Điều gì sẽ xảy ra, khi hành tinh của chúng ta cạn kiệt các nguồn năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ và khí đốt? Những nguồn năng lượng nào sẽ thỏa mãn "cơn đói năng lượng" của nền văn minh: sức gió, sóng biển hay điện mặt trời?

Published: Sunday, 5 February 2017

Các chuyên gia về vật lý hạt nhân thì khẳng định: hai chất đồng vị của hydro - deuteri và triti, khi liên kết tổng hợp hạt nhân của chúng sẽ giải phóng ra một nguồn năng lượng khổng lồ! Đó chính là năng lượng nhiệt hạch - một nguồn năng lượng vô song và vô hạn!Nếu việc ứng dụng công nghệ năng lượng này trở thành hiện thực, nó sẽ trở thành nguồn năng lượng lý tưởng cho con người. Các đặc tính ưu việt như: mật độ năng lượng rất cao (lớn hơn hàng tỷ lần mật độ năng lượng của các nhiên liệu hóa thạch , hơn hàng chục lần mật độ năng lượng của nhiên liệu phân hạch), hoàn toàn không gây ô nhiễm môi trường (nếu nhiên liệu là các đồng vị H như D, T thì sản phẩm thải là heli , khí hiếm hoàn toàn không gây bất kì ảnh hưởng nào đến môi trường), công nghệ hạt nhân và tổng hợp đồng vị phát triển, nguồn nhiên liệu thô - H - để tổng hợp D, T, là vô tận trong vũ trụ, là những điểm vượt trội của loại hình năng lượng này mà không có loại hình năng lượng nào khác có được.

Hiện nay, nghiên cứu về tính khả thi của phương pháp tổng hợp hạt nhân như một nguồn cung cấp năng lượng thực tiễn đang được thực hiện với hi vọng khống chế được tốc độ cũng như lượng nhiệt của phản ứng. Tuy nhiên, để thực hiện được phản ứng nhiệt hạch có kiểm soát là một công việc cực kì khó khăn.
Đầu tiên, cần phải nguyên tử hóa các phân tử, ion hóa hoàn toàn tất cả các nguyên tử, đồng thời tách loại electron để biến nhiên liệu phản ứng hoàn toàn trở thành hạt nhân không có electron ở thể plasma. Sau đó cần phải cung cấp động năng cực kỳ lớn cho các hạt nhân vượt qua tương tác đẩy Coulomb giữa chúng mà va vào nhau. Nhiệt độ cần thiết có thể lên đến hàng chục triệu độ C.

Với các vật liệu được biết đến ngày nay thì không có vật liệu nào chịu được nhiệt độ quá cao của phản ứng - do đó, hiện tại phản ứng nhiệt hạch được thực hiện một cách không khống chế.

Một thiết bị được kì vọng có thể tạo ra phản ứng nhiệt hạch có kiểm soát hiện nay là thiết bị tạo từ trường hình xuyến,
thiết bị đã tạo ra ở Liên Xô được đặt tên là Tokamak đã cho giới khoa học toàn cầu biết những khả năng khổng lồ của nó về một thiết bị làm chậm phản ứng bằng từ trường.
Đầu năm 1968, trong Tokamak-III phản ứng khinh khí đã đạt tới 10 triệu độ C. Tokamak đã chiếm được niềm tin của các nhà bác học.
Những chương trình của Mỹ, Nhật Bản, Pháp, Đức, Anh, Hàn Quốc và nhiều nước khác cũng đều hướng theo nguyên lý đã được thực tiễn trả lời nêu trên. Hiện trên thế giới có hơn 100 thiết bị dạng Tokamak đang hoạt động.
Năm 1978, Liên Xô từng đề nghị Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) có trụ sở tại Vienna(Áo) lập một lò phản ứng nhiệt hạch chung. Bằng cách này mỗi nước tham gia sẽ giảm được rất nhiều các chi phí của mình - nếu thiết kế riêng lò phản ứng.
Năm 1987, qua thiết bị Tokamak-X, lần đầu tiên trên thế giới các nhà khoa học Liên Xô đã "nung" phản ứng lên 110 triệu độ C. Điều này được thực hiện nhờ các bộ phát điện đặc chủng. Nếu như phản ứng diễn ra "dày" hơn - sẽ bắt đầu quá trình xử lý các hoạt động nhiệt hạch.
Tokamak-XV là dạng tiền thân của lò phản ứng trong tương lai, đã được thử nghiệm lần đầu vào năm 1998, cho thấy việc xử lý các quá trình nhiệt hạch mong muốn là điều có thể thực hiện được. Nguồn nhiệt lượng thu được sau phản ứng, sẽ biến thành năng lượng điện mà con người cần.

Hiện nay, thiết bị Tokamak XX đang được thi công, được các nhà khoa học kì vọng tạo ra được phản ứng nhiệt hạch có kiểm soát , đây chính là thiết bị sẽ biến năng lượng được giải phóng trong phản ứng nhiệt hạch thành điện năng. Nếu không có gì trở ngại thì vào khoảng năm 2015, những nhà máy điện làm việc theo nguyên tắc tổng hợp nhiệt hạch sẽ xuất hiện, góp phần giải quyết những nhu cầu lớn lao về điện năng cho loài người.