Đặc điểm của công nghệ tổng hợp hạt nhân Tokamak là nó sử dụng thiét bị trông giống như một chiếc bánh rán ngoại cỡ, bên ngoài được quấn vô số cuộn từ tính cồng kềnh như bánh bao. (Ảnh: Pxhere)

Đột phá năng lượng lớn nhất thế kỷ 21: Chế tạo ‘Mặt trời’

 Bình luậnMinh An • 29/12/22

Vào ngày 13 tháng 12 năm 2022, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ thông báo rằng phản ứng tổng hợp hạt nhân của họ đã thu được năng lượng ròng. Đây chắc chắn là một bước đột phá công nghệ quan trọng. Vậy phải chăng bước đột phá về công nghệ này đồng nghĩa với việc con người sẽ kiểm soát được nguồn năng lượng sạch vô tận như Mặt trời? Giấc mơ này còn bao xa?

Vào ngày 13/12/2022, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ công bố tin tốt lành rằng, trong phản ứng tổng hợp hạt nhân có kiểm soát, cuối cùng nhân loại đã thu được năng lượng tích cực theo nghĩa vật lý thực sự. Các phòng thí nghiệm trên thế giới phải mất khoảng 70 năm, cuối cùng mới đạt được năng lượng đầu ra bằng 1,53 lần so với năng lượng đầu vào, từ phản ứng tổng hợp hạt nhân. Tại sao năng lượng tổng hợp hạt nhân lại rất khó như thế?

Phát hiện về phản ứng tổng hợp hạt nhân

Vào ngày 29/5/1919, một nhóm nghiên cứu người Anh trên đảo Principe ở Tây Phi đã sớm thiết lập kính viễn vọng thiên văn và các dụng cụ đo lường. Họ lặng lẽ chờ đợi, vì hôm đó sẽ xuất hiện nhật thực toàn phần, và đảo Principe là vị trí đẹp nhất để quan sát nhật thực toàn phần này. Nhà khoa học đứng đầu nhóm nghiên cứu – ông Arthur Eddington, là giám đốc Đài thiên văn Đại học Cambridge là một nhà vật lý. Lúc này, bóng tối xuất hiện trên rìa của mặt trời, và nhật thực toàn phần bắt đầu. Tất cả các dụng cụ đo lường của nhóm đều được khởi động, máy ảnh liên tục nhấn nút chụp.

Nhìn mặt trời dần dần trở nên tối đen, Eddington chợt nảy ra ý nghĩ, vậy rốt cuộc tia nắng mặt trời rực rỡ đến từ đâu? Hai tiếng sau, ánh sáng quay trở lại mặt đất và việc quan sát kết thúc tốt đẹp. Đặc biệt, Eddington rất vui mừng vì lần này ông đã làm được một điều tuyệt vời. Trở về Anh, ông rất nhanh đã viết xong một cuốn sách mang tựa đề “Sự vận động của chòm sao và kết cấu của vũ trụ”. Trong sách viết rằng, mặt trời rực rỡ và nóng như thế là bởi vì phản ứng tổng hợp hạt nhân đang xảy ra bên trong nó. Không chỉ riêng mặt trời, tất cả các ngôi sao phát sáng đều do phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Thời kỳ đầu thế kỷ 20, những phản ứng tổng hợp hạt nhân không phổ biến như ngày nay, chúng khá xa lạ với con người. Vì vậy, khi cuốn sách của ông xuất bản, nó nhận phải nhiều nghi vấn hơn là ca ngợi. Lẽ nào phản ứng tổng hợp hạt nhân thực sự có sức mạnh lớn như vậy?

Phát hiện vũ khí tổng hợp hạt nhân của Mỹ – bom nhiệt hạch

Vào ngày 3/1/1954, một chiếc thuyền đánh cá của Nhật Bản tên là Fukuryu Maru đã lần theo dấu vết của một đàn cá ngừ ở Thái Bình Dương. Khi thuyền dừng lại, các thuyền viên vui mừng thả lưới xuống, yên lặng chờ đàn cá ngừ tự chui vào lưới. Nhưng họ không ngờ rằng tai hoạ đang đến gần. Cách nơi tàu dừng 150km về phía tây nam là đảo san hô Bikini nổi tiếng, nó thuộc Cộng hòa Quần đảo Marshall.

