Tương lai nguồn năng lượng tổng hợp hạt nhân

Một Viện khoa học Mỹ đang trên đà đạt được một mục tiêu lâu dài trong nghiên cứu tổng hợp hạt nhân. Hệ thống Kích hoạt Quốc gia Mỹ (NIF) sử dụng tia laser cực mạnh để đốt nóng và nén nhiên liệu hydro, bắt đầu phản ứng tổng hợp.

Mục tiêu của NIF là trong vài năm tới khai thác nhiệt hạch để cung cấp một nguồn năng lượng sạch, vô hạn. Đây là dự án kết hợp giữa Phòng thí nghiệm Rutherford Appleton (Anh) và NIF – sử dụng các hạt nhân của Deuterium, Tritium và bắn tia laser để hợp nhất các hạt này còn bằng vài phần trăm kích cỡ ban đầu của chúng. Quá trình này khiến các nguyên tử hydro hợp nhất, biến thành helium - phản ứng tương tự như ở bom H (bom khinh khí).

Phản ứng này được kiểm soát và có thể tạo ra các dòng neutron chuyển động nhanh - có thể được dùng để đun nóng nước và quay tua-bin hơi nước, tạo ra năng lượng. Để đạt đến mục tiêu này, nguồn năng lượng tạo ra phải tăng khoảng 1.000 lần, vì thế thách thức mà công nghệ phải đối mặt thật không nhỏ.

Tương lai nguồn năng lượng tổng hợp hạt nhân -0
Nghiên cứu diễn ra tại NIF, ở Livermore, California (Mỹ).

Trong một quá trình được gọi là phản ứng tổng hợp quán tính, 192 chùm tia từ laser của NIF hướng tới một viên nang cỡ hạt tiêu chứa deuterium và triti, là những dạng khác nhau của nguyên tố hydro để nén nhiên liệu có mật độ gấp 100 lần chì và làm nó nóng lên 100 triệu độ C - nóng hơn cả tâm của Mặt trời. Những điều kiện này giúp khởi động phản ứng tổng hợp nhiệt hạch.

Một thí nghiệm được thực hiện vào ngày 8-8-2021 đã sinh ra 1,35 megajoules (MJ) năng lượng - khoảng 70% năng lượng laser được cung cấp cho viên nang nhiên liệu. Debbie Callahan, nhà vật lý Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore, trình bày: “Đây là một tiến bộ to lớn cho phản ứng tổng hợp và cho toàn bộ cộng đồng nhiệt hạch”. Như một thước đo cho sự tiến bộ, năng suất từ thí nghiệm hiện nay cao gấp 8 lần kỷ lục trước đó của NIF - được xác lập vào mùa xuân năm 2021 - và gấp 25 lần năng suất từ các thí nghiệm được thực hiện vào năm 2018.

Bước tiếp theo, Tiến sĩ Callahan cho biết các thí nghiệm sẽ được lặp lại: “Đó là điều cơ bản đối với khoa học thực nghiệm. Chúng ta cần hiểu mức độ có thể tái tạo và kết quả nhạy cảm như thế nào đối với những thay đổi nhỏ. Sau đó, chúng tôi có những ý tưởng về cách cải thiện thiết kế và sẽ bắt đầu thực hiện những ý tưởng đó vào năm 2022. Năng lượng khổng lồ giải phóng trong thí nghiệm thực sự ấn tượng về mặt nhiệt hạch, nhưng trên thực tế, điều này tương đương với năng lượng cần để đun sôi một ấm đun nước.

Năng lượng nhiệt hạch cao hơn nhiều có thể đạt được nếu chúng ta có thể tìm ra cách giữ nhiên liệu lại với nhau lâu hơn, để cho phép đốt cháy nhiều hơn. Đây sẽ là chân trời tiếp theo cho phản ứng tổng hợp quán tính”. Chức năng khác của NIF là giúp đảm bảo an toàn và độ tin cậy cho kho dự trữ vũ khí hạt nhân của Mỹ. Năm 2013, trong các thí nghiệm tại NIF, lượng năng lượng giải phóng thông qua phản ứng nhiệt hạch đã vượt quá lượng năng lượng mà nhiên liệu hấp thụ- một bước đột phá và là bước đầu tiên đối với bất kỳ cơ sở nhiệt hạch nào trên thế giới.

