Các nhà khoa học tại NIF đạt được bước tiến lớn trong việc điều khiển phản ứng nhiệt hạch bằng laser
ndminhduc
8 nămBình luận: 43
FUSION-superJumbo.jpg

Sau nhiều năm nghiên cứu và chế tạo dường như không có điểm dừng, cuối cùng thì 1 phức hợp laser khổng lồ trị giá 5 tỷ đô la đã được các nhà khoa học cho ra đời và đạt bước thành công đầu tiên là có thể thực hiện được phản ứng nhiệt hạch tương tự như Mặt Trời. Đây là tiền để mở ra kỷ nguyên mới của nguồn năng lượng gần như là vô tận sử dụng trong tương lai.

Tại 1 cơ sở nghiên cứu kích nổ (NIF) thuộc Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore, bang California, các nhà khoa học đã ghép 192 tia laser khổng lồ thành 1 phức hợp có kích thước cỡ 1 sân bóng đá và đồng loạt bắn vào 1 khối vàng nhỏ hình trụ chứa nguyên liệu nhiệt hạch và làm nó bay hơi hoàn toàn.

Trên mặt lý thuyết, quá trình trên tạo ra làn sóng tia X vô cùng mạnh mẽ hướng vào hạt nhiên liệu có kích thước nhỏ hơn hạt tiêu, nghiền nát những nguyên tử Hydro bên trong thành Heli và giải phóng nguồn năng lượng vô cùng lớn giống như vụ nổ của 1 quả bom khinh khí thu nhỏ.

Dù vậy trong 4 năm qua kể từ khi phòng thí nghiệm bắt đầu hoạt động từ năm 2009, bước cuối cùng là chuyển hóa nguyên tử Hydro thành Heli đã không thành công hoặc số lượng Heli tạo thành rất ít.

Quảng cáo


Cuối cùng thì, theo báo cáo mới đây trên tờ Nature thì giai đoạn chuyển hóa cuối cùng dự án đã đạt được bước tiến lớn. Trong 2 thí nghiệm thực hiện hồi tháng 9 và tháng 11 năm ngoái, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng bắn phá Hydro nóng chảy có thể sản sinh ra được nhiều năng lượng hơn so với điều kiện thông thường. Tuy nhiên, phản ứng nhiệt hạch điều khiển bằng laser vẫn còn xa thực tế do chỉ mới có 1% năng lượng laser có thể tiếp cận được với hidro.

Nhà khoa học tại Livermore đồng thời là trưởng của dự án, tiến sĩ Omar A. Hurricane đã chia sẻ: "Chúng tôi đã nhảy múa la hét vì quá sức vui mừng. Chúng tôi đã đạt được 1 bước tiến lớn so với trước đây. Điều này có thể được gọi là 1 bước ngoặc lớn trong tiến độ thực hiện dự án. Nói có vẻ hơi khoa trương, nhưng thật sự là vậy. Chúng tôi đã làm cho nhiên liệu bên trong giải phóng lượng năng lượng chưa từng có so với các nghiên cứu trước."

Các nhà khoa học trong dự án đã đạt được thành công bằng cách thay đổi hình dạng của các xung laser để nung nóng Hydro, hỗn hợp của 2 đồng vị nặng hơn là deuterium và tritium. Nhiệm vụ tiếp theo của các nhà khoa học là tìm cách tăng áp lực để vượt qua các tác nhân trở ngại nhằm tạo thành 1 phản ứng nhiệt hạch quy mô lớn và ổn định hơn. Một ý kiến đề xuất là sẽ thay đổi hình dạng của buồng nguyên liệu từ hình trụ sang tương tự như một quả bóng bầu dục.

Đây là 1 kết quả đầy hứa hẹn trong việc có thể hoàn thiện phản ứng nhiệt hạch. Thành công bước đầu là các hạt nhân Heli đã được tạo thành từ năng lượng phát nổ của các nguyên tử Hydro lân cận. Hiện tại, mới chỉ có 1 lượng nhỏ hidro trong khối nhiên liệu được kết hợp và tiếp cận tới năng lượng từ laser để kích nổ. Các nhà khoa học vẫn phải tìm cách kích hoạt phản ứng dây chuyền để toàn bộ lượng nguyên liệu đều tham gia phản ứng để giải phóng tối đa năng lượng.

Nhà vật lý bà thiên văn học, giáo sư Robert J. Goldston cho biết có thể hình dung toàn bộ chu trình giống như quẹt một que diêm sau đó châm lửa đốt cháy toàn bộ 1 đống gỗ lớn vậy. Và thành công bước đầu của dự án có thể hiểu nôm na là đã "sắp sửa đánh lửa được que diêm". Đây chính là 1 bước tiến quan trọng của dự án.