Đảo san hô Bikini không lớn lắm, khoảng 600 km vuông (bao gồm cả vũng hồ). Từ năm 1946, nơi này trở thành cơ sở thử nghiệm hạt nhân của Hoa Kỳ. Tất cả người dân trên đảo đều bị di dời đi. Bom nguyên tử được cho nổ ở đây, bởi vì đảo san hô Bikini cách rất xa các quần đảo xung quanh, cùng với việc hải quân Hoa Kỳ đã định rõ khu vực nguy hiểm ở khu vực biển xung quanh, radar cũng giám sát rất kỹ, đảm bảo không để người dân sử dụng thuyền đột nhập vào; do đó tới nay chưa hề xảy ra vấn đề nào.

Các ngư dân trên thuyền Fukuryu Maru đã yên lặng chờ trong 2 giờ. Thuyền trưởng và thuyền viên dự đoán cá chắc hẳn đã vào lưới. Đúng lúc họ định thu lưới về, đột nhiên họ cảm thấy khắp nơi ánh sáng chiếu tới. Tất cả mọi người bất giác quay đầu nhìn về phía tây, họ nhìn thấy một quả cầu ánh sáng rực rỡ hơn cả mặt trời mọc lên từ mực nước biển. Giữa ánh sáng vạn trượng, một ngọn lửa bốc lên trời. Ở độ cao khoảng 3.000m so với mặt đất, nó phân tán thành một đám mây hình nấm tiêu chuẩn.

Vào cuối thế chiến II, người Nhật vừa mới trải qua thảm họa bom nguyên tử, họ lập tức cảnh giác, lo lắng liệu lẽ nào bom nguyên tử lại nổ tiếp. Các thuyền viên vội vàng thu lưới. May mắn là thuyền cá vẫn cách đảo Bikini khá xa, khoảng hơn 100km, các thuyền viên vẫn còn thời gian phản ứng, tạm thời chưa cảm thấy sóng xung kích mạnh mẽ.

Khi các thuyền viên đang thu dọn đồ, bột trắng bất ngờ từ trên trời rơi xuống, bột trắng như hoa tuyết rơi khắp trên boong tàu và trên thân các thuyền viên. Một thuyền viên cầm bột trắng lên nhìn kỹ, hoá ra đó là những hạt cát và hạt san hô nổ nát vụn. Họ cảm thấy sự việc bất ổn, nhanh chóng lái thuyền rời đi. Trên đường trở về, các thuyền viên xuất hiện các triệu chứng buồn nôn, đau đầu… Khi tới bờ, họ nhanh chóng tới bệnh viện, quả nhiên bác sĩ chẩn đoán 23 thuyền viên bị nhiễm hội chứng bức xạ.

Ngay khi mọi người nghĩ rằng đó là một vụ nổ bom nguyên tử, thì Đại học Tokyo đã đưa ra kết quả nghiên cứu về loại bột trắng này. Khả năng là ngư dân Nhật gặp phải một loại vũ khí mới, bởi vì thuyền cá của họ cách địa điểm vụ nổ quá xa, sức mạnh của bom nguyên tử thông thường không đủ để phóng tất cả chất phóng xạ này ra xa như vậy trong một lần rơi xuống.

Sau khi cân nhắc các khả năng, kết luận duy nhất là: đây là một loại vũ khí hạt nhân mới. Chính phủ Nhật Bản tức giận đưa ra phản đối với phía Hoa Kỳ, vì lén lút cho nổ vũ khí hạt nhân mới, không chỉ làm hại tới ngư dân Nhật mà còn có thể gây hoạ cho ngành ngư nghiệp nước Nhật.

