Viện Max Planck của Đức đã bắt đầu thử nghiệm ở Wendelstein thử nghiệm 7Lò phản ứng nhiệt hạch -X. Lò phản ứng đó được nhiều người tin là chìa khóa cho năng lượng nhiệt hạch có thể sử dụng được về mặt thương mại.
Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã tìm kiếm cách tạo ra năng lượng bằng phản ứng tổng hợp hạt nhân. Phản ứng tổng hợp hạt nhân hợp nhất hai nguyên tử thành nguyên tử thứ ba nặng hơn, tương tự như những gì xảy ra trong mặt trời. Quá trình này về cơ bản khác với quá trình phân hạch hạt nhân diễn ra trong các nhà máy điện hạt nhân ngày nay. Phản ứng tổng hợp hạt nhân không chỉ có khả năng tạo ra nhiều năng lượng hơn phản ứng phân hạch hạt nhân, quá trình này còn an toàn hơn nhiều và không tạo ra thùng chất thải phóng xạ. Khí nhà kính cũng không phải là vấn đề.
Hai lựa chọn
Do đó, không có gì đáng ngạc nhiên khi rất nhiều tiền được đổ vào nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân. Có hai loại lò phản ứng đầy hứa hẹn. Lò phản ứng Tokomak được biết đến nhiều nhất. Lò phản ứng đó có hình dạng giống như một chiếc bánh rán và một khối khổng lồ thử nghiệm phải tạo ra nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ để phản ứng diễn ra, hiện đang được xây dựng ở Pháp.
[related_article id=”172578″]
Nó Nguyên tắc Tokomak có một nhược điểm cơ bản: để đạt được phản ứng tổng hợp hạt nhân, plasma phải đạt nhiệt độ khoảng 80 triệu độ C. Từ trường giữ plasma đó cách xa thành lò phản ứng. Nguyên lý đó hoạt động hoàn hảo miễn là lò phản ứng là một ống thẳng dài vô hạn. Trên thực tế, đó không phải là một lựa chọn, có nghĩa là lò phản ứng phải có hình tròn. Hình tròn lần lượt phá vỡ từ trường, do đó plasma không nổi.
Tokomak vs Stellarator
Trong giải pháp Tokomak, Plasma được nạp điện từ để ổn định trường. Kỹ thuật này đầy hứa hẹn và sẽ giải phóng nhiều năng lượng hơn mức nó hấp thụ trong vòng vài năm, nhưng từ trường trong lò phản ứng như vậy chỉ có thể tồn tại trong một thời gian ngắn. Vì thế máy móc không thể chạy liên tục được.
Ở Đức, Viện Max Planck hiện đang thử nghiệm một giải pháp thay thế. The Wendelstein 7Lò phản ứng -X thuộc loại Stellarator. Khi plasma trong Tokomak chạy qua một ống từ tính, nó bị uốn cong theo những đường cong kỳ lạ trong lò phản ứng Stellarator. Những chỗ uốn cong này bù đắp cho sự mất cân bằng của từ trường trong lò phản ứng tròn, do đó plasma cũng không chạm vào thành lò phản ứng ở đây.
Ưu điểm lớn của Stellarator là từ trường ổn định nên phản ứng có thể tiếp tục vô thời hạn. Điểm bất lợi là có rất ít nghiên cứu được thực hiện về Stellarator. The Wendelstein 7-X định hình ứng dụng đầu tiên của nguyên lý này trên quy mô tương đối lớn và sẽ chứng minh rằng Stellarator có thể hoạt động như một lò phản ứng có thể sử dụng được.
Máy thí nghiệm
The Wendelstein 7-X sẽ chưa tạo ra năng lượng. Mục đích của các nhà nghiên cứu là chứng minh nguyên lý hoạt động và lò phản ứng có thể hoạt động liên tục trong thời gian dài. Các thử nghiệm đầu tiên sẽ diễn ra cho đến giữa tháng 3, sau đó lò phản ứng sẽ nhận được các nâng cấp lẻ tẻ nhằm tăng nhiệt độ vận hành và thời gian tối đa của phản ứng. Trong vòng bốn năm, Wendelstein 7-X đã có thể chạy liên tục trong nửa giờ, trong khi hiện tại chỉ mới được một giây.
Thủ tướng Đức Angela Merkel đã long trọng nhấn nút cho cuộc thử nghiệm đầu tiên diễn ra đúng như mong đợi. Nghiên cứu về Stellarator hiện chỉ đang được đà phát triển vì sẽ không thể phát triển một lò phản ứng như vậy trong thời gian dài. Sự uốn cong của trường điện từ đặc biệt đến mức người ta đã sử dụng siêu máy tính để tính toán chúng. Đến Wendelstein 7-X đã hoạt động được 19 năm và tổng chi phí của dự án là hơn một tỷ euro.
