Đột phá thực sự về năng lượng nhiệt hạch là

[ad_1]

Cài Win online

Tuần trước, bên trong một cái trống mạ vàng trong phòng thí nghiệm ở Bắc California, một nhóm các nhà khoa học đã nhanh chóng tái tạo cơ chế vật lý cung cấp năng lượng cho mặt trời. Thí nghiệm đêm khuya của họ liên quan đến việc bắn 192 tia laze vào viên nang chứa một viên nhỏ cỡ hạt tiêu chứa đầy các nguyên tử hydro. Một số trong những nguyên tử đó, thường đẩy nhau, đã bị trộn lẫn với nhau và hợp nhất, một quá trình tạo ra năng lượng. Theo tiêu chuẩn của các phản ứng nhiệt hạch trên Trái đất, đó là một rất nhiều của năng lượng. Trong nhiều năm, các nhà khoa học đã thực hiện loại thí nghiệm này chỉ để thấy nó thiếu năng lượng dùng để nấu nhiên liệu. Lần này, cuối cùng, họ đã vượt quá nó.

Chiến công đó, được gọi là đánh lửa, là một thắng lợi to lớn đối với những người nghiên cứu về nhiệt hạch. Các nhà khoa học chỉ cần nhìn lên các vì sao để biết rằng có thể có một nguồn năng lượng như vậy—việc kết hợp hai nguyên tử hydro để tạo ra một nguyên tử heli kéo theo sự mất mát khối lượng, và do đó, theo E = mc2, giải phóng năng lượng. Nhưng đó là một con đường chậm kể từ những năm 1970, khi các nhà khoa học lần đầu tiên xác định mục tiêu đánh lửa, đôi khi còn được gọi là “hòa vốn”. Năm ngoái, các nhà nghiên cứu tại Cơ sở đánh lửa quốc gia của Phòng thí nghiệm Lawrence Livermore đã đến gần, tạo ra khoảng 70% năng lượng laser mà họ bắn vào thí nghiệm. Họ tiếp tục với các thí nghiệm. Sau đó, vào ngày 5 tháng 12, chỉ sau 1 giờ sáng, cuối cùng họ đã chụp được bức ảnh hoàn hảo. Hai megajoule trong; 3 megajoule ra ngoài. Tăng 50 phần trăm năng lượng. “Điều này cho thấy có thể làm được,” Jennifer Granholm, Bộ trưởng Năng lượng Hoa Kỳ, cho biết trong một cuộc họp báo sáng nay.

Đối với các nhà khoa học hợp nhất như Mark Cappelli, một nhà vật lý tại Đại học Stanford, người không tham gia vào nghiên cứu, đó là một kết quả thú vị. Nhưng ông cảnh báo rằng những người đặt hy vọng vào nhiệt hạch như một nguồn năng lượng dồi dào, không có carbon và không lãng phí trong tương lai gần có thể bị bỏ mặc. Ông nói, sự khác biệt nằm ở cách các nhà khoa học xác định điểm hòa vốn. Hôm nay, các nhà nghiên cứu của NIF cho biết họ đã thu được nhiều năng lượng như tia laser của họ bắn vào thí nghiệm—một thành tựu to lớn đã được chờ đợi từ lâu. Nhưng vấn đề là năng lượng trong các tia laser đó chiếm một phần rất nhỏ toàn bộ năng lượng liên quan đến việc bắn lên các tia laze. Theo thước đo đó, NIF đang thu được ít hơn nhiều so với số tiền mà nó bỏ ra. “Kiểu hòa vốn đó rất lâu dài,” Cappelli nói. “Đó là hàng thập kỷ sau. Thậm chí có thể là nửa thế kỷ nữa.”

Vấn đề là laser không hiệu quả. Tạo ra năng lượng nhiệt hạch bằng phương pháp của NIF liên quan đến việc bắn hàng chục chùm tia vào một hình trụ bằng vàng gọi là hohlraum, làm nóng nó lên đến hơn 3 triệu độ C. Các tia laser không nhắm trực tiếp vào nhiên liệu. Thay vào đó, mục tiêu của họ là tạo ra “một hỗn hợp tia X,” Carolyn Kuranz, nhà nghiên cứu nhiệt hạch tại Đại học Michigan, cho biết. Chúng bắn phá viên nhiên liệu nhỏ bao gồm các đồng vị hydro deuterium và tritium, và nghiền nát nó.

Điều này phải được thực hiện với độ chính xác đối xứng hoàn hảo—một “vụ nổ ổn định”. Nếu không, viên sẽ nhăn lại và nhiên liệu sẽ không đủ nóng. Để đạt được kết quả của tuần trước, các nhà nghiên cứu của NIF đã sử dụng các mô hình máy tính cải tiến để nâng cao thiết kế của viên nang chứa nhiên liệu và hiệu chỉnh các chùm tia laze để tạo ra sự phân tán tia X phù hợp.

Hiện tại, những tia laze đó phát ra năng lượng khoảng 2 megajoules mỗi xung. Đối với các nhà khoa học nhiệt hạch, đó là một lượng năng lượng khổng lồ và thú vị. Nó chỉ tương đương với khoảng năng lượng sử dụng trong khoảng 15 phút chạy máy sấy tóc—nhưng được cung cấp tất cả cùng một lúc, trong một phần triệu giây. Việc tạo ra những chùm tia đó tại NIF bao gồm một không gian gần bằng kích thước của một sân bóng đá, chứa đầy đèn nhấp nháy kích thích các thanh laze và truyền các chùm tia. Chỉ riêng điều đó đã tiêu tốn 300 megajoule năng lượng, phần lớn trong số đó bị mất đi. Thêm vào đó các lớp hệ thống làm mát và máy tính, bạn sẽ nhanh chóng nhận được năng lượng đầu vào lớn hơn nhiều bậc so với năng lượng do phản ứng tổng hợp tạo ra. Vì vậy, bước đầu tiên cho phản ứng tổng hợp thực tế, theo Cappelli, là sử dụng các tia laser hiệu quả hơn nhiều.

cài đặt phần mềm online
[ad_2]