Khi biết tin, phía Mỹ cảnh giác, quả bom nhiệt hạch có tên Bravo vừa phát nổ này là một bí mật hàng đầu của Lầu Năm Góc. Hiện trường vụ nổ đã được dọn sạch, radar phát hiện vùng biển xung quanh không có tàu ra vào, vậy tại sao nó lại bị một số ngư dân Nhật nhìn thấy, lẽ nào là người Xô Viết đứng phía sau gây ra chuyện này?

Sau khi điều tra họ mới vỡ lẽ ra nguyên nhân là Bom nhiệt hạch quá mạnh, gấp 1.000 lần bom nguyên tử ở Hiroshima. Khu vực nguy hiểm của khu vực thử nghiệm bom nguyên tử được chỉ định ban đầu là không đủ, và nó vượt quá khu vực này quá nhiều. Còn thuyền cá của Nhật nằm ngoài khu vực được chỉ định ban đầu, nên radar không quét tới khu vực đó. Sau sự việc này, Mỹ đã bồi thường cho phía Nhật hơn 1,5 triệu USD.

Trong cái rủi có cái may, 23 thuyền viên bị nhiễm hội chứng bức xạ đã được điều trị và chỉ có một người tử vong.

Sự khác nhau giữa bom nguyên tử và bom nhiệt hạch

Vậy sự khác nhau giữa bom nguyên tử hạt nhân và bom nhiệt hạch là gì? Nói một cách đơn giản, bom nguyên tử vận dụng nguyên lý phân hạch hạt nhân, còn bom nhiệt hạch vận dụng nguyên lý phản ứng tổng hợp hạt nhân. Đây là hai loại phản ứng hạt nhân khác nhau. Bom nguyên tử dùng vật liệu phân hạch, thường là uranium và plutonium; còn bom nhiệt hạch dùng vật liệu tổng hợp, là deuterium và tritium thuộc họ đồng vị hydro. Phân hạch là khiến một hạt nhân nguyên tử chia thành vài hạt; còn tổng hợp là khiến vài hạt nhân nguyên tử tụ lại thành một.Phản ứng tổng hợp hạt nhân (nhiệt hạch) sử dụng vật liệu deuterium và tritium thuộc họ đồng vị hydro. (Ảnh: Commons Wikimedia)

Nghe thì giống như cùng một câu chuyện hạt nhân, nhưng thực tế lại cách xa vạn dặm. Hạt nhân nguyên tử sinh ra do phân hạch rất không ổn định, nó có tính phóng xạ; nhưng hạt nhân nguyên tử sinh ra do tổng hợp rất ổn định, không có tính phóng xạ. Vậy tại sao lại nói các ngư dân Nhật ở trên bị nhiễm hội chứng bức xạ?

Điều này là do ý tưởng thiết kế của bom nhiệt hạch. Phản ứng tổng hợp hạt nhân đòi hỏi nhiệt lượng rất lớn để xúc tác. Các nhà thiết kế không thể tìm được chất thay thế, vì vậy họ phải sử dụng vụ nổ của bom nguyên tử để kích thích phản ứng tổng hợp hạt nhân, ngưỡng nhiệt độ cần thiết để bắt đầu phản ứng nhiệt hạch rất cao, vụ nổ khí thông thường không thể đáp ứng yêu cầu này, do đó họ đã sử dụng bom nguyên tử làm ngòi nổ để kích nổ bom nhiệt hạch.

Còn năng lượng khổng lồ được tạo ra sau khi hợp nhất, nó sẽ khiến phần bom nguyên tử chưa phân hạch tiếp tục phân hạch.

Vì vậy quá trình kích nổ bom nhiệt hạch được chia thành ba bước: phân hạch-hợp hạch-phản phân hạch. Trên thực tế, không phải là chất tổng hợp hạt nhân deuterium và tritium gây ô nhiễm phóng xạ; mà đó là chất phân hạch – uranium – được sử dụng làm vật liệu kích nổ. Do hiệu suất phân hạch uranium trong bom nhiệt hạch cao hơn so với bom nguyên tử thông thường nên nó có tính phóng xạ cao hơn và gây ô nhiễm môi trường hơn. Lúc này cả thế giới mới cảm thấy hóa ra suy nghĩ của Eddington thực sự tuyệt vời.