Tương lai nguồn năng lượng tổng hợp hạt nhân -0
Ảnh minh họa cho thấy một viên nang nhiên liệu hydro bên trong một thùng chứa được gọi là hohlraum.

NIF là một trong số các dự án trên khắp thế giới hướng tới nỗ lực thúc đẩy nghiên cứu nhiệt hạch. Chúng bao gồm cơ sở Iter trị giá hàng tỷ euro hiện đang được xây dựng ở Cadarache, Pháp. Iter thực hiện một cách tiếp cận khác đối với phản ứng tổng hợp điều khiển bằng laser tại NIF; cơ sở ở miền Nam nước Pháp sẽ sử dụng từ trường để chứa plasma nóng - khí mang điện. Khái niệm này được gọi là phản ứng tổng hợp từ tính (MCF).

Phương hướng tổng hợp hạt nhân hiện nay đang phát triển mạnh mẽ, mở ra nhiều hy vọng về một phương pháp tạo năng lượng vô cùng tận (cung cấp năng lượng cho nhân loại nhiều triệu năm), không gây khí nhà kính, giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Nhiều vấn đề công nghệ phức tạp cần phải tiếp tục hoàn thành để biến tổng hợp hạt nhân thành công nghiệp thị trường. Với quy mô và tốc độ phát triển hiện nay, khoảng năm 2030-2035, con người có thể chế ngự một năng lượng độc đáo - năng lượng tổng hợp hạt nhân.

Nhưng việc xây dựng các cơ sở nhiệt hạch khả thi về mặt thương mại có thể cung cấp năng lượng cho lưới điện sẽ đòi hỏi một bước nhảy vọt khổng lồ khác. Giáo sư Chittenden kết luận: “Biến khái niệm này thành một nguồn năng lượng điện tái tạo có thể là một quá trình lâu dài và sẽ liên quan đến việc vượt qua những thách thức kỹ thuật đáng kể, chẳng hạn như có thể tái tạo lại thí nghiệm này nhiều lần trong một giây để tạo ra một nguồn điện ổn định”.

Duy Minh (Tổng hợp)

Các tin khác

Lỗ hổng trong quản lý dữ liệu quan trắc môi trường

Lỗ hổng trong quản lý dữ liệu quan trắc môi trường

Hệ thống quan trắc môi trường tự động là trụ cột quan trọng của quản trị môi trường, cung cấp dữ liệu phục vụ giám sát và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Tuy nhiên liên tiếp thời gian qua, nhiều vụ việc dữ liệu quan trắc môi trường bị can thiệp, thao túng, không chỉ đặt ra trách nhiệm của các bộ, ngành, cá nhân có liên quan, mà còn đặt ra câu hỏi về doanh nghiệp được hưởng lợi, cơ chế quản lý dữ liệu và khả năng truy đến cùng chuỗi hành vi nếu có sự móc nối giữa các bên.

Đừng để hình ảnh "đại ca" trở thành hình mẫu cho người trẻ

Đừng để hình ảnh "đại ca" trở thành hình mẫu cho người trẻ

Từng hai lần lĩnh án tù, Nguyễn Văn Dũng tiếp tục xuất hiện trong các phim ngắn với vai “đại ca” giang hồ. Trong vụ án liên quan kênh YouTube “Đời TV”, lời khai của những người tham gia cho thấy Dũng được mời đóng phim vì có lượng người theo dõi, có thể giúp kênh tăng lượt xem.

Công an TP Đồng Nai: Bình yên từ thế trận lòng dân

Công an TP Đồng Nai: Bình yên từ thế trận lòng dân

Là một trong những nơi tập trung nhiều khu, cụm công nghiệp ở phía Nam, thu hút hàng triệu người từ khắp nơi đổ về làm công nhân và lao động tự do nên TP Đồng Nai luôn là địa bàn mà các đối tượng tội phạm, đặc biệt là trộm cắp, cướp giật chọn làm nơi gây án. Đối tượng mà chúng nhắm đến thường là công nhân. Không để tình trạng này tiếp diễn, Ban Giám đốc Công an TP Đồng Nai đã chỉ đạo Phòng Cảnh sát hình sự và Công an các xã, phường tăng cường nắm tình hình địa bàn, phối hợp tuần tra khép kín để kịp thời đấu tranh, triệt phá.

