhà sớm, tôi chết lặng khi thấy mẹ làm việc này trong bếp liền vội vã đưa bà về quê ngay
05:31:56 27/03/2025
3 mỹ nhân trả giá đắt vì bắt chước Triệu Lệ Dĩnh3 mỹ nhân trả giá đắt vì bắt chước Triệu Lệ Dĩnh
06:00:54 27/03/2025
Lương hưu của bố chồng 70 triệu/tháng, ngày ông mất không để lại tài sản nào, đến khi móng nhà được đào lên, vợ chồng tôi mới được minh oanLương hưu của bố chồng 70 triệu/tháng, ngày ông mất không để lại tài sản nào, đến khi móng nhà được đào lên, vợ chồng tôi mới được minh oan
05:38:36 27/03/2025
Tổng giám đốc bị xét xử, đề nghị 15-16 năm tù dù bỏ trốn sang MỹTổng giám đốc bị xét xử, đề nghị 15-16 năm tù dù bỏ trốn sang Mỹ
07:26:34 27/03/2025
Con dâu muốn lấy lại của hồi môn mẹ chồng giữ hộ nhưng bị từ chối thẳng thừngCon dâu muốn lấy lại của hồi môn mẹ chồng giữ hộ nhưng bị từ chối thẳng thừng
05:25:18 27/03/2025
Bạch Lộc 3 năm đóng chính 6 phim chưa một lần biết mùi thất bại: Đẳng cấp là đây chứ đâuBạch Lộc 3 năm đóng chính 6 phim chưa một lần biết mùi thất bại: Đẳng cấp là đây chứ đâu
06:01:42 27/03/2025

Tin mới nhất

Nâng cao và biến đổi hình ảnh của bạn bằng trình chỉnh sửa video trực tuyến CapCut

Nâng cao và biến đổi hình ảnh của bạn bằng trình chỉnh sửa video trực tuyến CapCut

15:45:56 16/01/2024
Đã đến lúc bỏ lại các công cụ chỉnh sửa cũ và chấp nhận giải pháp thay đổi cuộc chơi. Gặp gỡ Trình chỉnh sửa video trực tuyến CapCut - giải pháp sẽ nâng cao, nâng cao và cách mạng hóa thế giới sáng tạo nội dung trực quan của bạn
Cách đăng Facebook để có nhiều lượt thích và chia sẻ

Cách đăng Facebook để có nhiều lượt thích và chia sẻ

22:01:27 21/12/2022
Chắc hẳn là ai trong chúng ta cũng luôn muốn các bài đăng trên Facebook có được nhiều lượt thích và chia sẻ. Tuy nhiên, làm thế nào để tối ưu bài đăng thì không phải ai cũng biết
Thêm nhiều bang của Mỹ cấm TikTok

Thêm nhiều bang của Mỹ cấm TikTok

21:03:46 21/12/2022
Louisiana và Tây Virginia là hai bang mới nhất cấm công chức sử dụng TikTok trên thiết bị công do lo ngại Trung Quốc có thể theo dõi người Mỹ và kiểm duyệt nội dung
Microsoft cấm khai thác tiền điện tử trên các dịch vụ đám mây để bảo vệ khách hàng

Microsoft cấm khai thác tiền điện tử trên các dịch vụ đám mây để bảo vệ khách hàng

20:03:41 21/12/2022
Microsoft đã cập nhật thỏa thuận cấm khai thác tiền điện tử trên các dịch vụ trực tuyến của mình. Việc khai thác tiền điện tử trên dịch vụ của Microsoft cần có sự cho phép bằng văn bản của công ty, nhưng cũng chỉ nhằm mục đích thử nghiệ...
Facebook trấn áp hàng loạt công ty phần mềm gián điệp

Facebook trấn áp hàng loạt công ty phần mềm gián điệp

20:01:24 21/12/2022
Meta (công ty mẹ của Facebook) cho biết họ đã ngăn chặn không dưới 200 hoạt động bí mật, trấn áp hàng loạt công ty phần mềm gián điệp kể từ năm 2017 tại khoảng 70 quốc gia
Meta đối mặt cáo buộc vi phạm các quy tắc chống độc quyền với mức phạt 11,8 tỷ đô

Meta đối mặt cáo buộc vi phạm các quy tắc chống độc quyền với mức phạt 11,8 tỷ đô