Phát triển năng lượng nhiệt hạch (tổng hợp hạt nhân) có kiểm soát

Vì vậy, các nhà khoa học đã tự hỏi, sẽ tuyệt vời như thế nào nếu phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể được sử dụng để tạo ra điện. Vậy thì thế giới không những sẽ có năng lượng vô tận như mặt trời, mà còn hoàn toàn tự nhiên và hoàn toàn không có carbon. Biết đâu nó cũng có thể biến giấc mơ du hành vũ trụ của nhân loại thành hiện thực. Bởi vì điều quan trọng nhất cần giải quyết cho du hành vũ trụ đường dài là vấn đề năng lượng.

Nhưng để sử dụng năng lượng tổng hợp hạt nhân, cần có hai điều kiện. Đầu tiên, cần phải tìm một thứ thay thế bom nguyên tử, đó là năng lượng sạch có khả năng kích hoạt phản ứng tổng hợp hạt nhân. Nếu không, một khi nhà máy điện hạt nhân nhiệt hạch được khởi động, một quả bom nguyên tử phải được kích nổ để làm nóng động cơ trước.

Điều kiện thứ hai là phản ứng tổng hợp hạt nhân phải được thay đổi từ không thể kiểm soát thành có thể kiểm soát, không chỉ kiểm soát được mà nó phải là loại chế độ phát năng lượng liên tục. Là một vũ khí, bom khinh khí chỉ dùng một lần, có sức hủy diệt và năng lượng giải phóng không thể kiểm soát được. Đây cũng là lý do xăng dùng làm nhiên liệu chứ thuốc nổ TNT không dùng làm nhiên liệu được.

Các nhà khoa học bắt đầu rất lạc quan, bởi vì chỉ mất 12 năm để phản ứng phân hạch hạt nhân hoàn thành bước chuyển mình ngoạn mục từ vũ khí giết người thành nguồn năng lượng có lợi cho nhân loại. Vào năm 1957, là năm thứ 12 sau khi hai quả bom nguyên tử \”Little Boy\” và \”Fat Man\” lần lượt được ném xuống Hiroshima và Nagasaki, nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới chính thức được khởi động ở Pennsylvania, Hoa Kỳ.

Đó là Nhà máy điện hạt nhân Pier City. Kể từ đó, các nhà máy điện hạt nhân mọc lên khắp thế giới như nấm sau mưa, hơn nữa bốn thời đại cách mạng công nghệ hạt nhân đã hoàn thành.

Nhưng cho đến nay, tất cả đều là các nhà máy điện hạt nhân phân hạch mà chưa hề có nhà máy điện hạt nhân nhiệt hạch nào.

Điều khiến mọi người rất thất vọng là kể từ khi quả bom nhiệt hạch đầu tiên “Bravo” phát nổ ở đảo Bikini vào năm 1954, Hoa Kỳ, Châu Âu, Nhật Bản và Trung Quốc đều đã đầu tư nhiều vào nhân lực, vật lực để hoàn thành quá trình tổng hợp hạt nhân và sử dụng phản ứng tổng hợp để tạo ra điện, nhưng không có tiến triển.

Cuối cùng, vào năm 2022, kết quả chính đã xuất hiện, lò phản ứng tổng hợp hạt nhân trong thử nghiệm có năng lượng đầu ra gấp 1,53 lần năng lượng đầu vào. Cuối cùng, năng lượng tích cực được chờ đợi từ lâu này đã đến. Phản ứng tổng hợp hạt nhân cuối cùng đã biến hại thành lợi. Nó đã thực hiện một bước quan trọng đối với năng lượng mà con người có thể sử dụng.