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Công ty khởi nghiệp của Đức SWARM Biotactics chế tạo côn trùng lai máy móc phục vụ mục đích quốc phòng - nhưng đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học gắn camera lên những loài côn trùng. Các nhà nghiên cứu điều khiển côn trùng bằng cách gửi xung điện đến râu của chúng, khuyến khích gián di chuyển. Nếu thành công, các đàn robot này có thể được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ như trinh sát hoặc tìm kiếm cứu nạn.

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Thời gian vừa qua, trong khu vực cấm, hạn chế bay ở sân bay Tân Sơn Nhất, TP Hồ Chí Minh liên tục xuất hiện UAV hoạt động. Tình trạng này không những gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn của những chuyến bay ở cả hai chiều cất, hạ cánh; mà còn khiến nhiều chuyến bay phải tạm dừng nhiều giờ liền, nhiều chuyến phải hạ cánh gấp hoặc di chuyển đến sân bay khác để dừng chờ; gây thiệt hại hàng chục, thậm chí hàng trăm tỷ đồng cho nhiều loại chi phí.

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Một khối băng và đá trên dãy Langtang bất ngờ sụp xuống, kéo theo lũ bùn đá tràn qua biên giới Trung Quốc và Nepal, phá hủy cửa khẩu, đường sá, nhà máy điện và nhiều khu dân cư. Nhưng Rasuwa không chỉ là câu chuyện về một thiên tai dữ dội, nó cảnh báo một thực tế rất đáng lo ngại. Himalaya,“mái nhà thế giới” và nguồn nước của phần lớn châu Á, đang biến đổi nhanh trong khi hạ tầng và các hành lang kết nối ngày càng tiến sâu vào những vùng núi dễ tổn thương. Khi băng, đá, nước và địa hình cùng mất ổn định, một biến cố trên sườn núi có thể nhanh chóng trở thành khủng hoảng xuyên biên giới.

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Bắc Ninh đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can đối với 5 đối tượng vì có hành vi lừa dối khách hàng. Các đối tượng trên là chủ cơ sở, “bác sĩ”, “khách hàng” của Spa Sigma và Spa “Royal Luxury” ở tỉnh Bắc Ninh với những thủ đoạn lừa dối khách hàng hết sức bài bản, tinh vi.

Thiếu tướng Trịnh Xuân Thu luôn hướng về quê hương bằng những việc làm ý nghĩa để tri ân Mẹ Việt Nam anh hùng và các anh hùng, liệt sĩ.

Công an tỉnh Thanh Hóa phát huy truyền thống anh hùng

Trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước, Thanh Hóa là một trong những địa bàn trọng điểm bị không quân, hải quân Mỹ đánh phá ác liệt. Hàm Rồng, Nam Ngạn, Phà Ghép, Đò Lèn, Đồi Nhơm... trở thành những “tọa độ lửa” trên tuyến chi viện chiến lược. Mỗi cây cầu, bến phà, cung đường nơi đây đều ghi dấu những trận đánh khốc liệt và sự hy sinh của quân, dân Thanh Hóa để giữ vững mạch giao thông ra tiền tuyến.

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

Bỏ học từ lớp 4, lang thang ở ga Nam Định rồi trượt dài từ trộm cắp, cướp tài sản đến ma túy, Nguyễn Văn Thùy dành hơn 20 năm cuộc đời để... đi tù. Khi trở về, những tưởng đã "rẽ lối" thành công sang lĩnh vực truyền thông với hình ảnh “Tế Điên” trên mạng xã hội, kể chuyện tù tội và khuyên giới trẻ hoàn lương, nhưng, như một diễn viên quen "ăn đèn" sân khấu, “Tế Điên" một lần nữa vướng vòng lao lý cũng chính bởi những phát ngôn thiếu kiểm soát của mình.

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Mỹ đã tham gia công ước cấm vũ khí sinh học, nhưng Cục Tình báo Trung ương Mỹ (CIA) lại bí mật phát triển một loại vũ khí ám sát bí mật: "khẩu súng gây đau tim". Sự thật khí tài này vừa được tạp chí trực tuyến Cơ khí phổ thông (PMC) Mỹ lật lại trong số ra trung tuần tháng 8/2026.

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

Một số công nghệ đột phá vẫn mang lại cảm giác như thể chúng được hiện thực hóa từ truyện hư cấu, ngay cả khi chúng đã xuất hiện được một thời gian. Đó là bởi vì chúng ta học cách áp dụng chúng vào cuộc sống hàng ngày thông qua các ứng dụng và thiết bị mà chúng hỗ trợ, nhưng chúng ta lại không bao giờ dành thời gian để tìm hiểu điều gì làm cho những công nghệ này hoạt động.