Từ lâu, các nhà khoa học luôn mong muốn thực hiện phản ứng nhiệt hạch để tạo ra nguồn năng lượng sạch dồi dào hơn nhiên liệu hóa thạch hay năng lượng hạt nhân. Phản ứng hạt nhân vẫn còn mắc phải khuyết điểm là tạo ra các sản phẩm khó phân hủy sau quá trình chia cắt nguyên tử uranium.

Kế hoạch thành lập phòng thí nghiệm kích nổ tại Livermore đã có từ hơn 2 thập kỷ trước để thực hiện các nghiên cứu năng lượng lẫn duy trì vũ khí hạt nhân cho Mỹ. Dự án còn hướng tới việc mô phỏng và kiểm chứng các vụ nổ hạt nhân bằng máy tính thay vì thực hiện thực tế. Tuy nhiên, các thí nghiệm liên tục thất bại cho thấy hiểu biết của các nhà khoa học về phản ứng nhiệt hạch vẫn chưa đầy đủ.

Hồi năm 2012, phòng thí nghiệm đã thất bại trong dự án: kích hoạt phản ứng nhiệt hạch có khả năng tự duy trì và sản sinh ra lượng năng lượng lớn hơn để cung cấp cho hệ thống kích hoạt bằng laser. Bước tiến mới của các thử nghiệm gần đây đã giúp các nhà khoa học có thêm niềm tin cho các thành công trong tương lai. Đồng thời đây cũng là nguyên nhân giúp duy trì phòng thí nghiệm tiêu tốn hàng tỷ đô la hàng năm này.

Quảng cáo


Tuy nhiên, laser không phải là cách tiếp cận duy nhất mà các nhà khoa học nghĩ tới để khai thác nguồn năng lượng vĩnh cửu. Các nhà khoa học cũng đã thử nghiệm 1 lò phản ứng hình bánh doughnut mang tên tokamaks sử dụng từ trường để chứa và nén nhiên liệu Hydro. Vào cuối những năm 1990, phòng thí nghiệm Joint European Torus tại Anh đã có thể tạo ra được 16 triệu watt điện năng trong 1 khoảng khắc từ phản ứng nhiệt hạch. Mức năng lượng sinh ra đạt 70% mức năng lượng cần thiết để tạo ra phản ứng.

Một dự án quốc tế tương tự mang tên ITER cũng vừa mới bắt đầu xây dựng lò phản ứng tại Pháp và dự kiến sẽ vận hành vào năm 2020.

Theo NYtimes, NIF, Nature
43 bình luận
Nổ bự, chết cho nhiều. Khoa học luôn có 2 mặt.
@SoGetSu nói vui:
"Có phải bạn đã nghĩ tới viễn cảnh nổ phát chết sạch, hết tiệt, giống như cách nòi giống đời tiếp sau của bạn không nên ra đời?"
Thế là sắp có năng lượng sạch và mạnh hơn năng lượng hạt nhân, nhưng k biết là kiểm soát nó có đơn giản hơn hay khó kiểm soát hơn thì đáng lo ngại khi sử dụng 😃
Thời kì con người du hành giữa các vì sao chuẩn bị đến rồi :shame:
Xong, TG sẽ ko còn chiến tranh, 1 tương lai tốt đẹp đã mở ra trước mắt 🆒
@metmoi04032012 bác này nhìn sâu sa đấy 😁
Các nhà khoa học trên thế giới toàn làm những điều mà mình không thể hiểu nổi :p
Có làm bom khinh khí nữa ko đây ?
Mong là các nhà khoa học sẽ thành công sớm...năng lượng vô tận lại còn sạch sẽ giải quyết đc rất rất nhiều vấn đề đau đầu mà nhân loại đg đối mặt.
Mình cũng đang nghiên cứu nhưng còn rất nhiều khúc mắc :v
tốt quá. nhiệt hạch là bước tiến lớn, tương lai năng lượng sạch và an toàn
vinhan73
TÍCH CỰC
8 năm
@hienhpline Không dám sạch và an toàn đâu nhé !