Tất nhiên, mọi người đều vui mừng và ai cũng mong chờ, nhưng sau khi bạn đọc kỹ dữ liệu thử nghiệm do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ ban hành, bạn có thể không quá phấn khích. Vì sao? Điều này phải bắt đầu từ lịch sử phát triển công nghệ tổng hợp hạt nhân.

Lịch sử công nghệ nhiệt hạch hạt nhân

Công nghệ nhiệt hạch có kiểm soát trong các thử nghiệm toàn cầu có không dưới 20 loại. Chúng ta sẽ tìm hiểu về hai loại quan trọng nhất trong đó.

Công nghệ Tokamak

Loại đầu tiên được gọi là công nghệ Tokamak. Đặc điểm của công nghệ này là thiết bị nó sử dụng trông giống như một chiếc bánh rán ngoại cỡ, đó là một thiết bị hình tròn gọi là Tokamak, bên ngoài chiếc bánh rán được quấn vô số cuộn từ tính cồng kềnh như bánh bao và nhiều tiện ích bổ sung.

Khi máy được bật, không khí và tạp chất bên trong chiếc bánh rán trước tiên được bơm ra ngoài, sau đó nhiên liệu dạng khí được bơm vào, đó là các đồng vị hydro deuterium và tritium. Cuộn dây từ tính bên ngoài bánh rán được nạp nhiên liệu điện và dưới dòng điện mạnh, nó bị phân hủy thành plasma, là một nhóm các electron tự do và các hạt tích điện.

Chúng ta gọi chúng là plasma. Dưới tác dụng của dòng điện và lực từ, các plasma này va đập qua lại, ngày càng hoạt động mạnh hơn khiến bên trong chiếc bánh rán ngày càng nóng hơn. Nó nóng như thế nào? Nó có thể làm nhiệt độ tăng vọt lên 150-300 triệu độ C. Đây là nhiệt độ cần thiết để phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra.

Kết quả là, các hạt nhân nguyên tử có thể được tổng hợp thành từ hai và ba nguyên tử để hoàn thành phản ứng tổng hợp và giải phóng năng lượng khổng lồ. Tất nhiên, ngoài nhiệt độ cao, mật độ của plasma và thời gian của nó phải được duy trì để phản ứng tổng hợp thành công. Thu thập những năng lượng này, xuất ra một bên và bơm nhiên liệu khí liên tục vào bên kia, quá trình này trông giống động cơ đốt trong của động cơ xăng.

Ngay khi bạn đạp ga, xăng được bơm vào buồng đốt của động cơ và hòa trộn với không khí tạo thành sương nhiên liệu, sau khi đốt cháy, xăng giãn nở đẩy pít-tông chuyển động. Bạn cứ đạp ga thì quá trình này sẽ cứ lặp lại. Thiết bị nhiệt hạch nhiệt đới cũng mượn ý tưởng này. Đây chẳng phải là một mặt trời nhỏ với độ chói và nhiệt có thể kiểm soát được sao?Kết quả phản ứng tổng hợp hạt nhân nguyên tử là giải phóng năng lượng khổng lồ. (Ảnh minh hoạ: Rawpixel)

Tuy nhiên, tất cả những điều trên đều là trạng thái lý tưởng, thực tế lại là chuyện khác. Hiện có hơn 30 phòng thí nghiệm Tokamak trên khắp thế giới, và không có ngoại lệ, tất cả đều gặp phải thất bại.

Bởi vì năng lượng được tạo ra bởi phản ứng tổng hợp hạt nhân trong các thí nghiệm này ít hơn nhiều so với năng lượng đầu vào. Trường hợp thành công nhất của Tokamak cho đến nay là Lò phản ứng vòng lặp chung châu Âu, hay gọi tắt là JET, được xây dựng ở Anh. Chạy JET cần 25 megawatt điện, phản ứng tổng hợp chỉ tạo ra năng lượng 16 megawatt. Tức là, bạn đầu tư 10 đồng, và chỉ có thể kiếm được 6 đồng 4 xu. Hơn nữa, cần tính đến các thiết bị phụ trợ và năng lượng đầu vào của lò phản ứng. Nó chỉ khả thi về mặt kỹ thuật nhưng không khả thi về mặt kinh tế. Nhưng đây là kế hoạch Tokamak có thành tích tốt nhất cho đến nay.