19:01:39 21/12/2022
Ủy ban Châu Âu - cơ quan điều hành của EU cho biết, đã phát hiện Meta vi phạm các quy tắc chống độc quyền của EU bằng cách bóp méo sự cạnh tranh trên thị trường quảng cáo trực tuyến. Meta có thể phải đối mặt với khoản tiền phạt lên tới ...
Không cần thăm dò, Musk nên sớm từ chức CEO Twitter

Không cần thăm dò, Musk nên sớm từ chức CEO Twitter

15:01:33 21/12/2022
Người dùng Twitter, các nhà đầu tư Tesla và chuyên gia phân tích trong ngành đều cho rằng Elon Musk nên sớm từ chức CEO Twitter
Đại lý Việt nhập iPhone 14 kiểu 'bia kèm lạc'

Đại lý Việt nhập iPhone 14 kiểu 'bia kèm lạc'

14:01:42 21/12/2022
Muốn nhập được các mẫu bán chạy như iPhone 14 Pro/Pro Max, các chuỗi đại lý bán lẻ ủy quyền của Apple bắt buộc phải nhập thêm hàng loạt phụ kiện đi kèm
Khai trương hệ thống vé điện tử và dịch vụ trải nghiệm thực tế ảo XR tại Quần thể Di tích Cố đô Huế

Khai trương hệ thống vé điện tử và dịch vụ trải nghiệm thực tế ảo XR tại Quần thể Di tích Cố đô Huế

09:38:18 21/12/2022
Sáng 20/12, tại Ngọ Môn, Đại Nội Huế, Trung tâm Bảo tồn Di tích Cố đô Huế đã tổ chức Lễ Khai trương Hệ thống vé điện tử và dịch vụ trải nghiệm thực tế ảo XR
'Dở khóc dở cười' với tính năng trợ giúp người bị tai nạn ôtô của Apple

'Dở khóc dở cười' với tính năng trợ giúp người bị tai nạn ôtô của Apple

09:37:54 21/12/2022
Tính năng phát hiện tai nạn ôtô mới ra mắt trên Apple iPhone và Apple Watch sẽ tự động tìm kiếm sự trợ giúp từ bộ phận cấp cứu khi có nguy cơ xảy ra tai nạn
Xiaomi sa thải hàng nghìn nhân sự

Xiaomi sa thải hàng nghìn nhân sự

09:35:12 21/12/2022
Gã khổng lồ smartphone Trung Quốc Xiaomi đang lên kế hoạch sa thải 15% trong số hơn 30.000 nhân sự trong bối cảnh công ty gặp khó khăn
Apple sẽ bắt đầu sản xuất MacBook tại Việt Nam vào giữa năm 2023

Apple sẽ bắt đầu sản xuất MacBook tại Việt Nam vào giữa năm 2023

09:34:00 21/12/2022
Đối với Trung Quốc, việc mất vị trí độc quyền sản xuất MacBook tượng trưng cho vị thế công xưởng thế giới của Trung Quốc đang bị suy yếu

Có thể bạn quan tâm

Bom tấn chuyển thể Thất Hình Đại Tội chính thức "lên sàn", game thủ Việt phát sốt, liên tục nhắc tới 1 cái quen thuộc

Bom tấn chuyển thể Thất Hình Đại Tội chính thức "lên sàn", game thủ Việt phát sốt, liên tục nhắc tới 1 cái quen thuộc

Mọt game

08:31:03 27/03/2025
Nếu theo dõi các tin tức trong làng game Gacha, có lẽ độc giả đã không còn quá bất ngờ về tựa game chuyển thể đáng chú ý này, được giới thiệu cách đây không lâu.
Liên minh fan Kim Soo Hyun tuyên bố trước thềm họp báo "sống còn" của gia đình Kim Sae Ron

Liên minh fan Kim Soo Hyun tuyên bố trước thềm họp báo "sống còn" của gia đình Kim Sae Ron

Sao châu á

08:26:40 27/03/2025
Gia đình cố diễn viên Kim Sae Ron cho biết sẽ công khai bằng chứng Kim Soo Hyun hẹn hò người vị thành niên tại buổi họp báo vào trưa ngày mai (27/3).
'Oán linh nhập xác': Phim Indonesia chiều lòng các fan thể loại kinh dị