Sạch?: có ai dám đầu trần ra vũ trụ không ?? Trái đất đây phải sử dụng lớp ozon dày cui !
An toàn?: sơ suất 1 tí là tất cả ra thành tro bụi nhé !
@vinhan73 tìm hiểu thêm ưu điểm của pư nhiệt hạch so với phân hạch đi cụ à. đốn rừng làm thủy điện, đốt than làm nhiệt điện, "dọn trống" làm tua pin gió, năng lượng mặt trời có cái nào là an toàn 100%
Ngày xưa ai mà phát minh ra cái gì lạ mà thực tế thì đc cả thế giới biết đến. Còn bây giờ ngta mở ra cho nhân loại một tương lai tốt đẹp thì lại đc biết đến tên nhà khoa học.
......Mức năng lượng sinh ra đạt 70% mức năng lượng cần thiết để tạo ra phản ứng.......... =.=
hamyty
CAO CẤP
8 năm
hy vọng một loại xe chạy bằng nước mà lâu quá ko thấy đâu 😔
nổ 1 phát chắc đi luôn TG. Bom hạt nhân còn chưa nổ trái nào không bít bom nhiệt hạch mà nổ thì sao nhở ^.^
@westlifeplaywar thì cũng đã tạo ra đc bom nhiệt hạch rồi còn gì, còn đc gọi là bom kinh khí
http://vi.wikipedia.org/wiki/Tsar_Bomba. đã nổ 🆒
@dinhmanhht86 tao đc mà chưa thử phát thui bữa nào qua khựa thử là ok
baodng
TÍCH CỰC
8 năm
@westlifeplaywar Thực tế vũ khí nhiệt hạch trên thế giới đã chế tạo và thử nghiệm từ rất lâu rồi bạn à, đa số các loại vũ khí mang mác nuclear hiện nay thật chất đều là vũ khí nhiệt hạch cả. Và quả bom hạt nhân mạnh nhất thế giới Tsar chính là 1 quả bom nhiệt hạch.
Năng lượng nhiệt hạch chưa phải là vô tận và sạch 100% đâu, và cho dù có làm chủ được năng lượng nhiệt hạch cũng chưa chinh phục được vũ trụ đâu, vì mún khám phá vũ trụ, ko nói chi xa xôi chỉ là bay đến các hành tinh trong hệ mặt trời thôi thì cho dù bay với vận tốc ánh sáng cũng mất 1 thời gian rất lâu. Mà năng lượng nhiệt hạch ko đủ để tại ra động năng đủ lớn để phi thuyền có thể bay với vận tốc ánh sáng, mà cho dù có đủ đi chăng nữa thì cũng ko có loại vật liệu nào trên trái đất chịu nổi ma sát khi bay với vận tốc lớn như vậy. Mún khám phá vũ trụ trừ khi làm chủ được "vật chất tối", đây mới là thứ mạnh nhất trong vũ trụ.
@westlifeplaywar Thử rồi đấy, ở vùng phía tây của Nga, vụ nổ mạnh đến nỗi tạo ra trận động đất 9.8 độ richer trong bán kính 200 km
Wow nếu thành công thì nhân loại sẻ có 1 bước tiến lớn. Nguồn năng lượng của mặt trời dường như vô tận và sạch.
Nghiền nát nguyên tử Hydro không thể tạo thành Heli đâu bạn, hai nguyên tử Hydro mới tạo thành một hạt alpha (chính là nguyên tử Heli). Dịch như vậy là không chính xác về mặt khoa học.


Sent from my SM-N900 using Tinhte.vn mobile app
@Black Mamba Chào bạn.

Cụm từ mình dịch từ nguồn là đúng mặc dù chưa rõ ràng. Mình xin dẫn thêm với bạn cả quá trình như sau:

Các bước của phản ứng nhiệt hạch: Đầu tiên 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.

Screen Shot 2014-02-23 at 23.35.29.png

Trở lại bài viết, ở đây: "tia X sẽ khiên lượng Khí Hidro bên trong bị thu nhỏ lại (khoảng 1/35 lần), nén các đồng vị của Hidro là Deuterium và Tritium lại. Từ đó phát sinh ra phản ứng dây chuyền đốt cháy phần Hydro còn lại từ đó tạo ra chu kỳ tự duy trì phản ứng"

Quá trình trên đã được bài viết nguồn lẫn bài viết của mình diễn tả bằng từ "nghiền" (Crushing) và mình cho rằng diễn đạt như thế là một cách đơn giản để mọi người dễ hình dung hơn.

Cám ơn bạn đã chia sẻ và đóng góp ý kiến.
Thân.
@ndminhduc Va chạm thì đúng hơn là nghiền bác ạ. Nhiệt cao làm tăng động năng nguyên tử khiến chúng có thể va chạm với nhau
email007vn
ĐẠI BÀNG
8 năm
@Black Mamba Hình như bạn đọc thiếu chữ "những" ( k phải 1)
sắp giống phim người nhện (không nhớ phần máy)
mất kiểm soát nó ngày càng to ra
Bật mí cho các bác là trước đây để kích nổ dc bomb Tsar thì phải dùng 1 trái bomb nguyên tử làm mồi. Lý do là phản ứng nhiệt hạch chỉ xảy ra với 1 nguồn nhiệt cực lớn. 😁
Ngành khoa học của các nước bên ấy tuyệt vời quá, trợ cấp cũng tuyệt, khiến con nta mê mẩn với công trình mình đang làm. Ở nước ta ai mà đi theo con đường nghiên cứu khoa học có nước đói 😔
Chả giải quyết vấn đề gì. Các bác lo được vấn đề năng lượng thì còn vấn đề phân bón. Giờ mà hết quặng làm phân bón thì có nước uống nước lã mà du hành vào vũ trụ. Em vẫn chả tin vào tương lai gì sất.








  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2021 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019