Công nghệ sử dụng tia laser

Loại thứ hai của phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể kiểm soát được chính là tin tốt lành mà Bộ Năng lượng Hoa Kỳ vừa công bố – là một thiết bị laser do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ chế tạo và được lắp đặt tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Moore ở California.

Thiết bị laser này rất lớn, tòa nhà xưởng nơi nó được lắp đặt dài một km, chứa hơn 60.000 bộ mạch điện, điện cao thế, laser và các thiết bị công nghệ cao khác. Trông nó có vẻ cồng kềnh, nhưng thực ra nó cũng yêu cầu độ chính xác cao đến kinh ngạc, tất cả các thiết bị cơ khí đều phải hoàn hảo. Đối với các thiết bị nặng hơn 10 tấn, sai số lắp đặt không được vượt quá 100 micron. Các thiết bị này phải hoạt động với độ chính xác hoàn hảo.

Có 192 khẩu pháo laser được lắp đặt trong nhà máy và những khẩu pháo laser này phải được bắn đồng thời trong vòng một nano giây, hoặc một phần tỷ giây, và phóng vào một quả bóng nhiên liệu cỡ hạt đậu với sai số không quá 30 pico giây trong toàn bộ quá trình. Một pico giây là một phần nghìn tỷ giây, là 10 mũ âm của 12. Vì vậy, các yêu cầu về độ chính xác rất đáng sợ. Khi quả bóng nhiên liệu bị va chạm, bề mặt của quả bóng nhiên liệu cũng sẽ tạo thành plasma giống như chiếc bánh rán của Tokamak.

Lúc này, nhiệt độ trên bề mặt quả bóng nhỏ đột ngột tăng cao, quả bóng nhỏ bên ngoài nóng bên trong sẽ lạnh, nội ngoại lực không đều nên sẽ bị xẹp xuống, còn gọi là nổ vào trong. Vụ nổ kinh hoàng này sẽ làm cho nhiệt độ của toàn bộ quả bóng tăng vọt lên 150 triệu-300 triệu độ C ngay lập tức.

Đó chính là năng lượng cần thiết cho phản ứng tổng hợp hạt nhân. Lúc này có thể gây ra phản ứng dây chuyền tổng hợp hạt nhân bên trong quả bóng.

Một tuyên bố từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cho biết rằng 192 khẩu pháo laser này cung cấp năng lượng 2,05 megawatt, có thể khiến quả bóng tạo ra 3,15 megawatt năng lượng, có nghĩa là nếu đầu tư 10 đồng, có thể kiếm được 15,3 đồng.

Nhưng không nên vội mừng, bởi vì 2,05 megawatt do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ công bố chỉ là công suất phát ra từ 192 khẩu pháo laser. Ngoài ra, còn một con số khác không được nhắc đến trong thông tin tốt lành. Tức là để 192 khẩu pháo laser này hoạt động, nó cần cung cấp 322 megawatt điện năng. Đó là tình huống tương tự với chiếc bánh rán Tokamak mà nhắc tới ở đầu, và cần 700 megawatt điện để JET hoạt động. Vì vậy, tỷ lệ đầu ra thực của Tokamak là 100:2,29. Tỷ lệ đầu vào-đầu ra thực của thiết bị laser trên là 100:0,98. Vì vậy, nếu bạn nhìn vào tỷ lệ giữa năng lượng đầu vào tổng thể và năng lượng đầu ra, thiết bị laser đó không cao bằng Tokamak.

