Khi nào con người mới làm chủ được năng lượng nhiệt hạch?
Mặc dù công cuộc phát triển năng lượng nhiệt hạch đang đạt nhiều tiến triển, phải vài thập kỷ nữa để con người có thể sản xuất điện bằng nguồn năng lượng này.
Ngày 11/2, các nhà khoa học tại Trung tâm Culham về Năng lượng Nhiệt hạch ở Oxfordshire một cơ sở thí nghiệm nhiệt hạch ở Oxfordshire (Anh), đã giải phóng 59 mêga jun (MJ) nhiệt lượng trong 5 giây - tương đương khoảng 14kg thuốc nổ TNT - bằng một lò phản ứng hạt nhân có tên Joint European Torus (JET). Đây là một kỷ lục mới của nhân loại, gấp đôi kỷ lục trước đó là 21,7 MJ được thiết lập vào năm 1997 cũng bởi cơ sở này.
Tuy nhiên, 59 MJ là nguồn năng lượng chỉ đủ cho một hộ gia đình tại Úc sử dụng trong 3 ngày. 59 MJ cũng là một phần rất nhỏ nếu so sánh với nguồn năng lượng JET dùng để kích hoạt phản ứng nhiệt hạch, với 2 bánh đà có công suất 500 megawatt (MW) - đủ cho 100.000 hộ gia đình ở Úc sử dụng.
Vì vậy, con người vẫn còn một quãng đường rất xa phải đi, trước khi "có lãi" về mặt năng lượng với phản ứng nhiệt hạch. Nếu điều này trở thành hiện thực, đó sẽ là thành tựu công nghệ đáng tự hào nhất từ trước đến nay.
Phản ứng nhiệt hạch mô phỏng lại quá trình phản ứng ở lõi của các ngôi sao như Mặt Trời. Đó quá trình hai hạt nhân nguyên tử nhẹ hợp lại với nhau để tạo thành một hạt nhân nặng hơn đồng thời giải phóng một lượng lớn năng lượng. Năng lượng nhiệt hạch có triển vọng rất lớn để trở thành một nguồn năng lượng sạch trong tương lai, bởi nó không thải ra khí nhà kính và 1kg nhiên liệu nhiệt hạch chứa năng lượng gấp khoảng 10 triệu lần so với 1kg than, dầu hoặc khí đốt.
Nhưng để kích hoạt một phản ứng nhiệt hạch, các nhà khoa học phải tạo ra nhiệt độ khoảng 150 triệu độ C - gấp 10 lần nhiệt độ tại tâm Mặt Trời, và một mạng lưới từ trường mạnh hơn của Trái Đất gấp 80.000 lần. Khác những vì sao, chúng ta không có lực hấp dẫn giúp các hạt nhân nguyên tử hợp nhất với nhau dễ dàng hơn, nên điều kiện kích hoạt phản ứng cũng ngặt nghèo hơn.
Một siêu dự án có tên Lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER) đang được xây dựng ở miền nam nước Pháp. Có trị giá gần 24 tỷ USD, ITER được 35 nước tham gia đầu tư xây dựng, lớn gấp 10 lần JET và được vận hành bởi 5.000 chuyên gia. Đặc biệt, ITER sở hữu khối nam châm khổng lồ có thể hút một tàu sân bay nặng 100.000 tấn lên cao 2 mét. Nhưng theo dự kiến, năng lượng đầu ra do ITER tạo nên (khoảng 500 MW) cũng sẽ chỉ cao hơn một chút so với năng lượng đầu vào.
Điều đó chứng tỏ công nghệ nhiệt hạch còn cách xa con người như thế nào. Sẽ phải mất vài thập kỷ nữa để chúng ta làm chủ và khai thác năng lượng nhiệt hạch.