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

Bên dưới bề nổi của cuộc thương chiến vi chip bán dẫn đang nổi bật trên các trang báo quốc tế là một cuộc chiến ngầm khốc liệt hơn gấp bội: Cuộc đua áp đặt thể chế, giành quyền định đoạt trật tự số toàn cầu. Xem ra, quyền lực đích thực của kỷ nguyên mới không nằm ở chỗ ai làm ra con chip nhanh nhất, mà thuộc về kẻ quyết định AI được phép vận hành theo những quy tắc nào.

Chiều 6/8, việc công an xuất hiện tại nhà Bùi Xuân Huấn đã thu hút nhiều người quay phim, phát trực tiếp qua mạng xã hội

Một thập niên nổi tiếng nhờ thị phi

Không có chuyên môn, nghề nghiệp nổi bật làm bệ phóng, Bùi Xuân Huấn, tức Huấn “Hoa Hồng” vẫn xây dựng được sức ảnh hưởng lớn trên mạng xã hội bằng những màn khoe tiền, phát ngôn gây sốc và các bài giảng về “đạo lý”. Từ một hiện tượng mạng mang màu sắc “giang hồ”, Huấn từng bước thương mại hóa sự nổi tiếng, tham gia kinh doanh, bán hàng trực tuyến và làm từ thiện. Tuy nhiên, hành trình ấy cũng liên tục đi kèm tranh cãi, những lần bị xử phạt và gần đây nhất là việc cơ quan điều tra có mặt tại nơi ở của người này.

Thư cảm ơn của tỉnh ủy lai châu tới công ty TNHH KF FAN của ông Trần Đình Tiệp sau khi ông gửi 1,1 tỉ đồng ủng hộ đồng bào khó khăn

Khánh Sky và kết cục được báo trước

Từ một vụ tranh cãi về hoạt động từ thiện, câu chuyện nhanh chóng leo thang thành những màn livestream chửi bới, kéo đến tận nơi đối chất, rồi kết thúc bằng việc cơ quan công an vào cuộc. Đằng sau vụ việc Khánh Sky là một hiện tượng đáng báo động hơn: Nhiều gã “giang hồ mạng” hiện nay đang kiếm cơm bằng những drama gây tranh cãi và vướng vào pháp luật như là kết cục đương nhiên.

Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến cùng đồng nghiệp nghiên cứu kịch bản trước khi quay phim

Người kể chuyện pháp luật bằng những thước phim triệu view

Đoạn clip ghi lại hình ảnh một trung tá CSGT phụ vợ bán nước mía sau giờ làm việc bất ngờ thu hút hàng triệu lượt xem, giúp nhiều người biết đến Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến, cán bộ Phòng CSGT Công an TP Hà Nội. Phía sau khoảnh khắc đời thường ấy là một hành trình hơn 20 năm bền bỉ đứng giữa những ngã tư Thủ đô, chứng kiến biết bao mất mát vì tai nạn giao thông, thế nên, cách mà anh Tiến tuyên truyền pháp luật bằng những clip sống động khiến người dân, đặc biệt là các bạn trẻ vô cùng thích thú. Mọi người gọi anh là "Trung tá triệu view".

Những phát minh đi trước thời đại

Những phát minh đi trước thời đại

Giám sát động đất, động cơ hơi nước, phẫu thuật và vật liệu tiên tiến... Một hành trình khám phá những phát minh cổ đại đi trước thời đại.

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Cuộc xung đột tại Ukraine kéo dài đã đẩy các quốc gia thành viên châu Âu của NATO vào một cuộc chạy đua vũ trang quy mô lớn chưa từng có kể từ sau Chiến tranh Lạnh. Trong bối cảnh các tập đoàn công nghiệp quốc phòng nội địa phương Tây bị quá tải và Mỹ có dấu hiệu muốn giảm bớt vai trò đầu tàu dẫn dắt phòng thủ cựu lục địa, một hiện tượng địa chính trị kỳ lạ đã xuất hiện: dòng vũ khí từ cường quốc công nghiệp Đông Bắc Á - Hàn Quốc - đang ồ ạt đổ bộ về phía Tây.