Các khó khăn nào còn ở phía trước

Nhưng lập luận của các chuyên gia là nguyên nhân khiến hiệu suất đầu vào-đầu ra thấp như vậy là do dù là pháo laser hay Tokamak, bản thân thiết bị đều có rất nhiều lỗi và phần lớn năng lượng đầu vào đều bị tiêu hao ở những nơi không cần thiết. Nó giống như việc thổi một quả bóng bị thủng lỗ, dù thổi mạnh đến thế nào cũng chỉ có thể thổi nó to bằng cái bát, nhưng sau khi sửa tất cả các lỗ, bạn có thể thổi quả bóng đó to rất to.

Hiện ở miền nam nước Pháp, mới được xây dựng một lò phản ứng Tokamak (mặt trời nhân tạo đầu tiên). Nó được gọi là lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế, viết tắt là ITER. Lò phản ứng dự kiến sẽ khởi động vào năm 2025.

Một danh sách dài các quốc gia tham gia xây dựng lò phản ứng bao gồm Liên minh Châu Âu, Hoa Kỳ, Trung Quốc, Nhật Bản, v.v. và sẵn sàng chi hơn 22 tỷ euro. Mục tiêu của họ là cố gắng bù đắp các lỗ hổng khác nhau của ITER này càng nhiều càng tốt, đồng thời cố gắng giảm công suất đầu vào và tăng sản lượng, nhóm thiết bị laser cũng có tham vọng nâng cao hiệu quả, khiến năng lượng do hệ thống tạo ra phải lớn hơn năng lượng tổng thể. Tuy nhiên, đánh giá từ tỷ lệ đầu vào-đầu ra hiện tại của họ, bất kể nhóm nào cũng còn cách xa mục tiêu của họ.

Hiện tại, dù là Tokamak hay thiết bị laser, trên thực tế, họ chỉ làm được bước đầu tiên trong những gì đã nói ở trên về phản ứng tổng hợp hạt nhân có kiểm soát. Đó là tìm được vật thay thế ngòi nổ bom nguyên tử, và nó vẫn là \”sự thay thế đắt đỏ\”. Sau khi giải quyết được bước này, bước tiếp theo sẽ khó khăn hơn.

Nhiệm vụ tiếp theo là có thể kiểm soát và liên tục phát ra năng lượng của phản ứng tổng hợp hạt nhân, như vậy mới có ý nghĩa. Bởi vì hiện giờ dù là Tokamak hay thiết bị laser đều có thể thu được năng lượng trong một khoảng thời gian rất ngắn. Với JET là 5 giây, còn thiết bị laser thực sự ngắn hơn, chỉ 5 micro giây. Một micro giây là một phần triệu giây. Làm thế nào đi đến bước thứ hai, để làm cho phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể kiểm soát được và bền vững? Các nhà khoa học hiện chưa có kế hoạch.

Vì vậy, để phản ứng tổng hợp hạt nhân mang lại lợi ích cho nhân loại sẽ còn một chặng đường dài phía trước. Nhưng tin tốt là dù sao bước đầu tiên cũng đã được thực hiện. Thiết bị laser đã được thực hiện, đầu ra tích cực của năng lượng đã được sản xuất. Vì vậy, thông báo của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ không phải là khoe khoang. Hành trình vạn dặm bắt đầu từ một bước chân. Nó giống như một đứa trẻ mới biết đi đã thực hiện bước đầu tiên.

Như mọi người biết, năm 1946, khi chiếc máy tính điện tử đầu tiên ra đời. Thực sự nó rất thô và buồn cười, nó chiếm diện tích 170 mét vuông và nặng 30 tấn và chỉ có thể thực hiện 5000 phép tính mỗi giây. Nhưng nó có ý nghĩa rất to lớn.

Tiến triển của phản ứng tổng hợp hạt nhân có kiểm soát được đề cập cũng như vậy. Nếu có thể hoàn thành quá trình chuyển đổi sang ứng dụng dụng thực tế, không có nghi ngờ gì nó sẽ là thành tựu thay đổi lịch sử nhất mà nhân loại đạt được trong thế kỷ 21, sẽ là một trong những bước đột phá về công nghệ, mang lại nguồn năng lượng sạch và vô tận.

Theo Wenzhaostudio

Minh An biên dịch