Chủ Nhật, 21 tháng 2, 2010

Điện dung hợp



 Sau khi làm tiếng nổ vang – big bang, tìm kiếm Higgs boson…. ở máy đụng độ protons Thụy Sĩ  và Pháp :
    Lò phản ứng dung hợp mới khi nào cung cấp nổi  điện sạch vô giới hạn,  từ  nước biển  ?
            G S Tôn Thất Trình   
 Sau đây là quan điểm của   Charles Seife , tác giả sách sắp xuất bản:” Mặt Trời trong Chai lọ :  Lịch sử lạ lùng của Dung hợp và  Khoa học của Mong muốn bất  chấp Thực tế - Sun in a Bottle : the Strange History of Fusion  and the Science of Wishful Thinking “.
          Hơn nữa thế kỷ nay , các kỷ sư  đã cố tâm xây dựng  một mặt trời nho nhỏ trong một chai lọ : một lò phản ứng dung hợp .  Nay , một  nhóm nhà khoa học quốc tế  đang cố tâm mạnh dạn hơn hầu cho vụ này xảy ra .  Nếu nhóm thành công , chúng ta sẽ  gần đây, tạo ra   nguồn   điện  vô hạn  từ một đồng vị  của hydrogen ,  dồi dào vô cùng ở đại dương chúng ta . Tuy nhiên đó là  một cái “ nếu “  to bự .
             Ở phản ứng dung hợp căn bản , các nguyên tử hydrogen dụng độ , t.ao ra helium  và giải tỏa năng lượng . . Muốn  phản ứng họat động , cần  hâm nóng  các nguyên tử  đến hàng  chục hay trăm triệu độ Farenheit. . Ở nhiệt độ cao như vậy , chất liệu  chỉ còn ở thể dạng plasma mà thôi , một xúp  đầy electrons  điện âm  và  những  nhân  nguyên tử điện dương .  Ở một ngôi sao như  mặt trời của chúng ta , plasma được  giữ chặt nhau bằng trọng lực .  Trên Trái Đất . một lò phản ứng  cần có một contennơ  và chưa có một  vật liệu nào  đủ mạnh mẽ ,  chống đở  được tiếp xúc trực tiếp  với plasma .
            Có một phương cách  xoay quanh , tránh vấn đề . . Plasmas là những hạt tử điện tính  bị các từ trường ảnh hưởng đến.  Các nhà vật lý học đã có khả năng  họa kiễu những máy móc   sử dụng các  nam châm điện  để bẩy bắt  và thao tác  plasmas .  Tuy nhiên chưa có  máy móc họa kiểu nào , cầm chân  được plasma hydrogen nung chảy   dài đủ ,  hầu sản xuất nhiều điện hơn là  các nam châm  tiêu thụ điện . Lò plasma tốt nhất phát sinh ra  6.5 watts cho mỗi 10 watts   nó  xài vào . Một linh kiện  xài nhiều năng lượng hơn , lẽ dĩ nhiên  không thể là nhà máy điện .
             Các nhà khảo cứu ở Âu Châu, Nhật Bổn , Hoa Kỳ , Trung Quốc, Hàn Quốc ( Nam Hàn )  và Nga đang họat động, cố phá vỡ  rào cản điện này,  bằng cách xây dựng  một contennơ  đựng plasma tốt nhất từ trước đến nay , tên gọi là  Lò Quốc tế  nhiệt  hạt nhân  Thí nghiệm – the International Thermonuclear Experimental  Reactor , viết tắt là ITER . Sau hơn  hai chục năm qui họach , dự án tốn 15 tỉ đô la Mỹ này,  cuối cùng đã được xây dựng lên ở miền Nam nước Pháp .
            ITER sẽ chứa  một tàu điện từ hình nhẫn – doughnut tên gọi là tokamak,  , đường kính 12 mét ( 56 bộ Anh ).Tàu này sẽ được những cuộn  nobium siêu dẫn  vây quanh , tạo ra những  từ trường 100 000  lần mạnh hơn từ trường Trái Đất . Những từ trường này sẽ có 2 nhiệm vụ :   chúng sẽ hâm nóng ( nhiệt ) một đám mây hydrogen lên đến nhiệt độ xé da  cần thiết cho dung hợp . Trong khi đó bó buộc plasma  tạo ra phải  nằm trong một vòng đám mây cách xa tường vách tokamak .
             Mục đích các nhà vật lý học dung hợp là nhiệt lượng từ các plasmas nung chảy  giữ cho phản ứng xảy ra vô hạn định , không cần bơm thêm vào năng lượng ngọai nữa.  ITER chưa đến giai đọan này, nhưng nếu may mắn, khi lò phản ứng sẽ chạy năm 2018. ,lò sẽ có khả năng giữ các plasmas  cháy bỏng  5 phút hay lâu hơn nữa , giúp chúng gỉai tỏa 10 lần  hơn  năng lượng  chúng  xài. Như vậy biến ITER  thành  lò dung hợp đầu tiên , sản xuất một thặng dư năng lượng . Rồi các nhà khoa học  có thể khởi đầu  tìm cách  thu họach năng lượng dung hợp  cho những sử dụng thực tế .
            Kiểm sóat cho được một mặt trời nho nhỏ  là cả một  thách thức công nghệ to lớn .  Vài tường vách ITER  sẽ bị bắn  bằng các hạt tử điện tính thoát khỏi plasmạ ,  cho nên cần phải thay thế chúng  nhiều lần suốt tuổi thọ của lò, dự trù là 20 năm . Rồi còn có một  khó khăn tên gọi là “ sự cố  chuyễn vị thẳng đứng – vertical  displacement event “ . Theo nhà vật lý học  ITER David Campbell,  sự cố như thế xảy ra  khi plasma  ở nhẫn – doughnut   trôi dạt  khỏi vòng kiểm sóat , giải tỏa ra  một lực điên từ uy vũ . Ông nói : chỉ trong một  phần 10 một giây đồng hồ . cả tòan thể cơ cấu  bị một lực  tương dương với 8000 tấn,  đẩy lên đẩy xuống. ITER phải  manh mẽ đủ, để chống đở căng thẳng này . .
             Trong số các thách thức , thách thức lớn nhất là  tìm  tiền đủ cho ITER vẫn tiếp tục chạy .  Một hiện thân trước đây của dự án chết ngõm  cuối thập niên 1990 , khi Hoa Kỳ rút lui,  khi  tổn phí lên cao xoắn ốc . Lịch sử có cơ tái diễn :  Cuối năm ngóai , Quốc hội Hoa Kỳ lóc hết ruột   phần  ngân sách dự án của Hoa Kỳ đài thọ ,  khiến cho các
 nhà khoa học chạy ngược chạy xuôi,   kiếm  cho đủ tiền để dự án họat động. . Nay các mảy ủi đất  đã san bằng vị trí phía nước Pháp , các nhà khoa học Inter  thề thốt rằng nay  họ đã gần mức thực hiện mơ  ước.  Campbell nói  chúng tôi rất khích lệ  là dự án đã bắt đầu xây cất . Chúng  tôi  sắc bén  cố làm nó họat động , vì chúng tôi đã chờ đợi qúa lâu rồi .
                       ( Irvine Ca Li,  ngày 12 tháng chín năm 2008 )       

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét