Lò phản ứng nhiệt hạch nóng gấp 7 lần lõi Mặt Trời

Dòng điện plasma sẽ đẩy nhiệt độ trong lò phản ứng nhiệt hạch Tokamak ST40 ở Anh lên 100 triệu độ C, cung cấp năng lượng sạch cho điện lưới quốc gia vào năm 2030.

Theo Worl Nuclear News, tại tâm lò phản ứng, nhiệt độ có thể đạt tới 100 triệu độ C vào năm 2018. Đây là nhiệt độ cần thiết để kích hoạt phản ứng tổng hợp hạt nhân hydro thành heli và giải phóng năng lượng.

Đây là mẫu lò phản ứng cải tiến lần ba của công ty Tokamak Energy, bước cuối cùng trước khi đưa năng lượng nhiệt hạch hòa vào điện lưới từ năm 2030. Năng lượng từ phản ứng nhiệt hạch tỏa ra là năng lượng sạch hoàn toàn và gần như vô tận, không có chất thải phóng xạ như các lò phản ứng phân hạch truyền thống. Chất thải duy nhất của nó là khí trơ heli. Tiếp theo, các nhà nghiên cứu sẽ phải tìm cách để chuyển hóa năng lượng nhiệt hạch thu được thành điện.

Lò phản ứng nhiệt hạch Tokamak ST40.

"Hôm nay là một ngày quan trọng của quá trình phát triển năng lượng nhiệt hạch ở Anh cũng như trên thế giới. Chúng tôi công bố thiết bị nhiệt hạch đầu tiên trên thế giới được thiết kế, xây dựng và vận hành bởi một nhà đầu tư mạo hiểm", David Kingham, giám đốc điều hành của Tokamak Energy, cho biết hôm 28/4.

"Chúng tôi đã đi được nửa chặng đường và sẽ cung cấp năng lượng nhiệt hạch ở quy mô thương mại vào năm 2030".

Nhược điểm của lò phản ứng nhiệt hạch là rất khó để giữ trạng thái nhiệt độ rất cao tại tâm lò. 100 triệu độ C là nhiệt độ cao gấp 7 lần nhiệt độ tại lõi Mặt Trời, cần phải được duy trì trong một "chai từ tính" có hình dạng giống bánh vòng doughnut trong thời gian đủ lâu để phản ứng nhiệt hạch xảy ra. Để tạo ra nhiệt độ này, trước hết plasma (trạng thái thứ 4 của vật chất, chỉ bao gồm các hạt mang điện), sẽ được chứa trong một buồng chân không, sau đó cho dòng điện chạy qua để gia nhiệt.

Hai cuộn dây từ tính siêu dẫn sẽ được sử dụng để tạo ra từ trường theo cả phương ngang và dọc, tạo ra một cái "lồng từ tính" để chứa và định hình plasma. Nhiệt độ do dòng điện plasma tạo ra sẽ đạt tới 1/3 mức nhiệt 100 triệu độ C. Tiếp theo, các nguyên tử hydro trung hòa điện sẽ được đưa vào trong dòng plasma tốc độ cao. Chúng sẽ bị ion hóa và "bẫy" trong từ trường, giảm tốc độ và truyền năng lượng vào plasma, tiếp tục gia nhiệt cho lò để đạt tới 100 triệu độ C.