Khởi công xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất thế giới ITER

Dự án điện mặt trời lớn nhất thế giới qua tuyến cáp ngầm dưới biển

Đức khởi công dự án trạm nhiên liệu đầu tiên trên thế giới cho tàu hỏa chạy bằng hydro

ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor là một siêu dự án nghiên cứu và phát triển công nghệ tổng hợp hạt nhân quốc tế, được xây dựng bên cạnh cơ sở Trung tâm Nghiên cứu Cadarache tại Saint-Paul-lès-Durance, Provence, miền nam nước Pháp. Dự án được kỳ vọng sẽ mở ra kỷ nguyên mới cho việc sử dụng năng lượng nhiệt hạch của loài người.

Bản chất của ITER là một lò phản ứng nhiệt hạch loại Tokamak. Bên trong ITER diễn ra quá trình tổng hợp hạt nhân hai đồng vị của hydro là deuterium (2H) và tritium (3H). Theo tính toán, một gram hỗn hợp deuterium và tritium trong quá trình tổng hợp hạt nhân tạo ra lượng năng lượng bằng với việc đốt 80.000 tấn dầu. Quá trình tổng hợp trong lò ITER sẽ tạo ra dạng vật chất plasma ở nhiệt độ lên tới 150 triệu độ C bằng nguồn năng lượng đầu vào có công suất 50 MW. Nhiệt độ này đủ sức để tổng hợp deuterium và tritium thành heli. Sau khi được tạo thành, các nguyên tử heli sẽ bay trong lòng lò và va chạm với thành lò để sản sinh năng lượng dưới dạng nhiệt để đảm bảo plasma có thể tự duy trì trạng thái như vậy một cách liên tục. Kết quả là lò phản ứng phát ra nguồn năng lượng có công suất tương đương 500 MW, cao gấp 10 lần mức năng lượng cần thiết để lò khởi động. Chất thải từ quá trình tổng hợp hạt nhân có thể tái chế trong vòng 100 năm; không có tính phóng xạ nên hoàn toàn thân thiện với môi trường và sức khỏe con người. Tỷ lệ an toàn của lò phản ứng nhiệt hạch cũng ở mức rất cao, hạn chế khả năng xảy ra những thảm họa hạt nhân như Chernobyl hay Fukushima xuống mức thấp nhất có thể.

So với những loại nhiên liệu hóa thạch như than đá, khí thiên nhiên hay dầu thô, nguyên liệu cho lò phản ứng nhiệt hạch chính là nước biển (để điều chế deuterium). Đây chính là cơ sở để nói về một nguồn năng lượng sạch và hoàn toàn có khả năng tái tạo một cách an toàn. Năng lượng nhiệt hạch có những lợi thế rõ rệt so với những loại hình năng lượng ngày nay. Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất hiện nay của loại năng lượng này là tiêu tốn nhiều năng lượng hơn so với năng lượng tạo ra. Do đó, ITER được kỳ vọng là lò phản ứng nhiệt hạch đầu tiên giải quyết được vấn đề này. Sau khi hoàn thành, lò ITER có thể tạo ra hỗn hợp plasma với nhiệt độ lên tới 150 triệu độ C - tức là cao gấp 10 lần nhiệt độ trên bề mặt của Mặt Trời.

Dự án xây dựng lò ITER có sự tham gia đóng góp vốn của bảy nước thành viên EU, Ấn Độ, Nhật Bản, Trung Quốc, Nga, Hàn Quốc và Mỹ. Liên minh Châu Âu, nơi đặt tổ hợp ITER, đóng góp 45% tổng mức đầu tư của dự án, và 6 bên còn lại mỗi bên đóng góp xấp xỉ 9%. Theo kế hoạch, ITER sẽ tạo ra những dòng chảy plasma đầu tiên vào năm 2020, trong khi các thí nghiệm về plasma cháy dự kiến sẽ bắt đầu vào năm 2027.

Phạm TT