'Oán linh nhập xác': Phim Indonesia chiều lòng các fan thể loại kinh dị

Phim châu á

08:24:19 27/03/2025
Trailer và poster chính thức của phim điện ảnh Oán linh nhập xác (tên tiếng Anh: Sorop) đã chính thức lên sóng ngày hôm nay.
Trần Phong 'tái xuất' trong phim kinh dị Việt về trò chơi 'Năm mười'

Trần Phong 'tái xuất' trong phim kinh dị Việt về trò chơi 'Năm mười'

Hậu trường phim

08:15:18 27/03/2025
Phim kinh dị Việt Nam Năm mười vừa hé lộ các thông tin và hình ảnh đầu tiên. Tác phẩm do Tấn Hoàng Thông đạo diễn và quy tụ dàn diễn viên Huỳnh Tú Uyên, Trần Phong, Trần Vân Anh,...
Bắt thêm 1 đối tượng, lộ tình tiết mới vụ cướp hơn 2,2 triệu USD ở Tây Ninh

Bắt thêm 1 đối tượng, lộ tình tiết mới vụ cướp hơn 2,2 triệu USD ở Tây Ninh

Pháp luật

08:08:57 27/03/2025
Công an tỉnh Tây Ninh vừa bắt giữ thêm 1 đối tượng, đồng thời làm rõ các tình tiết liên quan trong vụ cướp hơn 2,2 triệu USD.
EC kêu gọi người dân dự trữ lương thực thiết yếu để đề phòng khủng hoảng

EC kêu gọi người dân dự trữ lương thực thiết yếu để đề phòng khủng hoảng

Thế giới

08:05:42 27/03/2025
Kế hoạch được đưa ra trong bối cảnh châu Âu đang trải qua chuỗi khủng hoảng liên tiếp từ đại dịch COVID-19, xung đột Nga - Ukraine đến lũ lụt, biến đổi khí hậu và bất ổn tài chính.
Concert "Chị đẹp" hé lộ mô hình sân khấu xoay độc đáo

Concert "Chị đẹp" hé lộ mô hình sân khấu xoay độc đáo

Nhạc việt

07:24:15 27/03/2025
Mới đây, Ban tổ chức concert Chị đẹp: 30 chưa từng là một giới hạn hé lộ hình ảnh mô hình sân khấu 3D cho đêm nhạc sắp diễn ra ngày 12/4 tới.
Sao Việt 27/3: Hoa hậu Ngọc Châu tóc ngắn khác lạ, Minh Hằng 'quậy' tưng bừng

Sao Việt 27/3: Hoa hậu Ngọc Châu tóc ngắn khác lạ, Minh Hằng 'quậy' tưng bừng

Sao việt

07:17:20 27/03/2025
Hoa hậu Ngọc Châu được khen cá tính với kiểu tóc mới, Minh Hằng cùng dàn Chị đẹp đạp gió có chuyến du lịch biển trước concert.
Mẹ biển - Tập 8: Sóng gió sắp ập đến

Mẹ biển - Tập 8: Sóng gió sắp ập đến

Phim việt

07:10:16 27/03/2025
Tập 8 của Mẹ Biển mang đến nhiều tình tiết hấp dẫn và cao trào, khi các nhân vật bị cuốn vào những quyết định quan trọng, trong bối cảnh sóng gió có thể sắp ập đến.
Bỏ túi cách làm 2 món mứt hoa quả ngọt ngon, siêu dễ tại nhà

Bỏ túi cách làm 2 món mứt hoa quả ngọt ngon, siêu dễ tại nhà

Ẩm thực

06:09:11 27/03/2025
Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn bỏ túi một số cách làm mứt hoa quả ngọt ngon, càng ăn càng ghiền, siêu dễ thực hiện ngay tại nhà.
Bộ Y tế hướng dẫn mới nhất chẩn đoán, điều trị bệnh sởi

Bộ Y tế hướng dẫn mới nhất chẩn đoán, điều trị bệnh sởi

Sức khỏe

06:05:01 27/03/2025
Chẩn đoán bệnh sởi thường dựa vào xét nghiệm kháng thể IgM, trong đó 50-70% trường hợp dương tính ngay từ ngày đầu phát ban và đạt 100% sau 3 ngày phát ban.